專利名稱：防氣、防砂篩管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
防氣、防砂篩管技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油開采的常用工具，具體地說是一種石油有桿泵開 采中所用的篩管。背景技術(shù)：
篩管是目前我國石油工業(yè)在石油有桿泵開采中最常用的工具，在石油采出過程中具有非常重要的作用，普通篩管是在管壁上打50—80個直徑為5 mm的孔， 使井液直接通過孔道流入抽油泵，這樣的篩管既不防氣也不防砂；目前常用的 還有另外兩種防砂篩管即金屬絲網(wǎng)防砂管和多孔陶瓷防砂管，如專利號為 200620012375. 0的"多層不銹鋼金屬網(wǎng)布防砂篩管"，金屬絲網(wǎng)防砂篩管的絲網(wǎng) 材料為不銹鋼，耐酸性和耐堿性都很差，在生產(chǎn)過程中很短時間內(nèi)就很容易被 成分復(fù)雜的井內(nèi)液體所腐蝕，從而失去防砂效果；2001年第1期的《石油礦場 機(jī)械》中"自振式氣砂錨的研制與應(yīng)用" 一文批露一種多孔陶瓷防砂篩管，由 于這種篩管的微孔半徑小，盡管具有耐高溫、耐腐蝕可在原油雜質(zhì)較多的油井 上使用等優(yōu)點(diǎn)，但極容易發(fā)生堵塞，導(dǎo)致泵效低或抽不出油，而且這兩種篩管 均不具防氣功能。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題就是針對現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種防 氣、防砂篩管，該篩管根據(jù)井內(nèi)液體被抽油泵抽出時液體流動的自然規(guī)律，結(jié) 合液體流動力學(xué)的原理設(shè)計而成，具有耐高溫、耐腐蝕、不易堵塞、防氣、防 砂、使用安全可靠、安裝簡單方便、可長期重復(fù)使用等特點(diǎn)。本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是一種防氣、防砂篩管，主要由依次連接的逆向分離器、螺旋分離器、排氣 閥構(gòu)成，逆向分離器上具有進(jìn)油孔和下端開口的中心管，逆向分離器的下端通 過下接箍與沉砂管連接，螺旋分離器具有螺旋通道，排氣閥上具有排氣孔，排 氣孔與油套環(huán)形空間連通，排氣閥的上端通過上接箍與抽油管及抽油泵連接， 螺旋分離器與抽油管之間具有出油通道。逆向分離器著重改變了原有的液體運(yùn) 動方向，依據(jù)流體力學(xué)的原理，當(dāng)抽油泵柱塞上行時，混合液體通過進(jìn)油孔進(jìn) 入逆向分離器，首先是向下運(yùn)動，到達(dá)中心管的底部開口后迅速改變方向，通 過中心管而向上運(yùn)動，由于抽油管內(nèi)的氣體、液體、砂的質(zhì)量不同，所產(chǎn)生的 離心力也不同，在不同的重力和離心力的作用下，完成了砂粒、液體、氣體的 第一次分離；經(jīng)過第一次分離的液體繼續(xù)向上運(yùn)動進(jìn)入螺旋分離器后，由原來 的直線運(yùn)動迅速在螺旋通道內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槁菪\(yùn)動，再次產(chǎn)生不同的離心力使得砂 粒、液體、氣體對螺旋通道內(nèi)外壁產(chǎn)生了不同的摩擦力，從而改變了砂粒、液 體、氣體的運(yùn)動速度和方向，這樣就完成了砂粒、液體、氣體的第二次分離；混合液體經(jīng)過螺旋分離器的高速旋轉(zhuǎn)在螺旋分離器的頂部液體被旋轉(zhuǎn)到最外 圈，通過出油通道進(jìn)入抽油管及抽油泵。分離后的氣體則由螺旋分離器的中部 到達(dá)排氣閥的底部后形成了集氣腔，當(dāng)氣體累積到一定的壓力后，排氣閥自動 打開排氣孔進(jìn)行排氣。沒有被逆向分離器分離凈的少量砂粒則集中在螺旋分離 器的中下部，當(dāng)抽油泵柱塞下行時，液體使靜止的砂粒迅速的向下運(yùn)動到沉砂 管內(nèi)?