CN210440019U - 一种用于油田油井的沉降式气锚装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于油田油井的沉降式气锚装置，包括一沉降进液组件，沉降进液组件包括中心管以及置于中心管外侧的多个沉降杯，沉降杯的外轮廓折弯向上延伸且沉降杯与中心管的外壁之间设有容油液由上至下流入的空腔，中心管靠近沉降杯内侧下方位置的外圆周上设有多个进液孔；一防砂组件，防砂组件包括包覆在中心管外部的防砂筛管；一脱气组件，脱气组件包括外套管以及螺旋杆，螺旋杆为由杆体以及缠绕在杆体外侧端面的螺旋体组成的一体式结构，杆体的外侧设有多个气孔，螺旋杆的上端连接有堵头，螺旋体的上端连接有导气接头，堵头内部设有多个排液孔以及多个排气孔。本实用新型具有结构简单、防砂脱气性强、提高装配稳固性的优点。

Description

一种用于油田油井的沉降式气锚装置

技术领域：

本实用新型属于油田油井领域，具体涉及一种用于油田油井的沉降式气锚装置。

背景技术：

油田油井现有的原油举升设备以柱塞式抽油泵为主，该抽油泵在油井下工作时，抽吸的是气、油、水三相的混合液，而有些特别质地结构的油井还会有相当的砂粒等杂质存在于被油吸的原油混合液中。抽油泵中进入了气体，会降低抽油泵的使用效果，影响产量，而油泵内进入了砂粒后，不仅加速了抽油泵的磨损，严重时还会使抽油泵被卡死，无法工作。为解决上述问题，长期以来许多油井都是使用气锚来进行气、液或砂粒的分离，井下气锚的工作原理是让混合液大量进入气锚，通过气锚的各种流道使流体在回旋流动中进行气液分离，但是这种方法的分离效果很低，尤其是对于井下年度大于2MPa.s的流体更是如此，现场应用中很难达到提高泵效、增加产量的目的。

专利号200310117207.9专利中采用的是沉降杯轮廓呈流线上升型，小气泡沿杯外侧均匀分布，气泡间接触机会小，不利于小气泡聚合，而专利号200710145829.0瓦楞状沉降杯及一种多杯等流型气锚，结构过于复杂，成本偏高，油气混合液自行沉降的空间容积都设计得较小，应用效果不理想；同时现有的气锚装置在螺旋杆的螺旋体部分螺距一致，气体进入的孔径一致，但是在含有气体的油液在离心力的作用下上下位置的转速是不一致的，置于下方位置的油液转速较慢，气体积聚较少，而置于上方位置的油液转速较快，气体积聚较多，在上方位置的气体堆积在气孔的外部无法快速进入中心孔内，现有的结构对于气体的收集效率低；收集后的气体经过排气孔排出外部过程中，容易使外部的油液反流至排气孔内，堵塞排气孔；多个气锚装置装配连接使用时，下沉至油液过程中受到油液的挤压，连接稳固性差，容易发生松动脱落。

发明内容：

本实用新型的目的是为了克服以上的不足，提供一种结构简单、防砂脱气性强、提高装配稳固性的用于油田油井的沉降式气锚装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种用于油田油井的沉降式气锚装置，包括

一沉降进液组件，沉降进液组件包括中心管以及置于中心管外侧的多个沉降杯，沉降杯由下至上均匀排列设置，沉降杯的外轮廓折弯向上延伸且沉降杯与中心管的外壁之间设有容油液由上至下流入的空腔，中心管靠近沉降杯内侧下方位置的外圆周上设有多个等圆周排列设置的进液孔，中心管的下方设有下接头；

一防砂组件，防砂组件包括包覆在中心管外部的防砂筛管，防砂筛管的上下端分别通过上挡圈、下挡圈与中心管连接，上挡圈与下挡圈均套装在中心管的外侧壁；

一脱气组件，脱气组件包括置于中心管上方的外套管以及置于外套管内的螺旋杆，外套管与中心管通过中间接头连接，螺旋杆为由杆体以及缠绕在杆体外侧端面的螺旋体组成的一体式结构，螺旋体的螺距由下至上逐渐减小，杆体的中心设有一沿着杆体延伸方向设置的中心孔，中心孔的下方为封闭面，中心孔的上方为敞开面，杆体的外侧沿着杆体的延伸方向设有多个气孔，相邻两个气孔之间的间距由下至上逐渐减小，且气孔的直径由下至上逐渐减小，气孔与中心孔相通设置，螺旋杆的上端连接有堵头，螺旋体的上端连接有导气接头，堵头内部设有多个排液孔以及多个排气孔，堵头内设有连接槽，连接槽与堵头的中心孔相通设置，且连接槽与排气孔相通设置，排液孔与外套管相通设置，堵头的上方设有上接头。

