【正文】 ，分氣效果差 ； 利用離心力的離心分離型氣錨，當(dāng)用于 低產(chǎn)油井 時，由于液流速度 較 小，產(chǎn)生的離心力小，分氣效果差。環(huán)空中的氣速決定環(huán)空中液體 的 濃度， 當(dāng)氣速較高時 ，液體氣夾帶液滴繞過氣錨 的 入口，使得 在 環(huán)空流道狹窄處的液體 的 回落量也有所下降，從而降低了進入氣錨和抽油泵液體 的 量。液流在其下降過程中 會 釋放出一些氣泡，通過對透明氣錨的觀察 研究 發(fā)現(xiàn)，小氣泡實際上是不可能從液流中分離出 來 的，因此這種氣錨的結(jié)構(gòu)應(yīng)該能為液流提供 更 寬敞和 更 平滑的流道，以將其中產(chǎn)生的小氣泡的 數(shù)量降至最低。 偏心氣錨工作時，抽油泵從氣錨下部抽出液體。它們有各自的工作原理和不同的特點 。因為 PfPg， 所以排氣孔內(nèi)壓力大于排氣孔外壓力，當(dāng)這兩個壓力差值大于克服排氣閥 自 重時，則閥自動放氣。 其原理是，氣錨內(nèi)分出的氣體上浮 后 進入 氣 帽，使 氣帽內(nèi) 充滿氣體。這種氣錨 的分氣 效率比簡單氣錨 分氣率要好 ，但低于封隔器井下分離器。 其分氣原理 大概 是以集氣盤作為氣泡 的 捕集器，將氣泡 所 聚集后 ，再 利用液流的 90 度轉(zhuǎn)向時的離心效應(yīng)， 從而 使油氣分離。因此，使氣泡聚集成大氣泡便會大大地改善分氣效率。 這種氣錨分離效率高，產(chǎn)量 越 高，氣油比 越 大，氣泡直徑 越 大，增加螺旋圈數(shù)，減小螺旋外徑都可以提高分氣效率。 [5]當(dāng) 含氣油流在氣錨內(nèi)旋轉(zhuǎn) 流動 時 ，利用不同密度的流體離心力 的 不同，使被聚集的大氣泡沿螺旋內(nèi)側(cè)流動，帶有未被分離的小氣泡的液體則沿外側(cè)流動。以螺旋式氣 錨 為代表， 螺旋 式氣錨包括氣錨外管，上接頭，下接頭，一次分離裝置，所述一次分離裝置包括下部進液外管、下部進液內(nèi)管、接箍，二次分離裝置，所述二次分離裝置包括筒體、離心造旋體、進液偏心通道、出液偏心通道、擋環(huán)、半環(huán)進液口、半環(huán)管壁、中心管、單向閥。對于大產(chǎn)量，高氣油比及高粘度油井 來說 ，往往設(shè)計氣錨外徑過大，大于套 管允許的直徑。所進行的以上 的 四個步驟的氣泡都在靜止條件下上浮至氣錨的氣帽中 (或套管環(huán)形空間 )， 此時達到 分氣效率最高階段。這時氣泡 的 速度是液流下行 的 速度減去氣泡上浮 的 速度，氣錨 的 環(huán)形空間有一部分能分 游 離的最小氣泡被 滯留在環(huán)形空間。當(dāng)油氣剛進入氣錨時，液體流向是近似水平的，而氣泡有向上的上浮速度，這時有部分氣泡上 浮到氣帽中，從排氣孔排出。氣泡直徑 越 小，垂直分速 就越 小，越容易被液流帶入氣錨。垂直分速 越 大，水平分速 越 小，則氣泡越不容易進入氣錨。當(dāng)氣泡到達氣錨進液孔附近時，液流要流向氣錨進液孔，流動方向發(fā)生改變，氣泡上升速度及方向也將改變，氣泡垂直分 速為 Vd+Vfv，水平分速為液流水平分速 Vfh， 如圖 22 所示。哈爾濱石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 降低泵吸入中壓力使氣泡 的 直徑變大 ，這樣就 會大大提高分氣能力，而 在 高粘原油中氣泡不易分離。s； g ——重力加速度， cm/s2。因此 ，氣泡 的 上升速度較液體上升 的 速度快一個 Vd，進行氣泡首次分離。 ① 上沖程時（泵吸入階段），分氣過程可分為四個步驟。圖中 vd 為靜止液體中氣泡上升速度； vf為液體上升速度； vg 為流動液體中氣泡上升速度； Vfv 液體垂直分速； Vfh 為液體水平分速；L1為氣帽高度； L2為分離室長度。 [3]這種氣錨以國內(nèi)最早使用的簡單氣錨和美國的窮孩子氣錨(Poorboyanchor)為代表。其次 ,當(dāng)壓力極低時 ,氣體分子的平均自由路程達到孔道尺寸 ,氣體分子擴散可以不受碰撞而自由飛動 ,由于這一原因?qū)е乱暆B透率增加。 [2] (1)利用滑脫效應(yīng) 又稱克林肯伯格效應(yīng) (Klinkenberg effect)。 哈爾濱石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第 2 章 氣錨油氣分離機理研究 分氣原理 氣錨和井下分離器基本分氣原理 是有效地利用油氣密度差 ， 使油流中的自由氣在進泵前分離出來 ， 通過油套環(huán)形空間排到地面 。理論研究油氣分離器 ,提高水平的油井生產(chǎn)管理和提高水平的抽油井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計和抽油井系統(tǒng)效率具有重要意義 。