[发明专利]可实时调控的悬挂式井下油水分离系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油开采设备，尤其涉及一种可实时调控的悬挂式井下油水分离系统。

背景技术

油水井下分离是一种新兴的油田采液处理技术，它将油水分离装置安装在井底，分离产出液中的绝大部分水直接注入地层，只将富含油的一部分液体举升到地面，从而极大地减轻了产出液水处理系统的负担，可以节省相应的巨额费用，延长油井的开采寿命，因此该技术近年来引起了石油工业界和相关技术领域的高度重视。

国外于上世纪90年代开始研究和现场试验，并逐渐改进和推广。贝克休斯最新研制的井下油水分离系统，采用两部密闭式电潜泵，将旋流分离器倒置设在两个电泵之间，已成功应用于现场。国内研究和应用较少，仅有中石化进行了井下油水分离技术先导试验研究，在胜利油田进行了电潜泵井下油水分离同井注采现场试验，生产状况稳定。目前的井下油水分离技术由于采取油管、电潜泵机组、分离器同心连接方式，在独立流动通道建立方面带来一些问题，如双闭式电潜泵这类的技术方案，为建立油水分离器进口及两个出口间单独流动通道，需将电潜泵机组置于一密闭罐之内，以便使地层产液与分离器所分理出的水分隔开，而导致工艺复杂、结构庞大、成本高昂；而目前国内研制的油水分离装置，由于受井下油水分离器结构限制，需在有限的套管空间中通过多条与分离器进出口相连接的旁通管线建立独立流动通道，限制了油水分离处理量，仅适用于产液量在300m³/d以下的油井，无法满足大产液量油井需求。另外，目前的已开发的井下油水分离装置在井下实时调控方面不够完善，无法实现对井下油水分离器进出口流量、压力的有效调节，从而导致分离器的分离效率及工作稳定性无法保证。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种可实时调控的悬挂式井下油水分离系统，解决了高含水油田单井产液含水率高、成本大的问题，具有工作稳定性高、处理量大等特点，可广泛应用于油田同井采注工艺中。

为了解决上述技术问题，本发明可实时调控的悬挂式井下油水分离系统予以实现的技术方案是：包括设置在井下的套管，所述套管内设有注水油管和采油油管，所述采油油管上、在位于井口处设有流量控制阀；还包括位于井上地面的可视化控制装置和设在套管内的一悬挂式三通接头；所述悬挂式三通接头的上端口与所述采油油管连接；所述悬挂式三通接头的第一下端口与一油水分离器的出口端相连，所述油水分离器的入口端悬挂一可变频控制的电潜泵机组；所述悬挂式三通接头的第二下端口为水相出口、且与注水油管相连通，第一下端口连接一引向井上地面的注入水取样管，所述注水油管上设有注水压力调节装置；所述电潜泵机组内置有流量、压力监测仪器；所述流量控制阀内置有流量、压力监测仪器和调节阀门；所述注水压力调节装置内置有流量、压力监测仪器和调节水嘴；所述电潜泵机组与所述可视化控制装置之间、所述注水压力调节装置与所述可视化控制装置之间、所述流量控制阀与所述可视化控制装置之间均分别连接有监测仪表电缆和信号传输电缆；所述可视化控制装置通过信号传输电缆接收来自流量控制阀、电潜泵机组和注水压力调节装置中分别内置的流量和压力监测仪器的实时流量、压力信号，转换为可视化数据后输出，与此同时，将控制指令反馈至流量控制阀、电潜泵机组和注水压力调节装置，从而实现调控。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明井下油水分离系统可实现在地面完成油水分离器出、入口压力及流量的实时监测和调控。即通过可视化控制装置实时接收相应仪表监测数据并完成数据输出，达到实时监测和数据分析目的，同时可将人工指令反馈至相应的调控装置，实现调控动作；从而实现对油水分离器进、出口的压力实时控制，使油水分离器进出口压差稳定在目标值，达到提高油水分离器工作效率和稳定性的目的。本发明中利用一悬挂式三通接头装置建立流动通道，可以保证井筒内有足够空间建立流动通道和井下测试通道，从而大幅度提高油水处理量，本发明油水分离处理量不低于1500m³/d，同时本发明的系统结构与目前油田采用的普通电潜泵生产管柱工艺类似，作业实施方案较为成熟，大大降低了作业及运行风险。

附图说明

图1是本发明所述的一种可实时调控的悬挂式井下油水分离系统的结构示意图。

图中：

1-动力电缆          2、17-监测仪表电缆    3-注入水取样管

4-流量控制阀        5-采油油管            6-套管

7-悬挂式三通接头    8-油水分离器          9-电潜泵机组