專利名稱：傘形螺旋氣砂錨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣砂錨，尤其涉及一種用于含氣、含砂油田開采的傘形螺旋氣砂錨。
背景技術(shù)：
目前，由于石油開發(fā)的不斷深入，越來越多的油井轉(zhuǎn)向機采生產(chǎn)，在機采日常生產(chǎn)中，氣體對油井影響日益明顯，一些油井由于產(chǎn)氣量大，泵效受氣體影響較嚴(yán)重。尤其在實施機械深抽過程中，由于部分深抽井原始?xì)庖罕容^大，加之液面較低、沉沒度小，原油容易脫氣，入泵原油氣液比增大，氣體影響成為深井抽油泵泵效低的主要原因。另一方面，部分砂巖油藏油井在機抽過程中，由于生產(chǎn)壓差較大，加之原油粘度偏高，原油攜砂能力較強，原油攜砂入泵容易造成小間隙深抽泵柱塞劃傷，甚至造成柱塞卡死在泵筒內(nèi)的嚴(yán)重井下事故。對于含氣或出砂油井，要提高泵的充滿系數(shù)就必須降低進泵原油的油氣比，同時， 要避免柱塞劃傷或卡泵事故的發(fā)生，采用井下原油氣砂錨進行油、氣、砂三相分離是經(jīng)濟有效的途徑之一。目前，各油田生產(chǎn)中使用的常規(guī)氣錨主要有賈敏篩式氣錨、迷宮式氣錨、偏心式氣錨和旋流式氣錨等，這些常規(guī)氣錨的不足之處是氣液分離區(qū)域短，氣體很容易充滿氣錨，氣液分離效果不佳等等。因此如何開發(fā)一種可靠的油、氣、砂三相分離的油田輔助設(shè)備是目前石油開發(fā)領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種適用于含氣或出砂油井的并且能夠更好的解決井下抽油過程中油、氣、砂三相分離問題的氣砂錨。為了實現(xiàn)這一目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案，一種傘形螺旋氣砂錨，包括有外筒、上接頭、下接頭和油氣砂三相分離機構(gòu)，所述油氣砂三相分離機構(gòu)包含有中心管、 引氣筒以及傘形螺旋，所述中心管的上端延伸入上接頭的中心孔中，下端與下文將要提到的隔砂筒連接；所述傘形螺旋的葉片盤旋設(shè)置于中心管的外壁，所述用于收集并且流通氣體的引氣筒設(shè)置于傘形螺旋的上方，并且所述導(dǎo)氣筒的上端與外筒的內(nèi)壁密封接觸。本實用新型所述的三相分離機構(gòu)更包括集氣帽，所述集氣帽為帽蓋狀結(jié)構(gòu)，并且具有中心孔，所述中心管通過中心孔穿設(shè)于集氣帽，并且所述集氣帽罩于所述傘形螺旋的上方，所述引氣筒的底端設(shè)置于集氣帽的頂部。進一步地，所述集氣帽和傘形螺旋葉片上設(shè)置有用于氣體流通的竄氣孔，位于集氣帽上的竄氣孔設(shè)置于集氣帽與中心管的交界處；位于傘形螺旋葉片上的竄氣孔設(shè)置于葉片與中心管的交界處。氣體通過傘形螺旋葉片上的竄氣孔，然后通過集氣帽上的竄氣孔收集于引氣筒中，然后從引氣筒中通過設(shè)置于引氣筒與上接頭之間的排氣孔排出。進一步地，所述的傘形螺旋氣砂錨還設(shè)置有排氣孔和進油孔，所述排氣孔設(shè)置于上接頭與引氣筒之間的外筒壁上，所述進油孔設(shè)于所述引氣筒下部且靠近引起筒的外筒壁上。進一步地，所述引氣筒的上端與外筒通過密封圈實現(xiàn)密封功能。進一步地，所述的三相分離機構(gòu)還包含有隔砂筒，所述隔砂筒設(shè)置于所述中心管的下端并且與中心管連通，具體的來說，所述隔砂筒的上端與所述中心管的下端通過徑向連接筋焊接相連，二者同心布置，用于阻止砂粒入泵并且引導(dǎo)砂粒沉入沉砂管。上述傘形螺旋氣砂錨的上端通過上接頭上的螺紋與抽油泵連接，經(jīng)過分離的原油通過中心管進入抽油泵；傘形螺旋氣砂錨的下端通過下接頭與沉砂管連接用于排出通過分離排出的砂子等固相。采用了上述技術(shù)方案的氣砂錨有效實現(xiàn)井下油氣砂三相的分離，分離后的氣相向上經(jīng)由排氣孔排至油套環(huán)形空間，固相沉降于沉砂管，液相原油則通過中心管輸送到抽油泵中。油氣砂三相的有效分離凈化了入泵原油，一方面提高抽油泵的充滿程度，達到提高泵效的目的，另一方面也減小了砂粒對抽油泵的傷害，進而延長檢泵周期。

