CN109723409A - 一种井下气液分离举升工艺管柱 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田开采技术领域，公开了一种井下气液分离举升工艺管柱，包括设置在生产套管内的采液套管、井下安全阀、封隔过液装置、采气油管坐落接头、采气油管、过电缆封隔器、采液油管、采液油管坐落接头、速度采气油管、Y接头、插入密封、工作筒、调控电缆、气路调节装置、动力电缆、电泵、泵工况、气液分离器、顶部封隔器。本发明建立气相和液相独立流动通道，有效避免气路通道二次积液风险和液路流体对气路流体的举升抑制作用，并且所建立的三个独立流动通道上设置有安全封隔装置，可确保海上生产作业安全；具有作业施工方便、工作稳定性高，处理液量及处理气量大等特点，可广泛应用于海上油田高气液比油井和大产水量积液气井的举升工艺中。

Description

一种井下气液分离举升工艺管柱

技术领域

本发明涉及油田开采技术领域，具体的说，是涉及一种新型的井下气液分离举升工艺管柱。

背景技术

海上油田高气液比油井(气含量＞60％)面临常规电泵井举升效率低，严重时发生“气锁”，甚至影响油井正常生产等问题。而海上气井在开发不同阶段均会面临井筒积液现象，气井进入生产中后期时，气井产气量减少，携液能力下降，积液越加严重，如不及时采取必要的排水措施，会导致气井水淹停产。目前常用处理方法有：泡排、速度管柱、电泵举升、气体射流泵、气举、涡流排液、高效气体处理器、气体分离大师等技术，这些技术在一定程度上解决了部分积液问题，但现有技术对气体含量高于60％的井况及大液量气井排水采气尚未有较好的解决办法。

对于海上油气田开采而言，安全可靠的工艺管柱显得尤为重要。井下气液分离举升是一种新型适用于高气液比油井和大产水量气井排液的井下气液处理方式，现有技术给出海上油田将气液分离器安装在电泵吸入口以下，地层产出液通过气液分离器实现气液分离。分离后的液相通过常规电泵举升，气相利用自身气体能量自喷举升，分离后的气体及液体在泵上掺混举升，该技术一方面解决了常规电泵不耐气和井下安全生产的难题，但目前的工艺管柱都是将过泵液体与分离后气体以掺混/引射方式再次举升至井口，而掺混/引射的举升方式不可避免造成液路与气路流体的相互抑制，严重者会封堵气路流体的产出，从而造成整个举升系统的失败。

发明内容

本发明要解决的是高/超高含气率油井常规电泵井适用性差及大产水量积液气井连续排液的技术问题，提供了一种安全可靠的井下气液分离举升工艺管柱，该工艺管柱利用采液套管、采液油管、采气油管及速度采气油管建立气相和液相独立流动通道，有效避免气路通道二次积液风险和液路流体对气路流体的举升抑制作用，具有作业施工方便、工作稳定性高，处理液量及处理气量大等特点，可广泛应用于海上油田高气液比油井和大产水量积液气井的举升工艺中。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种井下气液分离举升工艺管柱，包括生产套管，所述生产套管内部设置有采液套管，所述采液套管内部设置有所述采气油管，所述采气油管串接安装有井下安全阀和采气油管坐落接头；所述采气油管上端与井口连接，所述采气油管下端与速度采气油管连接；所述采气油管和所述采液套管之间的环形空间安装有封隔过液装置，所述封隔过液装置位于所述采气油管坐落接头上方，所述采气油管坐落接头用于坐封所述封隔过液装置；

所述采液套管下端与采液油管连接，所述采液油管串接安装有采液油管坐落接头；所述采液油管和生产套管之间的环形空间安装有过电缆封隔器，所述过电缆封隔器位于所述采液油管坐落接头上方，所述采液油管坐落接头用于坐封所述过电缆封隔器；

所述采液油管内部设置有速度采气油管，所述速度采气油管上端与所述采气油管连接，所述速度采气油管下端穿过Y接头与气路调节装置连通；

所述Y接头上部的第一端口与所述采液油管连接，所述Y接头下部的第二端口依次连接有电泵和泵工况，所述电泵和所述泵工况设置在所述采液油管与所述生产套管之间的环空内，且所述电泵上端通过所述Y接头与所述采液油管与所述速度采气油管之间的环空相互连通；