泵的入口處安裝井下油氣分離器 ,游離氣在石油流進泵之前 ,可以有效降低氣體泵工作的影響 ,從而提高泵的效率。但無論國內(nèi)或國外石油和天然氣分離器沒有報道的新基本特征研究。 石油和天然氣分離器是一種常見的井下工具 ,廣泛應(yīng)用在國內(nèi)和國外。 分氣效率的油氣分離器是需要設(shè)計安裝井下油氣分離器是一種重要的屬性參數(shù) ,但嚴(yán)重缺乏基本的研究在這方面 ,這個問題嚴(yán)重影響了好效果的石油和天然氣分離器安裝 。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同的油氣分離器可以分為傳統(tǒng)的油氣分離器 ,螺旋分離器的石油和天然氣 ,磁盤類型油氣分離器等。 gas separator efficiency 哈爾濱石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） I 目 錄 第 1 章 前 言 .................................................... 1 問題的提出和研究意義 ........................................... 1 第 2 章 氣錨油氣分離機理研究 ...................................... 2 分氣原理 ....................................................... 2 常用氣錨綜合對比 ............................................... 5 螺旋式井下油氣分離器結(jié)構(gòu) 及工作原理 ............................ 10 螺旋式油氣分離器的優(yōu)缺點及適用范圍 ............................ 12 第 3 章 氣錨的設(shè)計計算方法 ....................................... 14 簡單氣錨設(shè)計計算 .............................................. 14 螺旋式井下油氣分離器參數(shù)設(shè)計計算 .............................. 15 第 4 章 影響氣錨分氣效率的結(jié)構(gòu)和參數(shù)分析 .......................... 18 簡單氣錨分氣效率因素影響 ...................................... 18 螺旋結(jié)構(gòu)參數(shù)及操作參數(shù)敏感性分析 .............................. 21 第 5 章 新型 旋轉(zhuǎn) 氣錨設(shè)計 ......................................... 24 新型 旋轉(zhuǎn) 氣錨設(shè)計方案 .......................................... 24 新型 旋轉(zhuǎn)氣錨 結(jié)構(gòu)設(shè)計 .......................................... 25 理論計算及強度校核 ............................................ 28 結(jié) 論 ......................................................... 32 參考文獻 ...................................................... 33 致 謝 ......................................................... 34 哈爾濱石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 前 言 問題的提出和研究意義 深井 泵采油 是國內(nèi)外油田生產(chǎn) 的主要方式 。 gas anchor。 This type of rotary screw gas anchor unit of the oil and gas mixtures were separated by centrifugal force, generally used the closed structure, after all the required rotary fluid gas anchor。 