專利名稱:自振式螺旋氣砂錨的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種自振式螺旋氣砂錨，包括外管，外管內(nèi)套設(shè)有由上至下依次連接的內(nèi)管、波紋管和篩管，內(nèi)管的側(cè)壁外設(shè)置有螺旋片，外管在與螺旋片的上部相對應(yīng)的位置設(shè)有通孔，波紋管能夠沿外管的軸向伸縮，篩管的管壁上設(shè)置有進液孔，外管與內(nèi)管、波紋管和篩管之間形成環(huán)形空間。本實用新型的自振式螺旋氣砂錨，能夠?qū)崿F(xiàn)氣砂液三相基本分離，使抽油泵正常工作；降低溶解氣的析出速度，提高泵的充滿系數(shù)，可減少泵的磨損，減少泵砂卡概率。
【專利說明】自振式螺旋氣砂錨

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種油井采油技術(shù)，特別是一種自振式螺旋氣砂錨。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著油田開發(fā)進入中后期，油井的采出程度加大，地層壓力下降，原油中的溶解氣過早析出，使抽油泵充滿程度降低，甚至造成氣鎖，從而降低泵效。此外，某些地層由于膠結(jié)疏松，生產(chǎn)壓差過大，常導(dǎo)致地層出砂，造成抽油泵磨損加劇，易發(fā)生卡泵，影響油井的正常生產(chǎn)。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了解決溶解氣過早析出帶來的抽油泵充滿程度降低，以及底層出砂加劇抽油泵磨損的問題，本實用新型提供一種自振式螺旋氣砂錨，能夠?qū)崿F(xiàn)氣砂液三相基本分離，使抽油泵正常工作；降低溶解氣的析出速度，提高泵的充滿系數(shù)，可減少泵的磨損，減少泵砂卡概率。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種自振式螺旋氣砂錨，包括外管，外管內(nèi)套設(shè)有由上至下依次連接的內(nèi)管、波紋管和篩管，內(nèi)管的側(cè)壁外設(shè)置有螺旋片，外管在與螺旋片的上部相對應(yīng)的位置設(shè)有通孔，波紋管能夠沿外管的軸向伸縮，篩管的管壁上設(shè)置有進液孔，外管與內(nèi)管、波紋管和篩管之間形成環(huán)形空間。
[0005]沿內(nèi)管的直徑方向，螺旋片的內(nèi)側(cè)設(shè)置有排氣孔，螺旋片的外側(cè)向下傾斜設(shè)置。
[0006]螺旋片與內(nèi)管的側(cè)壁之間存在有縫隙，所述縫隙的寬度為I毫米至3毫米。
[0007]波紋管為不銹鋼波紋管，波紋管的壁厚為0.7毫米至I毫米。
[0008]篩管的側(cè)壁外通過環(huán)形的管卡固定設(shè)置有篩網(wǎng)。
[0009]篩管外套設(shè)有分流隔離套。
[0010]外管的內(nèi)徑比分流隔離套的外徑大17毫米，分流隔離套的內(nèi)徑比篩管的外徑大20毫米。
[0011]篩管的底部固定連接有固定環(huán)，固定環(huán)的外徑等于分流隔離套的內(nèi)徑，分流隔離套的底部與固定環(huán)焊接，固定環(huán)上設(shè)有用于排砂的通道。
[0012]分流隔離套的上端設(shè)置有至少兩個徑向?qū)ΨQ的凸起。
[0013]篩管的底部固定連接有凡爾總成，凡爾總成為單向閥，凡爾總成僅能夠允許液體自凡爾總成的底部流入篩管的內(nèi)部。
[0014]本實用新型的有益效果是，利用螺旋片的離心效應(yīng)、內(nèi)管的捕集效應(yīng)、篩網(wǎng)的過濾效應(yīng)、以及所述環(huán)形空間的沉降效應(yīng)有效地實現(xiàn)了氣砂液三相的分離，保證抽油泵的正常工作。
[0015]波紋管軸向振動，能迫使被過濾停留在篩網(wǎng)表面的砂粒脫落下沉，使篩管完成自潔，防止篩網(wǎng)被堵塞，能預(yù)防泵抽空，提高泵效。
[0016]被分流隔離套分流含砂液體與微含砂液體，有效避免了抽油泵在抽吸時產(chǎn)生的徑向流把砂粒攜向篩網(wǎng)，使外管內(nèi)壁的砂粒能夠無干擾有效沉降。
[0017]凡爾總成能在進入的井液含砂瞬時增高、篩網(wǎng)未能及時自潔而被堵塞的情況下開啟，從而有效防止了抽油泵抽空造成的故障。

