CN112065315A - 一种防砂充填一体化井口装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油开采设备技术领域，具体涉及一种防砂充填一体化井口装置；括井口本体、上中心管、下中心管、井口连接罩体和管道连接三通，所述井口本体的上端面连接有井口法兰，所述井口法兰的内侧面开设有第一密封圈凹槽，所述井口连接罩体的下端开口设置有罩体法兰，所述井口法兰和罩体法兰之间通过螺栓紧固连接；本发明不仅具有更好的耐压旋转和滑动效果，可灵活转向，且抗冲击、抗震动，耐高温高压，而且其在井口本体的上端设置一个环形筛网框，并在环形筛网框上设置防砂筛网，其防砂筛网能够对涌出的液体中夹杂的砂子进行过滤，起到防砂效果；另外，在施工过程中环形筛网框上下振动，能够有效避免砂石对防砂筛网造成堵塞，不会影响其出油量。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采设备技术领域，具体涉及一种防砂充填一体化井口装置。
背景技术
随着油田开发进入中后期，地层出砂日益加剧。而细分层系的调整开发，使得多层井数量大大增加，分层压裂防砂工艺能够有针对性的对整个地层进行区别改造和防砂施工，并确保各层之间相互独立，已被大范围推广。
目前，压裂防砂作业用的井口均为固定井口，存在安装、拆卸复杂等一系列问题。当在压裂充填结束后需要倒管线反洗井，单层充填需要上提管柱丢手，分层防砂需要起管柱换层施工，固定井口显然无法满足要求。首先，固定井口存在操作不便且存在施工安全隐患。其次，分层防砂换层施工中，起管柱时需要拆装底座法兰，工作量大、耗时较长，且有砂卡管柱风险，安全隐患大。第三，单层充填中若出现反洗不通，需快速起管柱情况时，现有井口结构无法满足要求。
专利号为CN111236886A的发明就公开了一种浮式旋转滑动防砂井口装置及方法，包括滑动井口、旋转井口、连接管汇和施工控制管汇，所述的滑动井口包括下接头、底法兰、快装帽、中心管，中心管穿过快装帽穿过底法兰与下接头连接，下接头的另一端连接施工油管，底法兰连接施工井口法兰，使井内油套环空形成一个封闭的空间，中心管上端连接井控阀门；所述的旋转井口包括油管短节、旋转短节、承重旋转接头，井控阀门上端连接油管短节，油管短节上端连接旋转短节，所述的旋转短节的上端连接承重旋转接头；该发明公开的防砂井口装置苏虽然具有更好的耐压旋转和滑动效果，但是其井口装置的防砂效果较差，需要频繁的对井口装置进行疏通处理，其施工频繁、工作量大。因此，针对现有浮式旋转滑动防砂井口装置及方法的上述不足，设计一种具有优异的防砂效果的防砂充填一体化井口装置是一项有待解决的技术问题。
发明内容
本发明针对现针对现有浮式旋转滑动防砂井口装置及方法的上述不足，设计一种具有优异的防砂效果的防砂充填一体化井口装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种防砂充填一体化井口装置，包括井口本体、上中心管、下中心管、井口连接罩体和管道连接三通，所述井口本体的上端面连接有井口法兰，所述井口法兰的内侧面开设有第一密封圈凹槽，所述井口连接罩体的下端开口设置有罩体法兰，所述罩体法兰的内侧面开设有与第一密封圈凹槽对应的第二密封圈凹槽，所述井口法兰和罩体法兰之间通过螺栓紧固连接，且所述第一密封圈凹槽和第二密封圈凹槽之间设置有大橡胶密封圈；
位于所述井口法兰下方的井口本体内壁上开设有环形内槽，所述环形内槽中设置有与环形内槽相配合的环形筛网框，所述环形筛网框中设置有防砂筛网，所述环形筛网框的上表面均匀连接有若干振动弹簧，若干所述振动弹簧的上端均与环形内槽的上侧壁相连接；
位于所述环形内槽下方的井口本体左右两侧面分别连接有第一连接支管和第二支管，所述第一支管和第二支管之间对称设置，所述第一支管和第二支管的外端面均连接有支管法兰，所述支管法兰的外侧面开设有环形卡槽，所述第一支管和第二支管中均设置有过滤筛筒，所述过滤筛筒的外端连接有与环形卡槽相配合的凸环，所述过滤筛筒的内侧面和外圆面上均开设有筛孔，所述第一支管和第二支管的外端面分别设置有第一套管和第二套管，所述第一套管和第二套管上均设置有套管阀门，所述第一套管与第二套管的内端面均设置有套管法兰，所述第一支管与第一套管之间、第二支管与第二套管之间均通过支管法兰和套管法兰实现紧固连接，且所述套管法兰将过滤筛筒上的凸环压入环形卡槽中；
