一种用于煤层气井的固液气分离装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于煤层气井的固液气分离装置，主要包括固液分离器和气液分离器两部分，其特征是：固液分离器上部有环形封隔器，环形封隔器四周有挂扣，下部接有柱筒，柱筒壁上有多个进液孔，柱筒内有可旋转的中空圆筒，中空圆筒两侧有多叶螺旋片，柱筒壁上有进液孔，柱筒下部接有固体收集器，固体收集器上端有下凹锥面，气液分离器上有相互对立连接的“U”字型进、出液导管，管壁外侧有多个卡箍基座，进、出液导管的内腔有双叶螺旋片，进、出液导管接口处有上、下旋转轮槽，上、下旋转轮槽装有条形旋转片，内部有隔板，出液导管上部有阀座和球形排气阀，球形排气阀通过排气通道与油套环空相连，出液导管中部有内侧出液口，下部有外侧出液口，固液分离器和气液分离器内部通过有一定弯曲度的中心导管连接。
【专利说明】
一种用于煤层气井的固液气分离装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种用于煤层气井的固液气分离装置，属于煤层气井排采工具，能有效提高排采栗工作效率，解决煤层气排采过程中排水管漏气和煤粉卡栗等问题。
【背景技术】
[0002]煤层气井的生产模式是排水采气，通过排出煤层中的水使煤层压力降低到解吸压力以下使煤层气从吸附态变为游离态从而开采出来。我国大多数煤层气井是通过有杆栗来进行排水采气的，但是在煤层气井排采过程中，随着地层水涌入井筒，一定量的煤粉和残留钻肩也一并被携带进入井筒，这些煤粉和钻肩会堆积在排采栗筒内造成卡栗、埋栗等事故，延长检栗周期。此外，有些煤层气井在抽采过程中，进入排采栗的气水比较大，减少排水量，栗效低，当含气量超过一定值后还可能发生气锁，造成油管不出水。目前我国煤层气井生产沿用的是常规油井生产的气锚，由于常规油生产的油气比和煤层气生产的气水比有一定差异，而且还不能实现固液分离，所以除气效果不是很理想，不时还会出现井口漏气等现象，不仅存在安全隐患，而且还造成了一定的经济损失。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供一种用于煤层气井的固液气分离装置，用以解决现行煤层气井排采过程中没有相应配套的固液气三相分离设备导致煤粉卡栗，排水管漏气等问题，可以有效提高排采栗工作效率。
[0004]按照本实用新型提供的技术方案，所述用于煤层气井的固液气分离装置，主要包括固液分离器和气液分离器两部分，其特征是:固液分离器上部有环形封隔器，环形封隔器四周有挂扣，下部接有柱筒，柱筒壁上有多个进液孔，柱筒内有可旋转的中空圆筒，中空圆筒两侧有多叶螺旋片，柱筒壁上有进液孔，柱筒下部接有固体收集器，固体收集器上端有下凹锥面，气液分离器上有相互对立连接的“U”字型进、出液导管，管壁外侧有多个卡箍基座，进、出液导管的内腔有双叶螺旋片，进、出液导管接□处有上、下旋转轮槽，上、下旋转轮槽装有条形旋转片，内部有隔板。出液导管上部有阀座和球形排气阀，球形排气阀通过排气通道与油套环空相连，出液导管中部有内侧出液口，下部有外侧出液口，固液分离器和气液分离器内部通过有一定弯曲度的中心导管连接。
[0005]本实用新型的优点是:(I)能够将除煤粉和除气分步有序进行，在每个环节中都可以保证效果最佳，真正实现除煤粉、除气一体化和系统化；(2)固液分离器和气液分离器中的螺旋片可以根据实际煤层气生产井中的气水比进行大小和数量的调整，实现节能增效。
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型实施例提供的用于煤层气井的固液气分离装置的结构图。
[0007]图2为旋转轮槽示意图。
[0008]图中，1-套管;2-油管；3-卡箍基座;4-直杆;5-双叶螺旋片;6_内腔;7_进液导管；8-中心导管;9-环形封隔器;10-挂扣；11-多叶螺旋片；12-中空圆筒;13-进液孔;14-下凹锥面；15-圆孔；16-固体收集器；17-排气通道；18-上旋转轮槽；19-隔板;20-球形排气阀；21-阀座;22-条形旋转片;23-内侧出液口 ； 24-出液导管;25-座销;26-下旋转轮槽;27-外侧出液口 ； 28-柱筒。
