井下水力旋流油水分离器的研制与性能试验

井下水力旋流油水分离器是井下油水分离系统的核心部件。在借鉴传统静态水力旋流器结构形式和前期系列实验研究的基础上,给出了一种新型井下水力旋流油水分离器结构参数的确定方法;针对试制的样机,通过室内模拟试验,验证了井下水力旋流油水分离器的分离效率。试验数据表明,该分离器分离效果较好,能够满足井下油水分离的要求,为今后井下油水分离器的结构设计及进一步的系统开发提供了一定的理论依据和技术支持。     

电潜泵井下油水分离系统方案设计

电潜泵井下油水分离系统能使高含水原油在井下直接分离 ,分离出的水可直接注入另一注水层或废弃油层 ,分离后含少量水的原油被举升至地面。这种系统可节约举升混合液和大量注水的能量 ,减少污水的处理量 ,降低生产成本 ,延长油井生产周期 ,提高采收率。介绍了井下油水分离系统的组成、工作原理及结构特点 ,并以某油区的生产数据为例 ,对井下油水分离系统进行了设计计算 ,其中包括水力旋流器结构尺寸的选定 ,电潜泵的设计计算 ,以及配套电动机的选型。分析与计算表明 ,各参数选取合适 ,所采用的水力旋流器能满足处理性能要求 ,是一种较为合理的设计方案。     

井下两级旋流分离技术流场模拟研究

随着油田开采程度的持续深入,降低生产成本和提高采出效率正逐渐成为各油田提高竞争力的重要手段。井下两级旋流分离技术可进一步提高分离效率,降低回注水的含油量,提升回注水品质,大幅度降低地面采出液及采出液含水率,是油田降低开采成本的重要举措及技术支持。通过井下两级旋流分离技术流场模拟研究,重点分析新型螺旋流道旋流器(一级旋流器)内部的流场特点,研究其速度矢量及速度分量的变化规律,压力损失特点和油相分布规律。新型结构的螺旋流道使流经其内部的流体从单一的轴向运动转变为旋转运动,流体运动空间的改变使其切向速度增加明显,有利于进行离心分离。流体在运动过程中的压力损失转变为流体的速度增量,与流体经过螺旋流道后速度矢量的变化相对应,但因循环流的存在,扰乱了溢流管下部油核及相邻位置流体的正常运动,使油核发散、流场紊乱,令新型结构的旋流器效率有所降低。经过流场分析,进一步认识井下两级旋流分离器的流场分布规律,有利于旋流器的结构改进及现场应用。     

井下油水分离系统串联结构设计

在井下油水分离系统中，水力旋流器的多级串联可以提高井下油水混合液的处理精度，达到地面水处理的注水指标要求。在串联结构的设计中，整体空间布置、旋流器部分的上接头和下接头是设计的关键，合理地设计液流流道，可以有效地实现入口液、底流液、溢流液的相互隔离。     

轴流导叶式水力旋流器井下油水分离系统方案设计

针对目前井下油水分离系统中存在的问题,设计了一种轴流导叶式水力旋流器与有杆泵组合的井下油水分离系统,并对其工作原理和结构特点进行了分析。与采用切入式水力旋流器的常规井下油水分离系统相比,该系统具有能耗低、结构紧凑、径向尺寸小等特点。     

井下油水分离技术

井下油水分离技术（DOWS）使水在井筒处就可分离出来并注入到相应的地层中，而油则被采到地面。二十世纪九十年代，人们提出井下油水分离技术后，对该技术的可行性，提供了许多试验资料，并进行了一些试验加以验证，本文概述了井下分离技术的现状并阐述了相关内容。     