所述井口连接罩体的上端面圆心处开设有圆台形插口，位于所述圆台形插口外圆侧的井口连接罩体的上表面呈环形阵列开设有若干螺纹盲孔，所述井口连接罩体的上方设置有与圆台形插口相配合的圆台柱形密封块，所述圆台柱形密封块的上端面连接有圆板，所述圆板的外圆侧开设有若干与每个螺纹盲孔相对应的通孔，所述通孔与螺纹盲孔之间设置有连接螺丝柱，所述下中心管贯穿圆台柱形密封块和圆板，且与圆台柱形密封块和圆板两者固定连接设置，且所述下中心管的下端伸入井口法兰内部，所述述下中心管的上端设置有井控阀门，所述下中心管的顶端连接有旋转连接管组件，所述上中心管的下端与旋转连接管组件固定连接，所述上中心管的上端连接有管道连接三通，所述管道三通的上端连接有油管短节，所述油管短节的上端连接有管套，所述管道三通的侧端连接有冲洗液连接壬管，所述冲洗液连接壬管的端部与泵车相连接。
作为上述方案的进一步设置，所述旋转连接管组件包括旋转套管接头，所旋转套管接头与上中心管的下端一体成型连接，所述旋转套管接头的内壁上端设置有旋转轴承，所述下中心管的顶端外壁与所述旋转轴承的内腔相焊接，位于所述旋转套管接头与所述下中心管之间的旋转套管接头缝隙中设置有挡环。
作为上述方案的进一步设置，下中心管的顶端连接有凸出外环，所述凸出外环与旋转套管接头的顶壁相抵接，所述旋转轴承设置在凸出外环下端的旋转套管接头内部。
作为上述方案的进一步设置，所述旋转轴承为推力球轴承。
作为上述方案的进一步设置，支管法兰与套管法兰之间设置有小橡胶密封圈，所述小橡胶密封圈上开设有若干能够穿过连接螺栓的穿孔。
作为上述方案的进一步设置，所述过滤筛筒上的筛孔直径小于防砂筛网上的筛孔直径。
作为上述方案的进一步设置，所述环形筛网框上表面上连接的振动弹簧设置有8～12个。
作为上述方案的进一步设置，所述管道三通的三端面均连接三通法兰，所述油管短节与冲洗液连接壬管与管道三通连接的端面均连接有管道法兰，所述油管短节与冲洗液连接壬管与管道三通均通过三通法兰和管道法兰实现连接。
作为上述方案的进一步设置，所述三通法兰和管道法兰的连接处之间均设置有防泄密封圈。
作为上述方案的进一步设置，所述冲洗液连接壬管包括与管道三通连接的水平段，所述水平段的外端面连接有向上倾斜的斜管段。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明与现有的浮式旋转滑动防砂井口装置相比，其不仅具有更好的耐压旋转和滑动效果，可灵活转向，且抗冲击、抗震动，耐高温高压，而且其在井口本体的上端设置一个环形筛网框，并在环形筛网框上设置防砂筛网，其防砂筛网能够对涌出的液体中夹杂的砂子进行过滤，起到防砂效果；另外，整个环形筛网框活动设置在井口本体的内部的环形内槽中，并且通过减震弹簧连接，其不仅能够起到过滤作用，而且在涌出的液体冲刷下，能够使得整个环形筛网框上下振动，能够有效避免砂石对防砂筛网造成堵塞，不会影响其出油量。
2)本发明还在井口本体的两个支管与套管的连接处之间设置一个过滤筛筒，该过滤筛筒能够对冲洗或者开采时的液体进行初步过滤，然后结合防砂筛网的二次过滤，进一步对开采时的液体中的砂子进行过滤，其过滤效果优异，开采出来的石油质量更佳。
3)本发明对旋转连接管组件进行特殊的机构设置，该上述设计能够在在扭矩作用下，下中心管带动上中心管旋转，由于推力球轴承的作用，实现了下中心管旋转，而旋转套管接头上方的各部件不跟随转动，确保了井口装置的安全性，极大降低了开采时的施工风险，其结构简单、效果优异、实用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的主视立体结构图；
图2为本发明中井口本体的主视内部平面结构图；
图3为本发明中环形筛网框、防砂筛网、振动弹簧的立体结构图；
图4为本发明中井口本体中第一支管、第二套管处的立体爆炸图；
图5为本发明中井口连接罩体的立体结构图；
图6为本发明中圆台柱形密封块的立体结构图；