本实用新型的进一步改进在于：连接槽与中心孔之间设有连接壳，连接壳的直径小于连接槽的直径，连接壳的上方设有出气阀球，导气接头的上端穿过连接壳置于连接壳的内部，出气阀球的直径大于连接壳的直径，出气阀球的直径小于连接槽的直径。

本实用新型的进一步改进在于：上接头与下接头配合式连接，且上接头的内侧端面与下接头的外侧端面均为倾斜螺纹面。

本实用新型的进一步改进在于：出气阀球的材质为硬质合金。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型包括沉降进液组件、防砂组件以及脱气组件，结构设计简单合理，气锚装置与外部的抽油泵连接，置于下方的沉降进液组件竖向沉入油井，油井中的油液先经过防砂组件进行排砂再由上至下落入沉降杯内并通过进液孔进入中心管内，随着抽油泵对气锚装置的吸力使油液中在沉降杯与中心管的空腔内产生负压，在由上至下进入进液孔的过程中对油液中部分的气体已经产生部分分离，再经过脱气组件的螺旋杆进行离心分离，大大提高了气油分离的效果；油液由中心管向外套管流入，受到螺旋杆的离心力，油液在外套管内的转速由下至上转速增强，而螺旋体的螺距由下至上减小以及气孔的孔径由下至上减小，使油液快速积聚在螺旋杆的上方，进一步提高脱气效率。

2、油液中的气体经过气孔进入中心孔内，并随着导气接头依次流向连接壳、连接槽，将出气阀球顶起，气体从排气孔中排出至油井中，当中心孔内的气体排尽后出气阀球落入连接壳上方，防止油井中油液流入排气孔内并堵塞排气孔，出气阀球起到启闭的作用。

3、上接头与下接头配合式连接，上接头的内侧端面与下接头的外侧端面均为倾斜螺纹面，保证多个气锚装置在装配连接时的连接稳固性，在油井中向下沉时即使受到油液的挤压也不易产生松动脱落。

4、出气阀球的材质为硬质合金，具有优良的化学稳定性以及耐磨耐腐蚀性，受摩擦力影响小，可快速实现启闭。

附图说明：

图1为本实用新型一种用于油田油井的沉降式气锚装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种用于油田油井的沉降式气锚装置的沉降进液组件与防砂组件的连接示意图。

图3为本实用新型一种用于油田油井的沉降式气锚装置的脱气组件的结构示意图。

图中标号：1-中心管、2-沉降杯、3-进液孔、4-下接头、5-防砂筛管、6-上挡圈、7-下挡圈、8-外套管、9-杆体、10-螺旋体、11-中间接头、12-中心孔、13-气孔、14-堵头、15-导气接头、16-排液孔、17-排气孔、18-连接槽、19-上接头、20-连接壳、21-出气阀球。

具体实施方式：

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

如图1至图3示出了本实用新型一种用于油田油井的沉降式气锚装置的一种实施方式，包括

一沉降进液组件，沉降进液组件包括中心管1以及置于中心管1外侧的多个沉降杯2，沉降杯2由下至上均匀排列设置，沉降杯2的外轮廓折弯向上延伸且沉降杯2与中心管1的外壁之间设有容油液由上至下流入的空腔，中心管1靠近沉降杯2内侧下方位置的外圆周上设有多个等圆周排列设置的进液孔3，中心管1的下方设有下接头4；

一防砂组件，防砂组件包括包覆在中心管1外部的防砂筛管5，防砂筛管5的上下端分别通过上挡圈6、下挡圈7与中心管1连接，上挡圈6与下挡圈7均套装在中心管1的外侧壁；

一脱气组件，脱气组件包括置于中心管1上方的外套管8以及置于外套管8内的螺旋杆，外套管8与中心管1通过中间接头11连接，螺旋杆为由杆体9以及缠绕在杆体9外侧端面的螺旋体10组成的一体式结构，螺旋体10的螺距由下至上逐渐减小，杆体9的中心设有一沿着杆体9延伸方向设置的中心孔12，中心孔12的下方为封闭面，中心孔12的上方为敞开面，杆体9的外侧沿着杆体9的延伸方向设有多个气孔13，相邻两个气孔13之间的间距由下至上逐渐减小，且气孔13的直径由下至上逐渐减小，气孔13与中心孔12相通设置，螺旋杆的上端连接有堵头14，螺旋体10的上端连接有导气接头15，堵头14内部设有多个排液孔16以及多个排气孔17，堵头14内设有连接槽18，连接槽18与堵头14的中心孔相通设置，且连接槽18与排气孔17相通设置，排液孔16与外套管8相通设置，堵头14的上方设有上接头19。

