專利名稱：雙腔砂氣錨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油工業(yè)系統(tǒng)的采油裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于在油田井下進(jìn)行 氣、液、砂分離的砂氣錨。
背景技術(shù)：
油田現(xiàn)有的原油舉升設(shè)備以柱塞式抽油泵為主，該抽油泵在油井下工作時(shí)，抽吸 的是氣、油、水三相的混合液，而有些特別地質(zhì)結(jié)構(gòu)的油井還會(huì)有相當(dāng)?shù)纳傲５入s質(zhì)存在于 被抽吸的原油混合液中。抽油泵中進(jìn)入了氣體，會(huì)降低抽油泵的使用效果，影響產(chǎn)量；而油 泵內(nèi)進(jìn)入砂粒后，不僅加速了抽油泵的磨損，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使抽油泵被卡死，無法工作。為解 決上述的問題，長(zhǎng)期以來許多油井都是使用氣錨或砂氣錨來進(jìn)行氣、液分離或氣、液、砂粒 的分離。傳統(tǒng)的各類井下氣錨的工作原理是讓混合液大量進(jìn)入氣錨，通過氣錨的各種流道 使流體在回旋流動(dòng)中進(jìn)行氣、液分離，但這種方法的分離效果很低，尤其是對(duì)井下粘度大于 2MPa · s的流體更是如此，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中在很難達(dá)到提高泵效、增加產(chǎn)量的目的。近年來本領(lǐng) 域研制的一些最新型的氣錨產(chǎn)品如多沉降杯流型氣錨等，雖使分離效率在一定程度上得到 提高，但結(jié)構(gòu)卻過于復(fù)雜(如多杯等流氣錨的瓦楞沉降杯的數(shù)量多達(dá)30 500個(gè))，成本偏 高，且對(duì)油、氣混合液自行沉降的空間容積都設(shè)計(jì)得較小(如多杯等流氣錨的瓦楞沉降杯， 混合原油從自動(dòng)沉降到不含氣原油進(jìn)入孔的空間距離僅50 IOOmm的距離)，以致應(yīng)用效 果不夠理想。而現(xiàn)有砂氣錨的除砂結(jié)構(gòu)也多采用以金屬網(wǎng)阻砂于泵體之外的方法，使用效 果亦難盡如人意。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題加以解決，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成 本低、使用效果好的雙腔砂氣錨。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是這樣的所提供的雙腔砂氣錨具有一個(gè)內(nèi) 穿裝有中心管的氣錨外套管，中心管上端裝有與抽油泵聯(lián)接的油泵接頭，在中心管下部開 有多個(gè)尾孔，在氣錨外套管的中上部管壁上對(duì)稱開有多個(gè)進(jìn)油孔，在氣錨外套管和中心管 間位于進(jìn)油孔上端位置處裝有一其上開設(shè)了多個(gè)豎通孔的氣泡分配件，在兩管間接近中心 管底端的位置處裝有一內(nèi)辟螺旋通道的固定螺旋裝置，所說的氣泡分配件和固定螺旋裝置 將氣錨外套管和中心管間的空間自下而上依次隔分為儲(chǔ)氣空腔、沉降空腔和除砂腔。本發(fā)明進(jìn)一步的解決方案是在雙腔砂氣錨氣泡分配件上開有多個(gè)圓形豎通孔或 異形豎通孔；在進(jìn)油孔的上沿加工有一個(gè)傾角斜面；在固定螺旋裝置上開有多道上下連通 的螺旋通道，螺旋通道的正剖面為梯形、半圓形或其它異型結(jié)構(gòu)。另外，在本發(fā)明結(jié)構(gòu)中，沉 降空腔的容積至少是配套抽油泵排量的2倍，實(shí)施中以2 6倍為佳。實(shí)際應(yīng)用中，通過油泵接頭將雙腔砂氣錨聯(lián)接在抽油泵下。當(dāng)砂氣錨在井下工作 處在抽汲狀態(tài)時(shí)，油泵產(chǎn)生的吸力將通過中心管和中心管下部的各個(gè)尾孔在砂氣錨套管的 沉降空腔中產(chǎn)生負(fù)壓。由于砂氣錨整體是浸在原油中的，所以含有油、氣、砂、水物的原油混合液將通過砂氣錨進(jìn)油口進(jìn)入沉降空腔。