CN114033340B - 一种适用于地热井的防砂过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于地热井的防砂过滤装置，其包括导通组件，所述导通组件包括第一通管、第二通管和过滤管，所述过滤管同轴心位于第一通管和第二通管之间并且过滤管两端通过法兰盘分别与第一通管和第二通管连接；以及，防砂组件，所述防砂组件包括一级过滤桶和二级过滤罩，所述一级过滤桶同轴心设置在过滤管内并在过滤管中转动连接过滤管内壁，所述二级过滤罩圆周设置在一级过滤桶外壁上并连接过滤管内壁；本发明通过在管道内加入一个过滤管，可以在地下井石油采集时将颗粒泥沙有效过滤，而且携带运输时可以拆分开，安装简单方便。

Description

一种适用于地热井的防砂过滤装置

技术领域

本发明涉及工地下井过滤技术领域，特别是一种适用于地热井的防砂过滤装置。

背景技术

我国已利用的地热井中，由于地质及施工方面的原因,许多井水中有较高的含砂量，有的竟达二十万分之一，最大粒径1.5mm以上。并且因为地热井出砂严重，会对井筒以及管线携砂冲刷腐蚀，会造成昂贵的费用，使大多数的水器使用寿命缩短。当进口速度足够大时，部分砂粒会被携带至井口，高速含砂气体会对井筒以及井口地面设备造成强烈的冲蚀和磨蚀。据统计，自2000年以来，我国因冲蚀而导致的经济损失每年仅在石油化工行业就已经高达700多亿元，每年中石油井场施工中因材料的冲蚀失效导致的石油生产设备报废率高于5％，因冲蚀而更新的设备高达3％。同样大多数己经投资生产中的地热井中，因介质对套管的冲蚀、磨损等原因，加之地热水中含砂量超标，从而使供热管网堵塞影响正常供热的事故时有发生。根据现场生产研究表明，在套管失效破损的生产事故中约有64％是发生在套管连接处的螺纹上，因局部突扩会产生涡流导致砂砾容易堆积，当水进口速度不够大时，砂粒不能被携带出井口，并会发生沉降从而在井底形成堆积，造成砂堵等严重安全事故。随着地热井开采难度不断增大，水平井段长度也不断增加，砂粒在油管中堆积形成砂堵的问题越发严峻，尤其是在长水平井筒中更为明显，所以套管接箍处防砂优化设计具有很重要的意义。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的技术问题是许多井水中有较高的含砂量，有的竟达二十万分之一，最大粒径1.5mm以上。并且因为地热井出砂严重，会对井筒以及管线携砂冲刷腐蚀，会造成昂贵的费用，使大多数的水器使用寿命缩短。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种适用于地热井的防砂过滤装置，其包括导通组件，所述导通组件包括第一通管、第二通管和过滤管，所述过滤管同轴心位于第一通管和第二通管之间并且过滤管两端通过法兰盘分别与第一通管和第二通管连接；以及，防砂组件，所述防砂组件包括一级过滤桶和二级过滤罩，所述一级过滤桶同轴心设置在过滤管内并在过滤管中转动连接过滤管内壁，所述二级过滤罩圆周设置在一级过滤桶外壁上并连接过滤管内壁。

作为本发明所述适用于地热井的防砂过滤装置的一种优选方案，其中：所述一级过滤桶两端贯穿连通并且其中一端设置锥形头，所述锥形头尖端与内部贯穿连通。

作为本发明所述适用于地热井的防砂过滤装置的一种优选方案，其中：所述一级过滤桶外壁设置固定杆，固定杆另一端设置与一级过滤桶同轴心的环形圈，所述环形圈嵌于过滤管内壁转动连接。

作为本发明所述适用于地热井的防砂过滤装置的一种优选方案，其中：所述二级过滤罩包括驱动轴和搅拌捞砂器，所述驱动轴穿过过滤管外壁架设在过滤管外壁上，驱动轴位于过滤管内的一端圆周设置第一齿块，一级过滤桶外壁上设置齿圈，第一齿块与齿圈啮合，搅拌捞砂器与驱动轴配合转动。

作为本发明所述适用于地热井的防砂过滤装置的一种优选方案，其中：所述搅拌捞砂器呈锥形网状结构，搅拌捞砂器锥形的底面开设有多个通口，搅拌捞砂器锥形的尖端设置有连接杆，连接杆上设置有齿轮。