【附圖說明】

[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的自振式螺旋氣砂錨做進一步說明。
[0019]圖1是本實用新型自振式螺旋氣砂錨的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2A是本實用新型凡爾總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2B是本實用新型凡爾總成的外殼的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2C是本實用新型凡爾總成的球座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2D是本實用新型凡爾總成的球架的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2E是本實用新型凡爾總成的球架的右視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明:
[0026]1.上接頭，2.外管，3.內(nèi)管，4.通孔，5.螺旋片，6.排氣孔，7.波紋管，8.篩網(wǎng)，
9.分流隔離套，91.凸緣，10.管卡，11.篩管，111.進液孔，12.凡爾總成，121.外殼，122.球座，123.球架，124.閥球，13.下接頭。

【具體實施方式】
[0027]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】

本實用新型的【具體實施方式】。
[0028]如圖1所示，本實用新型提供了一種自振式螺旋氣砂錨，包括外管2，外管2內(nèi)套設(shè)有由上至下依次連接的內(nèi)管3、波紋管7和篩管11，內(nèi)管3的側(cè)壁外設(shè)置有螺旋片5，外管2在與螺旋片5的上部相對應(yīng)的位置設(shè)有通孔4，波紋管7能夠沿外管2的軸向伸縮，篩管11的管壁上設(shè)置有進液孔111，外管2與內(nèi)管3、波紋管7和篩管11之間形成環(huán)形空間。
[0029]內(nèi)管3的上端與外管2的上端可以通過上接頭I固定連接，上接頭I的上部設(shè)置有連接抽油泵的內(nèi)螺紋。使用時，抽油泵通過上接頭I與本實用新型的自振式螺旋氣砂錨連接。當(dāng)抽油泵抽油時，井液通過外管2上的通孔4進入所述環(huán)形空間，井液在流經(jīng)內(nèi)管3上設(shè)置的螺旋片5時，順著螺旋片5旋轉(zhuǎn)流動做回轉(zhuǎn)運動，由于氣液固三相的比重不同，產(chǎn)生不同的離心力。密度最小的氣相運動在內(nèi)圈，小氣泡在渦流中經(jīng)過不斷碰撞，破碎后重新聚合成大氣泡，經(jīng)螺旋片5上浮，由外管2上部的通孔4排入套管環(huán)空。在抽油泵抽油的過程中，油的動液面會自動保持在螺旋片5的起始位置上，氣體將從上部孔道排入套管環(huán)空，最終由套管閘門定期排放。與此同時，固相砂粒被甩向外管2的內(nèi)壁，經(jīng)螺旋片5與外管2之間的間隙下沉到尾管中。而處理后的液相則經(jīng)篩管11上設(shè)置的進液孔111進入篩管11內(nèi)的通道，流經(jīng)內(nèi)管3，給抽油泵供液。至此，氣砂液三相基本分離，抽油泵能正常工作。
[0030]在氣砂液三相分離的過程中，利用波紋管7具有彈性性能，在抽油泵反復(fù)抽吸工況下，內(nèi)管3內(nèi)的壓力會產(chǎn)生有規(guī)律的變化，波紋管7隨著內(nèi)管3壓力進行軸向伸縮，懸掛在波紋管7下端的篩管11由此產(chǎn)生振動，迫使被過濾停留在篩網(wǎng)8表面的砂粒脫落下沉，篩管11完成自潔，從而防止篩網(wǎng)11被堵塞，而造成泵抽空的故障，提高泵效。
[0031]在一個優(yōu)選的實施方式中，沿內(nèi)管3的直徑方向，螺旋片5的內(nèi)側(cè)設(shè)置有排氣孔6，螺旋片5的外側(cè)向下傾斜設(shè)置。當(dāng)氣相沿著螺旋片5的內(nèi)側(cè)被分離出時，通過螺旋片5內(nèi)側(cè)設(shè)置的排氣孔6排出，以避免當(dāng)氣相沿著螺旋片5的內(nèi)側(cè)上行時，帶動細(xì)砂上行；且螺旋片5的外側(cè)向下傾斜設(shè)置也是為了便于細(xì)砂能夠沿螺旋片5順利向外滑落。
