一种自转防砂油气分离器的制作方法

本实用新型涉及油田井下设备技术领域，具体来讲涉及一种自转防砂油气分离器。

背景技术：

在以往油气大的油井或油层内含有伴生气较大的油井采油作业，通常要在抽油泵下接油气分离器采油。混合有伴生气的原油液体先进入分离器进行油气分离后原油液体在通过分离器上油管进入到抽油泵。分离器相当于U型连通器。普通油气分离器是通过通孔上悬挂接两层管，直径大的管一边与上悬挂外壁丝扣连接，一边与通孔下接头外壁丝扣连接，上面有排气孔、进油孔，直径小的是悬挂上油管，油从大直径管进油孔进入下沉到悬挂上油管进油口进入上油管，再上升到上悬挂进入抽油泵，油在下沉过程中分离出来的气体上升到排气孔排出；悬挂上油管是与上悬挂内径丝扣连接，悬挂上油管进油口敞开；油液内含有的泥砂在下沉过程中沉入沉砂管。沉砂管底部接盲堵。油气分离器下接头接沉砂管；上接头与连接抽油泵的油管短节丝扣连接。

普通油气分离器一没有做进油防砂保护，二脱气效率低，对油气大的油井采油不能有效解决油泵气锁与砂卡。既是已经改进过的油气分离器，在悬挂上油管外壁上设置有螺旋条、建立原油螺旋下流通道，但是悬挂上油管与上悬挂丝扣连接、上油管自身不能转动，油的旋流有限，虽然增加了脱气时间、还是不能充分脱气、对气大油井不能有效解决抽油泵抽油时气锁。或因油气分离不佳至使抽油泵降低泵效，油井产出量减少；另外没有做进油防砂保护，不能有效解决抽油泵抽油砂卡。而做了进油防砂保护的防砂管又没有做脱气改进。致使油气分离不佳，脱气效率还是很低。所以：不能有效解决抽油泵砂卡与气锁难题，通常为防砂管防砂不脱气，分离器脱气不防砂。

而我们所选择的水平井，一部分油层内含有伴生气量较大，所选含油地层压力本身高；水平井钻井设计在油层平穿几百米至千米深；而且做了大排量、大砂量体积压裂。油气产出量比非水平井大的多，又达不到自喷井情况下需要抽油泵抽油采出。由于井内油层压高，所以井内混有伴生的油液沉未度高；不抽油时井内液面上升到一定高度，液柱压力与地层压力相等，井里地层内油气流动接近静止状态，停止向井筒内溢流。当采油时井内会有较大量的油气喷出，致使抽油泵气锁与气卡。需要关停井做油井检修，这时会又有大量的油气从井内喷出，带来修井难度和原油浪费的经济损失与井场环境污染，而我实用新型的自转油气分离器，可有效解决防砂管不脱气，分离气不防砂，油气分离效果不佳；致使抽油泵抽油产生气锁处砂卡的难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种自转防砂油气分离器，能够实现井内原油油气充分分离与防砂，解决了抽油泵气锁与砂卡的问题。

本实用新型的技术方案为：一种自转防砂油气分离器，包括首尾依次连接的上悬挂、油汽分离装置、下接头；

上悬挂包括圆筒状上悬挂外筒，上悬挂外筒向内依次设置有轴承组件、组件通孔轴，轴承组件有2个并且沿组件通孔轴长度方向并排；

油汽分离装置包括外防砂排气结构，外防砂排气结构通过丝扣连接第一外筒接箍内壁末端，第一外筒接箍内壁另一端通过丝扣连接外防砂结构，第一外筒接箍内壁焊接第一梅花点式轴承座，第一梅花点式轴承座内嵌有第一轴承，第一轴承内圆设有第一通孔轴，第一通孔轴两端分别丝扣连接第一上油管和第二上油管，第一上油管的另一端通过丝扣连接组件通孔轴，第一上油管和第二上油管外壁设置插空焊接螺旋叶片；

