一種多級氣體分離器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多級氣體分離器，包括主軸以及依次套裝在該主軸上的第一級至第N級氣體分離器組件；每級所述氣體分離器組件，包括氣體分離輪、氣體分離座以及包圍該二者形成密閉腔室的外殼；所述氣體分離輪設(shè)有使氣體和液體離心式分離的葉輪，所述氣體分離座設(shè)有集液通道、排氣通道和排氣口，所述氣體分離輪分離的氣體進(jìn)入所述排氣通道并通過所述排氣口排出；所述氣體分離輪分離的液體進(jìn)入所述集液通道，并經(jīng)由所述集液通道輸出至下一級所述氣體分離輪中，直至從末級的所述氣體分離輪輸出至外部設(shè)備中。本發(fā)明能夠解決多個(gè)單臺氣體分離器串接使用所帶來的弊端，其總體結(jié)構(gòu)長度大大縮短，運(yùn)行可靠性大幅提高，成本大幅下降。
【專利說明】
一種多級氣體分離器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體分離器，特別涉及一種多級氣體分離器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油田采油技術(shù)的強(qiáng)化，潛油電栗越來越多地應(yīng)用在高含氣量、高飽和壓力以及低井底壓力的油井中抽油。有時(shí)在定向井中抽油時(shí)，由于井筒下部曲率的急劇增加使電潛栗的下栗深度受到限制。且有時(shí)為了避免過高的井下地層溫度對電動機(jī)和電纜的可靠性產(chǎn)生不良影響，也使電潛栗的下井深度有所減少。
[0003]上述種種工作條件使氣體和原油一起進(jìn)入潛油電栗，使栗的流量和壓力明顯下降，而當(dāng)栗進(jìn)口處的含氣量β(自由氣對氣液混合物的體積流量比值)足夠大時(shí)(在低含水油井中β = 0.6?0.7，在高含水油井中β = 0.3?0.4)，潛油栗就會工作不穩(wěn)，特性參數(shù)(流量、壓力和功率)波動，甚至完全中斷工作。
[0004]為防止?jié)撚碗娎跏軞怏w有害影響的最有效措施是在栗進(jìn)口處裝氣體分離器。潛油電栗機(jī)組一般由潛油電機(jī)、保護(hù)器、進(jìn)口段、氣體分離器、氣體處理器、潛油栗組成。潛油電栗用氣體分離器的結(jié)構(gòu)按分離方法不同，可分為重力式、離心式和綜合式等三種。大量的油田使用經(jīng)驗(yàn)證實(shí)，重力式和(重力-離心式)綜合式氣體分離器都不如離心式氣體分離器的分離效果好。
[0005]目前，現(xiàn)有潛油電栗機(jī)組中使用的氣體分離器大多為單臺單級離心式氣體分離器。對于井液含氣量較高的情況，在單臺單級氣體分離器不能滿足排氣要求的情況下，多采用二臺或三臺氣體分離器串接使用，以提高整體機(jī)組的排氣效率，這種用于高含氣井液抽油的排氣方法雖然也能起到高含氣井液排氣的目的，但總體機(jī)組長度增長較多，且單臺機(jī)組之間需用栗頭、栗座連接，幾根軸之間需用花鍵套連接，安裝使用麻煩，機(jī)組運(yùn)行可靠性差，機(jī)組成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種多級氣體分離器。
[0007]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種多級氣體分離器，包括主軸以及依次套裝在該主軸上的第一級至第N級氣體分離器組件;每級所述氣體分離器組件，包括氣體分離輪、氣體分離座以及包圍該二者形成密閉腔室的外殼;所述氣體分離輪設(shè)有使氣體和液體離心式分離的葉輪，所述氣體分離座設(shè)有集液通道、排氣通道和排氣口，所述氣體分離輪分離的氣體進(jìn)入所述排氣通道并通過所述排氣口排出；所述氣體分離輪分離的液體進(jìn)入所述集液通道，并經(jīng)由所述集液通道輸出至下一級所述氣體分離輪中，直至從末級的所述氣體分離輪輸出至外部設(shè)備中。