旋流式井下油水分离同井注采技术发展现状及展望

井下油水分离同井注采技术是实现高含水油田经济稳定开发的有效措施,经过几十年发展,形成了旋流分离、重力沉降等多种井下油水分离方式,发展出与之配套的离心泵、螺杆泵、有杆泵等动力系统和封隔系统。但同时也在技术稳定性、可靠性上存在诸多问题,使用范围受到介质参数、工艺特点、油藏数据等多方面的影响,技术推广应用受到限制。随着技术的不断进步,井下油水分离同井注采技术将向着高效、稳定、小型化、低成本、智能化方向发展：研制轴向导流入口水力旋流器,适应139.7 mm （5-1/2″）套管井的应用;开展三次曲线和內锥水力旋流器、多级串联水力旋流器等分离装置研究和应用,提高油水分离效果;开发模块化水力旋流器技术,降低制造成本;研究同井注采系统优化配套技术,提高故障诊断和远程监控水平;提高技术适应性,通过区块应用,实现工程技术对油藏的调节作用,达到稳油控水、节能降耗的目的,形成"井下工厂"开发新模式,引领"第四代"采油技术的发展。     

井下油水分离新技术

发展DOWS技术的目的是通过将水与油在井下分离并回注 ,从而降低地面的产出水量 ,减少产出水的举升和处理费用。早期的两种基本类型的DOWS在现场试验中取得了成功 ,但仍存在着很多问题。WoodGroopESP公司开发出一种双级水力旋流器DOWS系统 ,目前尚未推广应用 ;C -FER工艺公司开发并试验出新一代的与气举系统配套使用的水力旋流分离器型DOWS装置 ;三个欧洲公司共同合作研制出新型H -SEP重力分离器型DOWS ,可应用于大位移井的水平段中。     

井下油／水分离系统在阿莱恩斯油的应用

文章介绍了泛加石油公司在阿莱恩斯油田高含水期采用井下油／水分离技术实现了地层水同井回注，从而获得了明显的节资增产效益。     

说说海上井下油水分离用水力旋流器

用于采出液井下油水分离的水力旋流系统的效益主要在于减少了采出水的开采及处理费用．有效降低了地面处理设备的液体负荷。地面处理设备的减少对海上应用具有重要意义．地面分离设备的减少和费用的降低可延长油田寿命。人们正在对井下分离系统进行进一步研究以提供适于海上应用的各种设备。水力旋流器作为井下油水分离(DOWS)系     

海上井下油水分离旋流器结构设计及优化研究

海上油田含水率持续增高,增加了采油平台的处理负担和井下的举升压力,因此有必要对海上特高含水油井开展井下油水分离研究。根据海上油田采出液物性参数,初步设计了6种适用的油水分离旋流器。考虑海洋平台井下油水分离工艺的限制、加工成本及精度与分离效果等因素,确定了BLXDL-D为最佳分离装置。针对变螺距螺旋导流式单锥旋流器BLXDL-D结构类型,采用数值模拟的方法对其主要结构参数进行了优化研究,对模拟的可靠性进行了室内试验验证。研究结果表明:BLXDL-D油水分离旋流器最佳的旋流腔长度为65 mm,溢流管直径为12mm,底流管直径为25 mm,此时旋流器分离效率可达到97. 23%,且压力损失相对较小;不同分流比下分离效率的试验值和模拟值最大误差为4. 79%,验证了数值模拟的准确性。研究结果可以为海上高含水平台的井下油水分离旋流器的设计和应用提供参考。     

井下油水分离漩流器数值仿真分析

应用计算流体力学软件FLUENT对井下油水分离器中的漩流器（核心部件）进行了三维数值模拟,在建立模型时运用RSM湍流模型和基于欧拉法的MIXTUER两相流模型。数值模拟得到了漩流器的速度场、压力场和油水相分布等数据,对井下油水分离器的设计具有指导意义,并为进一步研究漩流器分离性能提供了参考依据。     

井下多效管柱

井下多效管柱主要由接头筒体、固定凡尔、活动柱塞、PT胶筒托套、锥体、卡瓦、支杆、卡瓦体、心轴、下接头等组成,其工作原理分座封和解封两部分。该管柱适用于稠油或稀油中高含砂、高含蜡油井,尤其适用于普通泵无法采油或砂卡检泵频繁的油井、油层上部套管漏失及低产能的油井。     