[0032]為了使細(xì)砂能夠順利向尾管掉落，螺旋片5與內(nèi)管3的側(cè)壁之間存在有縫隙，所述縫隙的寬度為I毫米至3毫米。在一個具體的實施方式中，螺旋片5的內(nèi)徑為55.5±0.3毫米，外徑為82±0.5毫米，導(dǎo)程為80加減3毫米，厚度為3毫米，長度為1280毫米，螺旋片5能繞內(nèi)管3排布16圈?？梢詫⒙菪?的上下兩端與內(nèi)管3的側(cè)壁點焊連接，以使螺旋片5固定于內(nèi)管3的側(cè)壁上。在螺旋片5上設(shè)置有至少一組排氣孔6，一組排氣孔6的多個排氣孔6沿著內(nèi)管3的軸線排列。一組排氣孔6的多個排氣孔6的形狀相同，多個排氣孔6的對應(yīng)點的連線平行于內(nèi)管3的軸線。
[0033]本實施例中所選用的波紋管7為不銹鋼波紋管，波紋管7的壁厚為0.7毫米至I毫米，優(yōu)選為0.8毫米。
[0034]在一個可行的實施方式中，篩管11的側(cè)壁外通過環(huán)形的管卡10固定設(shè)置有篩網(wǎng)
8。篩網(wǎng)8選用不銹鋼篩網(wǎng)，處理后的液相要先經(jīng)過篩網(wǎng)8的過濾后，才可經(jīng)篩管11上設(shè)置的進液孔111進入篩管11內(nèi)的通道。
[0035]在一個優(yōu)選的實施方式中，篩管11外套設(shè)有分流隔離套9，優(yōu)選的是，外管2的內(nèi)徑比分流隔離套9的外徑大17毫米，分流隔離套9的內(nèi)徑比篩管11的外徑大20毫米。分流隔離套9浮動設(shè)置在外管2與篩管11之間，利用浮動的分流隔離套9形成的雙環(huán)形通道，g卩，外管2、分流隔離套9與篩管11由外向內(nèi)依次套設(shè)在一起形成環(huán)形通道。此時的井液已經(jīng)脫去氣體，包括含砂液體與微含砂液體，其中，微含砂液體進入外管2與分流隔離套9之間的環(huán)形通道，含砂液體進入分流隔離套9與篩管11之間的環(huán)形通道。含砂液體與微含砂液體被分流隔離套9分流，以避免抽油泵在抽吸時產(chǎn)生的徑向流把砂粒攜向篩網(wǎng)11，從而保證外管2內(nèi)壁的砂粒能夠無干擾有效沉降。
[0036]具體的是，在篩管11的底部固定連接有固定環(huán)14，固定環(huán)14的外徑等于分流隔離套9的內(nèi)徑，分流隔離套9的底部與固定環(huán)14焊接，固定環(huán)14為設(shè)有開口的環(huán)形結(jié)構(gòu)，固定環(huán)14上設(shè)置的該開口構(gòu)成用于排砂的通道。
[0037]由于分流隔離套9浮動設(shè)置在外管2與篩管11之間，為了避免分流隔離套9傾斜擺動，在分流隔離套9的上端設(shè)置有至少兩個徑向?qū)ΨQ的凸起91，用于扶正分流隔離套9，分流隔離套9能沿外管2的內(nèi)壁面定位。
[0038]在篩管11的底部還固定連接有凡爾總成12，凡爾總成12為單向閥，凡爾總成12僅能夠允許液體自凡爾總成12的底部流入篩管11的內(nèi)部。如圖2A至圖2E所示，凡爾總成12包括外殼121、球座122、球架123和閥球124，外殼121的上、下兩端均設(shè)置有內(nèi)螺紋，外殼121通過上端設(shè)置的內(nèi)螺紋與篩管11的底部螺接，固定環(huán)14套設(shè)于篩管11外、位于分流隔離套9與外殼121之間；外殼121通過下端設(shè)置的內(nèi)螺紋與球座122連接；球座122的上部設(shè)置有恰好能擱置閥球124的凹槽；球架123為設(shè)置有四條腿的架子，閥球124能在四條所述腿形成的滑道中軸向滑動。當(dāng)抽油泵的抽吸力大于凡爾總成12的閥球124的重力時，閥球124沿著球架123的滑道上行，凡爾總成12開啟，本實用新型的自振式螺旋氣砂錨底部的液體通過球座122流經(jīng)球架123進入到篩管11內(nèi)。利用篩管11下部安裝的凡爾總成12，在進入的井液含砂瞬時增高、篩網(wǎng)11未能及時自潔而被堵塞的情況下開啟，從而有效防止抽油泵抽空造成的故障。
