气井地面防砂装置的制作方法

本实用新型涉及气井的地面防砂装置领域。

背景技术：

国内外气井防砂的方法主要分为井下防砂和地面防砂。 根据防砂原理及工艺条件，井下防砂技术大致可分为机械防砂、化学防砂和砂拱防砂等，防砂重点均在气井井筒内防砂。 而对于高产量的水平气井而言，从井下防砂器分离出的砂粒会在气井水平段堆积而堵塞气流通道，影响气井产能的发挥。 因此，为确保水平井的安全高产，需采用地面防砂技术，以物理方法进行除砂。

一般的防砂装置，不便于在使用过程中进行排砂清理的工作，容易造成大量气体的泄露，而储砂管内的储存空间是有限的，同时由于使用过滤网进行过滤拦截，过滤网使用时间较长时，容易造成堵塞，过滤效果差，气体流通性降低等问题，则需要经常进行更换，使用周期短，费时费力，不利于长时间的有效使用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种气井地面防砂装置。能够对过滤板进行自清理，保证过滤效果和使用寿命，能够对砂砾进行随时的清理。

本实用新型采用的技术方案是：提供一种气井地面防砂装置，包括分离管道和过滤网；过滤网安装在分离管道内中部；分离管道内，过滤网左右两侧分别设置有左密封板和右密封板，左密封板和右密封板均与分离管道内壁转动密封连接；在左密封板的左侧，分离管道向上连通有导流管，导流管另一端与过滤网和右密封板之间的分离管道连通；在过滤网和左密封板之间的分离管道下端连通有排流排砂管，排流排砂管的另一端与右密封板右侧的分离管道连通；导流管内转动密封设置有导流密封板；排流排砂管内进口端和出口端均转动密封连接有排砂密封板；排流排砂管下方设置有储砂管；储砂管的两端均安装连接有密封堵头；排流排砂管和储砂管之间通过左右两侧的导管连通；分离管道外壁上下两端安装有与左密封板和右密封板一一对应的密封控制电机，密封控制电机的输出端转动密封穿过分离管道分别与左密封板和右密封板固定连接；导流管外壁安装有导流控制电机，导流控制电机的输出端转动密封穿过导流管与导流密封板固定连接；排流排砂管的外壁安装有与排砂密封板对应的排砂控制电机，两个排砂控制电机的输出端转动密封穿过排流排砂管分别与排砂密封板固定连接。

进一步优化本技术方案，气井地面防砂装置的在过滤网右侧，分离套管内壁上固定有滑槽盒；滑槽盒内滑动连接有振动电机；振动电机的输出端连接有偏心轮；振动电机和滑槽盒右壁之间连接有压簧。

进一步优化本技术方案，气井地面防砂装置的所述的过滤网的截面形状为等腰梯形，且小端在下。

本实用新型与传统地面防砂装置相比，其有益效果在于：

1、通过控制气流导通的路线，减少过滤网内的堵塞，同时堆积的砂砾可以随时的排出。分离管道左端口为油气进口端，右端与油气管相连，当分离管道直线导通时，气流从分离管道内从左至右流动，中间从左至右经过过滤网的过滤作用，将气流中携带的砂砾过滤下来，从右端口排出不含砂砾的油气。当控制调节左密封板和右密封板与分离管道密封连接，同时控制导流密封板打开导流管，排砂密封板打开排流排砂管，使油气从分离管道左端口进入后，从上方的导流管内流过，然后从过滤网右端从右至左经过过滤网的过滤，同时有利于将过滤网左端面堆积的砂砾冲击脱离，减少砂砾在过滤网内的堵塞，然后过滤后的油气经过排流排砂管左端口进入，流向右密封板的右侧排出。通过两种过滤方向的交替使用，减少砂砾的堵塞损害，提高使用寿命和过滤效果。随时清理砂砾的过程中，控制排砂密封板将排流排砂管的两个端口均密封关闭，隔离储砂管与上部油气的导通路线，则可打开储砂管的两侧密封堵头对内部进行清理除砂，此时仅会造成储砂管和排流排砂管内部剩余空间少量油气的浪费，且这种浪费经过其他手段可降到最低；

2、振动电机可带动偏心轮的转动，使偏心轮能够从过滤网右侧对过滤网进行敲打，使过虑网内及表面积留的砂砾能够更容易脱离，减少堵塞，在敲打过程中，振动电机可在滑槽盒内滑动，压簧提供复位能力；