图7为本发明中井口连接罩体、圆台柱形密封块和下中心管的主视内部平面图；
图8为本发明中旋转连接管组件的立体结构图；
图9为本发明中下中心管、井控阀门的立体结构图；
图10为本发明中管道三通与各部件连接时的立体结构图。
其中，1-井口本体，101-井口法兰，102-第一密封圈凹槽，103-螺栓，104-大橡胶密封圈，105-环形内槽，106-第一支管，107-第二支管，108-支管法兰，109-环形卡槽，110-第一套管，111-第二套管，112-套管法兰，113-套管阀门，2-上中心管，3-下中心管，301-凸出外环，4-井口连接罩体，401-罩体法兰，402-第二密封圈凹槽，403-圆台形插口，404-螺纹盲孔，5-管道三通，501-三通法兰，6-环形筛网框，601-防砂筛网，602-振动弹簧，7-过滤筛筒，701-凸环，702-筛孔，8-圆台柱形密封块，801-圆板，802-通孔，803-连接螺丝柱，9-井控阀门，10-旋转连接管组件，11-油管短节，12-管套，13-冲洗液连接壬管，131-水平段，132-斜管段，14-旋转套管接头，15-推力球轴承，16-挡环，17-小橡胶密封圈，171-穿孔，18-管道法兰。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
下面结合附图1-10对本发明公开的一种防砂充填一体化井口装置。
实施例一
本实施例1介绍了一种防砂充填一体化井口装置，参考附图1，其主体结构包括井口本体1、上中心管2、下中心管3、井口连接罩体4和管道连接三通5。
参考附图2和附图4，井口本体1的上端面连接有井口法兰101，井口法兰101的内侧面开设有第一密封圈凹槽102，井口连接罩体4的下端开口设置有罩体法兰401，罩体法兰401的内侧面开设有与第一密封圈凹槽102对应的第二密封圈凹槽402，井口法兰101和罩体法兰401之间通过螺栓103紧固连接，且第一密封圈凹槽102和第二密封圈凹槽402之间设置有大橡胶密封圈104；该大橡胶密封圈104能够将井口本体1与井口连接罩体4之间密封连接。
参考附图2和附图3，位于井口法兰101下方的井口本体1内壁上开设有环形内槽105，环形内槽105中设置有与环形内槽105相配合的环形筛网框6，环形筛网框6中设置有防砂筛网601，环形筛网框6的上表面均匀连接有若干振动弹簧602，具体地环形筛网框6上表面上连接的振动弹簧602设置有8～12个，若干振动弹簧602的上端均与环形内槽105的上侧壁相连接。在井口本体1采油过程中，其涌出的液体能够带动环形筛网框6沿着环形内槽105上下振动，其液体中的砂子能够被防砂筛网601，并且由于上下振动时能够防止防砂筛网601被堵塞。
参考附图1、附图2和附图4，位于环形内槽105下方的井口本体1左右两侧面分别连接有第一连接支管106和第二支管107，第一支管106和第二支管107之间对称设置，第一支管106和第二支管107的外端面均连接有支管法兰108，支管法兰108的外侧面开设有环形卡槽109，第一支管106和第二支管107中均设置有过滤筛筒7，过滤筛筒7的外端连接有与环形卡槽109相配合的凸环701，过滤筛筒7的内侧面和外圆面上均开设有筛孔702，并且设置时过滤筛筒7上的筛孔702直径小于防砂筛网601上的筛孔直径。第一支管106和第二支管107的外端面分别设置有第一套管110和第二套管111，第一套管110和第二套管111上均设置有套管阀门113，第一套管110与第二套管111的内端面均设置有套管法兰112，第一支管106与第一套管110之间、第二支管107与第二套管111之间均通过支管法兰108和套管法兰112实现紧固连接，并且套管法兰112将过滤筛筒7上的凸环701压入环形卡槽109中。另外，为了对支管与套管之间密封连接，还在支管法兰108与套管法兰112之间设置有小橡胶密封圈17，小橡胶密封圈17上开设有若干能够穿过连接螺栓的穿孔171。