下接头内壁设有第二梅花点式轴承座，第二梅花点式轴承座内嵌第二轴承，第二轴承内圆设有第二通孔轴，第二通孔轴通过丝扣连接第二上油管。

本实用新型的另一个技术方案为：一种自转防砂油气分离器，包括依次连接的上悬挂、油汽分离装置、下接头；

上悬挂包括圆筒状上悬挂外筒，上悬挂外筒向内依次设置有轴承组件、组件通孔轴，轴承组件有2个并且沿组件通孔轴长度方向并排；

油汽分离装置包括内防砂排气结构，内防砂排气结构依次连接外径相同的第二外筒接箍、第一长筒、第三外筒接箍、内防砂结构、第四外筒接箍、第二长筒，第一长筒的内壁焊接有第一梅花点式轴承座，第一梅花点式轴承座内嵌第一轴承，第一轴承内圆焊接第一通孔轴，第一通孔轴两端分别丝扣连接两端分别连接第一上油管和第二上油管，第一上油管的另一端连接组件通孔轴，第二长筒内壁焊接有第三梅花点式轴承座，第三梅花点式轴承座内嵌第三轴承，第三轴承内圆焊接第三通孔轴，第三通孔轴的两端分别连接第二上油管和第三上油管，第一上油管、第二上油管、第三上油管外壁均插空焊接螺旋叶片；

下接头内壁焊接第二梅花点式轴承座，第二梅花点式轴承座内嵌第二轴承，第二轴承内圆焊接第二通孔轴，第二通孔轴一端通过丝扣连接第三上油管。

上悬挂外筒内壁两个末端均开有第一螺纹、第二螺纹，螺纹的另一端处开设环形开口卡簧槽，上悬挂外筒的另一端开设有转动悬挂台。

环形开口卡簧槽内嵌有环形开口卡簧，环形开口卡簧的底面依次连接橡胶圈、调节螺母、第一油封、轴承组件、第二油封、轴承退出垫片、转动悬挂台，调节螺母与上悬挂外筒丝扣连接。

组件通孔轴外壁靠近上端部设有悬挂外凸台。

轴承组件位于悬挂凸台的两边，轴承组件包括推力轴承，推力轴承的环形平面接触连接滚动轴承，滚动轴承的外圆侧面镶嵌于上悬挂外筒内壁，滚动轴承的内圆侧面镶嵌组件通孔轴。

外防砂排气结构包括第一内防护管，第一内防护管上开有若干第一内防护孔，若干第一内防护孔外设有第一绕丝防砂管，第一绕丝防砂管沿长度方向焊接若干直径2mm的竖条，第一绕丝防砂管外部通过丝扣连接第一外防护管，第一外防护管上开有若干第一外防护孔，若干第一外防护孔和第一内防护孔直径均为12mm～14mm，第一内防护管的两端分别连接第二螺纹、第一外筒接箍，第一绕丝防砂管的绕丝缝隙为0.2mm～0.25mm。

外防砂结构包括第二内防护管，第二内防护管上开有若干第二内防护孔，若干第二内防护孔外焊接有第二绕丝防砂管，第二绕丝防砂管沿长度方向焊接若干直径2mm的竖条，第二绕丝防砂管外部通过丝扣连接第二外防护管，第二外防护管上开有若干第二外防护孔，若干第二外防护孔和第二内防护孔直径均为12mm～14mm，第二内防护管两端分别连接第一外筒接箍、下接头，第二绕丝防砂管的绕丝缝隙为0.2mm～0.25mm。

内防砂排气结构包括第一内防护管，第一内防护管上开有若干第一内防护孔，若干第一内防护孔外设有第一绕丝防砂管，第一绕丝防砂管沿长度方向焊接若干直径2mm的竖条，第一绕丝防砂管外部通过丝扣连接第一外防护管，第一外防护管上开有若干第一外防护孔，若干第一外防护孔和第一内防护孔直径均为12mm～14mm，第一内防护管的两端分别连接第二螺纹、第二外筒接箍，第一外防护管与上悬挂外筒之间设置有第一环形橡胶密封垫，第一外防护管与第二外筒接箍之间设置有第二环形橡胶密封垫，第一绕丝防砂管的绕丝缝隙为0.2mm～0.25mm。

内防砂结构包括第二内防护管，第二内防护管上开有若干第二内防护孔，若干第二内防护孔外焊接有第二绕丝防砂管，第二绕丝防砂管沿长度方向焊接若干直径2mm的竖条，第二绕丝防砂管外部通过丝扣连接第二外防护管，第二外防护管上开有若干第二外防护孔，若干第二外防护孔和第二内防护孔直径均为12mm～14mm，第二内防护管两端分别连接第三外筒接箍、第四外筒接箍，第二绕丝防砂管的绕丝缝隙为0.2mm～0.25mm。

