CN105064960A - 反向滤缝式耐高压滤砂筒及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种反向滤缝式耐高压滤砂筒及其制作方法，滤砂筒包括筒顶环形法兰和筒底盘形法兰，筒顶环形法兰与筒底盘形法兰之间沿其外圆周方向设置有多根过滤荆条，每根过滤荆条均平行于筒体轴心线且间隔相等，相邻过滤荆条之间形成尺寸规格相同的滤缝通道，滤缝通道的内侧开口小于外侧开口，从而在整体上围合成一个缝隙内窄外宽的笼形过滤结构；沿其外圆周方向还纵横交错设置有多道环向加强筋和多道纵向加强筋，环向加强筋将所有过滤荆条箍成一个整体，纵向加强筋将所有环向加强筋相连成一个整体，本发明有效降低砂粒溢出时的阻力，减少实际使用时堵塞情况，增强滤砂筒的刚度，降低高压工况下滤砂筒变形概率，延长其使用寿命。

Description

反向滤缝式耐高压滤砂筒及其制作方法

技术领域

本发明涉及油气井采出液除砂装置，具体地指一种内置于滤网式除砂装置中的反向滤缝式耐高压滤砂筒及其制作方法。

背景技术

当前原油试采作业中普遍存在着油气井出砂的问题，油气井出砂一方面造成了能源浪费和环境污染，另一方面砂粒在高压气流的作用下形成的含砂射流极易对地面集输管道及设备形成严重的冲蚀和磨蚀破坏，影响油田安全生产。

因此，油气井采出液在进入地面集输系统前，需要安装井口除砂装置，对采出液进行除砂作业，将砂粒等固体颗粒尽可能分离出去。当前内置滤砂筒实现除砂的滤网式除砂装置以其结构简单、分离效果稳定等特点在井口除砂领域得到了广泛的应用。目前井下除砂作业中广泛使用的不锈钢绕丝筛管，其结构是在打孔的中心基管上焊有轴向筋条，筋条上由不锈钢丝环向绕焊而成。绕丝筛管制成后形成了一种“外窄内宽”的滤砂缝腔，井下除砂作业时，含砂井流从滤砂筒外部往内渗透除砂，效果较理想；但用于井口除砂时，井流从内往外渗透，“外窄内宽”缝腔砂粒极易堵塞，且堵塞后极易压扁、脱丝。另一种在井口除砂装置中使用的割缝滤砂筒，主要用激光或等离子火焰在油、套管上直接切割出滤砂缝腔，受工艺的限制，滤砂缝腔不能根据滤砂精度要求进行合理的布置，除砂效果不理想。总的来说，目前井口除砂作业中常用的滤砂筒由于其工艺或者结构限制，使用时极易堵塞、且高压下极易变形，需经常更换导致成本高昂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种反向滤缝式耐高压滤砂筒及其制作方法，能有效降低砂粒溢出时的阻力，减少实际使用时堵塞情况，并且能有效的增强滤砂筒的刚度，降低高压工况下滤砂筒变形概率，延长其使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供一种反向滤缝式耐高压滤砂筒，包括筒顶环形法兰和筒底盘形法兰，其特殊之处在于：

所述筒顶环形法兰与筒底盘形法兰之间沿其外圆周方向设置有多根过滤荆条，每根所述过滤荆条均平行于筒体轴心线且间隔相等，相邻所述过滤荆条之间形成尺寸规格相同的滤缝通道，所述滤缝通道的内侧开口小于外侧开口，从而在整体上围合成一个缝隙内窄外宽的笼形过滤结构；

所述筒顶环形法兰与筒底盘形法兰之间沿其外圆周方向还纵横交错设置有多道环向加强筋和多道纵向加强筋，所述环向加强筋将所有过滤荆条箍成一个整体，所述纵向加强筋将所有环向加强筋相连成一个整体。

