一种环保型油气井充填防砂设备

1.本发明属于油气井防砂设备技术领域，具体是一种环保型油气井充填防砂设备。


背景技术：

2.在油田的生产过程中，会从地层中携带一些砂粒进入井筒，这就是油气井出砂。油气井出砂是油气井减产或躺井的一个重要原因。油气井出砂造成的危害统称为砂害。油气井出砂造成的危害主要包括：使地面和井下设备严重磨蚀，甚至造成卡井，冲砂检泵和地面清罐等维修工作量剧增，砂埋油层或井筒砂堵造成停产，目前充填防砂工艺技术是一类最为完善和有效的防砂工艺技术；但现有技术中的充填防砂设备在长期使用中，砂埋层受油液中的颗粒物质导致油液抽采流量降低，甚至造成局部堵塞现象；而在填入新砂石层则会有大量的液体漏失进地层，较低渗透能力的地层经不起外来液体的污染。因此，本领域技术人员提供了一种环保型油气井充填防砂设备，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

3.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保型油气井充填防砂设备，其包括：
4.油井套管，竖直安插在裸眼井段通井内；
5.内管柱，同轴设置在所述油井套管中，所述内管柱的一端连通有输送油管；
6.供砂封填组件，设置在所述油井套管的下方，所述供砂封填组件的一端与外设供砂装置相连通，用于将砂石颗粒定量填充在输送油管外圆周处，并形成防砂层；以及
7.搅动送料组件，可相对转动的套接在所述输送油管外位于所述油井套管下方，所述搅动送料组件能够对防砂层进行防堵扰动，并将防砂层中过滤的微小颗粒集中下排。
8.进一步，作为优选，所述供砂封填组件包括：
9.内输管；
10.固定端件，同轴密封固定在所述油井套管下方；
11.外滤管，安装在所述固定端件下方，所述外滤管上圆周设有多个第一限位网孔；
12.内管体，为圆周设置的多个，各所述内管体均竖直穿接在所述固定端件内，各所述内管体的一端与所述内输管相连通；
13.安装内管，同轴设置在所述外滤管中位于输送油管外，所述安装内管的一端密封固定在所述固定端件上，且所述安装内管上设有多个第二限位网孔；
14.侧导流管，连接在所述内输管的一侧；以及
15.分流支管，为圆周阵列设置的多个，各所述分流支管均竖直固定在所述安装内管上，所述分流支管的一端与所述侧导流管相连通。
16.进一步，作为优选，所述内输管能够先于所述侧导流管对外滤管中进行粗砂石颗粒填充，而所述侧导流管在内输管完成填充后通过分流支管对安装内管进行细砂石颗粒填充，所述粗砂石颗粒粒径大于第一限位与第二限位网孔孔径。
17.进一步，作为优选，脉冲送料装置，所述脉冲送料装置在所述油井套管内，用于辅助侧导流管将砂石颗粒充填在安装内管内；所述脉冲送料装置包括：
18.密封轴管；
19.气流仓，左右设置在所述密封轴管内；
20.轴塞，滑动设置在其中一个所述气流仓内，所述气流仓内转动设置有旋转盘，所述旋转盘通过支杆与所述轴塞相连接；
21.伸缩导杆，竖直固定在另一个所述气流仓内，所述伸缩导杆的输出端竖直固定有限流柱；
22.外套件，同轴设置在所述气流仓内位于所述限流柱外，所述外套件的内壁截面呈梯形结构，所述气流仓之间相互连通；
23.导送管，连通在所述气流仓内位于外套件下方，所述导送管的一端同轴穿设在所述分流支管内；以及
24.排流件，为排列设置的多个，各所述排流件均垂直连接在所述分流支管上。
25.进一步，作为优选，所述气流仓内位于轴塞下方还滑动设置有靠压件，所述靠压件下方设置有多个支撑弹簧。
26.进一步，作为优选，所述排流件外套接有散流罩，且所述排流件上还圆周设置有多个支管体，所述导送管上位于排流件内同轴连通有气流管，所述气流管内滑动设置有阻流件，所述阻流件的横截面呈倒t形结构，且所述阻流件上位于气流管内还套设有内弹簧。
27.进一步，作为优选，所述搅动送料组件包括：
28.外环管，可相对转动的套接在所述输送油管外；
29.驱动电机，安装在所述输送油管外，所述驱动电机的输出端通过齿轮啮合作用与所述外环管相连通；
30.定位环体，为上下设置的两个，各所述定位环体均固定在所述输送油管外；
31.送料管体，为轴向对称排列设置的多个，各所述送料管体通过转接杆相固定，位于上下方的各所述送料管体均通过内夹座滑动设置在所述定位环体内；以及
32.传动杆，与各所述送料管体相对应设置，所述传动杆的一端竖直滑动设置在所述外环管外，所述传动杆的另一端与所述转接杆相连接。
33.进一步，作为优选，还包括：
