【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 程：氣液混合物經(jīng)氣錨孔旁邊的液體流動(dòng)，逐步在一起成大氣泡，小氣泡之間的密度差異由于氣體和液體和液體螺旋流，一部分大氣泡分離并上升到錨管頂部的環(huán)形空間，第二個(gè)離心氣過程：進(jìn)入第二階段的混合物在重力分離，有一些大的泡沫分離浮力，但大多數(shù)的小氣泡仍然是液體。因?yàn)樾碌拿詫m氣錨在降低采用螺旋結(jié)構(gòu),離心力的作用下，氣泡由于低密度沿螺旋線內(nèi)側(cè)提升，浮到頂部錨管環(huán)形空間通過排氣線油套環(huán)形空間，和液體相比，因?yàn)槊芏却螅貦M向向下旋轉(zhuǎn)。③ 第三階段，攜帶流體流向中心管的小氣泡在上級(jí)是螺旋氣錨分離。通過中心的低氣錨管到上級(jí)螺旋氣錨是氣液混合物通過螺旋葉片旋轉(zhuǎn)流生成，由于氣體和液體之間的密度差,離心力使液流沿螺旋的外側(cè),氣泡沿內(nèi)的螺旋上升。當(dāng)氣泡上升到上面的螺絲裝配在頂部,到空氣中，通過閥的油套管環(huán)空。(3)安裝新型迷宮式氣錨時(shí)，有幾點(diǎn)需要注意：①新的迷宮氣錨應(yīng)該支持地面空氣溢流閥使用,否則效果不理想。但是地面溢流閥來控制壓力不宜過高,最好在 1 Mpa 以內(nèi) (負(fù)值沉沒度油井除外)；②超過 30 t 是誘導(dǎo)日產(chǎn)液量的油井,氣液比大于 150 應(yīng)該選擇基本的多級(jí)氣錨；③螺旋距是影響分氣效果好或壞的重要參數(shù)之一。根據(jù)不同的生產(chǎn)井應(yīng)選擇不同的螺距(在錨筒外徑一定的條件下)在一定條件下，合合理的螺距應(yīng)是氣液混合物進(jìn)入錨筒內(nèi)的流速大于液流流經(jīng)泵閥孔徑時(shí)流速的 20%為宜；④對(duì)于油井腐蝕氣體含量較高，螺釘裝配螺旋葉片厚度不宜過小，應(yīng)該在 毫米以上；⑤較低的外套是針對(duì)儲(chǔ)層深、低容量、快速下降,生產(chǎn)是負(fù)當(dāng)下潛的油井設(shè)計(jì)。對(duì)于這種類型的好，可以在較低的外套加入小尾管直徑、排氣尾管的長(zhǎng)度可以確定基于預(yù)期的動(dòng)態(tài)液面深度。好一旦出現(xiàn)負(fù)面的下沉，但通過控制套壓按油成小尾管在保持石油上升高度，最終使油井產(chǎn)量仍能維持一定的時(shí)間。如果油井生產(chǎn)能力穩(wěn)定,不會(huì)出現(xiàn)負(fù)下沉,可以拆卸夾克在一個(gè)較低的水平。這種新的迷宮氣錨，大港和冀東油田采用了 28 口井(氣液比超過 150 的 18 口，氣液比在 150 的 10 口)，有效井 26(其余 2 井由于容量過低,生產(chǎn)幾天然后關(guān)井)，有效率為 %。平均泵效率從 %提高到 %，油井示功圖，基本消除泵效應(yīng)的影響的氣體。例如端口 22 38 和 828 10 井，在使用新的迷宮氣錨，泵效率分別為 21%和 21%，同比增長(zhǎng) 68%和 51%，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。通過以上分析可以看到，偏心氣錨，兩級(jí)高效氣錨，新的迷宮氣錨各有特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)原則的三種氣錨分氣體也各不相同,三種氣錨是更有效的。我們需要通過實(shí)驗(yàn),研究了不同結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)流體流速、流體粘度、氣液比的適應(yīng)性，并建立相應(yīng)的計(jì)算模型，設(shè)計(jì)了計(jì)算油氣分離器。 螺旋式井下油氣分離器結(jié)構(gòu)及工作原理在錨管環(huán)形空間形成氣泡，部分的直徑較大的氣泡，為浮動(dòng)利率在一定程度哈爾濱石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10上，是不一樣的流速的流進(jìn)了中心管，不可避免的被困在錨管環(huán)形空間?；钊聸_程，因液體的速度為零，這部分空氣泡沫將上升到錨管環(huán)形空間頂部的孔進(jìn)入油套管環(huán)空。目前的螺旋式氣錨大體分為單一式和組合式兩大類。1 抽油泵；2 排氣孔；3 單流閥；4 氣罩；5 錨殼；6 螺桿；7 套管；8 中心管；9 封隔器；10 密封窗；11 泄油窗；12 上中心管；13 下中心管；14 吸入口。圖 29 螺旋式井下油氣分離器結(jié)構(gòu)圖 a 是一種單一式螺旋氣錨結(jié)構(gòu)示意圖。直接進(jìn)入螺旋流道實(shí)現(xiàn)螺旋氣液混合物分離，分離后的氣體和液體在防毒面具紀(jì)律處分。