一种脉动频率可调节式旋流分离装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及油田开发领域，特别涉及一种脉动频率可调节式旋流分离装置及其使用方法。

背景技术

随着油田不断开发，油田采出液含水率逐年升高，随之而来的地面含油污水处理难度及成本逐渐增大，在这样的背景下井下油水分离及同井注采技术应运而生，该技术可使油水混合介质于井下实现油水分离，并使富油相举升至地面富水相回注至地层，为稳油控水及提高采收率提供技术保障。现有的同井注采技术应用以往的油水旋流分离装置，分离效率较低，且常规的抽油杆泵采油效率低，一定程度地影响了同井注采技术的推广应用；更为重要的是随着油田的开采，井下的油水分离比不断发生改变，而常规的一种旋流分离装置只能适用于一种井况，不能实现随着井况变化进行油水相的高效分离。

发明内容

本发明人发现，传统的旋流分离装置油相采出地面与水相回注到地层的效率较低，且不能实现不同井况下油水两相高效分离，一定程度的影响了同井注采技术的进一步推广应用。

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种脉动频率可调节式旋流分离装置。

本发明实施例提供的脉动频率可调节式旋流分离装置，包括：依次连接在所述旋流分离装置内部的油水分离模块与至少两个频率调控模块；

所述油水分离模块包括：外筒、从上至下依次连接在外筒内的螺旋流道、溢流管及导锥；

所述溢流管包括至少两段溢流管段，所述导锥包括至少两段导锥段，各溢流管段及各导锥段之间依次相连；

所述频率调控模块，包括：固定凡尔、依次连接在所述固定凡尔内的第一圆锥齿轮、第二圆锥齿轮、空心筒及移动凡尔；

所述第一圆锥齿轮与所述第二圆锥齿轮相互啮合，且所述第一圆锥齿轮齿数多于所述第二圆锥齿轮齿数。

在一些可选的实施例中，所述频率调控模块为两个，分别为回注频率调控模块与采油频率调控模块；

所述回注频率调控模块包括：回注泵固定凡尔、依次连接在回注泵固定凡尔内的回注泵第一圆锥齿轮、回注泵第二圆锥齿轮、回注泵空心筒及回注泵移动凡尔；

所述采油频率调控模块包括：采油泵固定凡尔、依次连接在采油泵固定凡尔内的采油泵第一圆锥齿轮、采油泵第二圆锥齿轮、采油泵空心筒及采油泵移动凡尔。

在一些可选的实施例中，各溢流管段直径不同，且各所述溢流管段直径从上至下逐渐减小；

所述螺旋流道与直径最大的溢流管段相连。

在一些可选的实施例中，所述螺旋流道与溢流管内部中空。

在一些可选的实施例中，各导锥段直径不同，且各导锥段直径从上至下逐渐增大；

所述外筒与所述直径最大导锥段相连。

在一些可选的实施例中，所述回注泵固定凡尔内壁上设置有齿轮座；所述回注泵第一圆锥齿轮中心处开有圆柱中心孔；

所述回注泵第一圆锥齿轮通过所述圆柱中心孔安装在所述齿轮座上。

在一些可选的实施例中，所述回注泵固定凡尔上设置有螺纹孔；所述回注泵空心筒上开设有定位沟槽；

所述回注泵空心筒通过所述螺纹孔及所述定位沟槽与所述回注泵固定凡尔连接。