；旌鲜鸵后w通過逆向分離器完成的第一次分離，再經(jīng)過螺旋分離器螺 旋運(yùn)動完成第二次分離后，流入抽油泵內(nèi)被充分抽到地面管線，質(zhì)量較重的砂 子則在重力和離心力的作用下向下運(yùn)動進(jìn)入沉砂管內(nèi)，不會進(jìn)入抽油泵內(nèi)發(fā)生 砂卡及對抽油泵造成磨損，氣體則通過排氣閥上的排氣孔排放到了油套環(huán)形空間，不會進(jìn)入抽油泵內(nèi)發(fā)生氣鎖，進(jìn)而影響抽油泵的充滿度，造成泵效差，減 少油井的產(chǎn)量。逆向分離器主要由逆向分離外管和下端開口的中心管構(gòu)成，逆向分離外管 上具有進(jìn)油孔，逆向分離外管內(nèi)設(shè)有中心管，混合液體通過進(jìn)油孔進(jìn)入逆向分 離外管和中心管之間先向下運(yùn)動，到達(dá)中心管的底部后在抽油泵的抽吸力的作 用下迅速的向上運(yùn)動進(jìn)入中心管內(nèi)。進(jìn)油孔的數(shù)量為60—100個。為了達(dá)到很好的分離效果，中心管的底端要低于最下端的進(jìn)油孔底部不少于80 cm。螺旋分離器主要由螺旋分離外管、螺旋分離柱構(gòu)成，螺旋分離柱上具有螺 旋片，螺旋分離外管與螺旋分離柱、螺旋片之間形成螺旋通道，使進(jìn)入螺旋分 離器的混合液體螺旋運(yùn)動，螺旋分離外管的下端通過中間接箍與逆向分離外管 連接，螺旋分離柱通過帶有液體通道的接頭與中心管連接。排氣閥包括有閥體，閥體上還具有排氣孔，當(dāng)達(dá)到一定的壓力時，排氣孔 打開排出混合氣體到油套環(huán)形空間內(nèi)。本實(shí)用新型可以達(dá)到的有益效果是-1、 本實(shí)用新型防氣、防砂效果好，使用周期長，性能可靠，可以大幅度的 延長油井免修期并提高原油產(chǎn)量，大大節(jié)約生產(chǎn)成本。以實(shí)驗(yàn)的五口油井為例 首先都大大的提高了抽油泵抽油效果，平均泵效由48%上升到75%;平均每口 油井增加產(chǎn)量3. 2噸；平均每口油井免修期增加96天。2、 本實(shí)用新型依靠自然存在的客觀原理完成了整個氣體、液體、砂子的分 離，來達(dá)到了防氣、防砂目的，同時具備耐高溫、耐腐蝕、不堵塞等特點(diǎn)，因 此具有積極的推廣價值。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，該防氣、防砂篩管，由依次連接的逆向分離器30、螺旋分離 器20、排氣閥10構(gòu)成，逆向分離器30上具有進(jìn)油孔32和下端開口的中心管 33，逆向分離器30的下端通過下接箍450與沉砂管連接，螺旋分離器20具有 螺旋通道23，排氣閥10上具有排氣孔11，排氣孔11與油套環(huán)形空間40連通， 排氣閥10的上端通過上接箍70與抽油管及抽油泵連接，螺旋分離器20與抽油 管之間具有出油通道80。逆向分離器30主要由逆向分離外管31和中心管33構(gòu) 成，逆向分離外管31上具有80個進(jìn)油孔32，逆向分離外管31內(nèi)設(shè)有中心管 33，混合液體通過進(jìn)油孔32進(jìn)入逆向分離外管31和中心管33之間，到達(dá)中心 管33的底部后在抽油泵的抽吸力的作用下迅速的向上運(yùn)動進(jìn)入中心管33內(nèi)， 中心管33的最底端低出進(jìn)油孔32底部100 cm;螺旋分離器20主要由螺旋分離 外管21、螺旋分離柱24構(gòu)成，螺旋分離柱24上具有螺旋片22，螺旋分離外管 21的下端通過中間接箍50與逆向分離外管31連接，螺旋分離柱24通過帶有液 體通道的接頭25與中心管33連接，螺旋分離外管21與螺旋片22、螺旋分離柱 23之間形成螺旋通道23，能夠使進(jìn)入螺旋分離器20的混合液體螺旋運(yùn)動；排 氣閥10的閥體12上還具有排氣孔11，排氣孔11直通到油套環(huán)形空間40，當(dāng) 達(dá)到一定的壓力時，排氣孔ll打開排出氣體。