[0039]本實用新型的自振式螺旋氣砂錨在對井液除氣與除砂后，可提高泵的充滿系數(shù)，減少泵的磨損，減少泵砂卡概率，提高泵效，延長油井免修期，從而降低作業(yè)費用和生產(chǎn)成本。
[0040]以上所述僅為本實用新型示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。而且需要說明的是，本實用新型的各組成部分并不僅限于上述整體應(yīng)用，本實用新型的說明書中描述的各技術(shù)特征可以根據(jù)實際需要選擇一項單獨采用或選擇多項組合起來使用，因此，本實用新型理所應(yīng)當(dāng)?shù)睾w了與本案創(chuàng)新點有關(guān)的其他組合及具體應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種自振式螺旋氣砂銷，其特征在于，所述自振式螺旋氣砂銷包括外管(2)，外管(2)內(nèi)套設(shè)有由上至下依次連接的內(nèi)管(3)、波紋管(7)和篩管(11)，內(nèi)管(3)的側(cè)壁外設(shè)置有螺旋片(5)，外管(2)在與螺旋片(5)的上部相對應(yīng)的位置設(shè)有通孔(4)，波紋管(7)能夠沿外管⑵的軸向伸縮，篩管(11)的管壁上設(shè)置有進液孔(111)，外管⑵與內(nèi)管(3)、波紋管(7)和篩管(11)之間形成環(huán)形空間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自振式螺旋氣砂錨，其特征在于，沿內(nèi)管(3)的直徑方向，螺旋片(5)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有排氣孔(6)，螺旋片(5)的外側(cè)向下傾斜設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自振式螺旋氣砂錨，其特征在于，螺旋片(5)與內(nèi)管(3)的側(cè)壁之間存在有縫隙，所述縫隙的寬度為I毫米至3毫米。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自振式螺旋氣砂錨，其特征在于，波紋管(7)為不銹鋼波紋管，波紋管(7)的壁厚為0.7毫米至I毫米。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自振式螺旋氣砂錨，其特征在于，篩管(11)的側(cè)壁外通過環(huán)形的管卡(10)固定設(shè)置有篩網(wǎng)(8)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自振式螺旋氣砂錨，其特征在于，篩管(11)外套設(shè)有分流隔離套(9)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自振式螺旋氣砂錨，其特征在于，外管(2)的內(nèi)徑比分流隔離套(9)的外徑大17毫米，分流隔離套(9)的內(nèi)徑比篩管(11)的外徑大20毫米。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自振式螺旋氣砂錨，其特征在于，篩管(11)的底部固定連接有固定環(huán)(14)，固定環(huán)(14)的外徑等于分流隔離套(9)的內(nèi)徑，分流隔離套(9)的底部與固定環(huán)(14)焊接，固定環(huán)(14)上設(shè)有用于排砂的通道。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自振式螺旋氣砂錨，其特征在于，分流隔離套(9)的上端設(shè)置有至少兩個徑向?qū)ΨQ的凸起(91)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自振式螺旋氣砂錨，其特征在于，篩管(11)的底部固定連接有凡爾總成(12)，凡爾總成(12)為單向閥，凡爾總成(12)僅能夠允許液體自凡爾總成(12)的底部流入篩管(11)的內(nèi)部。
【文檔編號】E21B43-38GK204283397SQ201420731845
【發(fā)明者】劉昕, 陳瑩, 董永強, 徐鵬, 劉偉, 唐廣杰, 孫仲偉 [申請人]中國石油天然氣股份有限公司