CN103352677B - 一种井下石油防砂过滤管 - Google Patents

Abstract

一种井下石油防砂过滤管，包括一端穿过固定座、一端穿过固定环的基管和包覆在基管上的包覆层；包覆层由内到外依次有凸包网、20目方眼网、反差席型网、20目方眼网、10目方眼网和圆孔网；包覆层的一端密封焊接在固定环上，另一端密封焊接在固定座上；基管外壁与固定座内壁之间具有使石油沿着基管外壁流通的空隙；固定座另一端安装有密封套，密封套另一端与基管之间密封设置，密封套与基管外壁之间形成集流室；集流室处的基管上有通流孔。该技术方案不仅在复合筛管的过滤网选用上作出调整，能够产出高质量油品，还通过在通流孔上安装带有碳化钨材质的阀芯的调节阀，使基管的使用寿命大幅提高，出油质量更加稳定。

Description

一种井下石油防砂过滤管

技术领域

本发明涉及石油开采领域，特别是涉及一种基管使用寿命较长的井下石油防砂过滤管。

背景技术

现有的石油开采通常采用金属网布复合筛管，在基管上开通流孔，在开孔的基管外绕上多层金属过滤网。基管一头设计螺纹，一头设计螺纹套，多段基管互相连接在地底石油开采层，带沙石油通过过滤网、通流孔进入基管内，合格的石油在基管内被抽上地面。如中国专利号ZL200920023514.3，ZL200720069195.0。

然而，采用上述金属网布复合筛管，由于原油长期对防砂过滤材料的冲蚀，直接在基管上开设的大量通流孔，这些通流孔不耐酸碱、高温的冲蚀，腐蚀后通流孔孔径变大，导致产液量过大、流速过高使防砂筛管冲蚀损坏，油品含沙量增加，使得基管提早报废。另外为了提高油品的质量，上述金属网布复合筛管的过滤效果也不理想。

并且，在开采原油时，在不同的地质结构中，通常含油岩层中除了原油外，还会有各种气体及大量的水，现有技术中，通常是将原油及各种气体和大量的水一起抽上到地面，然后进行后续的处理，然而，如果不加选择全部抽到地面上，会造成处理成本很大，造成极大的浪费。如果在地底抽取原油液时，对原油和水等各种气体进行有效的区分，将可以有效的减小地面处理难度，减少地面处理成本，从而增加经济效益。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种基管使用寿命较长，有效减少石油开采时原油中的各种气体和大量水的井下石油防砂过滤管。

为实现上述发明目的，本发明所提供的技术方案如下：

一种井下石油防砂过滤管，包括固定座，一端穿过固定座、一端穿过固定环的基管和包覆在基管上的包覆层；

所述包覆层由内到外依次有凸包网、20目方眼网、反差席型网、20目方眼网、10目方眼网和圆孔网；

所述包覆层的一端密封焊接在固定环上，另一端密封焊接在固定座上；

所述基管外壁与固定座内壁之间具有使石油沿着基管外壁流通的空隙；

所述固定座不与包覆层连接的一端安装有密封套，所述密封套不与固定座连接的一端与基管之间密封设置，所述密封套与基管外壁之间形成集流室；

所述集流室处的基管上设置有通流孔。

进一步地，所述凸包网为密布槽型孔桥和圆形凸包的网状结构。

进一步地，所述通流孔为对称设置的两个，且所述通流孔上安装有碳化钨调节阀。

进一步地，所述包覆层两端切平后打磨环焊连接。

进一步地，所述通流孔上设置有调节阀，所述调节阀包括阀盖、阀芯、调节盘和阀体，其中，

所述阀盖包括盖体和设置于盖体一侧的圆柱形筒状结构，所述盖体上设置有盖体进油口；

所述阀芯位于所述圆柱形筒状结构内；所述阀芯上与盖体进油口对应的位置设置有阀芯进油口；

所述阀体包括阀盖容置部和阀体调节部，所述阀盖容置部处的侧壁厚度小于阀体调节部的侧壁厚度，且二者的厚度差使阀盖容置部和阀体调节部之间形成环形平台；

所述圆柱形筒状结构扣合在阀盖容置部内，所述环形平台形成的内径小于所述阀芯的外径；

所述阀体调节部包括阀底，出油口和凸台，所述出油口位于所述阀底近边缘处，所述凸台固装在阀底上，所述调节盘安置在所述凸台上，且所述调节盘与所述阀体调节部的外壁之间具有空隙；

