一种螺杆泵井下防砂装置的制作方法

1.本公开涉及一种应用于油井的螺杆泵井下防砂装置。


背景技术：

2.随着油田中稠油井、含砂井、含气井的数量逐渐增多， 对于含砂井，由于油井含砂因素的限制，针对这类井型采用螺杆泵效果较好，主要是因为其携砂采油的性能好。螺杆泵由转子和定子组成。转子和定子相啮合形成许多连续的密封腔室，当转子在定子内转动时，空腔从泵的一端向另一端移动，空腔内的液体也随之被从泵的吸入端泵送到排出端，通过油管输送到地面。
3.但采用螺杆泵对含砂井等井型进行开采作业时，如果井筒中的砂粒无法在井液的作用下举升至井口，那么砂粒将回流至螺杆泵内导致泵发生损坏；另一方面，砂砾堆积也会造成砂埋、砂堵等现象，进而影响油田的正常生产。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本公开提供一种螺杆泵井下防砂装置，解决砂粒回流以致螺杆泵损坏问题。
5.为实现上述发明目的，本公开的一种螺杆泵井下防砂装置，其特征在于，包括：连接在螺杆泵的出口与油管之间的出砂筒；所述出砂筒，其外侧设有暂储仓，内部连接砂分离机构；所述砂分离机构，用于将所述出口排出的井液中的砂砾分离出来；所述暂储仓，用于接收分离出来的所述砂砾，并在所述砂砾积累到一定量时排出，以免所述砂砾回流至所述螺杆泵内。
6.进一步地，所述砂分离机构是离心分离机构。
7.进一步地，所述砂分离机构包括连接在所述出砂筒入口的旋转搅拌器；所述旋转搅拌器，用于向所述井液施加离心力以使所述砂砾从所述井液中分离出来。
8.进一步地，所述出砂筒内设螺旋输送通道；所述螺杆泵的出口压力驱动所述井液沿所述螺旋输送通道进入所述油管并产生离心力；所述离心力，用于将使所述砂砾从所述井液中分离出来。
9.进一步地，所述暂储仓的底部设置砂砾排出口；所述砂砾排出口上设置阀门。
10.进一步地，所述出砂筒与所述油管之间设置单流阀；所述单流阀，用于控制所述井液只能从所述螺杆泵出口向所述油管方向流动。
11.进一步地，所述出砂筒的筒壁上设置网眼；所述网眼，用作所述砂砾从所述出砂筒排出至所述暂储仓的通道。
12.本发明具有如下有益效果：本公开的螺杆泵井下防砂装置，整体作为短节安装在螺杆泵出口与油管之间，通过在作为短节主体的出砂筒内设置离心分离机构，使螺杆泵出口井液在离心分离机构的离心力的作用下，使井液中的砂砾分离出来，并暂时存储在暂存仓内，待一定时间或达到一定量时将暂存仓内的砂砾清理出来，以免砂砾无法在井液的作用下举升至井口而回流至螺杆泵内导致泵发生损坏。
附图说明
13.通过以下参考附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：图1是本公开实施例一螺杆泵井下防砂装置结构示意图；图2是图1的截面示意图；图3是本公开实施例二螺杆泵井下防砂装置结构示意图。
具体实施方式
14.以下基于实施例对本公开进行描述，但是值得说明的是，本公开并不限于这些实施例。在下文对本公开的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。
15.此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。
16.同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。
17.实施例一图1是本公开实施例一螺杆泵井下防砂装置结构示意图；图2是图1的截面示意图；由图1结合图2所示：本实施例的螺杆泵井下防砂装置，包括连接在螺杆泵1的出口与油管10之间的出砂筒5，该出砂筒5外侧设有暂储仓4、内部连接砂分离机构；该砂分离机构的作用是将螺杆泵1的出口排出的井液中的砂砾分离出来，该暂储仓4的作用是接收被分离出来的砂砾，并在砂砾积累到一定量时排出，以免砂砾回流至螺杆泵1内。优选地所述砂分离机构是离心分离机构。
18.在图1中，本实施例的砂分离机构是在出砂筒5内设置的螺旋输送通道12，螺杆泵1的出口压力驱动井液沿螺旋输送通道12进入油管10并产生离心力，利用该离心力将使砂砾从井液中分离出来。
19.在图1及图2中，在暂储仓4的底部设置8个砂砾排出口2，每个砂砾排出口2上设置阀门。优选该阀门的开关采用电控方式，为了电控该阀门，通过井上控制平台连接输电电缆3，输电电缆3穿过封隔器8后与该阀门电连接。
20.在图1中，出砂筒5与油管10之间设置单流阀7，在该单流阀7的作用下，井液只能从螺杆泵1出口向油管方向流动。
21.在图1中，在出砂筒5的筒壁上设置网眼6，在出砂筒5内，从井液中分离出来的砂砾
通过网眼6可以从出砂筒5排出至暂储仓4内。
22.采油时，本公开装置开始工作，井液通过螺杆泵1的举升进入出砂筒5当中，井液进入出砂筒5后由于其内部为螺旋上升的通道，井液与砂砾受到离心力的作用，同时由于装置中间部分井液流速大，边缘部分井液流速小，井液中的砂砾在流速差和离心力的双重作用下均匀的运移到出砂筒5的壁面上，出砂筒5的壁面上存在有允许砂砾进入的网眼10，砂砾以及部分井液通过网眼10进入到暂储仓4内部。井液在暂储仓4中处于静置状态，砂砾在重力作用下沉降到暂储仓4底部，从而实现对井液中砂砾的过滤。
23.井液经过除砂过滤完成后从出砂筒5举升进入油管10中，随后将井液提升至地面。
24.装置工作一段时间后，砂砾聚集在暂储仓4底部，井上控制平台通过输电电缆3控制各砂砾排出口2的阀门打开，暂储仓4中的砂砾以及井液从砂砾排出口2排出然后掉落到井底，实现防砂效果。从而避免由于砂砾运移不到井口而导致的砂粒回流至螺杆泵1内造成泵损坏现象以及砂砾堆积造成的砂埋、砂堵等现象的发生。
25.实施例二图3是本公开实施例二螺杆泵井下防砂装置结构示意图；在图3中，本实施例的螺杆泵井下防砂装置，与实施例一比较，采用了不同结构的砂分离机构，其他结构则与实施例一相同。
26.在图3中，本实施例的砂分离机构包括连接在出砂筒5入口的旋转搅拌器9，通过该旋转搅拌器9向井液施加离心力，进一步在离心力的作用下使得砂砾从井液中分离出来。
27.以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。


