本实用新型专利技术公开了一种用于井下油-水分离的采注装置。主要解决现阶段国内外海上油田油-水分离处理量大、平台处理空间有限的问题。其特征在于它的油-水分离结构：双级旋流器串联在套管中，每级旋流器由多个旋流器从上至下并联而成。在整套装置中，动力部分由电机、高压电缆接头以及电缆组成；增压部分由泵组成，它可以是电动潜油离心泵；油-水分离部分包括第一级旋流分离器、第二级旋流分离器、封隔器、外旁通管等。本装置通过分离海上油田井下油-水混合液、回注分离后的水到注水层、举升分离后的油到地面来实现海上油田同井注采。本实用新型专利技术的应用具有减少海上平台油-水混合液的处理量、减少采油成本、提高经济效益等优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种用于井下采油的油-水分离采注装置，属于石油开采设备
技术介绍
随着海上油田的不断开发，油井的含水量逐渐上升。为维持产量，不得不采用提高排液量的办法来延缓产油量递减的速度。目前，海上油田大部分区块井下产出液含水高达809Γ95%，这些产出液需经过地面水处理后进入到下一步工序。随着含水量的进一步增大，出现下述问题一是举升大流量的油液需要增加更大的电机功率，耗费更多的电能；二是由于举升到地面的油液含水量增大，水处理工艺越来越复杂，设施越来越庞大，成本越来越高，加剧了地面特别是本来空间就有限的海上平台的空间小的矛盾。 上述因素都导致了油田开发成本的上升，经济效益的下降。
技术实现思路
为了保证海上油田生产任务的完成，减少油田开发成本，提高经济效益，需要开发一种装置，将油-水在井下分离，分离后的水被回注到注水层，分离后的油被举升到地面。这种安装在井下的装置需要在单泵单电机采油装置的基础上增加并联和串联的多级油-水分离旋流器，保证处理量和分离效率。本技术提供一种用于井下采油的油-水分离采注装置。该装置能使大流量的采出层的油-水混合液经过加压、分离后，水被回注到注水层，油经过旁通管、油管被举升到地面。这种装置的应用，大大减少了海上平台油-水混合液的处理量，达到了减少成本，提高经济效益的目的。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是该装置通过分离大流量的海上油田井下油-水混合液、回注分离后的水到注水层、举升分离后的油到地面来实现海上油田同井注采。概括地说，该装置能使大流量的采出层的油-水混合液经过泵加压后，进入双级并联旋流分离器分离，分离后的含水量较高的混合液被回注到注水层，富油液经过旁通管、油管被举升到地面。具体步骤为按照工艺管柱图，方案一将油管、电缆、高压电缆接头、上控制阀、上单向阀、补偿器、电机、保护器、吸入口、泵、双级旋流分离器、下单向阀、封隔器、下控制阀、外旁通管以及各分段油管从上到下依次连接成工艺管柱；方案二 将油管、电缆、高压电缆接头、上控制阀、上单向阀、外旁通管、双级旋流分离器、泵、吸入口、保护器、电机、密封钢罩、下单向阀、封隔器、下控制阀以及各分段油管从上到下依次连接成工艺管柱。第一级旋流器采用旋流器并联结构；第一级旋流器排成一竖列放置在套管中，顶部溢流口通过接管连接到内旁通管上，内旁通管作为富油液的排出通道，在采上注下方案中与套管上盖板相连，在采下注上方案中穿过隔板偏心孔与套管下盖板及特制接头相连；底部溢流口通过接管连接到第一级旋流器出口，第一级旋流器出口作为含水量较高处理液的排出通道，与套管中部隔板另一偏心通孔相通；内旁通管、第一级旋流器出口偏心布置。