所述阀盖扣合与所述阀体上时，所述调节盘与所述阀芯之间具有间隙。

进一步地，所述阀体调节部的侧壁内侧设置有多个竖向的半圆形凹槽，所述竖向的半圆形凹槽一端连通出油口。

进一步地，所述调节盘与阀体调节部的外壁之间的空隙为竖向的半圆形凹槽。

进一步地，所述通流孔与所述调节阀螺纹连接。

进一步地，所述出油口为12个，且呈环形排布；所述凸台为6个，且呈环形排布在出油口内侧。

进一步地，所述调节盘为圆形的薄片结构。

采用上述的技术方案，不仅在复合筛管的过滤网选用上作出调整，能够产出高质量油品。另外一个重要改进在于，不在基管上直接开设通流孔，通过在通流孔上安装带有碳化钨材质的阀芯的调节阀，从而基管的使用寿命大幅提高，同样也带来了出油质量的稳定。

附图说明

图1为本发明一实施例结构示意图；

图2为图1中A部结构示意图；

图3为图1中B部结构示意图；

图4，图5，图6为凸包网结构示意图；

图7-图11为调节阀一实施例结构示意图；

图12为本发明又一实施例示意图；

图13为本发明又一实施例示意图。

其中：1固定座，2固定环，3基管，31通流孔，4包覆层，41凸包网，411，圆形凸包，412槽型孔桥，4220目方眼网，43反差席型网，4510目方眼网，46圆孔网，5密封套，6集流室，7调节阀，71阀盖，711盖体，712圆柱形筒状结构，713盖体进油口，72阀芯，721阀芯进油口，73调节盘，74阀体，741环形平台，742阀底，743出油口，744凸台，745半圆形凹槽，8密封圈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1-图3为本发明一实施例的结构示意图，如图1-图3所示，一种井下石油防砂过滤管，包括固定座1，一端穿过固定座1、一端穿过固定环2的基管3和包覆在基管3上的包覆层4；所述包覆层4由内到外依次有凸包网41、20目方眼网42、反差席型网43、20目方眼网42、10目方眼网45和圆孔网46；所述包覆层4的一端密封焊接在固定环2上，另一端密封焊接在固定座1上；所述基管3外壁与固定座1内壁之间具有使石油沿着基管3外壁流通的空隙；所述固定座1不与包覆层连接的一端安装有密封套5，所述密封套5不与固定座1连接的一端与基管3之间密封设置，所述密封套5与基管3外壁之间形成集流室6；所述集流室6处的基管3上设置有通流孔31。

其中，圆孔网46采用不锈钢带整体螺旋焊接，其他网采用对焊。如图4-图6所示，所述凸包网41由密布的槽型孔桥412和圆形凸包411组成，槽型孔桥412的孔隙成轴向或者螺旋排列组成过滤孔，间隔若干列槽型孔桥412就分布一列圆形凸包411，圆形凸包411的高度大于槽型孔桥412。采用圆形凸包411的目的是为了防止槽型孔桥412直接压迫在基管3上，导致槽型孔桥412孔隙变形，形成堵塞，影响过滤效果，这种结构带来的直接好处是经过包覆层4过滤网过滤后的原油能够在基管3表面顺畅流动。

本发明所提供的井下石油防砂过滤管，包覆层4两端切平后打磨环焊，一端用固定环2固定并焊接封闭，另一端和固定座1焊接，优选在固定座1内表面轴向分布4条加强筋，套在基管3上，形成轴向空间。固定座1另外一端连通集流室6。原油经包覆层4过滤后，汇集在基管3表面，由于包覆层4一端与基管3封闭，原油沿基管3另一端通过固定座1的轴向进入集流室6，该集流室6由基管3和不锈钢密封套6之间的空隙组成，且一端封闭。在集流室6内的基管3上设有位置对称的2个通流孔31，通流孔31上安装调节阀，优选碳化钨调节阀，外部用密封圈8密封，该密封圈优选INCONEL718密封圈，避免调节阀处发生漏液。