在一些可选的实施例中，所述回注泵固定凡尔内壁上还设置有滑槽；所述回注泵移动凡尔上设置有滑口凸台；

所述回注泵移动凡尔与所述回注泵固定凡尔通过所述滑口凸台及所述滑槽的配合连接；

在一些可选的实施例中，所述回注泵空心筒上还设置有阶梯齿轮座和变频沟槽；所述回注泵移动凡尔上还设置有螺纹通孔；

所述回注泵移动凡尔通过所述螺纹通孔与所述变频沟槽与所述回注泵空心筒连接。

所述回注泵第二圆锥齿轮安装在所述阶梯齿轮座上；

在一些可选的实施例中，所述变频沟槽呈波浪状环绕设置在回注泵空心筒上。

在一些可选的实施例中，所述采油泵固定凡尔内壁上设置有齿轮座；所述采油泵第一圆锥齿轮中心处开有圆柱中心孔；

所述采油泵第一圆锥齿轮通过所述圆柱中心孔安装在所述齿轮座上。

在一些可选的实施例中，所述采油泵固定凡尔上设置有螺纹孔；所述采油泵空心筒筒壁上开设有定位沟槽；

所述采油泵空心筒通过所述螺纹孔及所述定位沟槽与所述回注泵固定凡尔连接。

在一些可选的实施例中，所述采油泵固定凡尔内壁上还设置有滑槽；所述采油泵移动凡尔上设置有滑口凸台；

所述采油泵移动凡尔与所述采油泵固定凡尔通过所述滑口凸台与所述滑槽的配合连接。

在一些可选的实施例中，所述采油泵空心筒上还设置有阶梯齿轮座和变频沟槽；所述采油泵移动凡尔上还设置有螺纹通孔；

所述采油泵移动凡尔通过所述螺纹通孔与所述变频沟槽与所述采油泵空心筒连接。

所述采油泵第二圆锥齿轮安装在所述阶梯齿轮座上；

在一些可选的实施例中，所述变频沟槽呈波浪状环绕设置在采油泵空心筒上。

基于同一种发明构思，本发明实施例还提供一种使用上述脉动频率可调节式旋流分离装置进行同井注采的方法，包括：

根据当前井况，通过调整所述脉动频率可调节式旋流分离装置中溢流管段数及所述导锥段数改变所述溢流管与所述导锥之间的长度；

根据脉动频率可调节式旋流分离装置中调控模块的频率要求，调整不同的所述第一圆锥齿轮与所述第二圆锥齿轮进行啮合；

使用已调整好的脉动频率可调节式旋流分离装置进行同井注采操作。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的脉动频率可调节式旋流分离装置，其结构中，溢流管包括至少两段溢流管段，导锥包括至少两段导锥段，各溢流管段及各导锥段之间依次相连；频率调控模块包括相互啮合的第一圆锥齿轮与第二圆锥齿轮；因此，可通过改变油水分离模块内溢流管与导锥的段数以改变溢流管与导锥之间的长度，进而实现不同井况下水相和油相在油水分离模块的高效分离；且能通过调整调控模块内相互啮合的第一圆锥齿轮与第二圆锥齿轮的大小来实现调控模块不同频率的转换，以高效的将油采出的同时将水回注到地层，提高同井注采工艺的油水分离效率。并且，本发明实施例提供的旋流分离装置将变频采油与变频回注及油水高效分离配合使用且整体外观结构不复杂，制造简便，更适用于井下有限的径向空间，为井下精准控制提供保障，并为同井注采技术的推广应用提供技术支持。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例脉动频率可调节式旋流分离装置示意图。