套管上部用上盖板封闭，上盖板中心开通孔并与双级旋流器入口相通，双级旋流器入口又与泵出口相通，采油层井液通过泵加压，流经双级旋流器入口进入到密闭套管腔室，再通过旋流腔入口流入旋流器进行分离； 在采上注下方案中，套管上盖板偏心位置开通孔与内旁通管相连，富油液经此通道流入外旁通管；在采下注上方案中，套管下盖板和特制接头偏心位置开通孔与内旁通管相连，含富油液经此通道流入外旁通管；套管中部隔板偏心通孔之一与第一级旋流器出口相通，之二被内旁通管穿过，之三与第一级最下面的旋流器的底流管相通，含水量较高的处理液流经此通道流入第二级旋流器，连接到出口方案则无此孔。第二级旋流器采用旋流器并联结构； 第二级旋流器排成一竖列放置在套管中，顶部溢流口通过接管连接到内旁通管上，内旁通管作为富油液的排出通道，从隔板偏心孔穿过；底部溢流口通过接管连接到第二级旋流器出口，第二级旋流器出口作为含水量较高的处理液的排出通道，与套管下部下盖板相通；内旁通管、第二级旋流器出口偏心布置。套管下部用下盖板及特制管接头封闭，中部隔板偏心通孔与第一级旋流器出口及底流管相通，第一级含水量较高的处理液通过隔板偏心通孔流入密闭套管腔室，再通过旋流腔入口流入旋流器进行分离；隔板另一偏心通孔将内旁通管贯穿第一、二级旋流器套管腔室，富油液经此通道流入外旁通管；在采上注下方案中套管下部下盖板开两个偏心孔，连接到出口方案则无第二个孔，其一与第二级旋流器出口相通，其二与第二级最下面旋流器的底流管相通，管接头的下端开一中心孔，与上部两孔贯通，并与双级旋流器出口相通，含水量较高的处理液流经此通道最终被注入注水层；在采下注上方案中套管下部下盖板开三个偏心孔，连接到出口方案则无第二个孔，其一与第二级旋流器出口相连，其二与第二级最下面旋流器的底流管相连，其三被内旁通管穿过；管接头开一中心孔和一偏心孔，中心孔与上部两孔贯通，并与双级旋流器出口相通，含水量较高的处理液流经此通道最终被注入注水层；偏心孔与内旁通管相连，富油液经此通道流入外旁通管。第一、二级旋流器安装在套管中，中间用隔板隔开，一根内旁通管穿过此隔板；每级最下面的旋流器的底流管连接到出口上(如附图5所示)或连接到隔板和下盖板上(如附图4所示)； 套管中部隔板开三个偏心孔，连接到出口方案则开两个偏心孔，联系上、下级旋流器。外旁通管下端与内旁通管相通，上端与套管相连，经过双级旋流器分离后的富油液经过此通道流进油管，被举升到地面。在采下注上方案中，电机、保护器、吸入口被密封在钢罩里，密封钢罩用来分隔油层产出液和含水量较高的处理液。在采下注上方案中，双级旋流器出口管壁上开孔，用来排放含水量较高的处理液。上述步骤中，动力部分由电机、高压电缆接头以及电缆组成，并采用单电机结构；增压部分由泵组成，它可以是电动潜油离心泵，通过法兰连接到动力部分，泵采用单泵结构，即举升油液不再另设电泵；油-水分离部分包括第一级旋流分离器、第二级旋流分离器、封隔器、外旁通管等，自上而下依次连接，安装在增压部分下方，并用法兰与增压部分连接；控制部分由上、下控制阀以及单向阀组成，调节装置油、水出口背压，整套装置安装在套管中。本技术的有益效果是通过双级旋流器串联、同级旋流器并联的方式将海上油田大流量的油-水混合采出液在井下进行分离，分离后的水被回注到注水层，分离后的油被举升到地面，大大减少了海上平台油-水混合液的处理量，达到了减少成本，提高经济效益的目的。附图说明图I是本技术提出的用于井下采油的油-水分离采注装置的采上注下方案(方案一)结构不意图。图2是图I所示的油-水分离采注装置中双级旋流器的结构示意图。图3是本技术提出的用于井下采油的油-水分离采注装置的采下注上方案(方案二)结构示意图。图4 (旋流器正装)、图5 (旋流器倒装)是图4所示的油-水分离采注装置中双级旋流器的结构示意图。图I、图2、图3、图4、图5中，I.油管，2.电缆，3.上控制阀，4.上单向阀，5.堵头，6.补偿器，7.电机，8.保护器，9.外旁通管，10.吸入口，11.