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气液分别器设计

构造工程师：査国权〔12〕

名目

1

1.1

1.2

2

2.1

2.1.1

2.1.2

2.1.3

2.2

2.2.1

2.2.2

2.2.3

3

3.1

3.2

3.2.1

3.2.2

3.2.3

3.3

3.3.1

3.3.2

3.3.3

3.3.4阀座端面大径12

3.3.5心座距12

3.3.6球室高度12

3.3.7阀座厚度13

3.4排气阀开启问题分析13

4排气导管密封装置的选择14

5各局部接头的设计14

前言

现有的气液分别器大多是利用重力作用式和离心作用式。但是由于诸多缘由，

现在的分别器只能在肯定程度上尽量削减气体的进入量，即使气体进入量很小，

其对泵效的影响也是不容小觑的。因此设计出效果更好的气锚，仍旧是很有必要

的。

本设计中的气锚是利用了重力作用式与离心作用式相结合的高效气锚。将重

力分别部未能完全分别的气体在离心分别局部分别出去，以保证高效的抽油效

率。该型气液分别器适用于气液比较高的油井。在此分别器内设置了单独的气、液流

道，更加有利于气液的分别。该分别器是在泵上冲程抽汲时实现分别，而在泵下

冲程时将气体排入油套环空

1气液分别器构造方案

1.1构造

1.2分气原理介绍

分气过程分为四个阶段:

第一阶段是气泡在套管与气锚环形空间进展分别。当气泡随原油流向气锚

时，由于液流方向的转变，在油气密度差的作用下，局部气泡直接上浮到油套环

形空间。

其次阶段是进入锚筒的气泡在气锚孔眼局部进展分别。当气液混合物刚进入

锚筒时，液流为水平方向，而气泡有向上的垂直分速，因此在这一区域内，将有

局部气泡上浮到锚筒顶部，经过锚筒孔眼排到油套环形空间。

第三阶段是锚筒内被液流带至孔眼以下的气泡在锚筒环形空间分别。在锚筒

环形空间的气泡，其中局部直径较大的气泡，因有肯定的上浮速度，并不完全以

与液流一样的速度向下流淌进入内中心管，必定滞留在锚筒环形空间。活塞下冲

程时，由于液体速度为零，这局部气泡便上浮到锚筒环形空间顶部经过孔眼进入

油套环形空间。

图3-3

第四阶段是被液流携带入中心管的小气泡在螺旋气锚内分别。进入螺旋气锚

的气液混合物，通过螺旋器产生的旋转流淌，由于油气密度不同，产生的离心力

使得原油沿螺旋外侧流淌，气泡沿螺旋内侧流淌，并形成大气泡上升到螺旋器顶

部进入气罩，然后通过单向阀排入油套环形空间。

这种气锚将重力型气锚与离心型气锚有机地结合在一起，吸取了两者之长，

抑制了两者单独使用的缺乏。

2气液分别器的构造设计计算

气液分别器的计算包括，重力分别局部和离心分别局部。重力式局部依据简

洁气锚的设计计算来计算。

2.1重力式局部计算

气液分别器设计数据要求：

压力：4Mpa

温度：125℃

高度：1800cm

直径：1400cm

2.1.1计算气锚外壳内径D1和吸入管外径D2

如前所述，欲使气锚分气效率最高，一般是取气锚环行空间液流速度v等

f

于需要分别的最小气泡的上浮速度v，也就是vg=0。假设无视气体密度取=0，

d

g

则公式可改写为：

d2

v