【具体实施方式】
[0009]为了便于对本实用新型的理解，下面结合附图对本实用新型的实施例进行说明。
[0010]如图1所示，排采栗抽采过程中，地层水携带一定量的煤粉和残留的钻肩进入井筒，固液分离器上部安装有环形封隔器9，环形封隔器9的外部嵌有一圈橡胶套，在橡胶套的四周有多个挂扣10，这些挂扣10与油管2内壁的凹槽锲合将固液分离器固定在油管2内一定位置并且将油管2隔离为上下两个空间。由于环形封隔器9的封隔，地层水只能通过柱筒28壁面上的进液孔13进入柱筒28内，进液孔13与柱筒28壁面有一定斜度，这样可以保证液流以一定的侧向速度冲击中空圆筒12上的多叶螺旋片11，多叶螺旋片11在液柱的冲击下按一定的方向高速旋转，利用重力分异原理实现固液分离。分离出的煤粉和钻肩等固体沿着下凹锥面14沉降，通过可调节大小的圆孔15进入固体收集器16，而分离出固体的液流则继续通过中空圆筒12的内部空间进入连接固液分离器和气液分离器的中心导管8内。中心导管8与气液分离器的下旋转轮槽26的外壳相连，且中心导管8的上端有一定弯曲度来使得垂向液流速度转变为水平液流速度去冲击嵌于下旋转轮槽26内部的隔板19，隔板19在转动过程中将液流引入进液导管7，在进液导管7中安装有多个双叶螺旋片5，液流在上行中冲击带动双叶螺旋片5旋转进行第一次气水分离，接着液流进入上旋转轮槽18并带动内部的隔板19旋转，随后进入进液导管7和出液导管24封闭的内腔6中。由于上旋转轮槽18和下旋转轮槽26中隔板19旋转方向的设定，安装在上旋转轮槽18和下旋转轮槽26上的条形旋转片22实现反向高速旋转并形成漩涡流，漩涡流可以加强气水分离从而实现了气液分离器中的第二次气水分离，此时分离出的气体向上运动进入安装于出液导管24上部的阀座21内，当阀座21内的气体积聚到一定程度时，在内外压差所用下，气体顶开坐于阀座21上的球形排气阀20并经过排气通道17进入油管2与套管I的环形空间内。内腔6中的液流通过出液导管24上的内侧出液口 23进入出液导管24中，在出液导管24中的双叶螺旋片5高速旋转下进行第三次气水分离，分离出的气体上行至阀座21内随其他气体一起进入油套环空，剩余的液流则通过出液导管24上的外侧出液口27进入油管2空间内随排采栗的抽提进入栗筒内被采出。进液导管7和出液导管24的外壁有多个卡箍基座3，这些卡箍基座3通过直杆4与油管2上的座销25卯合以固定气液分离器。
[0011]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种用于煤层气井的固液气分离装置，主要包括固液分离器和气液分离器两部分，其特征是:固液分离器上部有环形封隔器，环形封隔器四周有挂扣，下部接有柱筒，柱筒壁上有多个进液孔，柱筒内有可旋转的中空圆筒，中空圆筒两侧有多叶螺旋片，柱筒壁上有进液孔，柱筒下部接有固体收集器，固体收集器上端有下凹锥面，气液分离器上有相互对立连接的“U”字型进、出液导管，管壁外侧有多个卡箍基座，进、出液导管的内腔有双叶螺旋片，进、出液导管接口处有上、下旋转轮槽，上、下旋转轮槽装有条形旋转片，内部有隔板，出液导管上部有阀座和球形排气阀，球形排气阀通过排气通道与油套环空相连，出液导管中部有内侧出液口，下部有外侧出液口，固液分离器和气液分离器内部通过有一定弯曲度的中心导管连接。2.根据权利要求1所述的用于煤层气井的固液气分离装置，其特征在于，所述固液分离器上部有环形封隔器，所述环形封隔器外部嵌有橡胶套，所述橡胶套四周有多个挂扣与油管内壁的凹槽锲合以固定固液分离器。3.根据权利要求1所述的用于煤层气井的固液气分离装置，其特征在于，所述柱筒壁上的进液孔有多个，所述进液孔与柱筒壁面有一定斜度。4.根据权利要求1所述的用于煤层气井的固液气分离装置，其特征在于，所述进、出液导管的外壁有多个卡箍基座，所述卡箍基座通过直杆与油管上的座销卯合以固定气液分离器。
【文档编号】E21B43/38GK205532561SQ201520794490
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年10月15日
【发明人】张遂安, 郝杰, 王理, 梁涛, 杜瑶
【申请人】中国石油大学(北京)