就傳統(tǒng)的氣錨結(jié)構(gòu)而言，超長(zhǎng)的空間距離和沉降 容積可使原油中的氣泡在抽油泵抽汲間歇有更長(zhǎng)的時(shí)間被充分地分離，但在原油液粘度大 于2MPa · s而且液體中氣泡很小時(shí)，卻如何才能實(shí)現(xiàn)有效的油、氣分離，為此設(shè)計(jì)人在氣錨 內(nèi)設(shè)計(jì)了氣泡分配件裝置，進(jìn)而提出了一個(gè)在砂氣錨混合液中加入適量氣體(大氣泡)的 全新的概念，其原理是根據(jù)斯托克定律，氣體上升的速度與氣泡直徑平方成正比，這樣在原 油混合液流過砂氣錨進(jìn)油口時(shí)，由于流體動(dòng)力和套管沉降空腔負(fù)壓的作用，砂氣錨儲(chǔ)氣空 腔里的氣體會(huì)通過氣泡分配件形成適量的較大氣泡和原油混合液一道進(jìn)入套管沉降空腔， 當(dāng)抽油泵結(jié)束抽汲行程進(jìn)入回程時(shí)，砂氣錨套管沉降空腔也就停止了負(fù)壓狀態(tài)，沾稠原油 混合液中的小氣泡于是會(huì)很快地融合在前述的較大氣泡中迅速上升(在粘度大于2MPa · s 的原油中效果更為顯著)。當(dāng)較大氣泡上升至砂氣錨進(jìn)油口的上沿時(shí)，由于在抽汲行程中砂 氣錨儲(chǔ)氣空腔中的部分氣體形成較大氣泡被帶走后也正處于一定負(fù)壓狀態(tài)，因而會(huì)將正在 上升中的大氣泡重新吸入砂氣錨儲(chǔ)氣空腔，補(bǔ)充氣源，直至充滿。而上升中多余的大氣泡則 將通過砂氣錨進(jìn)油口的上沿，在氣錨外套管的外壁排出。本發(fā)明所述雙腔砂氣錨的除砂方式采用了旋流沉降的原理。在砂氣錨中心管和 氣錨外套管間設(shè)置了一個(gè)內(nèi)辟有多圈螺旋通道的固定螺旋裝置，在抽油泵處于抽汲行程 中時(shí)，中心管尾孔產(chǎn)生的負(fù)壓將砂氣錨套管沉降空腔下部已排除了氣體的原油吸入中心管 內(nèi)，當(dāng)這些還含有油、水、砂的原油混合液高速通過固定螺旋裝置時(shí)，混合液會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的 旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，較重的砂粒和水將貼著外套管內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)沉降，并一直沉降到砂氣 錨尾管套中，較輕的不含雜質(zhì)的原油則通過中心管進(jìn)入抽油泵。除加入大氣泡加速氣體分離和利用旋流沉降原理分離砂粒的結(jié)構(gòu)外，本發(fā)明對(duì)套 管沉降空腔的容積也作出了關(guān)鍵性的合理設(shè)計(jì)，一般根據(jù)不同型號(hào)抽油泵單行程的泵排量 和原油粘度的大小，套管沉降空腔的容積至少是抽油泵排量的2倍，以2 6倍為佳。這樣 在抽油泵往復(fù)過程中才能有充分的時(shí)間沉降原油和排出氣體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的雙腔砂氣錨具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低、容易安 裝、使用壽命長(zhǎng)、效果好等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品經(jīng)在油井中實(shí)際試驗(yàn)非常成功，采油產(chǎn)量有大幅度提
尚ο


附圖為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號(hào)名稱分別為1-油泵接頭，2-進(jìn)油孔，3-氣錨外套管，4-中心管，5-沉 降空腔，6-尾管套，7-尾孔，8-固定螺旋裝置，9-儲(chǔ)氣空腔，10-氣泡分配件。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明內(nèi)容做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實(shí)際制作結(jié)構(gòu)并不僅限 于下述的實(shí)施例。參見附圖，本發(fā)明所述的雙腔砂氣錨主要由氣錨外套管3、中心管4、油泵接頭1、 尾管套6等部件組成，氣錨外套管3和中心管4的縱向同心固定，中心管4上端通過油泵接 頭1與抽油泵聯(lián)接，中心管4下部開有多個(gè)尾孔7。在氣錨外套管3的中上部管壁上對(duì)稱開 有四個(gè)進(jìn)油孔2，在氣錨外套管3和中心管4間位于進(jìn)油孔2上端位置處裝有氣泡分配件