34.固定轨件，同轴固定在所述输送油管外；
35.连接体，固定在所述传动杆上，所述连接体的一端滑动设置在固定轨件上，所述固定轨件设为波纹形轨槽。
36.进一步，作为优选，所述送料管体内可相对转动的同轴设置有传输螺件，且所述送料管体外固定有筛管件，所述送料管体的一侧连通有外排管，各所述外排管的一端均与外设汇流管相连通。
37.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
38.1、本发明中，由供砂封填组件优先通过内输管将侧导流管对外滤管中进行粗砂石颗粒填充，再由侧导流管在内输管完成填充后通过分流支管对安装内管进行细砂石颗粒填充，从而在输送油管外形成粗滤层与细滤层，以便在油气井抽采中通过粗滤层进行优先过滤，使得油液中的大颗粒杂质能够滞留在粗滤层处，而小颗粒杂质则能够滞留在细滤层处，
提高防砂使用寿命，减少新砂石充填量，降低油气井环境污染。
39.2、本发明中，搅动送料组件能够在防砂层使用一段时间后对防砂层中的细滤层进行内部扰动，尤其还设置有送料管体，送料管体能够将防砂层中过滤的微小颗粒杂质集中下排，从而避免出现局部堵塞现象，并将过滤后的微小颗粒杂质通过外设汇流管输排至输送油管下方周边，以便加固油井结构层，提高油气井使用寿命。
40.3、本发明中还设置有脉冲送料装置，脉冲送料装置能够将细砂石颗粒脉冲式填充至粗滤层中，以便在粗滤层与细滤层交界处形成渐变层，进一步提高防砂效果，减小堵塞概率。
附图说明
41.图1为本发明的结构示意图；
42.图2为本发明中供砂封填组件的结构示意图；
43.图3为本发明中脉冲送料装置的结构示意图；
44.图4为本发明中排流件的结构示意图；
45.图5为本发明中送料管体的结构示意图；
46.图6为本发明中送料管体的结构示意图；
47.图中：1油井套管、2内管柱、3供砂封填组件、31固定端件、32内输管、33外滤管、34侧导流管、35内管体、36安装内管、37分流支管、4搅动送料组件、41外环管、42定位环体、43转接杆、44驱动电机、45固定轨件、46传动杆、5脉冲送料装置、51密封轴管、52旋转盘、53伸缩导杆、54外套件、55限流柱、56导送管、6排流件、61散流罩、62气流管、63支管体、64阻流件、65内弹簧、7送料管体、71传输螺件、72筛管件、73外排管。
具体实施方式
48.请参阅图1，本发明实施例中，一种环保型油气井充填防砂设备，其包括：
49.油井套管1，竖直安插在裸眼井段通井内；
50.内管柱2，同轴设置在所述油井套管中，所述内管柱的一端连通有输送油管；
51.供砂封填组件3，设置在所述油井套管1的下方，所述供砂封填组件3的一端与外设供砂装置(图中未示出)相连通，用于将砂石颗粒定量填充在输送油管外圆周处，并形成防砂层；以及
52.搅动送料组件4，可相对转动的套接在所述输送油管外位于所述油井套管下方，所述搅动送料组件4能够对防砂层进行防堵扰动，并将防砂层中过滤的微小颗粒集中下排，也就是说，供砂封填组件在完成防砂层充填并投入使用一段时间后，此时，油液中的大部分杂质颗粒已对防砂层造成局部堵塞，使得油液抽采流量降低，通过搅动送料组件定期对防砂层进行防堵扰动，以形成新防砂层，从而提高防砂层使用寿命，避免后期重新充填造成环境污染。
53.本实施例中，所述供砂封填组件3包括：
54.内输管32；内输管的一端与外设供砂装置连通，
55.固定端件31，同轴密封固定在所述油井套管1下方；
56.外滤管33，安装在所述固定端件31下方，所述外滤管33上圆周设有多个第一限位
网孔；
57.内管体35，为圆周设置的多个，各所述内管体35均竖直穿接在所述固定端件31内，各所述内管体35的一端与所述内输管32相连通；内管体能够将内输管中的砂石颗粒输送至外滤管内；
58.安装内管36，同轴设置在所述外滤管33中位于输送油管外，所述安装内管36的一端密封固定在所述固定端件31上，且所述安装内管36上设有多个第二限位网孔；
59.侧导流管34，连接在所述内输管32的一侧；以及
60.分流支管37，为圆周阵列设置的多个，各所述分流支管37均竖直固定在所述安装内管36上，所述分流支管37的一端与所述侧导流管34相连通。
61.作为较佳的实施例，所述内输管32能够先于所述侧导流管34对外滤管33中进行粗砂石颗粒填充，而所述侧导流管34在内输管32完成填充后通过分流支管37对安装内管36进行细砂石颗粒填充，所述粗砂石颗粒粒径大于第一限位与第二限位网孔孔径，其中，外设供砂装置外部还连设有分流筒，分流筒能够对砂石颗粒进行筛分，从而形成细砂与粗砂，以便在输送油管外形成粗滤层与细滤层；相较于一般防砂层中，本发明中的粗滤层与细滤层的双层式防砂结构能有效避免防砂层遭遇高概率堵塞现象，提高防砂层使用寿命。