优选地，所述过滤荆条为横截面呈梯形的柱条，所述梯形的底边对应的侧面朝向筒体内侧布置，这种结构设计可以使得缝腔内窄外宽的设计更明显。

优选地，所述过滤荆条为横截面呈长方形的柱条，所述长方形的短边对应的侧面朝向筒体内侧布置，这种结构设计更加简单、易加工。

进一步地，所述多道环向加强筋中，最上面的一道将所有过滤荆条的顶端箍成一个整体，最下面的一道将所有过滤荆条的底端箍成一个整体。

更进一步地，所述环向加强筋设置在所有过滤荆条的外侧，所述纵向加强筋设置在所有环向加强筋的外侧，所述环向加强筋、过滤荆条和纵向加强筋的各连接点呈焊接结构。

更进一步地，所述筒顶环形法兰与筒体上部结合处呈固定连接结构，所述筒底盘形法兰与筒体下部结合处呈可拆卸式连接结构，这样可根据现场工况条件，待砂粒积累到一定量后，配合其他辅助装置进行人工排砂或者自动排砂。

另外，本发明还提供所述反向滤缝式耐高压滤砂筒的制作方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1)用夹持工具将筒顶环形法兰和筒底盘形法兰在上下平行位置对中并固定住；

2)采用高频电阻焊和/或氩弧焊将多根过滤荆条的顶端均匀间隔地与筒顶环形法兰的外圆周焊接固定连接，同时将多根过滤荆条的底端均匀间隔地与筒底盘形法兰的外圆周可拆卸式连接，使相邻过滤荆条之间根据滤砂分级粒度的要求形成尺寸规格一致的滤缝通道，且滤缝通道的内侧开口小于外侧开口，从而在整体上围合成一个缝隙内窄外宽的笼形过滤结构；

3)然后沿多根过滤荆条的竖直方向，自上而下焊接多道环向加强筋，每道环向加强筋互相间隔平行，从而将所有过滤荆条焊接固定箍成一个整体；

4)再沿多道环向加强筋的圆周方向，依次竖向焊接多道纵向加强筋，每道纵向加强筋互相间隔平行，从而所有环向加强筋相连成一个整体，制成反向滤缝式耐高压滤砂筒。

进一步地，所述环向加强筋焊接在所有过滤荆条的外侧，所述纵向加强筋焊接在所有环向加强筋的外侧。

优选地，所述多道环向加强筋中，最上面的一道焊接在所有过滤荆条的顶端，最下面的一道焊接在所有过滤荆条的底端。

本发明工作具体工作原理如下：

本发明使用时，所述筒顶环形法兰和筒底盘形法兰与滤砂筒筒体结构形成一个高压密闭的除砂环境，高速含砂井流从滤砂筒的筒顶环形法兰处进入筒体内，在井流的作用下，粒径大于滤缝通道的砂粒被阻挡，重力作用下沉降到滤砂筒底部；小于滤缝通道的砂粒沿着缝隙，滤出滤砂筒，实现滤砂目的。由于滤缝通道的内侧开口小于外侧开口，这种“内窄外宽”缝隙的设置，使得砂粒溢出时阻力越来越小，不易堵塞。在实际使用时局部砂粒堵塞缝隙处时，将产生内压，这时由于环向加强筋与纵向加强筋的支撑，增强了滤砂筒的刚度，能有效防止滤砂筒的变形。

本发明与现有的滤砂筒相比，具有以下有益效果：

本发明可根据分级粒度的要求合理布置过滤筋条间的滤缝通道，“内窄外宽”缝隙的设计，能够降低砂粒溢出时的阻力，可有效减少实际使用时堵塞情况，加大了油气处理量；所设置的环向、纵向加强筋将整个滤砂筒箍成一个整体，能有效的增强滤砂筒的刚度，降低高压工况下滤砂筒变形概率，延长其使用寿命。

附图说明

图1为一种反向滤缝式耐高压滤砂筒的主视结构示意图；

图2为图1中筒顶环形法兰俯视结构示意图；

图3为图1中筒底盘形法兰俯视结构示意图；

图4为图1中环向加强筋、过滤荆条与纵向加强筋布置连接结构示意图；

图5为图1中长方体过滤荆条组合结构示意图；

图6为图1中为截面呈梯形的柱体过滤荆条组合结构示意图。

图中：筒顶环形法兰1、环向加强筋2、过滤荆条3、纵向加强筋4、筒底盘形法兰5、滤缝通道6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