圖1為本實用新型所述傘形螺旋氣砂錨的剖面圖。
具體實施方式
為了更好的理解本實用新型的目的，特征及功能，
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例進行詳細(xì)描述。如圖1所示，為本實用新型所述傘形螺旋氣砂錨的剖面圖，由圖可以看出，本實施例所述的傘形螺旋氣砂錨包括有外筒2和油氣砂三相分離機構(gòu)，具體來說，包括有外筒2、 上接頭1和下接頭6，外筒2為長筒體，構(gòu)成本實用新型的傘形螺旋氣砂錨的主體，外筒2的上端通過螺紋與上接頭1連接，外筒2的下端通過螺紋與下接頭6連接，這樣，外筒2的內(nèi)部構(gòu)成相對封閉的空間。在外筒2的內(nèi)部，也就是上接頭1和下接頭2的兩端之間設(shè)置有油氣砂三相分離機構(gòu)。如圖1所示，本實施例所述油氣砂三相分離機構(gòu)包含有中心管3、引氣筒8、集氣帽9以及傘形螺旋11。下面詳細(xì)描述油氣砂三相分離機構(gòu)的組成所述中心管 3為一根中空長管，其上端與上接頭1的中心孔連接，下端接近于下接頭2，并且與下文提到的隔砂筒連通，在中心管3上，從上至下依次貫穿設(shè)置有引氣筒8、集氣帽9以及傘形螺旋 11 ；所述傘形螺旋11具有一定螺旋長度，其中心為通孔，螺旋設(shè)置并且焊接于中心管3的外壁上。此外，集氣帽9也是中間具有通孔的罩狀物，中心管3通過通孔穿設(shè)于集氣帽9，并且該集氣帽9焊接于中心管3的外壁上同時罩于傘形螺旋11的上端，用于收集從傘形螺旋 11以及竄氣孔10出來的氣體；所述引氣筒8為筒狀體，中心管貫穿設(shè)置于其中，其底部焊接于集氣帽9的頂部，并且通過竄氣孔與集氣帽9連通，所述引氣筒8的上端與外筒2的內(nèi)壁之間通過設(shè)置橡膠密封圈12實現(xiàn)密封。圖1所述的油氣砂三相分離機構(gòu)還包含有隔砂筒5，所述隔砂筒5為表面光滑的金屬筒體，所述隔砂筒5的上端與所述中心管3的下端通過徑向連接筋焊接相連，且二者同心布置，所述隔砂筒5能夠阻止砂粒進入中心管3并且引導(dǎo)砂粒沉入沉砂管。進一步地，所述外筒2的側(cè)壁上，在上接頭1與引氣筒8的之間設(shè)置有出氣孔7，在靠近引氣筒8下端的位置上設(shè)置進油孔4 ； 進一步地，傘形螺旋11的導(dǎo)流葉片上設(shè)置有多個竄氣孔10，上述多個竄氣孔設(shè)置在葉片與中心管3交界處，引導(dǎo)氣體的流動； 進一步地，集氣帽9頂部也設(shè)置有多個竄氣孔10，上述多個竄氣孔設(shè)置在集氣帽9 與中心管3交界處，氣體可經(jīng)過這些竄氣孔進入引氣筒8。此外，所述上接頭1及下接頭6可分別通過螺紋與抽油泵泵筒、沉砂管連接。在實際應(yīng)用中，本實用新型所述的傘形螺旋氣砂錨通過四個過程實現(xiàn)其功能。第一，氣、油、砂三相分離過程抽油泵柱塞從下死點開始向上運動時，中心管3及傘形螺旋導(dǎo)流葉片11與外筒2之間的螺旋環(huán)腔出現(xiàn)相對低壓，井筒原油開始由進油孔4進入氣砂錨螺旋環(huán)腔，抽油泵上沖程的抽汲作用使得螺旋環(huán)腔中的原油做自上而下的螺旋運動，期間原油中的氣、液、固三相由于密度差異，被不同程度的離心分離，隨著螺旋運動的進行，其中固相逐漸貼向外筒2的內(nèi)壁、氣相則逐漸聚集于中心管3外壁、液相聚集于自外筒2內(nèi)壁至中心管3外壁一定距離的環(huán)形空間里，至此完成三相分離。第二，抽油過程經(jīng)螺旋分離后的相對純凈的原油在離開傘形螺旋導(dǎo)流葉片11尾部后，通過隔砂筒5及中心管3之間徑向筋空隙進入中心管，最后經(jīng)上接頭1中心孔進入抽油泵。