本发明还公开了一种通流孔上安装的调节阀结构，如图7-图11所示，一种石油开采调节阀，包括阀盖71、阀芯72、调节盘73和阀体74，其中，所述阀盖71包括盖体711和设置于盖体711一侧的圆柱形筒状结构712，所述盖体711上设置有盖体进油口713；所述阀芯72位于所述圆柱形筒状结构712内，该圆柱形筒状结构712两端开口，一端固接在盖体711上，一端敞口设计；所述阀芯72上与盖体进油口713对应的位置设置有阀芯进油口721；所述阀体74包括阀盖容置部和阀体调节部，所述阀盖容置部处的侧壁厚度小于阀体调节部的侧壁厚度，且二者的厚度差使阀盖容置部和阀体调节部之间形成环形平台741；所述阀盖容置部的内径与圆柱形筒状结构的外径配合，所述圆柱形筒状结构712扣合在阀盖容置部内，也可通过螺纹旋装在阀盖容置部内，所述环形平台741所形成的内径小于所述阀芯72，使阀芯72位于阀盖容置部内，不会移动到阀体调节部内；所述阀体调节部包括阀底742，出油口743和凸台744，所述出油口743位于所述阀底742近边缘处，所述凸台744固装在阀底742上，所述调节盘73安置在所述凸台744上，且所述调节盘73与所述阀体调节部的外壁之间具有空隙；所述阀盖71扣合与所述阀体74上时，所述调节盘73与所述阀芯72之间具有间隙，调节盘可进行移动，当受到向阀芯72方向的作用力时，上移堵住阀芯进油口，当受到向凸台744或阀底742方向的作用力时，安置于凸台744上，原油液由调节盘73与阀体调节部外壁之间的空隙流过，经过出油口743流出到采油管道（即基管3）内，多条基管3连通在一起，原油由连通的基管运送至地面。

作为本发明的一种优选的实施例，所述阀体调节部的侧壁内侧设置有多个竖向的半圆形凹槽745，所述竖向的半圆形凹槽745一端连通出油口743，所述调节盘73与阀体调节部的外壁之间的空隙为竖向的半圆形凹槽745。油液由该竖向的半圆形凹槽745流过，经出油口743流出阀体74，调节盘73的外径恰好是整个半个出油孔743组成的圆周，使每个出油孔743的外半周都没有被调节盘73遮挡，暴露在外。

作为本发明的一种优选的实施例，所述阀体74的侧壁外侧为螺纹结构。以便于采油管道通过螺纹连接，连接更紧密。调节阀7与通流孔31上设置有螺纹，根据采油层的不同情况，可以取下密封套更换不同型号的调节阀，来控制出油量。2个通流孔直径可以不同，为了更灵活选用不同规格的碳化钨调节阀，INCONEL718密封套通过固定座上的密封圈，使用螺丝固定密封，钨芯INCONEL718密封套热镶过盈紧配。

作为本发明的一种优选的实施例，所述出油口743为12个，且呈环形排布。所述凸台744为6个，且呈环形排布在出油口743内侧。

作为本发明的一种优选的实施例，所述调节盘73为圆形的薄片结构，重量不宜太重，以免水或水蒸汽等其他气体无法顶起，优选重量以水或水蒸气等其他气体能够顶起时的最小重量，且与阀芯72相接触的部位平滑，以利于封闭阀门。

上述的石油开采调节阀阀芯和调节盘采用碳化钨材质，抗酸碱、高温的冲蚀，阀盖和阀体等可采用不锈钢材质，利用原油和水、气的物理性质不同，自动调节输出，工作可靠，极大的提高了原油的开采效率及出品质量。

使用上述的石油开采调节阀开采石油时，原油经过该调节阀进入采油管道中，根据流进调节阀的成分不同，调节盘向阀芯移动堵塞阀芯进油口关闭阀门或者调节盘静置在凸台上使阀门打开，详细情况如图12和图13所示：

