分离器的工作原理.ppt

单位：JZ9-3WHPA主讲：储繁日期：2018年2月5日主要内容主要内容：一、概述一、概述二、油气分离器的作用二、油气分离器的作用三、分离器常用的一些概念三、分离器常用的一些概念四、电泵分离器类型四、电泵分离器类型五、沉降式分离器的结构和工作原理五、沉降式分离器的结构和工作原理六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构七、旋转分离器的工作七、旋转分离器的工作原理原理一、概述一、概述 气体分离器，又叫油气分离器，简气体分离器，又叫油气分离器，简称分离器，位于电潜泵的下端，是泵称分离器，位于电潜泵的下端，是泵的入口。的入口。大多数井里含有天然气大多数井里含有天然气,这些气体进这些气体进入泵内入泵内,将直接影响的正常工作将直接影响的正常工作,使液使液体不能连续输送体不能连续输送;造成气蚀造成气蚀.为了克服为了克服这一影响这一影响,在离心泵下装一油气分离在离心泵下装一油气分离.被分离出的气体进入油套环形空间被分离出的气体进入油套环形空间,然后排出地面然后排出地面.被分离出的液体则进被分离出的液体则进入泵内入泵内.这样这样,可以减少气体对泵的气可以减少气体对泵的气蚀现象蚀现象,达到提高泵效及延长泵的使达到提高泵效及延长泵的使用寿命的目的用寿命的目的.其作用是其作用是代替标准吸入口，代替标准吸入口，使游离气从井液中分离出使游离气从井液中分离出来，来，以减少气体对泵的排以减少气体对泵的排量、扬程和效率等特性参量、扬程和效率等特性参数的影响，和避免气蚀发数的影响，和避免气蚀发生。生。同时还可以防止压力同时还可以防止压力脉动，以保证电机负载稳脉动，以保证电机负载稳定，使用寿命长，增加原定，使用寿命长，增加原油产量。油气分离器还有油产量。油气分离器还有利于高含气原油的开采。利于高含气原油的开采。二、油气分离器的作用二、油气分离器的作用三、分离器常用的一些概念三、分离器常用的一些概念油气比：油气比：例：例：1 1：6060出出1 1吨原油，同时伴随有吨原油，同时伴随有60m360m3气体带出。气体带出。气油比工作条件气油比工作条件6060，100100，200200。泵入口处的气液比工作条件泵入口处的气液比工作条件3030。气锁：如果井液中用大量的游离气存在，当游离气多到一定程度，气锁：如果井液中用大量的游离气存在，当游离气多到一定程度，进到泵内的都是气体时，泵就会抽空，这种现象就叫气锁。进到泵内的都是气体时，泵就会抽空，这种现象就叫气锁。气穴：由于液体进入泵叶轮后，流速加快，同时压力下降，当压气穴：由于液体进入泵叶轮后，流速加快，同时压力下降，当压力下降到泡点压力以下时，液体会汽化，在泵中形成气体段力下降到泡点压力以下时，液体会汽化，在泵中形成气体段塞，当气体段塞进入到叶轮的高压区时，气体段塞被压碎。塞，当气体段塞进入到叶轮的高压区时，气体段塞被压碎。此时，被压碎的气体段塞产生巨大的能量而破坏叶轮。这种此时，被压碎的气体段塞产生巨大的能量而破坏叶轮。这种现象就叫气穴现象就叫气穴三、分离器常用的一些概念三、分离器常用的一些概念 气蚀现象：含气泡的液体进入叶轮高压区后，气泡急剧缩小气蚀现象：含气泡的液体进入叶轮高压区后，气泡急剧缩小而破灭，形成局部真空，周围的液体以及高的速度冲向元气而破灭，形成局部真空，周围的液体以及高的速度冲向元气泡空间，造成冲击和振动，在巨大冲击力反复作用下，使叶泡空间，造成冲击和振动，在巨大冲击力反复作用下，使叶片表面产生材质疲劳，从开始点蚀到形成裂缝，导致叶轮导片表面产生材质疲劳，从开始点蚀到形成裂缝，导致叶轮导壳或者泵壳破坏。这种现象就叫气气蚀现象。壳或者泵壳破坏。这种现象就叫气气蚀现象。四、电泵分离器类型四、电泵分离器类型 按不同的工作原理，目前使用的电泵分离器有两种按不同的工作原理，目前使用的电泵分离器有两种;一种是沉降式油气分离一种是沉降式油气分离,直接连在离心泵的下端直接连在离心泵的下端;另一另一种是近年来新研制的旋转式油气分离。但基本原理是种是近年来新研制的旋转式油气分离。但基本原理是相同的，都是利用气液的重度差制成的，通过增加气相同的，都是利用气液的重度差制成的，通过增加气泡的轴向速度，降低径向向心速度来分离的，不过前泡的轴向速度，降低径向向心速度来分离的，不过前者是自然分离，后者强制分离。者是自然分离，后者强制分离。在泵挂处流压高、自由气液比低的井，用一级分离器在泵挂处流压高、自由气液比低的井，用一级分离器即可；对于压力低、自由气液比高于即可；对于压力低、自由气液比高于30%30%的井，用二级的井，用二级分离器串联即可进行充分的气液分离。分离器串联即可进行充分的气液分离。