分离腔结构对井下旋流器分离性能的影响研究

为得到水力旋流器的最佳分离效果,采用数值模拟方法,通过改变入口进液速度和分流比,对导锥式旋流器和倒锥式旋流器的流场特性及分离性能进行了对比分析,获得了相同操作参数下两种结构的速度场、浓度场(溢流口油相体积分数)及压力场分布特性。分析结果表明:当入口进液速度为0. 3～1. 5 m/s时,导锥式旋流器具有较高的分离性能,此时压降比不高于1. 5,溢流口油相集中,随入口进液速度增大分离效率由97. 5%上升到99. 2%;当进液速度为1. 5～3. 5 m/s时,倒锥式旋流器分离高效且稳定,此时压降比不高于1. 5,溢流口油相集中,随入口进液速度增大分离效率由98. 0%上升到99. 7%;倒锥式旋流器的零轴向速度包络面有扩充作用,且倒锥结构可减缓流场中混合液速度;导锥式旋流器最佳分流比为20%,倒锥式旋流器最佳分流比为30%。研究结果可为同井注采工艺中油水分离器选型提供参考。     

井下双管分层注聚管柱

与单管分层注聚相比,双管分层注聚的主要优势表现在剪切率小,分层注聚量调节方便.双管分层注聚管柱主要由内、外管组成,通过分水器可实现上、下两层的分层注聚,分层注入量可通过闸门从地面控制.在正常注聚10天后,选取27-21井取样检测.检测结果表明,该井的黏损率为6.75%,符合黏损率小于15%的要求.现场试验表明,分层注聚在解决聚合物驱层间矛盾方面取得了较好的效果.     

长管串井下分离器及尾管举升抽油工艺技术

针对常规防气工艺存在的防气效果不理想、适用范围小、无法使气体影响严重的油井正常生产等问题,研制了长管串井下分离器及尾管举升工艺技术,该工艺以套管和油管间的环形空间为沉降分离体,沉降分离空间大;解决了常规防气工艺适用范围小的工艺难题,并且该装置使混气液转向沉降分离流速降低,利于更细小的气泡分离,使气体分离更彻底,对油气比越高的井效果较明显。经现场对16口井的试验表明,可有效减少气体影响,提高油井泵效。该分离器的试用有效率高,取得了明显的经济效益。     

井下动力钻具串联组合及串联机理分析

分析了以两根螺杆钻具串联而成的组合钻具的工作特性及转矩、压降、排量、轴向力等问题。讨论了涡轮－螺杆串联组合钻具的工作特性和匹配问题，并将涡轮钻具、螺杆钻具和涡抢－螺杆串联组合钻具的特性进行了对比，指出在井下动力钻具尚以螺杆钻具为主的我国，不宜发展串联组合钻具。     

膨胀管用井下增压装置换向阀改进

在进行膨胀管加固作业时,因为井下增压装置的液压换向阀失效,导致膨胀头卡死,膨胀管未完全膨胀,使施工失败。分析原因是换向阀阀杆磨损造成的。对阀杆进行陶瓷喷涂处理,提高其耐磨性能。将压力换向改为增压活塞运动位置控制换向。改进后的换向阀提高了使用寿命,为井下增压膨胀管加固技术的施工安全提供保障。     

基于CFD的井下油水两相文丘里流量计优选

为解决因流量、油水比变化及两相流态的复杂性所带来的井下文丘里管油水两相测量精度和设计选型等问题,根据多相流理论及计算方法,在不同入口流量、不同油水比条件下,模拟计算3种不同文丘里流量计的油水两相流场并进行方案优选。计算结果表明,介质接近油相或水相时,两相流态分别接近层流或湍流。流体经文丘里喉部后,油水两相分层特征显著。根据多相流计量精度的需要,通过CFD计算对比,优选出小流量下压降随液体粘度有显著变化的文丘里管设计方案。