[0008]本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)方案:
[0009]所述氣體分離座內(nèi)腔從上之下依次設(shè)有與下一級氣體分離輪相連的大直徑孔段、圓臺形孔段、與所述主軸間隙配合的小直徑孔段和與本級氣體分離輪相連的中直徑孔段，所述集液通道為在所述圓臺形孔段的內(nèi)壁上開設(shè)通往下方外周的斜孔，所述排氣通道為在所述中直徑孔段的內(nèi)壁上開有通往上方外周的斜孔，所述集液通道和所述排氣通道的中心線均與軸線成銳角;所述集液通道與所述排氣通道不連通。
[0010]所述集液通道和所述排氣通道的中心線均與軸線成<45°的銳角。
[0011]所述氣體分離座的外表面在與所述集液通道相交的一段部分截面為上大下小的圓臺形。
[0012]所述集液通道和所述排氣通道均為多個(gè)，兩者沿周向交替均布。
[0013]所述氣體分離座外周設(shè)環(huán)形凹槽，在所述環(huán)形凹槽的兩側(cè)分別設(shè)有環(huán)形凸起I和環(huán)形凸起Π，所述外殼嵌套在相鄰兩個(gè)所述氣體分離座之間，其中一端與前一級所述氣體分離座的環(huán)形凸起I連接，另一端與本級所述氣體分離座的環(huán)形凸起Π連接，所述環(huán)形凹槽在所述環(huán)形凸起Π側(cè)的內(nèi)壁上設(shè)有所述排氣口。
[0014]所述氣體分離輪包括直板離心葉輪段和螺旋離心葉輪段，所述螺旋離心葉輪段為介質(zhì)輸入端，所述直板離心葉輪段為介質(zhì)輸出端。
[0015]所述氣體分離座在與所述主軸孔軸配合的部位內(nèi)嵌軸瓦。
[0016]所述外殼內(nèi)還設(shè)有襯套。
[0017]還包括進(jìn)口段，所述進(jìn)口段與首級所述氣體分離輪連接，所述進(jìn)口段設(shè)有進(jìn)口過濾網(wǎng)。
[0018]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本發(fā)明可用一根軸將原先二到三根軸上的離心分離輪串在一起，在各離心分離輪之間設(shè)置氣體分離座，從而構(gòu)成整體的多級氣體分離器。本發(fā)明的多級氣體分離器去除了多個(gè)單臺氣體分離器串接使用所需的栗頭、栗座連接，以及軸與軸之間花鍵套的連接，徹底解決了多個(gè)單臺氣體分離器串接使用所帶來的弊端，其總體結(jié)構(gòu)長度大大縮短，運(yùn)行可靠性大幅提高，成本大幅下降，同時(shí)其排氣效率較多個(gè)單臺氣體分離器串接使用更高，且所需軸功率更低，從而實(shí)現(xiàn)了整機(jī)效率提高。
[0019]本發(fā)明可安裝于抽取高含氣量井液的潛油電栗前，以保證潛油電栗能在抽取高含氣量井液時(shí)正常工作。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的氣體分離座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖1中:a、排氣口；b、排氣通道;C、環(huán)形凸起I;d、環(huán)形凹槽;e、環(huán)形凸起Π;f、集液通道。
[0022]圖2是本發(fā)明在N為2時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2中:1、上運(yùn)輸帽；2、末級氣體分離座;3、主軸;9、第二級外殼；10、第二級襯套；
11、第二級直板離心葉輪段;12、第二級螺旋離心葉輪段；13、第一級氣體分離座；14、第一級外殼；15、第一級襯套；16、第一級直板離心葉輪段;17、第一級螺旋離心葉輪段；18、進(jìn)口段；19、進(jìn)口過濾網(wǎng)；20、下運(yùn)輸帽。