如图12所示，当从盖体进油口713进入的为水和水蒸气等气体时，由于流速快，水和水蒸气等气体经过阀芯进油口721之后，被调节盘73挡住，沿调节盘73与侧壁之间的缝隙流过，此时，水和水蒸气等气体流速较大，经过阀底742反弹后向上顶起调节盘73，是调节盘73向阀芯72方向移动，堵塞住阀芯进油口721，外部的水或气体不能进入，由于不再有水或气体进入，也不再有后续的持续使调节盘73向阀芯72方向移动堵塞阀芯进油口721的力，调节盘73离开阀芯进油口721，水或气体重新由盖体进油口713流进阀体调节腔，直到进入的推动力和阀底42的反弹力达到一个平衡，此时调节盘3停留在一个靠近阀芯进油口21的位置上，调节阀被近乎关闭，只有微量的水或气体经过阀底742的出油口743进入采油管道。

如图13所示，当盖体进油口713进入的为粘性较大的石油时，由于石油原油粘度大，流速慢，经过阀芯进油口721后，沿着调节盘73边缘流过，虽然流速也很快，由于原油的粘稠特性，冲击阀底42后几乎不产生反弹力，不会顶起调节盘73，不会引起调节盘73向阀芯方向移动，从而在调节阀近乎最大开度的状态下使石油原油不断的经过石油开采调节阀进入采油管道中。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种井下石油防砂过滤管，其特征在于，包括固定座，一端穿过固定座、一端穿过固定环的基管和包覆在基管上的包覆层；

所述包覆层由内到外依次有凸包网、20目方眼网、反差席型网、20目方眼网、10目方眼网和圆孔网，其中所述圆孔网采用不锈钢带整体螺旋焊接，其他网采用对焊；

所述包覆层的一端密封焊接在固定环上，另一端密封焊接在固定座上；

所述基管外壁与固定座内壁之间具有使石油沿着基管外壁流通的空隙；

所述固定座不与包覆层连接的一端安装有密封套，所述密封套不与固定座连接的一端与基管之间密封设置，所述密封套与基管外壁之间形成集流室；

所述集流室处的基管上设置有通流孔。

2.根据权利要求1所述的井下石油防砂过滤管，其特征在于，所述凸包网为密布槽型孔桥和圆形凸包的网状结构。

3.根据权利要求1所述的井下石油防砂过滤管，其特征在于，所述通流孔为对称设置的两个，且所述通流孔上安装有碳化钨调节阀。

4.根据权利要求1所述的井下石油防砂过滤管，其特征在于，所述包覆层两端切平后打磨环焊连接。

5.根据权利要求1所述的井下石油防砂过滤管，其特征在于，所述通流孔上安装有调节阀，所述调节阀包括阀盖、阀芯、调节盘和阀体，其中，

所述阀盖包括盖体和设置于盖体一侧的圆柱形筒状结构，所述盖体上设置有盖体进油口；

所述阀芯位于所述圆柱形筒状结构内；所述阀芯上与盖体进油口对应的位置设置有阀芯进油口；

所述阀体包括阀盖容置部和阀体调节部，所述阀盖容置部处的侧壁厚度小于阀体调节部的侧壁厚度，且二者的厚度差使阀盖容置部和阀体调节部之间形成环形平台；

所述圆柱形筒状结构扣合在阀盖容置部内，所述环形平台形成的内径小于所述阀芯的外径；

所述阀体调节部包括阀底，出油口和凸台，所述出油口位于所述阀底近边缘处，所述凸台固装在阀底上，所述调节盘安置在所述凸台上，且所述调节盘与所述阀体调节部的外壁之间具有空隙；

所述阀盖扣合与所述阀体上时，所述调节盘与所述阀芯之间具有间隙。

6.根据权利要求5所述的井下石油防砂过滤管，其特征在于，所述阀体调节部的侧壁内侧设置有多个竖向的半圆形凹槽，所述竖向的半圆形凹槽一端连通出油口。

7.根据权利要求6所述的井下石油防砂过滤管，其特征在于，所述调节盘与阀体调节部的外壁之间的空隙为竖向的半圆形凹槽。

8.根据权利要求5所述的井下石油防砂过滤管，其特征在于，所述通流孔与所述调节阀螺纹连接。

9.根据权利要求5所述的井下石油防砂过滤管，其特征在于，所述出油口为12个，且呈环形排布；所述凸台为6个，且呈环形排布在出油口内侧。

10.根据权利要求5所述的井下石油防砂过滤管，其特征在于，所述调节盘为圆形的薄片结构。