五、沉降式分离器的结构和工作原理五、沉降式分离器的结构和工作原理 沉降式分离器与泵是一个整体沉降式分离器与泵是一个整体,在壳体内装一倒置叶轮在壳体内装一倒置叶轮,吸入口在吸入口在叶轮的上部叶轮的上部,井液由此叶轮往下轴井液由此叶轮往下轴,游离气则通过气体道排入油套环形游离气则通过气体道排入油套环形空间空间,液体则通过交叉油道进入泵内液体则通过交叉油道进入泵内.这种分离器主要用于泵吸入口气这种分离器主要用于泵吸入口气液比小于液比小于10%10%的井的井,而对于气液比大于而对于气液比大于10%10%的井的井,其分离效果不好其分离效果不好.沉降式分离器主要由外壳、叶轮、扶正器、流体导向片、轴及上下沉降式分离器主要由外壳、叶轮、扶正器、流体导向片、轴及上下接头等组成。其工作原理是利用液体的相对密度大于气体的特点，在接头等组成。其工作原理是利用液体的相对密度大于气体的特点，在油气混合物从分离器外壳的进液孔进入分离器后，气体向上流动，通油气混合物从分离器外壳的进液孔进入分离器后，气体向上流动，通过分离器的排气孔进入油套管环形空间，而液体由于相对密度大，向过分离器的排气孔进入油套管环形空间，而液体由于相对密度大，向下流动通过分离底部的内腔进液孔进入分离器内腔，并经过底部轮增下流动通过分离底部的内腔进液孔进入分离器内腔，并经过底部轮增压产生一个稳定压头，把井液举升到泵的第一级叶轮，从而完成油气压产生一个稳定压头，把井液举升到泵的第一级叶轮，从而完成油气分离过程。分离过程。该装置的优点是结构简单，成本较低，但有效行程（大约为该装置的优点是结构简单，成本较低，但有效行程（大约为0.4m0.4m左左右）小，且利用重力实现油气分离，分离效率较低。右）小，且利用重力实现油气分离，分离效率较低。六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构 结构1:主要由上下接头、分离腔、分流壳、轴、导向轮、导轮、叶轮和诱导叶轮等组成。旋转式分离器的优点是依据液体相对密度与天然气相对密度的较大差异所造成离心力差异来达到油气分离的目的，分离效率比较高。六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构结构结构2:2:旋转分离器主要由分离器头、分离轮、衬筒、诱导旋转分离器主要由分离器头、分离轮、衬筒、诱导轮、轴、机壳和底座组成。轮、轴、机壳和底座组成。1.1.运输帽运输帽 8.8.衬筒衬筒2.2.装配螺栓装配螺栓 9.9.诱导轮诱导轮3.3.上接头上接头 10.10.轴轴4.4.油气分离头油气分离头 11.11.吸入口吸入口5.5.套套(硬质合金硬质合金)12.)12.下接头下接头6.6.分离轮分离轮 13.13.花键套花键套7.7.壳体壳体六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构六、旋转式分离器的结构 首先诱导叶轮将油气引入低压吸入叶轮区，然后，首先诱导叶轮将油气引入低压吸入叶轮区，然后，低压吸入叶轮使油气混合液获得稳定的压头。叶低压吸入叶轮使油气混合液获得稳定的压头。叶轮的高速旋转使混合液的流向经过导向轮后，由轮的高速旋转使混合液的流向经过导向轮后，由径向流变为轴向流进入分离腔。混合液在高速旋径向流变为轴向流进入分离腔。混合液在高速旋转分离腔内做匀速圆周运动。由于离心力原理，转分离腔内做匀速圆周运动。由于离心力原理，比重大的液体甩向外围，比重轻的气体则聚集于比重大的液体甩向外围，比重轻的气体则聚集于轴心附近。被甩向外围的液体，经分流壳进入泵轴心附近。被甩向外围的液体，经分流壳进入泵的第一级；气体则经过分流壳的分叉流道、再经的第一级；气体则经过分流壳的分叉流道、再经过上接头放气孔进入油套环空。这种分离器对井过上接头放气孔进入油套环空。这种分离器对井下气液比下气液比10%10%30%30%的井有良好的分离效果。结的井有良好的分离效果。结构见下图。构见下图。七、旋转分离器的工作原理七、旋转分离器的工作原理 当井内液体进入分离器入口，先经过诱导轮，再送当井内液体进入分离器入口，先经过诱导轮，再送入叶轮及导壳，这时送入的油流是旋转式的，当其入叶轮及导壳，这时送入的油流是旋转式的，当其进入导向轮后，则使液体由经向流变为轴向流进入进入导向轮后，则使液体由经向流变为轴向流进入分离器分离腔，分离腔与轴一起高速旋转，由于离分离器分离腔，分离腔与轴一起高速旋转，由于离心力的作用，液体甩在外围气体则集中在中间，并心力的作用，液体甩在外围气体则集中在中间，并经交叉流道排到油套管环形空间。液体则通过交叉经交叉流道排到油套管环形空间。液体则通过交叉流道进入泵内。这种分离器对井下气液比流道进入泵内。这种分离器对井下气液比10%10%30%30%的井有良好的分离效果。结构见下图。的井有良好的分离效果。结构见下图。七、旋转分离器的工作原理七、旋转分离器的工作原理