[0024]圖3是本發(fā)明在N為3時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3中:1、上運(yùn)輸帽；2、末級氣體分離座;3、主軸;4、第三級外殼;5、第三級襯套;6、第三級直板離心葉輪段;7、第三級螺旋離心葉輪段;8、第二級氣體分離座;9、第二級外殼；
10、第二級襯套；11、第二級直板離心葉輪段;12、第二級螺旋離心葉輪段;13、第一級氣體分離座；14、第一級外殼；15、第一級襯套；16、第一級直板離心葉輪段；17、第一級螺旋離心葉輪段;18、進(jìn)口段;19、進(jìn)口過濾網(wǎng)；20、下運(yùn)輸帽。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0027]請參見圖1?圖3，一種多級氣體分離器，其特征在于，包括主軸3以及依次套裝在該主軸3上的第一級至第N級氣體分離器組件;每級所述氣體分離器組件，包括氣體分離輪、氣體分離座以及包圍該二者形成密閉腔室的外殼;所述氣體分離輪設(shè)有使氣體和液體離心式分離的葉輪，所述氣體分離座設(shè)有集液通道f、排氣通道b和排氣口 a，所述氣體分離輪分離的氣體進(jìn)入所述排氣通道b并通過所述排氣口 a排出;所述氣體分離輪分離的液體進(jìn)入所述集液通道f，并經(jīng)由所述集液通道f輸出至下一級所述氣體分離輪中，直至從末級的所述氣體分離輪輸出至外部設(shè)備中。
[0028]請參見圖1，所述氣體分離座內(nèi)腔從上之下可依次設(shè)有與下一級氣體分離輪相連的大直徑孔段、圓臺形孔段、與所述主軸3間隙配合的小直徑孔段和與本級氣體分離輪相連的中直徑孔段，所述集液通道f可為在所述圓臺形孔段的內(nèi)壁上開設(shè)通往下方外周的斜孔，所述排氣通道b可為在所述中直徑孔段的內(nèi)壁上開有通往上方外周的斜孔，所述集液通道f和所述排氣通道b的中心線可均與軸線成銳角;所述集液通道f與所述排氣通道b不連通。所述氣體分離座套裝在主軸3上，其大直徑孔段與下一級氣體分離輪相連，其中直徑孔段與本級氣體分離輪相連，其小直徑孔段可與主軸3間隙配合，并可根據(jù)主軸3外周尺寸，配合制成階梯軸，其小直徑孔段也可與主軸3通過軸承連接，可以在小直徑孔段與主軸3間設(shè)置密封軸承;其上部外周與下一級外殼之間密封連接，其中部外周與本級外殼之間密封連接，其下部外周與本級外殼之間有間隙;本級氣體分離輪分離的液體從氣體分離座下部外周與本級外殼之間的間隙處流入所述集液通道f，從所述集液通道f流向內(nèi)腔的圓臺形孔段和大直徑孔段，再由內(nèi)腔的大直徑孔段流向下一級的氣體分離輪;本級氣體分離輪分離的氣體從內(nèi)腔的中直徑孔段進(jìn)入所述排氣通道b，再由所述排氣口a排出。(此段為補(bǔ)充說明，避免公開不充分)
[0029]所述氣體分離座可在與所述主軸3孔軸配合的部位內(nèi)嵌軸瓦。
[0030]進(jìn)一步地，所述集液通道f和所述排氣通道b的中心線可均與軸線成<45°的銳角。
[0031]進(jìn)一步地，所述氣體分離座的外表面可在與所述集液通道f相交的一段部分截面為上大下小的圓臺形。
[0032]進(jìn)一步地，所述集液通道f和所述排氣通道b可均為多個(gè)，兩者可沿周向交替均布。
[0033]所述氣體分離座外周可設(shè)環(huán)形凹槽d，在所述環(huán)形凹槽d的兩側(cè)可分別設(shè)有環(huán)形凸起Ic和環(huán)形凸起Πθ，所述外殼可嵌套在相鄰兩個(gè)所述氣體分離座之間，其中一端可與前一級所述氣體分離座的環(huán)形凸起Πθ連接，另一端可與本級所述氣體分離座的環(huán)形凸起Ic連接，所述環(huán)形凹槽d在所述環(huán)形凸起IIe側(cè)的內(nèi)壁上可設(shè)有所述排氣口 a。
[0034]所述氣體分離輪可包括直板離心葉輪段和螺旋離心葉輪段，所述螺旋離心葉輪段可為介質(zhì)輸入端，所述直板離心葉輪段可為介質(zhì)輸出端。
[0035]為起到密封液體，防止外泄，在所述外殼內(nèi)還可設(shè)有襯套，在所述氣體分離座外周設(shè)軸臺，將所述襯套嵌套在相鄰兩個(gè)所述氣體分離座的軸臺之間，并采用密封圈密封。