第三，經(jīng)螺旋分離后的砂粒緊貼于外筒2內(nèi)壁，在離開傘形螺旋導(dǎo)流葉片11尾部后慣性進入外筒2與隔砂筒5之間的環(huán)腔，隨后沉降至沉砂管中。第四，當(dāng)柱塞下沖程時，抽油泵停止抽汲作用，螺旋環(huán)腔中的液相因重力作用自下而上逐漸填滿螺旋環(huán)腔，在此過程中液相會排擠聚集在中心管3與傘形螺旋導(dǎo)流葉片11之間的氣體，使得氣體被迫經(jīng)竄氣孔10逐級向上竄至集氣帽9，在通過集氣帽9 頂部竄氣孔后進入引氣筒8中，最后通過排氣孔7排至油套管環(huán)形空間。以上所述僅是本實用新型的最佳實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，做出的細(xì)微變型和改進，也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種傘形螺旋氣砂錨，包括有外筒O)、上接頭(1)、下接頭(6)和油氣砂三相分離機構(gòu)，其特征在于，所述油氣砂三相分離機構(gòu)包含有中心管(3)、引氣筒(8)以及傘形螺旋 (11)，所述傘形螺旋的葉片盤旋設(shè)置于中心管(3)的外壁，所述用于收集并且流通氣體的引氣筒(8)設(shè)置于傘形螺旋(11)的上方，并且所述引氣筒(8)的上端與外筒( 的內(nèi)壁密封接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的傘形螺旋氣砂錨，其特征在于，所述三相分離機構(gòu)更包括集氣帽(9)，所述集氣帽(9)具有中心孔，所述中心管(3)穿設(shè)于集氣帽(9)，并且所述集氣帽 (9)罩于所述傘形螺旋(11)的上方，所述引氣筒(8)的底部設(shè)置于集氣帽(9)的頂部。
3.如權(quán)利要求1所述的傘形螺旋氣砂錨，其特征在于，所述集氣帽(9)和傘形螺旋葉片上設(shè)置有用于氣體流通的竄氣孔，位于集氣帽(9)上的竄氣孔設(shè)置于集氣帽與中心管(3) 的交界處；位于傘形螺旋葉片上的竄氣孔(10)設(shè)置于葉片與中心管(3)的交界處。
4.如權(quán)利要求1所述的傘形螺旋氣砂錨，其特征在于，所述的傘形螺旋氣砂錨還設(shè)置有出氣孔(7)和進油孔G)，所述出氣孔(7)設(shè)置于上接頭(1)與引氣筒(8)之間的外筒壁上，所述進油孔(4)設(shè)于所述引氣筒(8)下部且靠近引起筒(8)的外筒壁上。
5.如權(quán)利要求1所述的傘形螺旋氣砂錨，其特征在于，所述引氣筒(8)的上端與外筒 (2)設(shè)置有密封圈(12)實現(xiàn)密封功能。
6.如權(quán)利要求1所述的傘形螺旋氣砂錨，其特征在于，所述油氣砂三相分離機構(gòu)更包含有隔砂筒(5)，所述中心管(3)的下端與所述隔砂筒( 上端采用徑向連接筋焊接，且二者同心布置。
專利摘要一種用于石油開采中油氣砂三相分離的傘形螺旋氣砂錨，主要由外部筒體、油氣砂三相分離機構(gòu)兩大部分組成，相對于傳統(tǒng)的螺旋氣砂錨，其主要特點是油氣砂三相分離機構(gòu)包含有中心管、引氣筒以及傘形螺旋，所述傘形螺旋的葉片盤旋設(shè)置于中心管的外壁，所述用于收集并且流通氣體的引氣筒設(shè)置于傘形螺旋的上方，并且所述引氣筒的上端與外筒的內(nèi)壁密封接觸。采用了該油氣砂三相分離機構(gòu)的傘形螺旋氣砂錨能夠有效地實現(xiàn)井下油、氣、砂三相分離，并將分離出的氣體引導(dǎo)并排放至油套環(huán)形空腔中，將分離出來的固相砂粒引導(dǎo)沉降至尾管中，將凈化后的液相原油提供給抽油泵。
文檔編號B01D19/00GK202007660SQ20112010824
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者丁雯, 劉榧, 吳臣德, 張園, 張建軍, 李子甲, 林濤, 柏森, 王雷, 鄧洪軍, 陳朝剛 申請人:中國石油化工股份有限公司