專利名稱：高效砂氣錨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高效砂氣錨技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于石油工業(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行氣、液、砂分離的高效砂氣錨。
背景技術(shù)：
[0002]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，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。抽油泵中進入了氣體，會降低抽油泵的使用效果，影響產(chǎn)量；而油泵內(nèi)進入砂粒后，不僅加速了抽油泵的磨損，嚴(yán)重時還會使抽油泵被卡死，無法工作。為解決上述的問題，長期以來許多油井都是使用氣錨或砂氣錨來進行氣、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入氣錨，通過氣錨的各種流道使流體在回旋流動中進行氣、液分離，但這種方法的分離效果很低，尤其是對井下粘度大于 2MPa · s的流體更是如此，現(xiàn)場應(yīng)用中在很難達到提高泵效、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，成本偏高，且對油、氣混合液自行沉降的空間容積都設(shè)計得較小， 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。實用新型內(nèi)容[0003]本實用新型的目的在于對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題加以解決，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低、使用效果好的高效砂氣錨。[0004]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是這樣的所提供的高效砂氣錨具有一個內(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尾孔，在氣錨外套管的中上部管壁上對稱開有多個進油孔，在氣錨外套管和中心管間位于進油孔上端位置處裝有一其上開設(shè)了多個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，在氣錨外套管接近固定螺旋裝置的位置焊接有一個安全套管，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氣空腔、沉降空腔和除砂腔。[0005]本實用新型進一步的解決方案是在高效砂氣錨氣泡分配件上開有多個圓形豎通孔或異形豎通孔；在進油孔的上沿加工有一個傾角斜面；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)。另外在本實用新型結(jié)構(gòu)中，沉降空腔的容積至少是配套抽油泵排量的2倍，實施中以2 5倍為佳。[0006]實際應(yīng)用中，通過油泵接頭將高效砂氣錨聯(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，油泵產(chǎn)生的吸力將通過中心管和中心管下部的各個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油口進入沉降空腔。就傳統(tǒng)的氣錨結(jié)構(gòu)而言，超長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的時間被充分地分離，但在原油液粘度大于2MPa · s而且液體中氣泡很小時，卻如何才能實現(xiàn)有效的油、氣分離，為此設(shè)計人在氣錨內(nèi)設(shè)計了氣泡分配件裝置，進而提出了一個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油口時，由于流體動力和套管沉降空腔負(fù)壓的作用，砂氣錨儲氣空腔里的氣體會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入套管沉降空腔，當(dāng)抽油泵結(jié)束抽汲行程進入回程時，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油口的上沿時，由于在抽汲行程中砂氣錨儲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)，因而會將正在上升中的大氣泡重新吸入砂氣錨儲氣空腔，補充氣源，直至充滿。而上升中多余的大氣泡則將通過砂氣錨進油口的上沿，在氣錨外套管的外壁排出。[0007]本實用新型所述高效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，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，混合液會產(chǎn)生強烈的旋轉(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入抽油泵。[0008]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，本實用新型對套管沉降空腔的容積也作出了關(guān)鍵性的合理設(shè)計，一般根據(jù)不同型號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間沉降原油和排出氣體。[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述的高效砂氣錨具有結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低、容易安裝、使用壽命長、效果好等優(yōu)點，產(chǎn)品經(jīng)在油井中實際試驗非常成功，采油產(chǎn)量有大幅度提尚。


[0010]附圖為本實用新型一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。[0011]圖中各標(biāo)號名稱分別為1-油泵接頭，2-進油孔，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-儲氣空腔，10-氣泡分配件，11-安全套管。
具體實施方式
[0012]以下將結(jié)合附圖對本實用新型內(nèi)容做進一步說明，但本實用新型的實際制作結(jié)構(gòu)并不僅限于下述的實施例。[0013]參見附圖，本實用新型所述的高效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下部開有多個尾孔7。在氣錨外套管3的中上部管壁上對稱開有四個進油孔2，在氣錨外套管3和中心管4間位于進油孔2上端位置處裝有氣泡分配件10，該氣泡分配件10上開有多個圓形豎通孔或異形豎通孔，在進油孔2的上沿加工有一個傾角斜面；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)。本實用新型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 5倍。由于油砂分離時，高速運動的砂粒會給氣錨外套管3的內(nèi)壁造成較大的磨損，為防止外套管斷裂造成的事故，特在氣錨外套管3接近固定螺旋裝置8位置處焊接一個安全套管11。
權(quán)利要求1.一種高效砂氣錨，其特征在于具有一個內(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)下部開有多個尾孔(7)，在氣錨外套管(3)的中上部管壁上對稱開有多個進油孔O)，在氣錨外套管C3)和中心管(4)間位于進油孔(2) 上端位置處裝有一其上開設(shè)了多個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)，在氣錨外套管C3)接近固定螺旋裝置(8)的位置焊接有一個安全套管(11)，所說的氣泡分配件(10)和固定螺旋裝置(8) 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所述的高效砂氣錨，其特征是在氣泡分配件(10)上開有多個圓形豎通孔或異形豎通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效砂氣錨，其特征是在進油孔O)的上沿加工有一個傾角斜面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效砂氣錨，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所述的高效砂氣錨，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所述的高效砂氣錨，其特征是沉降空腔(5)的容積是配套抽油泵排量的2 5倍。
專利摘要一種用于在油田井下進行氣、液、砂分離的高效砂氣錨，具有一個內(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尾孔，在氣錨外套管的中上部管壁上對稱開有多個進油孔，在氣錨外套管和中心管間位于進油孔上端位置處裝有一其上開設(shè)了多個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，在氣錨外套管接近固定螺旋裝置的位置焊接有一個安全套管，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氣空腔、沉降空腔和除砂腔。產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低、易安裝、使用壽命長、效果好的優(yōu)點，可實現(xiàn)大幅度提高采油產(chǎn)量的目的。
文檔編號E21B43/38GK202325460SQ20112045599
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者孫姜燕 申請人:孫姜燕