如图所示的一种反向滤缝式耐高压滤砂筒，包括筒顶环形法兰1和筒底盘形法兰5，其特殊之处在于：

所述筒顶环形法兰1与筒底盘形法兰5之间沿其外圆周方向设置有多根过滤荆条3，每根所述过滤荆条3均平行于筒体轴心线且间隔相等，相邻所述过滤荆条3之间形成尺寸规格相同的滤缝通道6，所述滤缝通道6的内侧开口小于外侧开口，从而在整体上围合成一个缝隙内窄外宽的笼形过滤结构；

所述筒顶环形法兰1与筒底盘形法兰5之间沿其外圆周方向还纵横交错设置有多道环向加强筋2和多道纵向加强筋4，所述环向加强筋2将所有过滤荆条3箍成一个整体，所述纵向加强筋4将所有环向加强筋2相连成一个整体；

如图6所示，所述过滤荆条3可以为横截面呈梯形的柱条，所述梯形的底边对应的侧面朝向筒体内侧布置；如图5所示，所述过滤荆条3可以为横截面呈长方形的柱条，所述长方形的短边对应的侧面朝向筒体内侧布置；

所述多道环向加强筋2中，最上面的一道将所有过滤荆条3的顶端箍成一个整体，最下面的一道将所有过滤荆条3的底端箍成一个整体；

所述环向加强筋2设置在所有过滤荆条3的外侧，所述纵向加强筋4设置在所有环向加强筋2的外侧，所述环向加强筋2、过滤荆条3和纵向加强筋4的各连接点呈焊接结构；

所述筒顶环形法兰1与筒体上部结合处呈固定连接结构，所述筒底盘形法兰5与筒体下部结合处呈可拆卸式连接结构；

本实施例反向滤缝式耐高压滤砂筒的制作方法如下：

1)用夹持工具将筒顶环形法兰1和筒底盘形法兰5在上下平行位置对中并固定住；

2)采用高频电阻焊和/或氩弧焊将多根过滤荆条3的顶端均匀间隔地与筒顶环形法兰1的外圆周焊接固定连接，同时将多根过滤荆条3的底端均匀间隔地与筒底盘形法兰5的外圆周可拆卸式连接，使相邻过滤荆条3之间根据滤砂分级粒度的要求形成尺寸规格一致的滤缝通道6，且滤缝通道6的内侧开口小于外侧开口，从而在整体上围合成一个缝隙内窄外宽的笼形过滤结构；

3)然后沿多根过滤荆条3的竖直方向，自上而下焊接多道环向加强筋2，每道环向加强筋2互相间隔平行，从而将所有过滤荆条3焊接固定箍成一个整体，所述环向加强筋2焊接在所有过滤荆条3的外侧，所述多道环向加强筋2中，最上面的一道焊接在所有过滤荆条3的顶端，最下面的一道焊接在所有过滤荆条3的底端；

4)再沿多道环向加强筋2的圆周方向，依次竖向焊接多道纵向加强筋4，每道纵向加强筋4互相间隔平行，从而所有环向加强筋2相连成一个整体，制成反向滤缝式耐高压滤砂筒，所述纵向加强筋4焊接在所有环向加强筋2的外侧。

本发明实施例使用时，所述筒顶环形法兰1和筒底盘形法兰5与滤砂筒筒体结构形成一个高压密闭的除砂环境，高速含砂井流从滤砂筒的筒顶环形法兰1处进入筒体内，在井流的作用下，粒径大于滤缝通道6的砂粒被阻挡，重力作用下沉降到滤砂筒底部；小于滤缝通道6的砂粒沿着缝隙，滤出滤砂筒，实现滤砂目的。由于滤缝通道6的内侧开口小于外侧开口，这种“内窄外宽”缝隙的设置，使得砂粒溢出时阻力越来越小，不易堵塞。在实际使用时局部砂粒堵塞缝隙处时，将产生内压，这时由于环向加强筋2与纵向加强筋4的支撑，增强了滤砂筒的刚度，能有效防止滤砂筒的变形，并且所述筒底盘形法兰5与筒体下部结合处呈可拆卸式连接结构，这样可根据现场工况条件，待砂粒积累到一定量后，配合其他辅助装置进行人工排砂或者自动排砂。

Claims (10)