本实用新型的有益效果为：通过排气与抽油进油驱动及高效油气分离器内管螺旋叶片和轴承的作用，使油泵抽油时，分离内管达能够自由旋转，更有效的使井内油汽充分分离，使抽油泵缓解抽油时气锁。通过防砂保护有效阻隔井内油层在出抽时伴有的压裂砂及砂粉墨，降低抽油泵砂卡，延长抽油做业时间。本实用新型的油汽分离器既能很好脱气又能防砂，更好解决了以往防砂管防砂不脱气，油气分离器脱气不防砂的弊端。

附图说明

图1是本实用新型的一种自转防砂油气分离器的外观结构示意图；

图2是本实用新型的一种自转防砂油气分离器的第一种实施例的结构示意图；

图3是本实用新型的一种自转防砂油气分离器的上悬挂外筒剖视图；

图4是本实用新型的一种自转防砂油气分离器的组件通孔轴的剖视图；

图5是本实用新型的一种自转防砂油气分离器的轴承组件结构示意图；

图6是本实用新型的一种自转防砂油气分离器的第一梅花点式轴承的结构示意图；

图7是本实用新型的一种自转防砂油气分离器的第一内防护管结构示意图；

图8是本实用新型的一种自转防砂油气分离器的第一绕丝防砂管结构示意图；

图9是本实用新型的一种自转防砂油气分离器的第一外防护管结构示意图；

图10是本实用新型的一种自转防砂油气分离器的第二内防护管结构示意图；

图11是本实用新型的一种自转防砂油气分离器的第二绕丝防砂管结构示意图；

图12是本实用新型的一种自转防砂油气分离器的第二外防护管结构示意图；

图13本实用新型的一种自转防砂油气分离器的第二种实施例的结构示意图。

其中，1.上悬挂外筒，2.组件通孔轴，3.轴承组件，4.外防砂排气结构，5.第一外筒接箍，6.外防砂结构，7.第一梅花点式轴承座，8.第一轴承，9.第一上油管，10.第二上油管，11.螺旋叶片，12.第二梅花点式轴承座，13.第二轴承，14.内防砂排气结构，15.第二外筒接箍，16.第一长筒，17.第三外筒接箍，18.第二长筒，19.第一通孔轴，20.第三梅花点式轴承座，21.第三轴承，22.第三通孔轴，23.下接头，24.内防砂结构，25.第二通孔轴，26.环形开口卡簧，27.橡胶圈，28.调节螺母，29.第一油封，30.第二油封，31.轴承退出垫片，32.第一内防护管，33.第一绕丝防砂管，34.第一外防护管，35.第二内防护管，36.第二绕丝防砂管，37.第二外防护管，38.第一环形橡胶密封垫，39.第二环形橡胶密封垫，40.第四外筒接箍，41.第三上油管；

1-1.第一螺纹，1-2.环形开口卡簧槽，1-3.转动悬挂台，1-4.第二螺纹，2-1.悬挂凸台，3-1.推力轴承，3-2.滚动轴承，32-1.第一内防护孔，33-1.竖条一，34-1.第一外防护孔，35-1.第二内防护孔，36-1.竖条二，37-1.第二外防护孔。

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进行详细说明。

一种自转防砂油气分离器，如图1所示，包括首尾依次连接的上悬挂、油汽分离装置、下接头23，

如图2所示，上悬挂包括圆筒状上悬挂外筒1，上悬挂外筒1向内依次设置有轴承组件3、组件通孔轴2，轴承组件3有2个并且沿组件通孔轴2长度方向并排，如图3所示，上悬挂外筒1内壁两个末端均开有第一螺纹1-1、第二螺纹1-4，螺纹1-1的另一端处开设环形开口卡簧槽1-2，上悬挂外筒1的另一端开设有转动悬挂台1-3；环形开口卡簧槽1-2内嵌有环形开口卡簧14，环形开口卡簧26的底面依次连接橡胶圈27、调节螺母28、第一油封29、轴承组件3、第二油封30、轴承退出垫片31、转动悬挂台1-3，调节螺母28与上悬挂外筒1丝扣连接；如图4所示，组件通孔轴2外壁靠近上端部焊接有悬挂凸台2-1；如图5所示，轴承组件3位于悬挂凸台2-1的两边，轴承组件3包括推力轴承3-1，推力轴承3-1的环形平面接触连接滚动轴承3-2，滚动轴承3-2的外圆侧面焊接于上悬挂外筒1内壁，滚动轴承3-2的内圆侧面焊接组件通孔轴2。