图2为本发明实施例脉动频率可调节式旋流分离装置剖视图。

图3为本发明实施例脉动频率可调节式旋流分离装置爆炸图。

图4为本发明实施例油水分离模块示意图。

图5为本发明实施例油水分离模块剖视图。

图6为本发明实施例油水分离模块爆炸图。

图7为本发明实施例螺旋流道剖视图。

图8为本发明实施例溢流管二段剖视图。

图9为本发明实施例溢流管四段剖视图。

图10为本发明实施例导锥一段剖视图。

图11为本发明实施例导锥四段剖视图。

图12为本发明实施例导锥六段示意图。

图13为本发明实施例回注频率调控模块示意图。

图14为本发明实施例回注频率调控模块剖视图。

图15为本发明实施例回注频率调控模块爆炸图。

图16为本发明实施例回注泵固定凡尔剖视图。

图17为本发明实施例回注泵第一圆锥齿轮示意图。

图18为本发明实施例回注泵空心筒示意图。

图19为本发明实施例回注泵移动凡尔示意图。

图20为本发明实施例采油频率调控模块示意图。

图21为本发明实施例采油频率调控模块剖视图。

图22为本发明实施例采油频率调控模块爆炸图。

图23为本发明实施例采油泵固定凡尔剖视图。

图24为本发明实施例采油泵第一圆锥齿轮示意图。

图25为本发明实施例采油泵空心筒示意图。

图26为本发明实施例采油泵移动凡尔示意图。

图27为使用本发明实施例脉动频率可调节式旋流分离装置进行同井注采的方法的示意图。

附图标记说明：

1-油水分离模块，2-回注频率调控模块，3-采油频率调控模块，4-外筒，5-螺旋流道，6-溢流管一段，7-溢流管二段，8-溢流管三段，9-溢流管四段，10-导锥一段，11-导锥二段，12-导锥三段，13-导锥四段，14-导锥五段，15-导锥六段，16-回注泵固定凡尔，17-回注泵第一圆锥齿轮，18-回注泵第二圆锥齿轮，19-回注泵空心筒，20-回注泵移动凡尔，21-采油泵固定凡尔，22-采油泵第一圆锥齿轮，23-采油泵第二圆锥齿轮，24-采油泵空心筒，25-采油泵移动凡尔，26-回注泵连杆，27-采油泵连杆；

401-螺纹；

501-内螺纹；

601-外螺纹，602-内螺纹；

701-外螺纹，702-内螺纹；

801-外螺纹，802-内螺纹；

901-外螺纹，902-内螺纹；

101-内螺纹；

111-外螺纹，112-内螺纹；

121-外螺纹，122-内螺纹；

131-外螺纹，132-内螺纹；

141-外螺纹，142-内螺纹；

151-外螺纹，152-锥段；

161-通孔，162-凸台，163-螺纹，164-齿轮座，165-凸台，166-加厚壁板，167-凸台，168-锥形通孔，169-滑槽，1610-螺纹孔；

171-圆柱孔，172-圆柱中心孔；

191-变频沟槽，192-定位沟槽，193-阶梯齿轮座，194-圆周等距螺纹孔；

201-滑口凸台，202-螺纹通孔，203-注水通孔；

211-通孔，212-凸台，213-螺纹，214-齿轮座，215-凸台，216-加厚壁板，217-凸台，218-锥形通孔，219-滑槽，2110-螺纹孔；

221-圆柱孔，222-圆柱中心孔；

241-变频沟槽，242-定位沟槽，243-阶梯齿轮座，244-圆周等距螺纹孔；

251-滑口凸台，252-螺纹通孔，253-采油通孔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了解决现有技术中存在的旋流分离装置不能实现不同井况油水两相的高效分离且不能将分离出的油相高效采出及水相高效回注的问题，本发明实施例提供一种脉动频率可调节式旋流分离装置可根据不同的井况选择导锥与溢流管的长度及不同的齿轮啮合来实现油水的高校分离及采油及回注模块频率的转换，创新性的将变频采油与变频回注及高效率分离油水配合使用，提高同井注采工艺的油水分离效率。

本发明实施例提供的脉动频率可调节式旋流分离装置包括：依次连接在所述旋流分离装置内部的油水分离模块与至少两个频率调控模块；

油水分离模块包括：外筒、从上至下依次连接在外筒内的螺旋流道、溢流管及导锥；且溢流管包括至少两段溢流管段，导锥包括至少两段导锥段，各溢流管段及各导锥段之间依次相连；

所述频率调控模块，包括：固定凡尔、依次连接在所述固定凡尔内的第一圆锥齿轮、第二圆锥齿轮、空心筒及移动凡尔；其中第一圆锥齿轮与所述第二圆锥齿轮相互啮合，且第一圆锥齿轮齿数多于第二圆锥齿轮齿数。

如图1-3所示，本发明实施例提供的旋流分离装置频率调控模块例如可以为两个，分别为回注频率调控模块2与采油频率调控模块3；且采油频率调控模块3、回注频率调控模块2与油水分离模块1从上至下依次连接在所述旋流分离装置内。

