氣錨原理及應(yīng)用課件

氣錨原理及其在“L〞井型應(yīng)用

匯報(bào)題綱氣錨原理典型氣錨氣錨在“L〞井型應(yīng)用總結(jié)與思考?xì)忮^原理

——基于滑脫效應(yīng)原理上沖程時(shí)分氣過(guò)程可分為四個(gè)步驟：第一步驟，氣泡在套管內(nèi)隨液流上升時(shí)，由于油氣密度差使油氣產(chǎn)生滑脫，進(jìn)行氣泡首次別離。第二步驟，當(dāng)氣泡到達(dá)氣錨進(jìn)液孔附近時(shí)，液流要流向氣錨進(jìn)液孔，流動(dòng)方向發(fā)生改變。第三步驟，進(jìn)入進(jìn)液孔的氣泡，在進(jìn)液孔附近進(jìn)行三次別離。第四步驟，氣泡在氣錨內(nèi)環(huán)形空間進(jìn)行四次別離。下沖程〔泵排出階段〕，不吸入，僅排液，此時(shí)泵固定閥以下液體流速為零。這時(shí)氣錨中滯留的氣泡在靜止?fàn)顟B(tài)下上浮至氣錨的氣帽中，排到套管環(huán)形空間。是分氣效率最高的階段。排氣閥排氣孔進(jìn)液孔氣帽外殼吸入管氣錨原理

——離心效應(yīng)利用離心效應(yīng)設(shè)計(jì)氣錨，以螺旋式氣錨為代表，利用不同密度的流體離心力不同，使被聚集的大氣泡沿螺旋內(nèi)側(cè)流動(dòng)，帶有未被別離的小氣泡的液體那么沿外側(cè)流動(dòng)；在下沖程泵停止吸入時(shí)，套管與錨筒環(huán)形空間中液流速度為零，其中一局部氣泡上浮至別離器上部的油套環(huán)空里，液流沿外側(cè)經(jīng)過(guò)液道進(jìn)泵。。這種氣錨對(duì)產(chǎn)量越高、氣油比越大、氣泡直徑越大的情況有顯著別離效果。液體進(jìn)泵分流腔排氣孔排氣閥氣帽螺片中心管外殼進(jìn)液口氣錨原理

——捕集效應(yīng)、氣帽排氣效應(yīng)基于捕集效應(yīng)氣錨的原理氣泡直徑越大，分氣效率愈高，因此使小氣泡聚集成大氣泡便會(huì)大大地提高分氣效率。盤(pán)式氣錨其排氣原理是以集氣盤(pán)作為氣泡捕集器，將氣泡聚集后利用液流的90°轉(zhuǎn)向時(shí)的離心效應(yīng)，使油氣別離。氣體在盤(pán)內(nèi)聚集溢出時(shí)形成大氣泡，沿氣錨外殼的內(nèi)壁上浮至氣帽，經(jīng)排氣孔排到套管環(huán)形空間，而液體從吸入孔進(jìn)入吸入管進(jìn)泵。這種氣錨效率比簡(jiǎn)單氣錨好，但低于離心效應(yīng)氣錨的排氣效率?；跉饷迸艢庑?yīng)氣錨的原理為了有效地將進(jìn)液孔與排氣孔分開(kāi)，設(shè)計(jì)氣錨時(shí)往往采用氣帽與排氣閥的結(jié)構(gòu)，以確保排氣孔不進(jìn)液，只排氣。其原理是，設(shè)進(jìn)液孔處壓力為，那么排氣孔外的壓力等于P減去液柱壓力△Pf，而排氣孔內(nèi)的壓力等于P減去氣柱壓力△Pg。因?yàn)椤鱌f>△Pg。排氣孔內(nèi)壓力大于排氣孔外壓力，當(dāng)這兩個(gè)壓力差值大于克服排氣閥質(zhì)量時(shí)，那么閥自動(dòng)翻開(kāi)放氣。典型氣錨