10，該氣泡分配件10上開有多個(gè)圓形豎通孔或異形豎通孔，在進(jìn)油孔2的上沿加工有一個(gè) 傾角斜面；另在兩管間接近中心管4底端的位置處裝有固定螺旋裝置8，該固定螺旋裝置8 上設(shè)有多圈上下聯(lián)通的螺旋通道，其螺旋通道的正剖面為梯形、半圓形或其它的異型結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明通過上述的氣泡分配件10和固定螺旋裝置8的設(shè)置將氣錨外套管3和中心管4間 的空間自下而上依次隔分為儲(chǔ)氣空腔9、沉降空腔5和除砂腔，其中沉降空腔的容積是配套 抽油泵排量的2 6倍。
權(quán)利要求
1.一種雙腔砂氣錨，其特征在于具有一個(gè)內(nèi)穿裝有中心管(4)的氣錨外套管(3)，中心 管(4)上端裝有油泵接頭(1)，在中心管(4)下部開有多個(gè)尾孔(7)，在氣錨外套管(3)的 中上部管壁上對(duì)稱開有多個(gè)進(jìn)油孔O)，在氣錨外套管C3)和中心管(4)間位于進(jìn)油孔(2) 上端位置處裝有一其上開設(shè)了多個(gè)豎通孔的氣泡分配件(10)，在兩管(3、4)間接近中心管 (4)底端的位置處裝有一內(nèi)辟螺旋通道的固定螺旋裝置(8)，所說的氣泡分配件(10)和固 定螺旋裝置(8)將氣錨外套管C3)和中心管間的空間自下而上依次隔分為儲(chǔ)氣空腔 (9)、沉降空腔(5)和除砂腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙腔砂氣錨，其特征是在氣泡分配件(10)上開有多個(gè)圓形豎 通孔或異形豎通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙腔砂氣錨，其特征是在進(jìn)油孔O)的上沿加工有一個(gè)傾角 斜面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙腔砂氣錨，其特征是在固定螺旋裝置(8)上開有多道上下 連通的螺旋通道，螺旋通道的正剖面為梯形、半圓形或其它異型結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙腔砂氣錨，其特征是沉降空腔(5)的容積至少是配套抽油 泵排量的2倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的雙腔砂氣錨，其特征是沉降空腔(5)的容積是配套抽油 泵排量的2 6倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在油田井下進(jìn)行氣、液、砂分離的雙腔砂氣錨，具有一個(gè)內(nèi)穿裝有中心管的氣錨外套管，中心管上端裝有與抽油泵聯(lián)接的油泵接頭，在中心管下部開有多個(gè)尾孔，在氣錨外套管的中上部管壁上對(duì)稱開有多個(gè)進(jìn)油孔，在氣錨外套管和中心管間位于進(jìn)油孔上端位置處裝有一其上開設(shè)了多個(gè)豎通孔的氣泡分配件，在兩管間接近中心管底端的位置處裝有一內(nèi)辟螺旋通道的固定螺旋裝置，所說的氣泡分配件和固定螺旋裝置將氣錨外套管和中心管間的空間自下而上依次隔分為儲(chǔ)氣空腔、沉降空腔和除砂腔。產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低、容易安裝、使用壽命長(zhǎng)、效果好等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)大幅度提高采油產(chǎn)量的目的。
文檔編號(hào)E21B43/34GK102102507SQ20091026591
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者李建利 申請(qǐng)人:李建利