如图4-5所示，本发明实施例提供的旋流分离装置其油水分离模块1包括：外筒4、从上至下依次连接在外筒4内的螺旋流道5、溢流管及导锥，溢流管包括4个溢流管段：溢流管一段6、溢流管二段7、溢流管三段8、溢流管四段9；导锥包括6个导锥段：导锥一段10、导锥二段11、导锥三段12、导锥四段13、导锥五段14、导锥六段15。各溢流管段直径不同，从上至下即从溢流管一段6至溢流管四段9直径逐渐减小；同理各导锥段直径不同且从上至下即从导锥六段15至导锥一段10直径逐渐增大。

如图6-12所示，本发明实施例提供的旋流分离装置，导锥与溢流管、螺旋流道5及外筒4上均设置有螺纹，以方便连接。

外筒4通过螺纹401连接在旋流分离装置内；螺旋流道5通过螺纹连接固定在外筒4内部，导锥一段10通过连接盘(图中未标出)固定在外筒4内，螺旋流道5底部内螺纹501与溢流管一段6顶部外螺纹601连接，溢流管一段6底部内螺纹602与溢流管二段7顶部外螺纹701连接，溢流管二段7底部内螺纹702与溢流管三段8顶部外螺纹801连接，溢流管三段8底部内螺纹802与溢流管四段9顶部外螺纹901连接，导锥一段10顶部内螺纹101与导锥二段11底部外螺纹111连接，导锥二段11顶部内螺纹112与导锥三段12底部外螺纹121连接，导锥三段12顶部内螺纹122与导锥四段13底部外螺纹131连接，所述导锥四段13顶部内螺纹132与导锥五段14底部外螺纹141连接，导锥六段15外螺纹151与导锥五段14顶部内螺纹142连接；外筒4与螺旋流道5、溢流管及导锥之间形成空腔为分离腔；如图12所示的导锥六段15顶部设置有锥段152，其与外筒4形成的楔形空间能更好举升分离出的油相，且螺旋流道5与溢流管内部中空，为分离出的油相流出油水分离模块提供了导流流道。

可选地，溢流管及导锥所包含的溢流管段和导锥段的段数、直径大小、各溢流管段及各导锥段之间的连接方式在满足工艺要求的情况下可根据实际应用情况进行选择，本发明实施例对此不作限定。

需要说明的是，导锥结构顶部与溢流管结构底部之间的距离称为油核长度，油核长度的大小影响着油水分离效率。根据井下含油量、油的黏度及其他聚合物等存在差异的不同井况下，在结构合理的情况下调节油核长度能达到更高的分离效率，本技术领域的技术人员在采油前，可根据相关经验或仿真模拟等手段针对不同的井况来调节合适的油核长度，本发明实施例的导维段之间及溢流管段之间通过螺纹连接，拆装方便，可在不更换设备的情况下，通过改变溢流管段与导锥段的个数来调整出合适的油核长度，进而提高油水分离效率，同时节约了设备制造成本。

在本发明实施例提供的旋流分离装置内进行油水分离时，当油水混合相进入油水分离模块内部后，经过螺旋流道5加速流入分离腔中，在旋心力的作用下在分离腔内完成油水两相的分离，由于油相的密度较小分离后的油相聚集在分离腔中心轴，随后通过溢流管及螺旋流道5的导流流道流出油水分离模块1。而分离后的水相在旋心力作用下被甩到外筒4内壁，在重力作用下沿着外筒4内壁向下运动，流入导液环腔(图中未标出)后排出油水分离模块1。

如图13-15所示，所述回注频率调控模块2包括：回注泵固定凡尔16、依次连接在回注泵固定凡尔16内的回注泵第一圆锥齿轮17、回注泵第二圆锥齿轮18、回注泵空心筒19及回注泵移动凡尔20；且回注泵第一圆锥齿轮17与回注泵第二圆锥齿轮18相互啮合，以使回注泵第一圆锥齿轮17转动时带动回注泵第二圆锥齿轮18转动。