[0036]本發(fā)明還可包括進(jìn)口段18，所述進(jìn)口段18與首級(第一級)所述氣體分離輪連接，所述進(jìn)口段18可設(shè)有濾網(wǎng)進(jìn)口過濾網(wǎng)19。
[0037]本發(fā)明的兩端還可設(shè)有運(yùn)輸帽，包括上運(yùn)輸帽I和下運(yùn)輸帽20。
[0038]請參見圖3，以N為3時(shí)的三級氣體分離器為例，具體說明本發(fā)明的工作原理:
[0039]高含氣井液由多級氣體分離器前端的進(jìn)口段18進(jìn)入第一級(首級)氣體分離輪的第一級螺旋離心葉輪段17，該第一級螺旋離心葉輪段17的螺旋葉輪推動高含氣井液進(jìn)入第一級直板離心葉輪段16，高含氣井液在這里分離成氣和油水，比重大的油水被離心力甩向第一級氣體分離器組件的第一級外殼14的管壁區(qū)域，比重輕的氣體被留在主軸3外圓周區(qū)域并被推向第一級氣體分離座13;在這里氣體通過所述排氣通道b及排氣口 a被排出氣體分離器;含有較少氣體的井液進(jìn)入第二級氣體分離輪的第二級螺旋離心葉輪段12，在這里該第二級螺旋離心葉輪段12的螺旋葉輪繼續(xù)推動經(jīng)過第一級排氣后含氣減少的井液進(jìn)入第二級直板離心葉輪段11，在這里含氣井液進(jìn)一步被分離成氣和油水，其中同樣是比重大的油水被離心力甩向第二級氣體分離器組件的第二級外殼9的管壁區(qū)域，比重輕的氣體被留在主軸3外圓周區(qū)域并被推向第二級氣體分離座8;在這里氣體被再次排出氣體分離器，進(jìn)一步減少氣體的含氣井液進(jìn)入第三級(末級)氣體分離輪的第三級螺旋離心葉輪段7，在這里螺旋葉輪繼續(xù)推動經(jīng)過第二級排氣后含氣進(jìn)一步減少的井液進(jìn)入第三級直板離心葉輪段6，在這里含氣井液再一次被分離成氣和油水，其中同樣是比重大的油水被離心力甩向第三級(末級)氣體分離器組件的第三級外殼4構(gòu)成的管壁區(qū)域，比重輕的氣體被留在主軸3外圓周區(qū)域并被推向第三級氣體分離座，也就是末級氣體分離座2，在這里氣體被基本全部排出氣體分離器，不含氣體或含很少氣體的井液被送入潛油電栗中，潛油電栗對該部分井液進(jìn)行升壓并被提升到地面。
[0040]為起到密封液體，防止外泄，在第一級外殼14內(nèi)還可設(shè)有第一級襯套15，在第二級外殼9內(nèi)還可設(shè)有第二級襯套10，在第三級外殼4內(nèi)還可設(shè)有第三級襯套5，在第一級氣體分離座13、第二級氣體分離座8、第三級(末級)氣體分離座2以及進(jìn)口段18的外周均設(shè)軸臺，將第一級襯套15嵌套在第一級氣體分離座13的軸臺和進(jìn)口段18的軸臺之間，將第二級襯套10嵌套在第二級氣體分離座8的軸臺和第一級氣體分離座13的軸臺之間，將第三級襯套5嵌套在第三級氣體分離座4的軸臺和第二級氣體分離座8的軸臺之間，并采用密封圈密封。(根據(jù)專利法要求，需要根據(jù)圖進(jìn)行說明)。
[0041 ]高含氣井液在進(jìn)入多級氣體分離器后，經(jīng)過第一、二、第三級氣體分離輪及各級氣體分離座排氣后，井液中基本不再含氣，這時(shí)井液進(jìn)入潛油電栗中，從而實(shí)現(xiàn)保證潛油電栗可以安全可靠運(yùn)行。
[0042]以上所述的實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，不能僅以本實(shí)施例來限定本發(fā)明的專利范圍，即凡本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多級氣體分離器，其特征在于，包括主軸以及依次套裝在該主軸上的第一級至第N級氣體分離器組件;每級所述氣體分離器組件，包括氣體分離輪、氣體分離座以及包圍該二者形成密閉腔室的外殼;所述氣體分離輪設(shè)有使氣體和液體離心式分離