CN202007660U - 伞形螺旋气砂锚 - Google Patents

Abstract

一种用于石油开采中油气砂三相分离的伞形螺旋气砂锚，主要由外部筒体、油气砂三相分离机构两大部分组成，相对于传统的螺旋气砂锚，其主要特点是油气砂三相分离机构包含有中心管、引气筒以及伞形螺旋，所述伞形螺旋的叶片盘旋设置于中心管的外壁，所述用于收集并且流通气体的引气筒设置于伞形螺旋的上方，并且所述引气筒的上端与外筒的内壁密封接触。采用了该油气砂三相分离机构的伞形螺旋气砂锚能够有效地实现井下油、气、砂三相分离，并将分离出的气体引导并排放至油套环形空腔中，将分离出来的固相砂粒引导沉降至尾管中，将净化后的液相原油提供给抽油泵。

Description

伞形螺旋气砂锚

技术领域

本实用新型涉及一种气砂锚，尤其涉及一种用于含气、含砂油田开采的伞形螺旋气砂锚。

背景技术

目前，由于石油开发的不断深入，越来越多的油井转向机采生产，在机采日常生产中，气体对油井影响日益明显，一些油井由于产气量大，泵效受气体影响较严重。尤其在实施机械深抽过程中，由于部分深抽井原始气液比较大，加之液面较低、沉没度小，原油容易脱气，入泵原油气液比增大，气体影响成为深井抽油泵泵效低的主要原因。

另一方面，部分砂岩油藏油井在机抽过程中，由于生产压差较大，加之原油粘度偏高，原油携砂能力较强，原油携砂入泵容易造成小间隙深抽泵柱塞划伤，甚至造成柱塞卡死在泵筒内的严重井下事故。

对于含气或出砂油井，要提高泵的充满系数就必须降低进泵原油的油气比，同时，要避免柱塞划伤或卡泵事故的发生，采用井下原油气砂锚进行油、气、砂三相分离是经济有效的途径之一。目前，各油田生产中使用的常规气锚主要有贾敏筛式气锚、迷宫式气锚、偏心式气锚和旋流式气锚等，这些常规气锚的不足之处是气液分离区域短，气体很容易充满气锚，气液分离效果不佳等等。

因此如何开发一种可靠的油、气、砂三相分离的油田辅助设备是目前石油开发领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于含气或出砂油井的并且能够更好的解决井下抽油过程中油、气、砂三相分离问题的气砂锚。

为了实现这一目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种伞形螺旋气砂锚，包括有外筒、上接头、下接头和油气砂三相分离机构，所述油气砂三相分离机构包含有中心管、引气筒以及伞形螺旋，所述中心管的上端延伸入上接头的中心孔中，下端与下文将要提到的隔砂筒连接；所述伞形螺旋的叶片盘旋设置于中心管的外壁，所述用于收集并且流通气体的引气筒设置于伞形螺旋的上方，并且所述导气筒的上端与外筒的内壁密封接触。

本实用新型所述的三相分离机构更包括集气帽，所述集气帽为帽盖状结构，并且具有中心孔，所述中心管通过中心孔穿设于集气帽，并且所述集气帽罩于所述伞形螺旋的上方，所述引气筒的底端设置于集气帽的顶部。

进一步地，所述集气帽和伞形螺旋叶片上设置有用于气体流通的窜气孔，位于集气帽上的窜气孔设置于集气帽与中心管的交界处；位于伞形螺旋叶片上的窜气孔设置于叶片与中心管的交界处。气体通过伞形螺旋叶片上的窜气孔，然后通过集气帽上的窜气孔收集于引气筒中，然后从引气筒中通过设置于引气筒与上接头之间的排气孔排出。

进一步地，所述的伞形螺旋气砂锚还设置有排气孔和进油孔，所述排气孔设置于上接头与引气筒之间的外筒壁上，所述进油孔设于所述引气筒下部且靠近引起筒的外筒壁上。

进一步地，所述引气筒的上端与外筒通过密封圈实现密封功能。

进一步地，所述的三相分离机构还包含有隔砂筒，所述隔砂筒设置于所述中心管的下端并且与中心管连通，具体的来说，所述隔砂筒的上端与所述中心管的下端通过径向连接筋焊接相连，二者同心布置，用于阻止砂粒入泵并且引导砂粒沉入沉砂管。

上述伞形螺旋气砂锚的上端通过上接头上的螺纹与抽油泵连接，经过分离的原油通过中心管进入抽油泵；伞形螺旋气砂锚的下端通过下接头与沉砂管连接用于排出通过分离排出的砂子等固相。

采用了上述技术方案的气砂锚有效实现井下油气砂三相的分离，分离后的气相向上经由排气孔排至油套环形空间，固相沉降于沉砂管，液相原油则通过中心管输送到抽油泵中。油气砂三相的有效分离净化了入泵原油，一方面提高抽油泵的充满程度，达到提高泵效的目的，另一方面也减小了砂粒对抽油泵的伤害，进而延长检泵周期。

附图说明

图1为本实用新型所述伞形螺旋气砂锚的剖面图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的目的，特征及功能，下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