如图16-19所示，回注泵固定凡尔16内壁上设置有齿轮座164，且齿轮座164上设置有螺纹163；回注泵第一圆锥齿轮17中心处开有圆柱中心孔172且在端处开有圆柱孔171，圆柱孔171内安装圆柱销通过套筒调系并与回注泵连杆26连接，回注泵连杆26与回注泵第一圆锥齿轮17通过卡口销固定；回注泵第一圆锥齿轮17通过圆柱中心孔172内的两个高合金钢轴承衬衬套与固定凡尔16上的齿轮座164配合再由齿轮垫片调系最后通过与螺纹163配合使用的六角螺母固定。回注泵连杆26外部抽水泵相连，在工作时，抽水泵带动回注泵连杆26运动进而带动回注泵第一圆锥齿轮17在齿轮座164上转动。

可选的，回注泵固定凡尔16上设置有螺纹孔1610，且在设置螺纹孔1610处增设了一小段加厚壁板166为开设螺纹孔1610补强，以防止在钻螺纹孔时造成采油泵固定凡尔外壁变形或螺纹孔产生变形、毛刺等；回注泵空心筒19上开设有定位沟槽192，且设置有阶梯齿轮座193；

回注泵空心筒19通过定位沟槽192及螺纹孔1610与回注泵固定凡尔16连接，在连接时，首先通过设置在回注泵固定凡尔16内部的凸台165完成轴向定位，随后回注泵空心筒19的定位沟槽192通过滑动定位销与回注泵固定凡尔16上的螺纹孔1610构成锁合结构；上述回注泵第二圆锥齿轮18通过平键小过盈连接方式固定在回注泵空心筒19的阶梯齿轮座193上，以使回注泵第二圆锥齿轮18在转动的过程中带动回注泵空心筒19同轴转动；且回注泵空心筒19上定位凹槽192与螺纹孔1610形成的锁合结构能对回注泵空心筒19转动时进行径向定位。

可选的，回注泵固定凡尔16内壁上还设置有滑槽169；回注泵移动凡尔20上设置有滑口凸台201；回注泵移动凡尔20与回注泵固定凡尔16通过滑口凸台201及滑槽169的配合连接；

回注泵空心筒19上还设置有变频沟槽191，变频沟槽191呈波浪状环绕设置在回注泵空心筒19上。回注泵移动凡尔20通过螺纹通孔202及变频沟槽191与回注泵空心筒19连接，变频沟槽191通过高合金钢滑动销与螺纹孔202形成锁合结构，且螺纹通孔上开设的凸台为高合金钢滑动销定位，以使回注泵空心筒19在转动的过程中通过变频沟槽191带动回注泵移动凡尔20上下运动，同时上述滑槽169与滑口凸台201的配合为回注泵移动凡尔20的上下运动提供了轴向定位。

在一些可选的实施例中，回注泵固定凡尔16底部开有一锥形通孔168，回注泵移动凡尔20上开有注水通孔203，锥形通孔168与注水通孔193相连通以使经油水分离模块分离出的水相进入回注频率调控模块2内部；回注泵固定凡尔16上部还开有通孔161，回注泵空心筒19上端设置有圆周等距螺纹孔194，圆周等距螺纹孔194与通孔161连通以使水相经过回注调控模块2回注至地层；回注泵固定凡尔16两端面上分别设置有凸台162和凸台167在回注泵固定凡尔16与连接结构连接的过程中起到定位的作用。

需要说明的是，回注泵固定凡尔16上的螺纹孔1610的位置与大小需与回注泵空心筒19上的定位沟槽192位置与宽度对应设置，螺纹孔1610的数量满足工艺要求即可；回注泵固定凡尔16内壁上开设的滑槽169与回注泵移动凡尔20上设置的滑口凸台201在数量、形状、大小及位置等关系上对应设置，满足工艺要求即可；再者，回注泵移动凡尔20上的螺纹通孔202的大小及位置设定应与回注泵空心筒19上变频沟槽191的大小及位置对应设置，螺纹通孔202的数量满足工艺要求即可；本发明实施例对以上均不作限定。