作为本发明所述适用于地热井的防砂过滤装置的一种优选方案，其中：所述驱动轴外壁上圆周设置有第二齿块，所述齿轮与第二齿块啮合。

作为本发明所述适用于地热井的防砂过滤装置的一种优选方案，其中：所述连接杆上套设有套管，所述套管通过长杆固定连接过滤管内壁。

作为本发明所述适用于地热井的防砂过滤装置的一种优选方案，其中：所述一级过滤桶上锥形头的端部设置第一过滤网，一级过滤桶相对锥形头的另一端设置第二过滤网。

作为本发明所述适用于地热井的防砂过滤装置的一种优选方案，其中：所述搅拌捞砂器的通口与锥形头的朝向一致。

作为本发明所述适用于地热井的防砂过滤装置的一种优选方案，其中：其中一个所述驱动轴位于过滤管外的一端通过电机驱动。

本发明的有益效果：本发明通过在管道内加入一个过滤管，可以在地下井石油采集时将颗粒泥沙有效过滤，而且携带运输时可以拆分开，安装简单方便。

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中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为第一个实施例中的导通组件结构图。

图2为第一个实施例中的防砂组件与导通组件安装结构图。

图3为第一个实施例中的防砂组件装配结构图。

图4为第一个实施例中的驱动轴与搅拌捞砂器结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1～4，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种适用于地热井的防砂过滤装置，其包括导通组件100和防砂组件200，在地下井工作时，石油通过压力泵被抽出，通过导通组件100流通收集，但是在地下的石油抽出时会含有大量砂砾，颗粒状砂砾在高速流通时会对管道壁产生摩擦损耗，防砂组件200设置在导通组件100内进行过滤。

导通组件100包括第一通管101、第二通管102和过滤管103，第一通管101和第二通管102由一根整管拆分而成，两者结构尺寸相同且同轴心对应，过滤管103同轴心位于第一通管101和第二通管102之间并且过滤管103两端通过法兰盘分别与第一通管101和第二通管102连接。

防砂组件200安装在过滤管103中并设置有多级过滤，石油流通过滤管103时可以将地下的砂砾和泥沙分级过滤出。具体的，防砂组件200包括一级过滤桶201和二级过滤罩202，一级过滤桶201用于过滤细微颗粒的泥沙，二级过滤罩202用于过滤大颗粒的砂砾，一级过滤桶201同轴心设置在过滤管103内并在过滤管103中转动连接过滤管103内壁，具体的，一级过滤桶201外壁设置固定杆201b，固定杆201b另一端设置与一级过滤桶201同轴心的环形圈201c，环形圈201c嵌于过滤管103内壁转动连接。

进一步的，一级过滤桶201两端贯穿连通并且其中一端设置锥形头201a，锥形头201a尖端可以削平并且与内部贯穿连通，同时，在此端设置有第一过滤网A，一级过滤桶201相对锥形头201a的另一端设置第二过滤网B，第二过滤网B的过滤孔小于第一过滤网A，一级过滤桶201内部可以设置翅片，旋转时，产生漩涡，将较轻的泥沙旋转过滤进一级过滤桶201内内同时被第二过滤网B阻挡住，较大颗粒的砂砾则被第一过滤网A过滤出来并沿着锥形头201a的外壁被漩涡向四周甩去。

进一步的，二级过滤罩202包括驱动轴202a和搅拌捞砂器202b，驱动轴202a穿过过滤管103外壁架设在过滤管103外壁上，其中穿过过滤管103的一端圆周设置第一齿块202a-1，一级过滤桶201外壁上设置齿圈201d，第一齿块202a-1与齿圈201d啮合，搅拌捞砂器202b与驱动轴202a配合转动，此处配合指：其中一个驱动轴202a位于过滤管103外的一端通过电机驱动。第一齿块202a-1与齿圈201d啮合带动一级过滤桶201转动，同时再间接驱动其他驱动轴202a转动。

搅拌捞砂器202b呈锥形网状结构，具体描述：搅拌捞砂器202b的外壁为网状结构，其中锥形的底面为刚性材质，搅拌捞砂器202b锥形的底面开设有多个通口202b-1，通口202b-1均开设在此刚性材质的面上，搅拌捞砂器202b的通口202b-1与锥形头201a的朝向一致，大颗粒砂砾可以从通口202b-1进入搅拌捞砂器202b，网状结构可以防止砂砾流出。