参考附图5、附图6和附图7，在井口连接罩体4的上端面圆心处开设有圆台形插口403，位于圆台形插口403外圆侧的井口连接罩体4的上表面呈环形阵列开设有若干螺纹盲孔404，井口连接罩体4的上方设置有与圆台形插口403相配合的圆台柱形密封块8，圆台柱形密封块8的上端面连接有圆板801，圆板801的外圆侧开设有若干与每个螺纹盲孔404相对应的通孔802，通孔802与螺纹盲孔404之间设置有连接螺丝柱803，下中心管3贯穿圆台柱形密封块8和圆板801，且与圆台柱形密封块8和圆板801两者固定连接设置。
参考附图9和附图10，将下中心管3的下端伸入井口法兰101内部，在下中心管3的上端设置有井控阀门9，下中心管3的顶端连接有旋转连接管组件10，上中心管2的下端与旋转连接管组件10固定连接，上中心管2的上端连接有管道连接三通5，管道三通5的上端连接有油管短节11，油管短节11的上端连接有管套12，管道三通5的侧端连接有冲洗液连接壬管13，冲洗液连接壬管13的端部与泵车(图中未画出)相连接。具体设置时，冲洗液连接壬管13包括与管道三通5连接的水平段131，水平段131的外端面连接有向上倾斜的斜管段132。
实施例二
本实施例2介绍了在实施例1基础上进一步完善改进的防砂充填一体化井口装置。
首先，本实施例2与实施例1的相同之处本处不做再次说明，下面对实施例2的不同之处作出具体说明：
首先，参考附图,8和附图9，本实施例2中的并非直接套接管，整个旋转连接管组件10包括旋转套管接头14，所旋转套管接头14与上中心管2的下端一体成型连接，旋转套管接头14的内壁上端设置有旋转轴承15，下中心管3的顶端外壁与旋转轴承15的内腔相焊接，位于旋转套管接头14与下中心管3之间的旋转套管接头14缝隙中设置有挡环16。进一步的下中心管3的顶端连接有凸出外环301，凸出外环301与旋转套管接头14的顶壁相抵接，旋转轴承15设置在凸出外环301下端的旋转套管接头14内部，并且该旋转轴承15选用推力球轴承。
上述设计能够在在扭矩作用下，下中心管3带动上中心管2旋转，由于推力球轴承15的作用，实现了下中心管3旋转，而旋转套管接头14上方的各部件不跟随转动，确保了井口装置的安全性。
另外，参考附图10，具体地，本实施例2中的管道三通5的三端面均连接三通法兰501，油管短节11与冲洗液连接壬管13与管道三通5连接的端面均连接有管道法兰18，油管短节11与冲洗液连接壬管13与管道三通5均通过三通法兰501和管道法兰18实现连接。同时，本实施例2还在三通法兰501和管道法兰18的连接处之间均设置有防泄密封圈(图中未画出)。整个管道三通5的三端与三个管子之间均是通过法兰连接，其连接紧固，拆卸方便、密封性能优异。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防砂充填一体化井口装置，其特征在于，包括井口本体(1)、上中心管(2)、下中心管(3)、井口连接罩体(4)和管道连接三通(5)。
2.根据权利要求1所述的一种防砂充填一体化井口装置，其特征在于：所述井口本体(1)的上端面连接有井口法兰(101)，所述井口法兰(101)的内侧面开设有第一密封圈凹槽(102)，所述井口连接罩体(4)的下端开口设置有罩体法兰(401)，所述罩体法兰(401)的内侧面开设有与第一密封圈凹槽(102)对应的第二密封圈凹槽(402)，所述井口法兰(101)和罩体法兰(401)之间通过螺栓(103)紧固连接，且所述第一密封圈凹槽(102)和第二密封圈凹槽(402)之间设置有大橡胶密封圈(104)；位于所述井口法兰(101)下方的井口本体(1)内壁上开设有环形内槽(105)，所述环形内槽(105)中设置有与环形内槽(105)相配合的环形筛网框(6)，所述环形筛网框(6)中设置有防砂筛网(601)，所述环形筛网框(6)的上表面均匀连接有若干振动弹簧(602)，若干所述振动弹簧(602)的上端均与环形内槽(105)的上侧壁相连接；位于所述环形内槽(105)下方的井口本体(1)左右两侧面分别连接有第一连接支管(106)和第二支管(107)，所述第一支管(106)和第二支管(107)之间对称设置，所述第一支管(106)和第二支管(107)的外端面均连接有支管法兰(108)，所述支管法兰(108)的外侧面开设有环形卡槽(109)，所述第一支管(106)和第二支管(107)中均设置有过滤筛筒(7)，所述过滤筛筒(7)的外端连接有与环形卡槽(