摘要：现阶段在高含气油田开发中，为了提高采油效率，抽油泵需要和气液分离装置共同使用。螺旋式气液分离装置包括抽油机加载系统、气体流程、液体流程、气液分离装置混气等几个部分，利用气液两相由于密度不同使其在螺旋腔室流动过程中产生不同的离心力从而将气液两相分离开，从而提高采油率。
关键词：抽油率；螺旋式；气液两相
引言
现阶段，我国油田大部分已进入高含气阶段[1-3]，抽油泵的抽油效率大大降低，高含气已经严重影响采油效率。有些油田采油添加CO2方式来进行气驱。
为了提高采油效率[4-5]，通常使用抽油泵和气液分离装置共同使用。螺旋式气液分离装置的结构参数会影响分离效率，因此，对螺旋式气液分离装置进行试验研究对提高采油率有很大帮助。
1试验装置及组成
1.1装置功能
根据对气液分离系统的试验要求，需要设计的试验系统能够实现以下功能：
①套管憋压：0~0.5MPa。
通过调节回路3溢流阀压力值来设置套管内压力。
②介质混气：0~0.7MPa。
通过调节回路1减压阀压力值来设置介质混气压力，加气压力0~0.8MPa。混气量用流量计计量，加气流量0~17.4m3/h。
③套管排气：分离到套管的气体排出。
当混入气液分离装置的气分离出来后，进入套管内，将从回路3排出。
④套管加水：与抽油机匹配流量
回路5通过水泵向井底加水，保证抽油泵连续抽油。
⑤油管出液：压力0~5MPa
抽油泵采出液通过回路4排出，油管出口压力用溢流阀进行调节。抽油泵采出液通过计量罐计量，气体从计量罐排出，液体回到水箱。
⑥采出液计量
采出液计量由电子秤称量。
⑦气体计量
加气量由回路1的气体流量计计量；未分离的气体流量通过抽油泵理论排量减去计量罐计量的采出液量计算得到；分离气体量为加气量减去未分离气体量。
图1 气液分离装置试验系统图
1.2试验系统组成
气液分离装置试验包括抽油机加载系统、气体流程、液体流程、气液分离装置混气等几个部分。下面对试验系统的几个主要部分进行详细介绍。
抽油机加载系统主要包括：抽油机、加载系统、井口系统等。满足抽油泵工作的冲程、冲次以及油管出口压力。
气体流程主要完成向模拟井内加入气体，与加入液体混合后满足试验所要求的气液比。同时加入的气体还能够从套管排出。套管可进行加压试验。主要技术参数是：最大流量2.6m3/min，最大压力0.8MPa。流程内主要包括：空气压缩机、缓冲罐、减压阀、流量计、单向阀、截止阀等。流量计根据加气量的不同，选择不同量程的流量计，流量计量程分别为：0.06~0.6m3/h，0.4~4 m3/h，1.8~18 m3/h。
采出液流程主要满足抽油泵采出液的计量、采出液压力的调节、采出液的回注。流程如图所示，主要包括：溢流阀、压力表、计量电子称、水泵、单向阀、截止阀等。溢流阀用于调节采出液压力，范围0~5MPa；水泵主要用于采出液的回注，压力1.0MPa，流量0.8m3/h。
气液分离装置混气装置是将加入气体分别从12根内径4mm的细管导入井下，气管端部接有空隙为0.1mm的过滤球，从而保证加入水中的气体处于分散细密的状态。图1为气液分离装置试验系统图。
2.螺旋气液分离装置分离试验
螺旋气液分离装置是利用气液两相由于密度不同使其在螺旋腔室流动过程中产生不同的离心力从而将气液两相分离开，液相由于密度大离心力大而聚集在外侧，气相由于密度小离心力小而聚集在内侧。
对螺旋气液分离装置进行32组试验，试验参数为：动液面400m，冲程1.8m，冲次每分钟1次、2次、5次、7次、9次，气液比分别为0 m3/t、50 m3/t、100 m3/t、200 m3/t、300 m3/t、500 m3/t、1000 m3/t、1500 m3/t、2000m3/t，测试抽油泵的产液量，计算抽油泵的容积效率。试验结果如图2和图3所示。从计算结果可以看出：
①在相同冲次条件下，随着气液比的增加，抽油泵的产液量逐渐降低，容积效率也逐渐减小。气液比较小时下降速度较大，气液比较大时下降速度较小。
②在相同气液比条件下，随着冲次的增大抽油泵的产液量虽然增大，但容积效率逐渐减小。
③从测试结果来看，螺旋气液分离装置可以在冲次每分钟2~9次，气液比从50~2000 m3/t，冲程1.8m的条件下，和没有安装气液分离装置的抽油泵理论容积效率曲线有很大提高，可以提高抽油泵采油率。
图3 螺旋气液分离装置不同气液比下容积效率曲线
3小结
从实验结果来看，螺旋式气液分离装置能够很好的进行气液两相分离，从而提高抽油泵采油率，为实际生产提供了理论依据。
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论文作者:陈静一
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/20
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