專利名稱：用于油井產出剖面測量的可自動控制氣體分離型集流器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明專利是應用于油田測井領域，用于油井產出剖面測量的可自動控制氣體分離型集流器。
背景技術：
油井產液剖面測量的目的是了解油井各產層的油水生產狀態(tài)，對于油井而言，油田地質關心的是油井的產油和出水情況，油井的產量不包括氣相。目前國內油井產液剖面測量主要采用的是集流測量方式，集流后油井套管內的流體進入集流測量通道，由于地層壓強的降低，目前國內油井套管內的流體己經是油、氣、水三相并存狀態(tài)，由于氣相與液相在物性方面的顯著差異，油、氣、水三相的流動狀態(tài)極其復雜，目前各種以通過總流量測量和分相含率測量的技術方式均未能解決這一測量難題?，F(xiàn)有的各種用于兩相流測量的技術，由于油井內氣相的存在，測量結果與實際偏差很大，有時測量甚至失去意義。

發(fā)明內容
為了克服背景技術中的不足，本發(fā)明提供一種用亍油井產出剖面測量的可自動控制氣體分離型集流器，該集流器能夠實現(xiàn)氣相在可控條件下加以分離，測量結果準確。
本發(fā)明采用的技術方案是該用于油井產出剖面測量的可自動控制氣體分離型集流器包括上接頭，空心的上接頭上部有油水出口，上接頭底部連接有集流傘，上接頭內中部螺紋連接中管，中管的外部有外管，外管分別與上接頭及下接頭螺紋連接，中管的下部與外管螺紋連接，外管與中管之間有環(huán)形空間即氣體分離通道，外管上方的上接頭壁上有與氣體分離通道相通的氣體分離出口 ，下接頭上方的外管壁上有彈簧，彈簧上方有浮子，浮子對應的外管壁上有與氣體分離通道相通的氣體分離入口，集流傘的傘筋底部連接有集^t器滑環(huán)，集流器滑環(huán)套在下接頭的下部，集流器滑環(huán)與集流器驅動機構相連接。上述的集流傘撐起，套管內的截面空間被封閉，集流傘下方的套管內有氣相分離腔內、油相分離段和水相分離段；中管及外管下部的空腔為油水集流通道。
本發(fā)明具有如下有益效果本裝置在現(xiàn)有集流器(專利號為94222766.2)的基礎上通過在結構上設計了氣相分離腔、氣體分離通道、控制氣相分離的浮子開關和油水集流通道，使氣相在可控條件下加以分離，可以用于油井油、氣、水三相流的測量技術，變復雜的三相流為簡單的兩相流。該集流器在流體進入集流測量通道前將氣相分離出去，并且氣相的分離是自動完成，油水兩相流量不受氣相分離的影響，那么在集流測量通道內的流體將成為兩相流狀態(tài)，現(xiàn)有的各種用于兩相流測量的技術便可以用于油井油、氣、水三相流的測量，變復雜的三相流為簡單的兩相流，從而解決一直困擾油井產液剖面測量的難題。用于油井多相流測量的可自動控制氣體分離型集流器就是通過集器流結構的設計，使氣相在可控狀態(tài)下加以分離，使其不進入集流測量通道，完成僅對油水兩相的測量，使測量結果準確。


附圖l是本發(fā)明的結構示意附圖2氣液兩項實驗效果曲線圖。
圖中1-油水出口， 2-油水集流通道，3-氣體分離出口， 4-氣體分離通道，5-集流傘，6-氣體分離入口， 7-浮子，8-彈簧，9-油水集流入口， 10-氣相分離腔，11-油相分離段，12-集流器滑環(huán)，13-集流器驅動機構，14-套管，15-上接頭，16-外管，17-中管，18-下接頭。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明
用于油井產出剖面測量的可自動控制氣體分離型集流器包括上
接頭15，空心的上接頭15上部有油水出口 1，被測量的油水兩相由油水出口l流出，上接頭15底部連接有集流傘5，上接頭15內中部螺紋連接中管17，中管17及外管16下部的空腔為油水集流通道2。中管17的外部有外管16，外管16分別與上接頭15及下接頭18螺紋連接，中管17的下部與外管16螺紋連接，外管16與中管17之間有環(huán)形空間即氣體分離通道4，外管16上方的上接頭15壁上有與氣體分離通道4相通的氣體分離出口 3，被分離的氣體由氣體分離入口6進入，經氣體分離通道4由氣體分離出口 3流出，下接頭18上方的外管16壁上有彈簧8，彈簧8上方有浮子7，彈簧8能夠助力浮子7上移，浮子7對應的外管16壁上有與氣體分離通道4相通的氣體分離入口 6，集流傘5的傘筋底部連接有集流器滑環(huán)12，集流器滑環(huán)12套在下接頭18的下部，集流器滑環(huán)12與集流器驅動機構13相連接。
集流器工作時，在集流器驅動機構13的作用下，集流器滑環(huán)12帶動集流傘筋，集流傘5撐起，套管14內的截面空間被封閉，向上流動的油、氣、水三相在集流傘下方匯聚，由于密度差異，開始重力分離，氣相處于最上方的氣相分離腔10內，向下依次為油相分離段ll和水相分離段。