所述速度采气油管下端穿过所述Y接头下部的第三端口；所述Y接头下部的第三端口连接工作筒，所述工作筒内安装有插入密封，所述插入密封对所述速度采气油管与所述Y接头下部的第三端口之间的环形空间进行密封；

所述气路调节装置上端与所述插入密封连接，并与所述速度采气油管相连通；所述气路调节装置下部与气液分离器连接，所述气液分离器的出气口与所述气路调节装置下端相连接，所述气液分离器的出液口与所述采液油管与所述生产套管之间的环空相连通。

所述电泵和所述泵工况位于所述工作筒以下的位置。

所述气液分离器位于顶部封隔器上方。

本发明的有益效果是：

(一)本发明的井下气液分离举升工艺管柱，利用采液套管、采液油管、采气油管及速度采气油管建立气相和液相独立流动通道，一方面有效避免气路通道二次积液风险，另一方面避免液路流体对气路流体的举升抑制作用。

(二)本发明的井下气液分离举升工艺管柱，处理液量可达到200m3/d，拓宽了常规电泵在高/超高含气率油井和大产水量积液气井连续排液的井况中应用范围。

(三)本发明的井下气液分离举升工艺管柱，作业实施方案成熟，大大降低了作业及运行风险。

附图说明

图1是本发明所提供的一种井下气液分离举升工艺管柱的结构示意图。

附图标注：1、生产套管；2、采液套管；3、井下安全阀；4、封隔过液装置；5、采气油管坐落接头；6、采气油管；7、过电缆封隔器；8、采液油管；9、采液油管坐落接头；10、速度采气油管；11、Y接头；12、插入密封；13、工作筒；14、调控电缆；15、气路调节装置；16、动力电缆；17、电泵；18、泵工况；19、出液口；20、出气口；21、气液分离器；22、顶部封隔器。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示，本发明提供了一种井下气液分离举升工艺管柱，该管柱包括设置在生产套管1内的采液套管2、井下安全阀3、封隔过液装置4、采气油管坐落接头5、采气油管6、过电缆封隔器7、采液油管8、采液油管坐落接头9、速度采气油管10、Y接头11、插入密封12、工作筒13、调控电缆14、气路调节装置15、动力电缆16、电泵17、泵工况18、出液口19、出气口20、气液分离器21、顶部封隔器22。

采液套管2设置在生产套管1内，生产套管1和采液套管2上端均悬挂于油套管挂。采液套管2下端通过变径扣与采液油管8连接。

采气油管6上端与井口连接，采气油管6下端与速度采气油管10连接。采气油管6上部配置安装有井下安全阀3，井下安全阀3可保证过气通道有效封隔，确保海上作业安全。采气油管6下部配置安装采气油管坐落接头5，采气油管坐落接头5用于坐封封隔过液装置4。采气油管6、井下安全阀3、采气油管坐落接头5均设置在采液套管2内。采气油管6和采液套管2之间的环形空间安装有封隔过液装置4，可保证环形空间有效封隔，封隔过液装置4位于采气油管坐落接头5上方。

速度采气油管10设置在采液油管8内部，速度采气油管10上端与采气油管6连接，速度采气油管10下端穿过Y接头11与气路调节装置15连通。

采液油管8上端与采液套管2连接，采液油管8下端与Y接头11上部的第一端口连接。采液油管8配置安装有采液油管坐落接头9，采液油管坐落接头9用于坐封过电缆封隔器7。采液油管8和生产套管1之间的环形空间安装有坐封过电缆封隔器7，可保证环形空间有效封隔，坐封过电缆封隔器7位于采液油管坐落接头9上方。

Y接头11下部的第二端口连接电泵17，电泵17下部连接泵工况18。电泵17和泵工况18设置在采液油管8与生产套管1之间的环空内，且电泵17上端通过Y接头11下部的第二端口与采液油管8与速度采气油管10之间的环空相互连通。

速度采气油管10下端穿过Y接头11下部的第三端口并与气路调节装置15连通。气路调节装置15通过调控电缆14进行井下实时调控。Y接头11下部的第三端口连接工作筒13，插入密封12安装在工作筒13内，并对速度采气油管10与Y接头11下部的第三端口之间的环形空间进行密封。电泵17和泵工况18位于工作筒13以下的位置。动力电缆16用于给电泵17和泵工况18提供电力。

气路调节装置15上部与插入密封12连接，并与速度采气油管10相连通。气路调节装置15下部与气液分离器21连接，气液分离器21位于顶部封隔器22上方。气液分离器21的出气口20与气路调节装置15下部相连接，气液分离器21的出液口19与采液油管8与生产套管1之间的环空相连通。