氣體在防毒面具，形成“氣頂” ，當(dāng)壓力達(dá)到一定值，打開單閥進(jìn)入油套管環(huán)形空間；液體是沿著防毒面具和錨定到外殼壁進(jìn)入泵。圖 b 是一種組合式螺旋氣錨結(jié)構(gòu)示意圖。氣液混合物從錨殼側(cè)孔進(jìn)入氣錨，然后下沉和折疊成中央管，因?yàn)椤盎亓餍?yīng)” ，氣液混合物分離是第一次。第一次分離后的液體從中心螺旋管進(jìn)入螺旋流道分離。經(jīng)螺旋分離后的氣體和液體的流動(dòng)方向如同圖 a 所示。圖 c 是一種帶封隔器的組合式氣錨結(jié)構(gòu)示意圖。氣液混合物的中心從封隔器管進(jìn)入氣錨，錨殼側(cè)孔進(jìn)入環(huán)形空間，使用“回流效應(yīng)” 。第一次分離后的液體從中心到螺旋管進(jìn)入螺旋流動(dòng)分離。經(jīng)螺旋分離后的氣體和液體流動(dòng)方向如圖 a所示。圖 d 是另一種帶封隔器的組合式氣錨結(jié)構(gòu)示意圖。氣液混合物從封隔器中心哈爾濱石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11管經(jīng)氣錨入螺旋流環(huán)形空間內(nèi)的螺旋分離。分離后的螺旋氣體螺旋上升，形成一個(gè)“氣頂”圍繞一個(gè)防毒面具，然后在形式的一個(gè)連續(xù)的空氣流入油套管環(huán)形空間，并含有少量的氣液把錨從排水窗口設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)環(huán)形空間重力分離后的液體，重力分離從錨殼進(jìn)口通過中心管進(jìn)入泵。上述四種結(jié)構(gòu)的螺旋氣錨，前三種氣罩是單閥,其目的是防止液體、氣體回流，DiGaoFen 氣體效應(yīng)。當(dāng)泵沖程，氣體壓力在空氣陷阱通常低于單閥頂部的壓力,氣體不能打開閥的油套管環(huán)空。泵沖程隨著時(shí)間的推移,由于慣性的液體在螺旋通道，突然打開了氣體壓力的殼單閥，部分套環(huán)形空間氣體進(jìn)入油。因此，氣體不能順利進(jìn)入油套管環(huán)形空間，氣錨分氣效果差。如果沒有單閥，氣體更容易套環(huán)形空間的形式，連續(xù)空氣流入油、提高能力的氣體氣錨點(diǎn)。 [10]其工作原理是：在泵沖程的密度,原油和天然氣有很大的差異，在進(jìn)入油氣分離器孔、大直徑部分原油泡沫分離原油在套管環(huán)形空間，和不斷上升的移動(dòng)高于液位、油套環(huán)形空間(正常螺旋井下油氣分離器沒有這個(gè)過程)。當(dāng)混合物的石油和天然氣的分離器液孔切向進(jìn)入螺旋通道，在螺旋通道和生產(chǎn)兩種分離方法，一個(gè)是沿重力方向的，重力分離是沿著軸的離心分離。 重力分離方式是：當(dāng)混合物的石油和天然氣液分離器的進(jìn)洞里，是徑向流動(dòng)的液體，氣體向上垂直速度、直徑為一個(gè)低流量區(qū)大氣泡上升到頂部的石油和天然氣分離器，再?gòu)纳习l(fā)泄到外管和套管環(huán)形空間，小直徑的氣泡流區(qū)螺旋通道，當(dāng)液體泵在下沖程停止，因?yàn)榱魉贋榱悖粤粼诜蛛x器是泡沫的一部分通過外管和螺旋葉片，螺旋葉片與通道的半圓圈中心管之間上升到頂部的分離器，通過外管的頂部向外發(fā)泄和套管環(huán)形空間。 離心分離只發(fā)生在泵沖程，即當(dāng)混合物的石油和天然氣的液體進(jìn)洞后切向進(jìn)入螺旋通道、液體和氣泡沿螺旋分離器軸做運(yùn)動(dòng)同時(shí)，密度小的氣泡接近軸，向上運(yùn)動(dòng)，通過螺旋葉片與通道的半圓圈中心管上升到頂部的分離器，然后排放到外管和套管的環(huán)形空間。密集的液體離軸和外管，然后向下移動(dòng)到工作筒內(nèi)，再到泵吸水室。流的過程中螺旋運(yùn)動(dòng),溶解氣體分子在液體也會(huì)在離心力的作用下，軸方向，收集，形成氣泡，然后分離。 螺旋式油氣分離器的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍螺旋井下油氣分離器使用聚合湍流使泡沫和離心分離的原則,最大限度地利用套管橫截面積來降低流速的石油和天然氣進(jìn)入泵前，提高“回流效應(yīng)”的氣體。此外,通風(fēng)開放聯(lián)合在頂部，在大體積上形成“氣頂” ，當(dāng)它有利于氣體連續(xù)流動(dòng)順利返回率較小的油套管環(huán)空。在進(jìn)入分離器的石油和天然氣的整個(gè)流動(dòng)過程中，螺旋分離器可以增加盡可能多的從結(jié)構(gòu)的油氣分離效率?？梢哉f，這個(gè)分離器實(shí)現(xiàn)了二次油氣分離，即使在不利條件下(高粘度、高產(chǎn)量、高氣油比)還有一個(gè)更好的效果。