本方案在抽油過程中進(jìn)行兩次防砂和兩次氣液的分離過程是 第一次防砂當(dāng)抽油泵柱塞上行時，混合液體通過進(jìn)油孔32進(jìn)入逆向分離 外管31和中心管33之間先向下運(yùn)動，到達(dá)中心管33底部開口時，在抽油泵柱 塞上行時的抽吸力的作用下突然轉(zhuǎn)向180°而向上運(yùn)動，這個轉(zhuǎn)向運(yùn)動致使液體中的砂子在重力和離心力的雙重作用下拋下沉入沉砂管，從而避免或大大減少 了進(jìn)入螺旋分離器20的砂量；第二次防砂混合液體進(jìn)入螺旋分離器20后，在螺旋通道23內(nèi)由直線運(yùn)動突然變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動，再次產(chǎn)生不同的離心力使得砂 粒、液體、氣體對螺旋分離外管21內(nèi)壁和螺旋片22、螺旋分離柱24產(chǎn)生了不 同的摩擦力，當(dāng)抽油泵柱塞下行時由于液體是靜止的，砂粒迅速沉降到沉砂管。 第一次氣液分離抽油柱塞上行時，氣液同時進(jìn)入逆向分離外管31和中心管33 之間，液體會在重力的作用下快速下沉，氣體則首先進(jìn)入中心管33通過螺旋分 離器20到達(dá)排氣閥10后排放到油套環(huán)形空間40內(nèi)；第二次氣液分離當(dāng)混合 液體通過中心管33上行進(jìn)入螺旋分離器20中，氣體和液體一起圍繞螺旋通道 23高速旋轉(zhuǎn)上升，在離心力的作用下液體被拋向外圈，氣體則從中心部位上升， 通過排氣閥10的排氣孔11排出，液體則通過出油通道80進(jìn)入抽油管。
權(quán)利要求1、一種防氣、防砂篩管，主要由依次連接的逆向分離器(30)、螺旋分離器(20)、排氣閥(10)構(gòu)成，其特征在于逆向分離器(30)上具有進(jìn)油孔(32)和下端開口的中心管(33)，逆向分離器(30)的下端通過下接箍(50)與沉砂管連接，螺旋分離器(20)具有螺旋通道(23)，排氣閥(10)上具有排氣孔(11)，排氣孔(11)和油套環(huán)形空間(40)連通，排氣閥(10)的上端通過上接箍(70)與抽油管及抽油泵連接，螺旋分離器(20)與抽油管之間具有出油通道(80)。
2、 如權(quán)利要求l所述的防氣、防砂篩管，其特征在于逆向分離器(30) 主要由逆向分離外管(31)和下端開口的中心管(33)構(gòu)成，逆向分離外管(31) 上具有進(jìn)油孔(32),逆向分離外管(31)內(nèi)設(shè)有中心管(33)。
3、 如權(quán)利要求2所述的防氣、防砂篩管，其特征在于進(jìn)油孔(32)的 數(shù)量為60 100個。
4、 如權(quán)利要求l、 2或3所述的防氣、防砂篩管，其特征在于中心管(33) 的底端要低于最下端的進(jìn)油孔(32)底部不少于80cm。
5、 如權(quán)利要求l所述的防氣、防砂篩管，其特征在于螺旋分離器(20) 主要由螺旋分離外管(21)、螺旋分離柱(24)構(gòu)成，螺旋分離柱(24)上具有 螺旋片(22)，螺旋分離外管(21)與螺旋分離柱(24)、螺旋片(22)之間形 成螺旋通道(23)，螺旋分離外管(21)的下端通過中間接箍(60)與逆向分離 外管(31)連接，螺旋分離柱(24)通過帶有液體通道的接頭(25)與中心管(33)連接。
6、 如權(quán)利要求l所述的防氣、防砂篩管，其特征在于排氣閥(10)包括 有閥體(12)，閥體(12)上還具有排氣孔(11)，排氣孔(11)與油套環(huán)形空 間(40)連通。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種防氣、防砂篩管，主要由依次連接的逆向分離器、螺旋分離器、排氣閥構(gòu)成，逆向分離器上具有進(jìn)油孔和下端開口的中心管，逆向分離器的下端通過下接箍與沉砂管連接，螺旋分離器具有螺旋通道，排氣閥上具有排氣孔，排氣孔和油套環(huán)形空間連通，排氣閥的上端通過上接箍與抽油管及抽油泵連接，螺旋分離器與抽油管之間具有出油通道。本實(shí)用新型依靠普通物理及流體力學(xué)原理經(jīng)過兩次防砂和兩次氣液的分離過程，完成了整個氣體、液體、砂子的分離，防氣、防砂效果好，耐高溫、耐腐蝕、不易堵塞、使用周期長，性能可靠，可以大幅度的延長油井免修期并提高原油產(chǎn)量，大大節(jié)約生產(chǎn)成本，具有積極的推廣價值。
文檔編號E21B43/34GK201173111SQ20072009159
公開日2008年12月31日 申請日期2007年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月23日
發(fā)明者王志堅 申請人:王 丹