回注频率调控模块2通过回注泵连杆26与外部抽水泵连接，抽水泵的频率是确定的，回注泵连杆26在抽水泵的驱动下带动回注泵第一圆锥齿轮17转动，进而带动与回注泵第一圆锥齿轮17相啮合的回注泵第二圆锥齿轮18转动，将运动传递给回注泵第二圆锥齿轮18，由于相互啮合的回注泵第一圆锥齿轮17齿数多于回注泵第二圆锥齿轮18，从而完成低频向高频的转换，回注泵第二圆锥齿轮18的转动带动回注泵空心筒19进行旋转，又带动回注泵移动凡尔20进行高效的往复运动从而实现联动功能，进而使进入回注频率调控模块2的水相在高频率状态下回注至地层。在选择的过程中，技术人员可根据工艺要求调整回注泵第一圆锥齿轮与回注泵第二圆锥齿轮的组合，以达到不同的频率转换。

在一些可选的实施例中，如图20-22所示，采油频率调控模块3包括：采油泵固定凡尔21、依次连接在采油泵固定凡尔21内的采油泵第一圆锥齿轮22、采油泵第二圆锥齿轮23、采油泵空心筒24及采油泵移动凡尔25；且采油泵第一圆锥齿轮22与采油泵第二圆锥齿轮23相互啮合，以使采油泵第一圆锥齿轮22转动时带动采油泵第二圆锥齿轮23转动。

如图23-26所示，采油泵固定凡尔21内壁上设置有齿轮座214，且齿轮座214上设置有螺纹213；采油泵第一圆锥齿轮22中心处开有圆柱中心孔222且在端处开有圆柱孔221，圆柱孔221内安装圆柱销通过套筒调系并与采油泵连杆26连接，采油泵连杆27与采油泵第一圆锥齿轮22通过卡口销固定；采油泵第一圆锥齿轮22通过圆柱中心孔222内的两个高合金钢轴承衬衬套与固定凡尔21上的齿轮座214配合再由齿轮垫片调系最后通过与螺纹213配合使用的六角螺母固定。采油泵连杆27与外部抽油泵相连，在工作时，抽油泵带动采油泵连杆26运动进而带动采油泵第一圆锥齿轮22在齿轮座214上转动。

可选的，采油泵固定凡尔21上设置有螺纹孔2110，且在设置螺纹孔2120处增设了一小段加厚壁板216为开设螺纹孔2110补强，以防止在钻螺纹孔时造成采油泵固定凡尔外壁变形或螺纹孔产生变形、毛刺等；采油泵空心筒24上开设有定位沟槽242，且设置有阶梯齿轮座243；

采油泵空心筒24通过定位沟槽242及螺纹孔2110与采油泵固定凡尔21连接，在连接时，首先通过设置在采油泵固定凡尔21内部的凸台215完成轴向定位，随后采油泵空心筒24的定位沟槽242通过滑动定位销与采油泵固定凡尔21上的螺纹孔2110构成锁合结构，采油泵第二圆锥齿轮23通过平键小过盈连接方式固定在采油泵空心筒24的阶梯齿轮座243上，以使采油泵第二圆锥齿轮23在转动的过程中带动采油泵空心筒24同轴转动；且采油泵空心筒24上定位凹槽242与螺纹孔2110形成的锁合结构能对采油泵空心筒转动时进行径向定位。

可选的，采油泵固定凡尔21内壁上还设置有滑槽219；采油泵移动凡尔25上设置有滑口凸台251；采油泵移动凡尔25与采油泵固定凡尔21通过滑口凸台251及滑槽219的配合连接；

采油泵空心筒24上还设置有变频沟槽241，变频沟槽241呈波浪状环绕设置在采油泵空心筒24上。采油泵移动凡尔25通过螺纹通孔252及变频沟槽241与采油泵空心筒24连接，变频沟槽241通过高合金钢滑动销与螺纹孔202形成锁合结构，且螺纹通孔上开设的凸台为高合金钢滑动销定位，以使采油泵空心筒24在转动的过程中通过变频沟槽241带动采油泵移动凡尔25上下运动，同时上述滑槽219与滑口凸台251的配合为采油泵移动凡尔25的上下运动提供了轴向定位。

