[发明专利]井下螺旋气液分离回注装置及回注方法

权利要求书

1.井下螺旋气液分离回注装置，包括井下螺旋气液分离器和有杆注入泵，其特征在于：所述井下螺旋气液分离器由内筒、外筒、起导流作用的螺旋片和挡板组成；内筒上下端设有螺纹接头，外筒上端有螺纹接头，内筒与外筒形成的环形空间上端为排气通道，挡板与外筒形成的环形空间下端为排液通道，挡板与内筒形成的环形空间下端为气液混合物进入螺旋分离器的入口；有杆注入泵由上泵筒、下泵筒、抽油杆、上活塞、上游动阀、空心连杆、固定阀、下活塞和下游动阀组成，上泵筒上端有螺纹接头、下泵筒下端有螺纹接头；上游动阀和固定阀由底座、压帽和凡尔球组成，底座内侧有内螺纹、外侧有外螺纹，且有阀腔室，阀腔室下端有排液口；压帽中心有进液口，压帽与底座螺纹连接，用密封圈密封；安装时将凡尔球放入底座的阀腔室，旋紧压帽即可；静止状态时，凡尔球靠自身重力坐在底座的排液口，阀处于关闭状态，当凡尔球下端受到的压力大于上端压力时，凡尔球被顶起，阀处于开启状态；下游动阀由底座、压帽、弹簧和凡尔球组成；底座外侧有上螺纹和下螺纹，且中空有进液口和阀腔室；压帽中心有排液口，与底座螺纹连接，用密封圈密封；安装时将凡尔球放入底座的阀腔室，装入弹簧，旋紧压帽即可；静止时，凡尔球在弹簧的作用下坐在底座的进液口，阀处于关闭状态，当凡尔球上端压力克服下端压力后，弹簧处于压缩状态，凡尔球离开进液口，阀处于开启状态；上游动阀外侧螺纹和上活塞螺纹连接，下游动阀外侧下螺纹与下活塞螺纹连接；空心连杆上端与上游动阀内侧螺纹连接，空心连杆的下端和下游动阀外侧上螺纹连接，空心连杆上端与抽油杆螺纹连接，活塞与泵筒之间由密封圈密封；上泵筒下端与固定阀底座外侧螺纹连接，下泵筒上端与固定阀底座内侧螺纹连接；使用时，将有杆注入泵与井下螺旋气液分离器的内筒下接头螺纹连接。

2.如权利要求1所述的井下螺旋气液分离回注装置，其特征在于：起导流作用的螺旋片由同宽等厚的钢板螺旋状焊接在内筒外侧，其中一部分螺旋片的另一侧与挡板焊接在一起；螺旋片螺旋长度为1个单位长度，则内筒长度为2.5个单位长度，外筒长度为2个单位长度，挡板长度为1个单位长度；挡板和外筒均为钢管，挡板和外筒的下端对齐，且下端向上对称分别切去钢管圆周四分之一，形成两豁口，豁口长0.25个单位长度，顶端为弧形，外筒豁口与挡板豁口用钢板焊接形成排液通道；外筒下端位于内筒下端向上0.25处，螺旋片下端位于内筒下端向上0.75处。

3.井下螺旋气液分离回注方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将油管与井下螺旋气液分离器的内筒上接头螺纹连接；

(2)将封隔器与井下螺旋气液分离器的外筒上接头螺纹连接；

(3)将有杆注入泵与井下螺旋气液分离器的内筒下接头螺纹连接；

(4)将封隔器与有杆注入泵的泵筒下接头螺纹连接；

(5)将连接好的装置下入气井，封隔器下到采气层上部，封隔器下至注入层上部，坐封；若封隔器和封隔器无法同时达到下至采气层和注入层上部时，在有杆注入泵与井下螺旋气液分离器之间连接油管；

(6)抽油杆与游梁式抽油机的光杆连接；

(7)气液混合物经入口进入井下螺旋气液分离器，由于离心力的作用，液体向外侧移动，气体向内侧移动，从而达到气液分离；分离后的气体经出口进入气井的油管和井壁形成的环形空间采至地面；液体在重力的作用下经出口进入位于封隔器上端的有杆泵与井壁形成的环形空间，最后由有杆注入泵将分离的液体注入注水层；

(8)游梁式抽油机驱动光杆向上运行时，光杆带动抽油杆、上活塞和下活塞一起向上运动，上游动阀在重力和上活塞上部液体压力作用下关闭，上活塞下部压力降低，固定阀在环形空间液柱压力和上活塞下部液体压力之差的作用下打开，井筒内的液体进入上活塞下部腔室；与此同时，上活塞上部液体经过空心连杆挤开下游动阀进入注水层；

(9)游梁式抽油机驱动光杆向下运行时，光杆带动抽油杆、上活塞和下活塞一起向下运动，固定阀在重力作用下关闭，下游动阀在弹簧的作用下关闭，上活塞下部压力增加，当上活塞下部压力大于上活塞上部液柱压力时，上游动阀被顶开，上柱塞下部的液体通过上游动阀进入上柱塞上部；

(10)如此往复运动，井下螺旋气液分离回注装置将产出层的混合物由螺旋气液分离器分离，分离后的气体经油管和井筒之间的环空采至地面，分离后的液体由有杆注入泵注入注水层。