本發(fā)明實現(xiàn)自動控制氣體分離依據(jù)的原理有兩個， 一個是U型管效應，另一個是封閉氣腔內的各點壓強相等。此結構U形管效應構成如下氣體分離入口 6內的壓強通過氣體分離通道4-氣體分離出口3-套管-油水出口 1-油水集流通道2-油水集流入口 9-套管與氣體分離入口6外的壓強相連通。當氣相分離腔內有氣體分離后，腔內的各點壓強均與氣-油分離界面處的壓強相同。當氣-油分離界面低于氣體分離入口6下方設定位置時，由于U型管效應，浮子f萬受到的浮力和彈簧的彈力低于氣體分離入口 6內外壓強差時，浮子開關3開啟，氣相分離腔內的氣相將通過氣體分離入口 6進入環(huán)形氣體分離通道4，由氣體分離出口 3流回套管內；處于下方的油水相將由油水集流入口9進入油水集流通道2，由油水出口 1流回套管14內。相反，當氣-油分離界面接近氣體分離入口 6下方設定位置時，由于U型管效應，浮子所受到的浮力和彈簧的彈力高于氣體分離入口 6內外壓強差時，浮子開關3關閉，完成自動氣體分離和油水分離進入集流測量通道過程。
浮子開關開啟的條件由下式決定 其中，Pl是氣體分離入口內部的壓強；P2是氣if本分離入口外部 浮子開關所受的壓強；S是氣體分離入口截面積；Fl是浮子開關關閉 時彈簧的初始彈力；F2是浮子受到的浮力；G是浮子的重力。因此， 當忽略油水在集流入口、油水出口和集流通道內的壓強損失后，浮子 開關的開啟由氣相分離腔的垂直高度、氣體分離通道內初始液體密
度、助力彈簧參數(shù)和浮子材料及體積決定。
集流器是傘式集流器；集流器外徑28 mm;油水集流通道內徑 12mm;氣體分離通道為內徑16nim-外徑14mm環(huán)形；浮子材料是氟4; 氣相分離腔垂直高度是60mm;氣體分離入口截面積4mm2。圖2是集 流器連接渦輪流量計后在氣液兩相中的實驗效果。圖的橫坐標是氣相 流量，縱坐標是渦輪響應值，液相流量分別固定為10、 12.3和15立 方米每天。通過觀察可知，在氣流量為零時，氣體分離出口沒有液相 流出，說明浮子開關封閉了氣體分離入口；當氣流量不斷變化時，油 水出口沒有氣相流出，而氣體分離出口有氣相流出，同時渦輪流量計 輸出保持相對穩(wěn)定。該實驗效果證明，用于油井多相流測量的可自動 控制氣體分離型集流器能夠實現(xiàn)氣相在可控條件下加以分離。
集流器驅動機構。
權利要求
1、一種用于油井產出剖面測量的可自動控制氣體分離型集流器，包括上接頭(15)，其特征在于空心的上接頭(15)上部有油水出口(1)，上接頭(15)底部連接有集流傘(5)，上接頭(15)內中部螺紋連接中管(17)，中管(17)的外部有外管(16)，外管(16)分別與上接頭(15)及下接頭(18)螺紋連接，中管(17)的下部與外管(16)螺紋連接，外管(16)與中管(17)之間有環(huán)形空間即氣體分離通道(4)，外管(16)上方的上接頭(15)壁上有與氣體分離通道(4)相通的氣體分離出口(3)，下接頭(18)上方的外管(16)壁上有彈簧(8)，彈簧(8)上方有浮子(7)，浮子(7)對應的外管(16)壁上有與氣體分離通道(4)相通的氣體分離入口(6)，中管(17)下方的下接頭(18)壁上有油水集流入口(9)，集流傘(5)的傘筋底部連接有集流器滑環(huán)(12)，集流器滑環(huán)(12)套在下接頭(18)的下部，集流器滑環(huán)(12)與集流器驅動機構(13)相連接。
2、 根據(jù)權利要求1所述的用于油井產出剖面測量的可自動控制氣體分離型集流器，其特征在于集流傘(5)撐起，套管(14)內的截面空間被封閉，集流傘(5)下方的套管(14)內有氣相分離腔(IO)內、油相分離段(11)和水相分離段。
3、 根據(jù)權利要求1所述的用'于油井產出剖面測量的可自動控制氣體分離型集流器，其特征在于中管(17)及外管(16)下部的空腔為油水集流通道(2)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于油井產出剖面測量的可自動控制氣體分離型集流器。該集流器的主體工作部分包括油水集流通道2、氣體分離出口3、氣體分離通道4、集流傘5、氣體分離入口6、浮子開關7、助力彈簧8、油水相集流入口9，結構上設計了氣相分離腔、氣體分離通道、控制氣相分離的浮子開關和油水集流通道。該集流器使氣相在可控條件下加以分離，變復雜的三相流為簡單的兩相流，使測量結果更加準確。
文檔編號E21B47/00GK101581215SQ20091007232
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權日2009年6月19日
發(fā)明者劉興斌, 劉慧東, 周家強, 莊海軍, 袁智惠, 亮 賁, 馬水龍 申請人:大慶油田有限責任公司