连接槽18与中心孔12之间设有连接壳20，连接壳20的直径小于连接槽18的直径，连接壳20的上方设有出气阀球21，导气接头15的上端穿过连接壳20置于连接壳20的内部，出气阀球21的直径大于连接壳20的直径，出气阀球21的直径小于连接槽18的直径，油液中的气体经过气孔13进入中心孔12内，并随着导气接头15依次流向连接壳20、连接槽18，将出气阀球21顶起，气体从排气孔17中排出至油井中，当中心孔12内的气体排尽后出气阀球21落入连接壳20上方，防止油井中油液流入排气孔17内并堵塞排气孔17，出气阀球21起到启闭的作用。

上接头19与下接头4配合式连接，且上接头19的内侧端面与下接头4的外侧端面均为倾斜螺纹面，保证多个气锚装置在装配连接时的连接稳固性，在油井中向下沉时即使受到油液的挤压也不易产生松动脱落。

出气阀球21的材质为硬质合金，具有优良的化学稳定性以及耐磨耐腐蚀性，受摩擦力影响小，可快速实现启闭。

工作原理：气锚装置下沉至油井中时，油井中的油液油井中的油液先经过防砂组件进行排砂再由上至下落入沉降杯2内并通过进液孔3进入中心管1内，受到抽油泵对中心管1的吸力作用，中心管1内的油液流向外套管8内的螺旋杆，受到螺旋体10的离心力作用，油液中的气体与液体发生分离，分离后的气体由下至上依次流入气孔并积聚在中心孔12内再从排气孔流出，分离后的液体在外套管8与螺旋杆之间的空腔内向上盘旋流动，再从排液孔16排出，达到快速分离气与油的作用。

本实用新型包括沉降进液组件、防砂组件以及脱气组件，结构设计简单合理，气锚装置与外部的抽油泵连接，置于下方的沉降进液组件竖向沉入油井，随着抽油泵对气锚装置的吸力使油液中在沉降杯2与中心管1的空腔内产生负压，在由上至下进入进液孔3的过程中对油液中部分的气体已经产生部分分离，再经过脱气组件的螺旋杆进行离心分离，大大提高了气油分离的效果；油液由中心管1向外套管8流入，受到螺旋杆的离心力，油液在外套管8内的转速由下至上转速增强，而螺旋体10的螺距由下至上减小以及气孔13的孔径由下至上减小，使油液快速积聚在螺旋杆的上方，进一步提高脱气效率。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种用于油田油井的沉降式气锚装置，其特征在于：包括

一沉降进液组件，所述沉降进液组件包括中心管以及置于中心管外侧的多个沉降杯，所述沉降杯由下至上均匀排列设置，所述沉降杯的外轮廓折弯向上延伸且沉降杯与中心管的外壁之间设有容油液由上至下流入的空腔，所述中心管靠近沉降杯内侧下方位置的外圆周上设有多个等圆周排列设置的进液孔，所述中心管的下方设有下接头；

一防砂组件，所述防砂组件包括包覆在中心管外部的防砂筛管，所述防砂筛管的上下端分别通过上挡圈、下挡圈与中心管连接，所述上挡圈与下挡圈均套装在中心管的外侧壁；

一脱气组件，所述脱气组件包括置于中心管上方的外套管以及置于外套管内的螺旋杆，所述外套管与中心管通过中间接头连接，所述螺旋杆为由杆体以及缠绕在杆体外侧端面的螺旋体组成的一体式结构，所述螺旋体的螺距由下至上逐渐减小，所述杆体的中心设有一沿着杆体延伸方向设置的中心孔，所述中心孔的下方为封闭面，所述中心孔的上方为敞开面，所述杆体的外侧沿着杆体的延伸方向设有多个气孔，相邻两个气孔之间的间距由下至上逐渐减小，且气孔的直径由下至上逐渐减小，所述气孔与中心孔相通设置，所述螺旋杆的上端连接有堵头，所述螺旋体的上端连接有导气接头，所述堵头内部设有多个排液孔以及多个排气孔，所述堵头内设有连接槽，所述连接槽与堵头的中心孔相通设置，且连接槽与排气孔相通设置，所述排液孔与外套管相通设置，所述堵头的上方设有上接头。

2.根据权利要求1所述一种用于油田油井的沉降式气锚装置，其特征在于：所述连接槽与中心孔之间设有连接壳，所述连接壳的直径小于连接槽的直径，所述连接壳的上方设有出气阀球，所述导气接头的上端穿过连接壳置于连接壳的内部，所述出气阀球的直径大于连接壳的直径，出气阀球的直径小于连接槽的直径。

3.根据权利要求1所述一种用于油田油井的沉降式气锚装置，其特征在于：所述上接头与下接头配合式连接，且上接头的内侧端面与下接头的外侧端面均为倾斜螺纹面。

4.根据权利要求2所述一种用于油田油井的沉降式气锚装置，其特征在于：所述出气阀球的材质为硬质合金。

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