搅拌捞砂器202b锥形的尖端设置有连接杆202b-2，连接杆202b-2上设置有齿轮202b-3，驱动轴202a外壁上圆周设置有第二齿块202a-2，齿轮202b-3与第二齿块202a-2啮合。驱动轴202a转动时可以驱动搅拌捞砂器202b一并旋转从而防止过滤管103内泥沙和砂砾的沉积，同时搅拌捞砂器202b本身内部产生一个离心力，防止砂砾又从通口202b-1出去。

进一步的，连接杆202b-2上套设有套管202b-4，套管202b-4通过长杆202b-5固定连接过滤管103内壁。

具体操作：通口202b-1与锥形头201a的朝向均可以朝向第一通管101，石油从第一通管101流入过滤管103，再从第二通管102流出，进入过滤管103后由于过滤管103内产生的漩涡将轻泥沙和中砂砾分开，轻的从一级过滤桶201内经过，重的从二级过滤罩202经过，从而将泥沙和砂砾分开过滤。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种适用于地热井的防砂过滤装置，其特征在于：包括，

导通组件（100），所述导通组件（100）包括第一通管（101）、第二通管（102）和过滤管（103），所述过滤管（103）同轴心位于第一通管（101）和第二通管（102）之间并且过滤管（103）两端通过法兰盘分别与第一通管（101）和第二通管（102）连接；以及，

防砂组件（200），所述防砂组件（200）包括一级过滤桶（201）和二级过滤罩（202），所述一级过滤桶（201）同轴心设置在过滤管（103）内并在过滤管（103）中转动连接过滤管（103）内壁，所述二级过滤罩（202）圆周设置在一级过滤桶（201）外壁上并连接过滤管（103）内壁；

所述二级过滤罩（202）包括驱动轴（202a）和搅拌捞砂器（202b），所述驱动轴（202a）穿过过滤管（103）外壁架设在过滤管（103）外壁上，驱动轴（202a）位于过滤管（103）内的一端圆周设置第一齿块（202a-1），一级过滤桶（201）外壁上设置齿圈（201d），第一齿块（202a-1）与齿圈（201d）啮合，搅拌捞砂器（202b）与驱动轴（202a）配合转动；

所述搅拌捞砂器（202b）呈锥形网状结构，搅拌捞砂器（202b）锥形的底面开设有多个通口（202b-1），搅拌捞砂器（202b）锥形的尖端设置有连接杆（202b-2），连接杆（202b-2）上设置有齿轮（202b-3）；

所述驱动轴（202a）外壁上圆周设置有第二齿块（202a-2），所述齿轮（202b-3）与第二齿块（202a-2）啮合。

2.如权利要求1所述的适用于地热井的防砂过滤装置，其特征在于：所述一级过滤桶（201）两端贯穿连通并且其中一端设置锥形头（201a），所述锥形头（201a）尖端与内部贯穿连通。

3.如权利要求2所述的适用于地热井的防砂过滤装置，其特征在于：所述一级过滤桶（201）外壁设置固定杆（201b），固定杆（201b）另一端设置与一级过滤桶（201）同轴心的环形圈（201c），所述环形圈（201c）嵌于过滤管（103）内壁转动连接。

4.如权利要求3所述的适用于地热井的防砂过滤装置，其特征在于：所述连接杆（202b-2）上套设有套管（202b-4），所述套管（202b-4）通过长杆（202b-5）固定连接过滤管（103）内壁。

5.如权利要求4所述的适用于地热井的防砂过滤装置，其特征在于：所述一级过滤桶（201）上锥形头（201a）的端部设置第一过滤网（A），一级过滤桶（201）相对锥形头（201a）的另一端设置第二过滤网（B）。

6.如权利要求5所述的适用于地热井的防砂过滤装置，其特征在于：所述搅拌捞砂器（202b）的通口（202b-1）与锥形头（201a）的朝向一致。

7.如权利要求6所述的适用于地热井的防砂过滤装置，其特征在于：其中一个所述驱动轴（202a）位于过滤管（103）外的一端通过电机驱动。