——重力式氣錨重力式氣錨是利用氣液密度的差異，小氣泡向上運(yùn)動(dòng)聚積形成大氣泡，經(jīng)氣錨上部孔眼排出，原油向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)內(nèi)管進(jìn)入抽油泵，這種氣錨適合在產(chǎn)量低、氣油比較低的井中使用。對(duì)于高產(chǎn)井，液流速度大，攜帶氣泡能力強(qiáng)，分氣效果差。自然式氣錨普通沉降式氣錨多杯等流型氣錨典型氣錨

——螺旋式氣錨離心力作用式氣錨是利用氣液混合物在氣錨內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，油氣的密度不同，離心力也不同，氣泡在內(nèi)側(cè)流動(dòng)，液體在外側(cè)流動(dòng)，這種氣錨以螺旋式氣錨為代表，別離效率較高，適合在產(chǎn)量高，氣油比較低的井中使用。抽油泵；排氣孔；單流閥；氣罩；錨殼；螺桿；套管；中心管；單一式螺旋氣錨；組合式螺旋氣錨；典型氣錨

——偏心氣錨根據(jù)氣體優(yōu)先進(jìn)入較大空間的原理，偏心氣錨將吸入口置于扶正彈簧的另一側(cè)，即靠近套管壁的一側(cè)，使進(jìn)入氣錨的液體含氣量降低，從而增加了氣錨處理氣體的能力。減少了氣液兩相混合物進(jìn)入氣錨后的壓力損失，防止因壓力下降而造成的氣體再次別離。典型氣錨

——迷宮式氣錨、多級(jí)別離氣錨新型迷宮式氣錨將重力別離原理和離心別離原理有機(jī)地結(jié)合在一起，其根本型氣錨主要由上、下兩級(jí)組成。上級(jí)為離心式螺旋氣錨，下級(jí)為重力別離式和離心別離式綜合氣錨，可使油氣流經(jīng)同一長(zhǎng)度錨筒時(shí)，到達(dá)雙倍的別離效果。可根據(jù)油井氣量的大小(氣液比值)組成任意級(jí)數(shù)，實(shí)現(xiàn)油氣的高效別離。第一階段，由進(jìn)液孔水平進(jìn)人氣錨孔眼的氣液混合物首先進(jìn)行別離。第二階段，進(jìn)人錨筒并被液流帶至進(jìn)液孔以下的氣泡在錨筒環(huán)形空間內(nèi)別離。新型迷宮式氣錨在第二階段實(shí)際上是以重力分氣過(guò)程和離心分氣過(guò)程兩種分氣過(guò)程的合成。第三階段，被液流攜至中心管內(nèi)的小氣泡在上級(jí)正螺旋氣錨內(nèi)別離。多級(jí)別離氣錨采用旋流分砂、旋流分氣和沉降分氣的機(jī)理，使其防砂、防氣效果更好。旋流別離是根據(jù)固體和液體密度的不同，采用離心原理進(jìn)行別離；沉降別離是利用重力原理，通過(guò)別離空間的液氣流的重力差和氣體從液體中的溢出能力進(jìn)行自然別離。第一階段為旋流分砂。第二階段為沉降別離。第三階段為旋流分氣。特點(diǎn)是：多級(jí)別離，別離時(shí)間充足，油、氣、砂別離更徹底；采用重力作用、離心作用和偏心作用別離，別離效果好；別離機(jī)構(gòu)無(wú)運(yùn)動(dòng)件，使用壽命長(zhǎng)，可重復(fù)利用；在防氣、防砂的同時(shí)，可替代篩管使用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，可用于各類(lèi)套管。典型氣錨

——旋流式氣錨旋流式氣錨外管上有很多小孔，孔的方向與外管內(nèi)外表相切并向下傾斜，由于外管上的切線(xiàn)小孔的內(nèi)外表是粗糙的，混合在液體里的氣體經(jīng)過(guò)時(shí)受到剪切作用，一局部氣體被別離，進(jìn)入外管與內(nèi)管環(huán)形空間的氣液混合物形成旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，氣液混合物進(jìn)行第2次別離。氣體上升經(jīng)過(guò)外管排出，液體下降經(jīng)過(guò)襯管進(jìn)入由襯管和內(nèi)吸管組成的環(huán)形空間，未被別離的氣體利用重力別離原理進(jìn)行第3次別離，最后剩余的液體進(jìn)入泵體。典型氣錨