1.一种反向滤缝式耐高压滤砂筒，包括筒顶环形法兰(1)和筒底盘形法兰(5)，其特征在于：

所述筒顶环形法兰(1)与筒底盘形法兰(5)之间沿其外圆周方向设置有多根过滤荆条(3)，每根所述过滤荆条(3)均平行于筒体轴心线且间隔相等，相邻所述过滤荆条(3)之间形成尺寸规格相同的滤缝通道(6)，所述滤缝通道(6)的内侧开口小于外侧开口，从而在整体上围合成一个缝隙内窄外宽的笼形过滤结构；

所述筒顶环形法兰(1)与筒底盘形法兰(5)之间沿其外圆周方向还纵横交错设置有多道环向加强筋(2)和多道纵向加强筋(4)，所述环向加强筋(2)将所有过滤荆条(3)箍成一个整体，所述纵向加强筋(4)将所有环向加强筋(2)相连成一个整体。

2.根据权利要求1所述的反向滤缝式耐高压滤砂筒，其特征在于：所述过滤荆条(3)为横截面呈梯形的柱条，所述梯形的底边对应的侧面朝向筒体内侧布置。

3.根据权利要求1所述的反向滤缝式耐高压滤砂筒，其特征在于：所述过滤荆条(3)为横截面呈长方形的柱条，所述长方形的短边对应的侧面朝向筒体内侧布置。

4.根据权利要求1所述的反向滤缝式耐高压滤砂筒，其特征在于：所述多道环向加强筋(2)中，最上面的一道将所有过滤荆条(3)的顶端箍成一个整体，最下面的一道将所有过滤荆条(3)的底端箍成一个整体。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的反向滤缝式耐高压滤砂筒，其特征在于：所述环向加强筋(2)设置在所有过滤荆条(3)的外侧，所述纵向加强筋(4)设置在所有环向加强筋(2)的外侧，所述环向加强筋(2)、过滤荆条(3)和纵向加强筋(4)的各连接点呈焊接结构。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的反向滤缝式耐高压滤砂筒，其特征在于：所述筒顶环形法兰(1)与筒体上部结合处呈固定连接结构，所述筒底盘形法兰(5)与筒体下部结合处呈可拆卸式连接结构。

7.根据权利要求5所述的反向滤缝式耐高压滤砂筒，其特征在于：所述筒顶环形法兰(1)与筒体上部结合处呈固定连接结构，所述筒底盘形法兰(5)与筒体下部结合处呈可拆卸式连接结构。

8.一种权利要求1所述反向滤缝式耐高压滤砂筒的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)用夹持工具将筒顶环形法兰(1)和筒底盘形法兰(5)在上下平行位置对中并固定住；

2)采用高频电阻焊和/或氩弧焊将多根过滤荆条(3)的顶端均匀间隔地与筒顶环形法兰(1)的外圆周焊接固定连接，同时将多根过滤荆条(3)的底端均匀间隔地与筒底盘形法兰(5)的外圆周可拆卸式连接，使相邻过滤荆条(3)之间根据滤砂分级粒度的要求形成尺寸规格一致的滤缝通道(6)，且滤缝通道(6)的内侧开口小于外侧开口，从而在整体上围合成一个缝隙内窄外宽的笼形过滤结构；

3)然后沿多根过滤荆条(3)的竖直方向，自上而下焊接多道环向加强筋(2)，每道环向加强筋(2)互相间隔平行，从而将所有过滤荆条(3)焊接固定箍成一个整体；

4)再沿多道环向加强筋(2)的圆周方向，依次竖向焊接多道纵向加强筋(4)，每道纵向加强筋(4)互相间隔平行，从而所有环向加强筋(2)相连成一个整体，制成反向滤缝式耐高压滤砂筒。

9.根据权利要求8所述的反向滤缝式耐高压滤砂筒的制作方法，其特征在于：所述环向加强筋(2)焊接在所有过滤荆条(3)的外侧，所述纵向加强筋(4)焊接在所有环向加强筋(2)的外侧。

10.根据权利要求8或9所述的反向滤缝式耐高压滤砂筒的制作方法，其特征在于：所述多道环向加强筋(2)中，最上面的一道焊接在所有过滤荆条(3)的顶端，最下面的一道焊接在所有过滤荆条(3)的底端。