在分離器封隔器的下部加長(zhǎng)尾管至油層中(或頂)部，有利于在油氣進(jìn)泵前充哈爾濱石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12分利用氣體能量將油舉升至一定高度，減少油氣從井底到泵口處的滑脫損失，從而降低井底流壓。對(duì)于中低含水、原油密度低的井，適當(dāng)選擇尾管直徑尺寸參數(shù)可以減小油水滑脫而防止井筒積水。即使在不加深泵掛的條件下，也會(huì)明顯降低井底流壓，有利于提高產(chǎn)量。螺旋式井下油氣分離器與封隔器式氣錨一樣，都不適用于不能下封隔器及出砂的油井內(nèi)，對(duì)泵到油層中部的距離較大(我國(guó)有相當(dāng)多這種油井)、產(chǎn)量較高的高油氣比油井具有特殊的意義。 [11]哈爾濱石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13哈爾濱石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14第 3 章 氣錨的設(shè)計(jì)計(jì)算方法 簡(jiǎn)單氣錨設(shè)計(jì)計(jì)算一般簡(jiǎn)單氣錨設(shè)計(jì)需要計(jì)算以下主要參數(shù)：(1)計(jì)算氣錨外殼內(nèi)徑 D1 和吸入管外徑 D2如前所述，欲使氣錨分氣效率高，一般是取氣錨環(huán)形空間液流速度 vf 等于需要分離的最小氣泡的上浮速度 vd，也就是 vg=0。如果忽略氣體密度，取 ρg=0，則公式(21) 可改寫為 (31)2d0/?式中 ——原油的運(yùn)動(dòng)粘度，cm 3/s。0v氣錨環(huán)形空間液流速度為 (32)22f1010/4()6()6ppDSnDSnv?????????式中 ——?dú)忮^環(huán)形空間液流速度， cm3/s；fv——抽油泵活塞直徑：cm；pD——光桿沖程：cm ；S——沖數(shù)：min 1；n——泵效；?——?dú)忮^外殼內(nèi)徑：cm；1——吸入管外徑： cm；2D——?dú)忮^體積利用系數(shù)。0?根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 一般取 ，如果 也取 ，則公式(32)可簡(jiǎn)化為0? (33)2pf160()DSnv??由設(shè)計(jì)原則 (34)df將式(31)，( 33)代入式(34)得 (35)??而 考慮結(jié)蠟和摩阻壓降不能過大，一般選用直徑 32mm,或考慮摩阻壓降2D小于 。(2) 計(jì)算氣錨分離室長(zhǎng)度為了保證在上沖程泵吸入過程中使分離室內(nèi)氣泡不帶入吸入管，分離室體積哈爾濱石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15至少要等于泵一個(gè)沖程吸入體積，所以 (36)2p2mino1()DSld???式中 ——?dú)忮^分離室最小長(zhǎng)度，cm。min2l氣錨分離室最大長(zhǎng)度，應(yīng)保證泵在每個(gè)沖程排油時(shí)間內(nèi)，將需要分離的最小氣泡上浮到氣帽內(nèi)，所以由公式(31)可知 (37)2maxod30/lKvn?式中 ——?dú)忮^分離室最大長(zhǎng)度，cm；max2l——滑脫經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。oK如果 取 ，公式(37) 可簡(jiǎn)化為 (38)22maxo0/ldgnv?計(jì)算出 和 后，選兩者之間大值作為分離室長(zhǎng)度。min2lax(3) 確定進(jìn)液孔尺寸依照 ，進(jìn)液孔長(zhǎng)度應(yīng)為氣錨殼外徑的 倍。(4) 氣帽長(zhǎng)度的確定排氣閥上下壓力差等于氣帽長(zhǎng)度的液柱壓力和氣柱壓力的差值，因此，氣帽長(zhǎng)度 可表達(dá)為1l (39)11g0()Wlf???式中 ——排氣閥與進(jìn)液孔之間距離(即氣帽長(zhǎng)度)，m；1l——排氣閥球質(zhì)量， kg；W——排氣閥座孔面積，m 2；f——液體密度，kg/cm 3；1?——?dú)怏w密度，kg/cm 3。g 螺旋式井下油氣分離器參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)井下分離原則的螺旋的油氣分離器，利用石油和天然氣是高速旋轉(zhuǎn)湍流和離心分離石油和天然氣。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)均勻分布在液體中氣泡；氣泡朝著螺旋槽在考慮離心力的作用；忽略重力的作用；液體密度是一致的；氣液混合物以