關(guān)鍵詞： 井下油氣分離器；氣錨；工作機理；分氣效率 哈爾濱石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Abstract The thesis analyzed of the gas anchor oilgas separator mechanism and the separation efficiency of the gas。本文對所設(shè)計的氣錨進行了理論計算和強度校核，該氣錨具有結(jié)構(gòu)簡單，分離效率高的優(yōu)點。哈爾濱石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘 要 本論文 通過對資料進行研究，分析了氣錨油氣分離器分氣機理 和分氣效率的影響因素 ； 介紹 簡單氣錨和旋轉(zhuǎn)氣錨 的 計算 方法 ； 設(shè)計出了新型旋轉(zhuǎn)氣錨。該型旋轉(zhuǎn)氣錨利用螺旋片對油氣混合物產(chǎn)生的離心力進行分離，一般采用閉式結(jié)構(gòu)，所有流體均需經(jīng)過旋轉(zhuǎn)氣錨，適合在產(chǎn)量高，油氣比較低的井中使用。 深入開展井下油氣分離器分氣效率的研究 和 井下油氣分離器 設(shè)計 ，對提高抽油系統(tǒng)的管理水平、提高抽油井泵效、改進油氣分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面具有重要意義。 It introduced simple gas anchor and rotary gas anchor method of calculation and designed a new type of rotating gas anchor。 This rotary gas anchor suitabled for the high yield and relatively low oil and gas this paper, a theoretical calculation of the design of gas anchor and strength check was done. The gas anchor was simple in structure and had high separation efficiency. So an indepth study of oilgas separation efficiency of downhole oilgas separators had important meaning for improving control level of oil pumping system, increasing pumping efficiency of production wells and improving structure design of oilgas separator. Key words: downhole oilgas separator。 operate principle。無論是有桿泵采油 ,或 是無 桿泵采油 ,在一個良好的汽油較高 ,氣體進入泵的最主要原因是泵效率較低 ,影響生產(chǎn) ,提高泵的效率 ,通常在泵 ,安裝油氣分離 器 (也稱為氣錨 ),石油和天然氣分離在泵。各種各樣的油氣分離器在理論上可以使石油和氣體分離 ,但實際效果的油氣分離效果是不同的 。 分氣效率的油氣分離器是需要設(shè)計安裝井下油氣分離器是一種重要的屬性參數(shù) ,但嚴(yán)重缺乏基本的研究在這方面 ,這個問題嚴(yán)重影響了好效果的石油和天然氣分 離器安裝 。目前國外偏心氣錨和連續(xù)流氣體分離器、現(xiàn)場應(yīng)用情況良好。 [1] 在高氣油比的油井 ,提高泵的效率就必須縮減到泵氣油比。因此 ,設(shè)計更高的泵效率的油氣分離器具有十分重要的現(xiàn)實意義。 本 文基于當(dāng)前油氣分離器應(yīng)用缺乏理論的指導(dǎo) ,該條件的油氣分離器點不能準(zhǔn)確的計算效率 ,采用相結(jié)合的方法 ,實驗和理論研究中 ,一組特征關(guān)系的計算方法 ,石油和天然氣分離器適應(yīng)油井生產(chǎn)設(shè)計和管理的需要。當(dāng)氣 液混合物由進液孔進入錨筒時，液流方向為水平方向，在氣液密度差的作用下，氣泡產(chǎn)生向上的垂直分速度，加上氣液混合物在進入氣錨孔眼時產(chǎn)生 撞擊和擾動，使部分氣體從液體中分離出來，實現(xiàn)了油氣的初步分離，分離出的氣體浮到錨筒頂部，經(jīng)排氣孔排到油套環(huán)形空間。氣體在巖石孔隙介質(zhì)中的低速滲流特性不同于液體