本发明的井下气液分离举升工艺管柱，其工作过程如下：

1)下入油层段内包括顶部封隔器22、带孔管及防砂工具。

2)下入常规电泵采油管柱：包括依次连接下入气液分离系统21，气路调节装置15、泵工况18，电泵17，Y接头11，采液油管8，采液油管坐落接头9，动力电缆16、调控电缆14、过电缆封隔器7和采液套管2。

3)打压坐封过电缆封隔器7。

4)下入采气管柱：包括依次下入速度采气油管10，采气油管6，采气油管坐落接头5，封隔过液装置4及井下安全阀3。

5)打压坐封封隔过液装置4。

6)开启电泵机组生产，地层产出液通过顶部封隔器22进入气液分离21后，分离后液路流体从出液口19流出，通过电泵17增压举升沿着速度采气油管10和采液油管8之间的环形空间向上举升，液路流体向上流动至采液套管2和采气油管6之间的环形空间继续向上举升直至井口。分离后气路气体从出气口20流出，通过速度采气油管10、采气油管6自身能量举升至井口，从而实现井下气液分采。

本发明设计的一种井下气液分离举升工艺管柱，通过结构设计，将气液分离器21的出气口20依次连通气路调节装置15、速度采气油管10、采气油管6形成气相流动通道，将气液分离器21的出液口19依次连通采液油管8与生产套管1之间的环形空间、电泵17、Y接头11、速度采气油管10与采液油管8之间的环形空间、采气油管6与采液套管2之间的环形空间形成液相流动通道，并且对采液油管8与生产套管1之间的环形空间设置过电缆封隔器7，对采气油管6与采液套管2之间的环形空间设置封隔过液装置4，对采气油管6设置井下安全阀3，由此形成三个流动通道并对应的设置三套井下安全封隔装置，可保证流动空间有效封隔，确保海上作业安全。进一步地，本发明所建立的速度采气油管10、采气油管6的气相流动通道完全独立于液相流动通道，气体及液体不涉及掺混举升，因此可提高气井临界携液气量，气体完全利用自身能量举升至井口，有效避免气路通道二次积液风险，有效避免液路流体对气路流体的举升抑制作用。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种井下气液分离举升工艺管柱，包括生产套管，其特征在于，所述生产套管内部设置有采液套管，所述采液套管内部设置有所述采气油管，所述采气油管串接安装有井下安全阀和采气油管坐落接头；所述采气油管上端与井口连接，所述采气油管下端与速度采气油管连接；所述采气油管和所述采液套管之间的环形空间安装有封隔过液装置，所述封隔过液装置位于所述采气油管坐落接头上方，所述采气油管坐落接头用于坐封所述封隔过液装置；

所述采液套管下端与采液油管连接，所述采液油管串接安装有采液油管坐落接头；所述采液油管和生产套管之间的环形空间安装有过电缆封隔器，所述过电缆封隔器位于所述采液油管坐落接头上方，所述采液油管坐落接头用于坐封所述过电缆封隔器；

所述采液油管内部设置有速度采气油管，所述速度采气油管上端与所述采气油管连接，所述速度采气油管下端穿过Y接头与气路调节装置连通；

所述Y接头上部的第一端口与所述采液油管连接，所述Y接头下部的第二端口依次连接有电泵和泵工况，所述电泵和所述泵工况设置在所述采液油管与所述生产套管之间的环空内，且所述电泵上端通过所述Y接头与所述采液油管与所述速度采气油管之间的环空相互连通；

所述速度采气油管下端穿过所述Y接头下部的第三端口；所述Y接头下部的第三端口连接工作筒，所述工作筒内安装有插入密封，所述插入密封对所述速度采气油管与所述Y接头下部的第三端口之间的环形空间进行密封；

所述气路调节装置上端与所述插入密封连接，并与所述速度采气油管相连通；所述气路调节装置下部与气液分离器连接，所述气液分离器的出气口与所述气路调节装置下端相连接，所述气液分离器的出液口与所述采液油管与所述生产套管之间的环空相连通。

2.根据权利要求1所述的一种井下气液分离举升工艺管柱，其特征在于，所述电泵和所述泵工况位于所述工作筒以下的位置。

3.根据权利要求1所述的一种井下气液分离举升工艺管柱，其特征在于，所述气液分离器位于顶部封隔器上方。