技术特征：
1.一种螺杆泵井下防砂装置，其特征在于，包括：连接在螺杆泵（1）的出口与油管（10）之间的出砂筒（5）；所述出砂筒（5），其外侧设有暂储仓（4），内部连接砂分离机构；所述砂分离机构，用于将所述出口排出的井液中的砂砾分离出来；所述暂储仓（4），用于接收分离出来的所述砂砾，并在所述砂砾积累到一定量时排出，以免所述砂砾回流至所述螺杆泵（1）内。2.根据权利要求1所述的螺杆泵井下防砂装置，其特征在于：所述砂分离机构是离心分离机构。3.根据权利要求2所述的螺杆泵井下防砂装置，其特征在于：所述砂分离机构包括连接在所述出砂筒（5）入口的旋转搅拌器（11）；所述旋转搅拌器（11），用于向所述井液施加离心力以使所述砂砾从所述井液中分离出来。4.根据权利要求2所述的螺杆泵井下防砂装置，其特征在于：所述出砂筒（5）内设螺旋输送通道（12）；所述螺杆泵（1）的出口压力驱动所述井液沿所述螺旋输送通道（12）进入所述油管（10）并产生离心力；所述离心力，用于将使所述砂砾从所述井液中分离出来。5.根据权利要求1-4任一项所述的螺杆泵井下防砂装置，其特征在于：所述暂储仓（4）的底部设置砂砾排出口（2）；所述砂砾排出口（2）上设置阀门。6.根据权利要求5所述的螺杆泵井下防砂装置，其特征在于：所述出砂筒（5）与所述油管（10）之间设置单流阀（7）；所述单流阀（7），用于控制所述井液只能从所述螺杆泵（1）出口向所述油管（10）方向流动。7.根据权利要求1-4任一项或6所述的螺杆泵井下防砂装置，其特征在于：所述出砂筒（5）的筒壁上设置网眼（6）；所述网眼（6），用作所述砂砾从所述出砂筒（5）排出至所述暂储仓（4）的通道。

技术总结
本发明公开了一种螺杆泵井下防砂装置，其特征在于，包括：连接在螺杆泵（1）的出口与油管（10）之间的出砂筒（5）；所述出砂筒（5），其外侧设有暂储仓（4），内部连接砂分离机构；所述砂分离机构，用于将所述出口排出的井液中的砂砾分离出来；所述暂储仓（4），用于接收分离出来的所述砂砾，并在所述砂砾积累到一定量时排出，以免所述砂砾回流至所述螺杆泵内；解决砂粒回流以致螺杆泵损坏问题。以致螺杆泵损坏问题。以致螺杆泵损坏问题。


技术研发人员：马磊 简成 杨伟丰 黄清 许发宾 李祝军 孙龙波 徐靖 阳俊龙 曹广胜
受保护的技术使用者：中海石油(中国)有限公司湛江分公司
技术研发日：2021.09.03
技术公布日：2022/1/7