如图1所示，为本实用新型所述伞形螺旋气砂锚的剖面图，由图可以看出，本实施例所述的伞形螺旋气砂锚包括有外筒2和油气砂三相分离机构，具体来说，包括有外筒2、上接头1和下接头6，外筒2为长筒体，构成本实用新型的伞形螺旋气砂锚的主体，外筒2的上端通过螺纹与上接头1连接，外筒2的下端通过螺纹与下接头6连接，这样，外筒2的内部构成相对封闭的空间。在外筒2的内部，也就是上接头1和下接头2的两端之间设置有油气砂三相分离机构。如图1所示，本实施例所述油气砂三相分离机构包含有中心管3、引气筒8、集气帽9以及伞形螺旋11。下面详细描述油气砂三相分离机构的组成：所述中心管3为一根中空长管，其上端与上接头1的中心孔连接，下端接近于下接头2，并且与下文提到的隔砂筒连通，在中心管3上，从上至下依次贯穿设置有引气筒8、集气帽9以及伞形螺旋11；所述伞形螺旋11具有一定螺旋长度，其中心为通孔，螺旋设置并且焊接于中心管3的外壁上。此外，集气帽9也是中间具有通孔的罩状物，中心管3通过通孔穿设于集气帽9，并且该集气帽9焊接于中心管3的外壁上同时罩于伞形螺旋11的上端，用于收集从伞形螺旋11以及窜气孔10出来的气体；所述引气筒8为筒状体，中心管贯穿设置于其中，其底部焊接于集气帽9的顶部，并且通过窜气孔与集气帽9连通，所述引气筒8的上端与外筒2的内壁之间通过设置橡胶密封圈12实现密封。

图1所述的油气砂三相分离机构还包含有隔砂筒5，所述隔砂筒5为表面光滑的金属筒体，所述隔砂筒5的上端与所述中心管3的下端通过径向连接筋焊接相连，且二者同心布置，所述隔砂筒5能够阻止砂粒进入中心管3并且引导砂粒沉入沉砂管。

进一步地，所述外筒2的侧壁上，在上接头1与引气筒8的之间设置有出气孔7，在靠近引气筒8下端的位置上设置进油孔4；

进一步地，伞形螺旋11的导流叶片上设置有多个窜气孔10，上述多个窜气孔设置在叶片与中心管3交界处，引导气体的流动；

进一步地，集气帽9顶部也设置有多个窜气孔10，上述多个窜气孔设置在集气帽9与中心管3交界处，气体可经过这些窜气孔进入引气筒8。

此外，所述上接头1及下接头6可分别通过螺纹与抽油泵泵筒、沉砂管连接。

在实际应用中，本实用新型所述的伞形螺旋气砂锚通过四个过程实现其功能。第一，气、油、砂三相分离过程：抽油泵柱塞从下死点开始向上运动时，中心管3及伞形螺旋导流叶片11与外筒2之间的螺旋环腔出现相对低压，井筒原油开始由进油孔4进入气砂锚螺旋环腔，抽油泵上冲程的抽汲作用使得螺旋环腔中的原油做自上而下的螺旋运动，期间原油中的气、液、固三相由于密度差异，被不同程度的离心分离，随着螺旋运动的进行，其中固相逐渐贴向外筒2的内壁、气相则逐渐聚集于中心管3外壁、液相聚集于自外筒2内壁至中心管3外壁一定距离的环形空间里，至此完成三相分离。第二，抽油过程：经螺旋分离后的相对纯净的原油在离开伞形螺旋导流叶片11尾部后，通过隔砂筒5及中心管3之间径向筋空隙进入中心管，最后经上接头1中心孔进入抽油泵。第三，经螺旋分离后的砂粒紧贴于外筒2内壁，在离开伞形螺旋导流叶片11尾部后惯性进入外筒2与隔砂筒5之间的环腔，随后沉降至沉砂管中。第四，当柱塞下冲程时，抽油泵停止抽汲作用，螺旋环腔中的液相因重力作用自下而上逐渐填满螺旋环腔，在此过程中液相会排挤聚集在中心管3与伞形螺旋导流叶片11之间的气体，使得气体被迫经窜气孔10逐级向上窜至集气帽9，在通过集气帽9顶部窜气孔后进入引气筒8中，最后通过排气孔7排至油套管环形空间。

以上所述仅是本实用新型的最佳实施方式，应当指出，对于相关领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，做出的细微变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种伞形螺旋气砂锚，包括有外筒(2)、上接头(1)、下接头(6)和油气砂三相分离机构，其特征在于，所述油气砂三相分离机构包含有中心管(3)、引气筒(8)以及伞形螺旋(11)，所述伞形螺旋的叶片盘旋设置于中心管(3)的外壁，所述用于收集并且流通气体的引气筒(8)设置于伞形螺旋(11)的上方，并且所述引气筒(8)的上端与外筒(2)的内壁密封接触。

2.如权利要求1所述的伞形螺旋气砂锚，其特征在于，所述三相分离机构更包括集气帽(9)，所述集气帽(9)具有中心孔，所述中心管(3)穿设于集气帽(9)，并且所述集气帽(9)罩于所述伞形螺旋(11)的上方，所述引气筒(8)的底部设置于集气帽(9)的顶部。

3.如权利要求1所述的伞形螺旋气砂锚，其特征在于，所述集气帽(9)和伞形螺旋叶片上设置有用于气体流通的窜气孔，位于集气帽(9)上的窜气孔设置于集气帽与中心管(3)的交界处；位于伞形螺旋叶片上的窜气孔(10)设置于叶片与中心管(3)的交界处。

4.如权利要求1所述的伞形螺旋气砂锚，其特征在于，所述的伞形螺旋气砂锚还设置有出气孔(7)和进油孔(4)，所述出气孔(7)设置于上接头(1)与引气筒(8)之间的外筒壁上，所述进油孔(4)设于所述引气筒(8)下部且靠近引起筒(8)的外筒壁上。

5.如权利要求1所述的伞形螺旋气砂锚，其特征在于，所述引气筒(8)的上端与外筒(2)设置有密封圈(12)实现密封功能。

6.如权利要求1所述的伞形螺旋气砂锚，其特征在于，所述油气砂三相分离机构更包含有隔砂筒(5)，所述中心管(3)的下端与所述隔砂筒(5)上端采用径向连接筋焊接，且二者同心布置。