3、使过滤网的截面为梯形，小端在下，有利于被过滤砂砾的掉落，减少过滤网表面的堵塞积留。

附图说明

图1为本实用新型的平面结构示意图；

图2为左密封板处部分结构立体示意图；

图3为滑槽盒处立体结构示意图；

图4为本实用新型电路图；

图中，1、分离管道；2、过滤网；3、左密封板；4、右密封板；5、导流管；6、排流排砂管；7、导流密封板；8、排砂密封板；9、储砂管；10、密封堵头；11、导管；12、密封控制电机；13、导流控制电机；14、排砂控制电机；15、滑槽盒；16、振动电机；17、偏心轮；18、压簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-4所示，气井地面防砂装置，包括分离管道1和过滤网2；过滤网2安装在分离管道1内中部；分离管道1内，过滤网2左右两侧分别设置有左密封板3和右密封板4，左密封板3和右密封板4均与分离管道1内壁转动密封连接；在左密封板3的左侧，分离管道1向上连通有导流管5，导流管5另一端与过滤网2和右密封板4之间的分离管道1连通；在过滤网2和左密封板3之间的分离管道1下端连通有排流排砂管6，排流排砂管6的另一端与右密封板4右侧的分离管道1连通；导流管5内转动密封设置有导流密封板7；排流排砂管6内进口端和出口端均转动密封连接有排砂密封板8；排流排砂管6下方设置有储砂管9；储砂管9的两端均安装连接有密封堵头10；排流排砂管6和储砂管9之间通过左右两侧的导管11连通；分离管道1外壁上下两端安装有与左密封板3和右密封板4一一对应的密封控制电机12，密封控制电机12的输出端转动密封穿过分离管道1分别与左密封板3和右密封板4固定连接；导流管5外壁安装有导流控制电机13，导流控制电机13的输出端转动密封穿过导流管5与导流密封板7固定连接；排流排砂管6的外壁安装有与排砂密封板8对应的排砂控制电机14，两个排砂控制电机14的输出端转动密封穿过排流排砂管6分别与排砂密封板8固定连接；在过滤网2右侧，分离套管内壁上固定有滑槽盒15；滑槽盒15内滑动连接有振动电机16；振动电机16的输出端连接有偏心轮17；振动电机16和滑槽盒15右壁之间连接有压簧18；所述的过滤网2的截面形状为等腰梯形，且小端在下。

本实用新型在使用时，当油气从过滤网2左端至右端进行过滤时，控制导流控制电机13带动导流密封板7转动，使导流管5关闭通道，控制右端的排砂控制电机14带动右侧的排砂密封板8将排流排砂管6的右侧端口密封，而排流排砂管6的左侧端口导通，用于砂砾降落到储砂管9内，油气从分离管道1左端进入，从左至右经过过滤网2的过滤作用，砂砾被过滤在过滤网2的左端，油气经过过滤网2从右端排出，砂砾掉落至排流排砂管6，最后进入到储砂管9内留存，此时过滤网2左部砂砾积留较多；当改变油气的流通线路时，使油气从过滤网2的右侧至左侧流动，通过控制两个密封控制电机12，分别带动左密封板3和右密封板4转动，与分离管道1密封配合，油气无法直接从左端流至右端，控制导流控制电机13带动导流密封板7转动，使导流管5导通，连接左密封板3左侧的空间和过滤网2与右密封板4之间的空间。控制右侧的排砂控制电机14带动右侧的排砂密封板8转动，使排流排砂管6导通，连通过滤网2与左密封板3之间的空间和右密封板4右侧的空间，将油气导至分离管道1右端，此时油气由分离管道1左端进入，从导流管5经过流至过滤网2右端，从右至左经过过滤网2的过滤，砂砾留在过滤网2右侧，油气流至过滤网2左侧，并由排流排砂管6的左端口进入流至排流排砂管6的右端口，最后仍然从分离管道1的右端口排出无砂砾的油气，此时过滤网2的右部造成砂砾的积留，而在过滤过程中，会对过滤网2的左部产生冲击，使过滤网2左部积留的一部分砂砾被冲击掉落，减少过滤网2的堵塞，再反过来则是对过滤网2右部的冲击清理，通过各个电机的控制，再次使导流管5封闭，密封控制电机12带动左密封板3和右密封板4打开，油气直接从分离管道1左端流至右端时，可先控制排流排砂管6上左侧的排砂控制电机14，带动左侧的排砂密封管使排流排砂管6的左端口封闭，而右端口导通，使右侧积留的砂砾被油气气流带入到排流排砂管6的右侧端口，最后经排流排砂管6掉落至储砂管9内，排砂干净或设定一定的时间，控制右侧的排砂密封板8将排流排砂管6的右端口封闭，左侧的排砂密封板8打开左端进口，即回复到上诉最开始状态，循环使用。

在控制过程中，油气从过滤板的右端流入，从右至左经过过滤板的路线使用时间应较短，因为该流动方向的作用是，对过滤板进行一定作用的反向冲击清理，且该油气过滤路线下，不具备直接排砂的通道，因此不宜进行该路线下长时间的工作。当油气从左至右经过过滤板的路线下，该时间段内均可对储砂管9进行排砂处理，控制排流排砂管6内的两侧的排砂密封板8，使排流排砂管6的两端口均处于密封关闭状态，则排流排砂管6不与分离管道1导通，此时即可打开，储砂管9的两端的密封堵头10，对储砂管9内的砂砾进行清理排出。该砂砾清理过程，为进一步减少对油气的浪费损耗，可使储砂管9连通抽气装置，密封后首先将储砂管9内部的油气抽出收集，在注入空气调节内部气压，然后打开密封堵头10进行排砂处理。

开启振动电机16可带动偏心轮17转动，使偏心轮17侧边对过滤网2进行快速间断的敲击，偏心轮17敲击到过滤网2时，偏心轮17继续转动，使振动电机16在滑槽盒15内向右侧移动压缩压簧18，偏心轮17最前端与过滤网2接触时，振动电机16处于最远位移距离位置，之后偏心轮17逐渐脱离过滤网2，压簧18推动电机复位，继续新一轮的敲击，快速高频的敲击对过滤网2造成的震动，容易使积留的砂砾脱离，便于冲击清理。也可直接将振动电机16安装在过滤网2一侧，通过振动带动过滤网2的振动，加速砂砾的脱离。

本文中所述的转动密封连接等，均可通过增加安装常规的密封装置如橡胶环等，提高密封性能。所涉及的控制电路均为常规的技术手段。