——賈敏式篩氣錨當(dāng)高能氣泡通過(guò)一小孔時(shí)，如氣泡的直徑明顯大于小孔的直徑，氣泡那么不能通過(guò)，稱(chēng)之為賈敏效應(yīng)。賈敏式篩離氣錨是根據(jù)井筒內(nèi)氣泡的彈粒性原理，減小傳統(tǒng)氣錨的進(jìn)液孔直徑來(lái)設(shè)計(jì)的。為使流體進(jìn)孔的過(guò)程中減小其在水平的分速，將錨孔開(kāi)為斜孔，主流體以一定的斜度進(jìn)入錨孔。氣錨在順煤層“L〞井型應(yīng)用順煤層“L〞井型是為了適應(yīng)急傾斜煤儲(chǔ)層煤層氣開(kāi)發(fā)而設(shè)計(jì)的，順煤層井采用直井段+增斜段+穩(wěn)斜段的井身結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要穩(wěn)斜段在煤層中沿下傾方向鉆進(jìn)50-100m。順煤層井優(yōu)點(diǎn)：1、有效減小氣水分異對(duì)煤層氣的排采負(fù)面作用；2、增大井筒與煤層的接觸面積，使固相物相對(duì)分散地運(yùn)移至井筒，有利于煤層氣水向井筒的運(yùn)移；3、形成良好的井間干擾。由于順煤層“L〞井型的主要出氣出水在穩(wěn)斜段，所以穩(wěn)斜段的傾角決定了煤層氣排采泵和氣錨的選擇。一般情況下，由于斜井段的存在，順煤層“L〞井型會(huì)采用電潛泵排采。這種情況下，配合有桿泵使用的氣錨不適用于“L〞井型。由于氣錨的主要原理是基于重力原理或離心力原理，所以斜井段的存在會(huì)對(duì)基于重力原理設(shè)計(jì)的氣錨氣液別離效率產(chǎn)生很大影響，所以基于重力原理設(shè)計(jì)的氣錨也不適用于“L〞井型。總結(jié)與思考名稱(chēng)設(shè)計(jì)思路主要技術(shù)參數(shù)適用范圍及優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例在“L”型井適用性多杯等流型氣錨延長(zhǎng)采出液的氣液分離時(shí)間，主要重力作用。

應(yīng)用于除定點(diǎn)測(cè)壓井以外的所有抽油機(jī)井，適用于日產(chǎn)液量較小的井。大慶油田陡傾斜煤層適用旋流式氣錨氣液混合流沿切線(xiàn)方向進(jìn)入旋流腔中，受離心作用和重力作用分離。

適于高油氣比井；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；可作砂錨使用。濮城油田陡傾斜煤層適用。偏心氣錨油管與套管一側(cè)接觸形成偏心環(huán)空，氣體優(yōu)先進(jìn)入環(huán)空面積較大的一側(cè)。外徑89mm；101mm；長(zhǎng)度3200mm；吸入口直徑27mm；油氣比36-407m3/t適于高油氣比井；分氣效率高。吐哈油田篩管完井不適用，套管完井避開(kāi)射孔段適用性強(qiáng)。迷宮式氣錨重力分離原理和離心分離原理有機(jī)結(jié)合，上級(jí)為離心式螺旋氣錨，下級(jí)為重力分離式和離心分離式綜合氣錨。氣液比<150m3/t配合地面放氣閥使用；適用于產(chǎn)液量<30t，氣液比<150m3/t的井。冀東油田、中原油田分公司陡傾斜適用。多級(jí)分離氣錨采用旋流分砂、旋流分氣和沉降分氣的機(jī)理，具有防砂、防氣效果。最大外徑90mm；最小內(nèi)徑25mm；總長(zhǎng)3000mm；日處理液量355m3；氣液比155具有防氣、防砂功能，防砂粒度≥4.8μm；可替代篩管使用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可用于各類(lèi)套管。長(zhǎng)慶油田陡傾斜適用，同時(shí)可防部分煤粉。螺旋罩式多功能沉砂氣錨綜合應(yīng)用了螺旋離心分離和重力滑脫罩式分離及單向皮碗密封結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了氣體、液體和砂粒的三次分離。剛體外徑：113mm；皮碗外徑：132mm