在一些可选的实施例中，采油泵固定凡尔21底部开有一锥形通孔218，采油泵移动凡尔25上开有采油通孔253，锥形通孔218与采油通孔253相连通以使经油水分离模块分离出的油相进入采油频率调控模块内部；采油泵固定凡尔21上部还开有通孔211，采油泵空心筒24上端设置有圆周等距螺纹孔244，圆周等距螺纹孔244与通孔211连通以使油相经过采油调控模块3采出至地面；采油泵固定凡尔21两端面上分别设置有凸台212和凸台217在采油泵固定凡尔21与连通结构的连接的过程中起到定位的作用。

需要说明的是，采油泵固定凡尔21上的螺纹孔2110的位置与大小需与采油泵空心筒24上的定位沟槽242位置与宽度对应设置，螺纹孔2110的数量满足工艺要求即可，采油泵固定凡尔21内壁上开设的滑槽219与采油泵移动凡尔25外壁上设置的滑口凸台251在数量、形状、大小及位置等关系上对应设置，满足工艺要求即可；再者，采油泵移动凡尔25上的螺纹通孔252的大小及位置设定应与采油泵空心筒上变频沟槽的大小及位置对应设置，螺纹通孔252的数量满足工艺要求即可；本发明实施例对以上均不作限定。

采油频率调控模块通过采油泵连杆27与外部抽油泵连接，抽油泵的频率是确定的，采油泵连杆27在抽油泵的驱动下带动采油泵第一圆锥齿轮转动，进而带动与采油泵第一圆锥齿轮22相啮合的采油泵第二圆锥齿轮23转动，将频率传递给第二圆锥齿轮23，由于相互啮合的采油泵第一圆锥齿轮22齿数多于采油泵第二圆锥齿轮23，从而完成低频向高频的转换，采油泵第二圆锥齿轮23的转动带动采油泵空心筒24进行旋转，又带动采油泵移动凡尔25进行高效的往复运动从而实现联动功能，进而使进入采油频率调控模块的水相在高频率状态下采油至地层。在选择的过程中，技术人员可根据工艺要求调整采油泵第一圆锥齿轮与采油泵第二圆锥齿轮的组合，以达到不同的频率转换。

本技术领域的技术人员可根据工艺需要来选择不同的齿轮组合，在进行不同变频结构的转换时，一定程度上只需要对齿轮组合进行拆换，简单方便，且减少了相关设备的制造成本，提高了经济效益。

本发明实施例提供的旋流分离装置，整体外观呈圆筒状结构，没有多余的分支结构，整体简洁美观；且本发明实施例将高效率油水分离与变频回注及变频采油结构设置在同一装置内部并使其配合使用，功能分工明确，设计巧妙，适用于井下有限的径向空间。

再者，本发明所提供的旋流分离装置的调控模块依靠泵体带动连杆运动来实现，连杆与第一圆锥齿轮相连接，第一圆锥齿轮与第二圆锥齿轮相啮合，带动空心筒进行旋转，又带动移动凡尔进行高速的上下往复运动从而实现联动功能，由于第一圆锥齿轮数多于第二圆锥齿轮齿数进而实现低频向高频的转换。且采油频率调控模块与回注频率调控模块结构相似，能够减少装置结构的加工工艺，具有很强的综合使用价值。

在一些可选的实施例中，采油频率调控模块、回注频率调控模块、油水分离模块从上至下依次通过连接结构连接在所述旋流分离装置内部；可选的，油水分离模块与采油频率调控模块可通过三桥式通道连接，回注频率控制模块与采油频率调控模块可通过扶正器、桥式通道及接管连接。

基于同一种发明构思，本发明实施例还提供了一种使用上述脉动频率可调节式旋流分离装置进行同井注采的方法，参照图27所示，包括：

S1、根据当前井况，通过调整所述脉动频率可调节式旋流分离装置中溢流管段数及所述导锥段数改变所述溢流管与所述导锥之间的长度；

S2、根据脉动频率可调节式旋流分离装置中调控模块的频率要求，调整不同的所述第一圆锥齿轮与所述第二圆锥齿轮进行啮合；

S3、使用已调整好的脉动频率可调节式旋流分离装置进行同井注采操作。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。