62.本实施例中，还包括：脉冲送料装置5，所述脉冲送料装置5在所述油井套管内，用于辅助侧导流管34将砂石颗粒充填在安装内管36内；所述脉冲送料装置5包括：
63.密封轴管51；
64.气流仓，左右设置在所述密封轴管51内；
65.轴塞，滑动设置在其中一个所述气流仓内，所述气流仓内转动设置有旋转盘52，所述旋转盘52通过支杆与所述轴塞相连接；其中，气流仓的一侧设有单向气流阀，当旋转盘在旋转下能够通过轴塞将外部气体进行抽排至另一气流仓中，实现气流内部流动；
66.伸缩导杆53，竖直固定在另一个所述气流仓内，所述伸缩导杆53的输出端竖直固定有限流柱55；
67.外套件54，同轴设置在所述气流仓内位于所述限流柱55外，所述外套件54的内壁截面呈梯形结构，所述气流仓之间相互连通；其中，限流柱能够在伸缩导杆伸缩下对外套件进行局部封堵，以便调整气流流速；
68.导送管56，连通在所述气流仓内位于外套件54下方，所述导送管56的一端同轴穿设在所述分流支管37内；以及
69.排流件6，为排列设置的多个，各所述排流件6均垂直连接在所述分流支管37上，其中，气流仓内流动的气流能够经过排流件辅助砂石颗粒扩散排出，以便细砂石颗粒脉冲式填充至粗滤层中，从而在粗滤层与细滤层交界处形成渐变层。
70.本实施例中，所述气流仓内位于轴塞下方还滑动设置有靠压件，所述靠压件下方设置有多个支撑弹簧57，使得在细砂石颗粒一般输送中，旋转盘在中低速旋转下使得轴塞能够进行低流速气流排送，而旋转盘在高速旋转下能够使得轴塞能够进行高流速气流排送。
71.本实施例中，所述排流件6外套接有散流罩61，且所述排流件6上还圆周设置有多个支管体63，所述导送管56上位于排流件内同轴连通有气流管62，所述气流管62内滑动设置有阻流件64，所述阻流件64的横截面呈倒t形结构，且所述阻流件64上位于气流管62内还
套设有内弹簧65，阻流件上设有多个排气孔，其中，阻流件能够通过弹力支撑作用对气流管进行封堵，而当脉冲送料装置一般工作时，此时阻流件在横向位移中与散流罩相抵靠接触并由阻流件对散流罩前端封堵，从而使得支管体中流动的砂石颗粒从散流罩侧向排出，而当脉冲送料装置高速工作时，阻流件在横向位移中对散流罩阻流并快速复位，从而实现对砂石颗粒脉冲扩散。
72.作为较佳的实施例，所述搅动送料组件4包括：
73.外环管41，可相对转动的套接在所述输送油管外；
74.驱动电机44，安装在所述输送油管外，所述驱动电机44的输出端通过齿轮啮合作用与所述外环管41相连通；
75.定位环体42，为上下设置的两个，各所述定位环体42均固定在所述输送油管外；
76.送料管体7，为轴向对称排列设置的多个，各所述送料管体7通过转接杆43相固定，位于上下方的各所述送料管体7均通过内夹座滑动设置在所述定位环体44内；以及
77.传动杆46，与各所述送料管体7相对应设置，所述传动杆46的一端竖直滑动设置在所述外环管41外，所述传动杆46的另一端与所述转接杆43相连接。
78.本实施例中，还包括：
79.固定轨件45，同轴固定在所述输送油管外；
80.连接体，固定在所述传动杆46上，所述连接体的一端滑动设置在固定轨件上，所述固定轨件设为波纹形轨槽，也就是说，当外环管旋转下此时传动杆能够通过连接体沿着固定轨件的波纹形轨槽进行滑动，从而使得各送料管体能够进行竖向相对位移，提高扰动效果。
81.本实施例中，所述送料管体7内可相对转动的同轴设置有传输螺件71，且所述送料管体7外固定有筛管件72，所述送料管体7的一侧连通有外排管73，各所述外排管73的一端均与外设汇流管(图中未示出)相连通。
82.具体地，在油气井充填防砂中，优先通过内输管将侧导流管对外滤管中进行粗砂石颗粒填充，再由侧导流管在内输管完成填充后通过分流支管对安装内管进行细砂石颗粒填充，当细砂石颗粒填充完成后，此时脉冲送料装置高速工作时，阻流件在横向位移中对散流罩阻流并快速复位，从而实现对砂石颗粒脉冲扩散，从而在粗滤层与细滤层交界处形成渐变层，提高防砂效果，减小堵塞概率；尤其在使用一段时间后可通过搅动送料组件对防砂层中的细滤层进行内部扰动，避免局部堵塞。
83.上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。