泵，12.双级旋流器入口，13.双级旋流器，14.双级旋流器出口，15.下单向阀，16.封隔器，17.下控制阀，18.套管，19.上盖板，20.旋流器溢流管出口，21.第一级旋流器，22.内旁通管，23.旋流器底流管出口，24.第一、二级旋流器出口，25.隔板，26.第二级旋流器，27.特制接头，28.下盖板，29.密封钢罩具体实施方式如图I采上注下方案所示采油层采出的油-水混合液按图示箭头方向流动，经吸入口( 1本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于井下油？水分离的采注装置，采上注下方案由油管、电缆、高压电缆接头、上控制阀、上单向阀、补偿器、电机、保护器、吸入口、泵、双级旋流分离器、下单向阀、封隔器、下控制阀、外旁通管从上到下，采用法兰或螺纹连接而成，安装在套管内；采下注上方案由油管、电缆、高压电缆接头、上控制阀、上单向阀、外旁通管、双级旋流分离器、泵、吸入口、保护器、电机、密封钢罩、下单向阀、封隔器、下控制阀从上到下，采用法兰或螺纹连接而成，安装在套管内。
【技术特征摘要】
1.用于井下油-水分离的采注装置，采上注下方案由油管、电缆、高压电缆接头、上控制阀、上单向阀、补偿器、电机、保护器、吸入口、泵、双级旋流分离器、下单向阀、封隔器、下控制阀、外旁通管从上到下，采用法兰或螺纹连接而成，安装在套管内；采下注上方案由油管、电缆、高压电缆接头、上控制阀、上单向阀、外旁通管、双级旋流分离器、泵、吸入口、保护器、电机、密封钢罩、下单向阀、封隔器、下控制阀从上到下，采用法兰或螺纹连接而成，安装在套管内。2.根据权利要求I所述的用于井下油-水分离的采注装置，其特征是采用单泵单电机结构，泵用来给油层产出液增压，进而为回注到地层的水和举升到地面的油提供能量。3.根据权利要求I所述的用于井下油-水分离的采注装置，其特征是第一级旋流器采用旋流器并联结构；第一级旋流器排成一竖列放置在套管中，顶部溢流口通过接管连接到内旁通管上，内旁通管作为富油液的排出通道，在采上注下方案中与套管上盖板相连，在采下注上方案中穿过隔板偏心孔与套管下盖板及特制接头相连；底部溢流口通过接管连接到第一级旋流器出口，第一级旋流器出口作为含水量较高处理液的排出通道，与套管中部隔板另一偏心通孔相通；内旁通管、第一级旋流器出口偏心布置。4.根据权利要求I所述的用于井下油-水分离的采注装置，其特征是第二级旋流器采用旋流器并联结构；第二级旋流器排成一竖列放置在套管中，顶部溢流口通过接管连接到内旁通管上，内旁通管作为富油液的排出通道，从隔板偏心孔穿过；底部溢流口通过接管连接到第二级旋流器出口，第二级旋流器出口作为含水量较高的处理液的排出通道，与套管下部下盖板相通；内旁通管、第二级旋流器出口偏心布置。5.根据权利要求I所述的用于井下油-水分离的采注装置，其特征是第一、二级旋流器安装在套管中，中间用隔板隔开，一根内旁通管穿过此隔板；每级最下面的旋流器的底流管连接到出口上或连接到隔板和下盖板上；套管中部隔板开三个偏心孔，连接到出口方案则开两个偏心孔，联系上、下级旋流器。6.根据权利要求3所述的用于井下油-水分离的采注装置，其特征是套管上部用上盖板封闭，上盖板中心开通孔并与双级旋流器入口相通，双级旋流器入口又与泵出口相通， 采油层...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜廷俊，崔日，张丽稳，胡江明，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：实用新型
国别省市：
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