109)相配合的凸环(701)，所述过滤筛筒(7)的内侧面和外圆面上均开设有筛孔(702)，所述第一支管(106)和第二支管(107)的外端面分别设置有第一套管(110)和第二套管(111)，所述第一套管(110)和第二套管(111)上均设置有套管阀门(113)，所述第一套管(110)与第二套管(111)的内端面均设置有套管法兰(112)，所述第一支管(106)与第一套管(110)之间、第二支管(107)与第二套管(111)之间均通过支管法兰(108)和套管法兰(112)实现紧固连接，且所述套管法兰(112)将过滤筛筒(7)上的凸环(701)压入环形卡槽(109)中；所述井口连接罩体(4)的上端面圆心处开设有圆台形插口(403)，位于所述圆台形插口(403)外圆侧的井口连接罩体(4)的上表面呈环形阵列开设有若干螺纹盲孔(404)，所述井口连接罩体(4)的上方设置有与圆台形插口(403)相配合的圆台柱形密封块(8)，所述圆台柱形密封块(8)的上端面连接有圆板(801)，所述圆板(801)的外圆侧开设有若干与每个螺纹盲孔(404)相对应的通孔(802)，所述通孔(802)与螺纹盲孔(404)之间设置有连接螺丝柱(803)，所述下中心管(3)贯穿圆台柱形密封块(8)和圆板(801)，且与圆台柱形密封块(8)和圆板(801)两者固定连接设置，且所述下中心管(3)的下端伸入井口法兰(101)内部，所述述下中心管(3)的上端设置有井控阀门(9)，所述下中心管(3)的顶端连接有旋转连接管组件(10)，所述上中心管(2)的下端与旋转连接管组件(10)固定连接，所述上中心管(2)的上端连接有管道连接三通(5)，所述管道三通(5)的上端连接有油管短节(11)，所述油管短节(11)的上端连接有管套(12)，所述管道三通(5)的侧端连接有冲洗液连接壬管(13)，所述冲洗液连接壬管(13)的端部与泵车相连接；所述旋转连接管组件(10)包括旋转套管接头(14)，所旋转套管接头(14)与上中心管(2)的下端一体成型连接，所述旋转套管接头(14)的内壁上端设置有旋转轴承(15)，所述下中心管(3)的顶端外壁与所述旋转轴承(15)的内腔相焊接，位于所述旋转套管接头(14)与所述下中心管(3)之间的旋转套管接头(14)缝隙中设置有挡环(16)。
3.根据权利要求2所述的一种防砂充填一体化井口装置，其特征在于：下中心管(3)的顶端连接有凸出外环(301)，所述凸出外环(301)与旋转套管接头(14)的顶壁相抵接，所述旋转轴承(15)设置在凸出外环(301)下端的旋转套管接头(14)内部。
4.根据权利要求3所述的一种防砂充填一体化井口装置，其特征在于：所述旋转轴承(15)为推力球轴承。
5.根据权利要求2所述的一种防砂充填一体化井口装置，其特征在于：支管法兰(108)与套管法兰(112)之间设置有小橡胶密封圈(17)，所述小橡胶密封圈(17)上开设有若干能够穿过连接螺栓的穿孔(171)。
6.根据权利要求2所述的一种防砂充填一体化井口装置，其特征在于：所述过滤筛筒(7)上的筛孔(702)直径小于防砂筛网(601)上的筛孔直径。
7.根据权利要求2所述的一种防砂充填一体化井口装置，其特征在于：所述环形筛网框(6)上表面上连接的振动弹簧(602)设置有8～12个。
8.根据权利要求2所述的一种防砂充填一体化井口装置，其特征在于：所述管道三通(5)的三端面均连接三通法兰(501)，所述油管短节(11)与冲洗液连接壬管(13)与管道三通(5)连接的端面均连接有管道法兰(18)，所述油管短节(11)与冲洗液连接壬管(13)与管道三通(5)均通过三通法兰(501)和管道法兰(18)实现连接。
9.根据权利要求8所述的一种防砂充填一体化井口装置，其特征在于：所述三通法兰(501)和管道法兰(18)的连接处之间均设置有防泄密封圈。
10.根据权利要求2所述的一种防砂充填一体化井口装置，其特征在于：所述冲洗液连接壬管(13)包括与管道三通(5)连接的水平段(131)，所述水平段(131)的外端面连接有向上倾斜的斜管段(132)。
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