的葉輪，所述氣體分離座設(shè)有集液通道、排氣通道和排氣口，所述氣體分離輪分離的氣體進(jìn)入所述排氣通道并通過所述排氣口排出；所述氣體分離輪分離的液體進(jìn)入所述集液通道，并經(jīng)由所述集液通道輸出至下一級所述氣體分離輪中，直至從末級的所述氣體分離輪輸出至外部設(shè)備中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級氣體分離器，其特征在于，所述氣體分離座內(nèi)腔從上之下依次設(shè)有與下一級氣體分離輪相連的大直徑孔段、圓臺形孔段、與所述主軸間隙配合的小直徑孔段和與本級氣體分離輪相連的中直徑孔段，所述集液通道為在所述圓臺形孔段的內(nèi)壁上開設(shè)通往下方外周的斜孔，所述排氣通道為在所述中直徑孔段的內(nèi)壁上開有通往上方外周的斜孔，所述集液通道和所述排氣通道的中心線均與軸線成銳角;所述集液通道與所述排氣通道不連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級氣體分離器，其特征在于，所述集液通道和所述排氣通道的中心線均與軸線成<45°的銳角。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級氣體分離器，其特征在于，所述氣體分離座的外表面在與所述集液通道相交的一段部分截面為上大下小的圓臺形。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級氣體分離器，其特征在于，所述集液通道和所述排氣通道均為多個(gè)，兩者沿周向交替均布。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級氣體分離器，其特征在于，所述氣體分離座外周設(shè)環(huán)形凹槽，在所述環(huán)形凹槽的兩側(cè)分別設(shè)有環(huán)形凸起I和環(huán)形凸起Π，所述外殼嵌套在相鄰兩個(gè)所述氣體分離座之間，其中一端與前一級所述氣體分離座的環(huán)形凸起I連接，另一端與本級所述氣體分離座的環(huán)形凸起Π連接，所述環(huán)形凹槽在所述環(huán)形凸起Π側(cè)的內(nèi)壁上設(shè)有所述排氣口。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級氣體分離器，其特征在于，所述氣體分離輪包括直板離心葉輪段和螺旋離心葉輪段，所述螺旋離心葉輪段為介質(zhì)輸入端，所述直板離心葉輪段為介質(zhì)輸出端。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級氣體分離器，其特征在于，所述氣體分離座在與所述主軸孔軸配合的部位內(nèi)嵌軸瓦。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級氣體分離器，其特征在于，所述外殼內(nèi)還設(shè)有襯套。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級氣體分離器，其特征在于，還包括進(jìn)口段，所述進(jìn)口段與首級所述氣體分離輪連接，所述進(jìn)口段設(shè)有進(jìn)口過濾網(wǎng)。
【文檔編號】B01D45/14GK106076006SQ201610650120
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月8日 公開號201610650120.5, CN 106076006 A, CN 106076006A, CN 201610650120, CN-A-106076006, CN106076006 A, CN106076006A, CN201610650120, CN201610650120.5
【發(fā)明人】方杭安, 張殿強(qiáng), 張莉
【申請人】天津市百利溢通電泵有限公司