油汽分离装置包括外防砂排气结构4，外防砂排气结构4通过丝扣连接第一外筒接箍5内壁末端，第一外筒接箍5内壁另一端通过丝扣连接外防砂结构6，如图6所示，第一外筒接箍5内壁焊接第一梅花点式轴承座7，第一梅花点式轴承座7内嵌有第一轴承8，第一轴承8内圆焊接第一通孔轴19，第一通孔轴19两端分别丝扣连接第一上油管9和第二上油管10，第一上油管9的另一端通过丝扣连接组件通孔轴2，第一上油管9和第二上油管10外壁插空焊接螺旋叶片11；外防砂排气结构4包括第一内防护管32，如图7所示，第一内防护管32上开有若干第一内防护孔32-1，若干第一内防护孔32-1外焊接有第一绕丝防砂管33，如图8所示，第一绕丝防砂管33沿长度方向焊接若干直径2mm的竖条一33-1，第一绕丝防砂管33外部通过丝扣连接第一外防护管34，如图9所示，第一外防护管34上开有若干第一外防护孔34-1，若干第一外防护孔34-1和第一内防护孔32-1直径均为12mm～14mm，第一内防护管32的两端分别连接第二螺纹1-4、第一外筒接箍5，第一绕丝防砂管33的绕丝缝隙为0.2mm～0.25mm。

外防砂结构6包括第二内防护管35，如图10所示，第二内防护管35上开有若干第二内防护孔35-1，若干第二内防护孔35-1外焊接有第二绕丝防砂管36，如图11所示，第二绕丝防砂管36沿长度方向焊接若干直径2mm的竖条二36-1，第二绕丝防砂管36外部通过丝扣连接第二外防护管37，如图12所示，第二外防护管37上开有若干第二外防护孔37-1，若干第二外防护孔37-1和第二内防护孔35-1直径均为12mm～14mm，第二内防护管35两端分别连接第一外筒接箍5、下接头23，第二绕丝防砂管36的绕丝缝隙为0.2mm～0.25mm。

下接头23内壁焊接第二梅花点式轴承座12，第二梅花点式轴承座12内嵌第二轴承13，第二轴承13内圆焊接第二通孔轴25，第二通孔轴25通过丝扣连接第二上油管10。

本实用新型的一种自转防砂油气分离器另一种实施方式，如图13所示，包括依次连接的上悬挂、油汽分离装置、下接头23，

上悬挂包括圆筒状上悬挂外筒1，上悬挂外筒1向内依次设置有轴承组件3、组件通孔轴2，轴承组件3有2个并且沿组件通孔轴2长度方向并排，上悬挂外筒1内壁两个末端均开有第一螺纹1-1、第二螺纹1-4，螺纹1-1的另一端处开设环形开口卡簧槽1-2，上悬挂外筒1的另一端开设有转动悬挂台1-3；环形开口卡簧槽1-2内嵌有环形开口卡簧14，环形开口卡簧26的底面依次连接橡胶圈27、调节螺母28、第一油封29、轴承组件3、第二油封30、轴承退出垫片31、转动悬挂台1-3，调节螺母28与上悬挂外筒1丝扣连接；组件通孔轴2外壁靠近上端部焊接有悬挂凸台2-1。如图7所示，轴承组件3位于悬挂凸台2-1的两边，轴承组件3包括推力轴承3-1，推力轴承3-1的环形平面接触连接滚动轴承3-2，滚动轴承3-2的外圆侧面焊接于上悬挂外筒1内壁，滚动轴承3-2的内圆侧面焊接组件通孔轴2。

油汽分离装置包括内防砂排气结构14，内防砂排气结构14依次连接外径相同的第二外筒接箍15、第一长筒16、第三外筒接箍17、内防砂结构24、第四外筒接箍40、第二长筒18，第一长筒16的内壁焊接有第一梅花点式轴承座7，如图4所示，第一梅花点式轴承座7内嵌第一轴承8，第一轴承8内圆焊接第一通孔轴19，第一通孔轴19两端分别丝扣连接两端分别连接第一上油管9和第二上油管10，第一上油管9的另一端连接组件通孔轴2，第二长筒18内壁焊接有第三梅花点式轴承座20，第三梅花点式轴承座20内嵌第三轴承21，第三轴承内圆焊接第三通孔轴22，第三通孔轴22的两端分别连接第二上油管10和第三上油管41，第一上油管9、第二上油管10、第三上油管41外壁均插空焊接螺旋叶片11，内防砂排气结构14包括第一内防护管32，第一内防护管32上开有若干第一内防护孔32-1，若干第一内防护孔32-1外焊接有第一绕丝防砂管33，第一绕丝防砂管33沿长度方向焊接若干直径2mm的竖条33-1，第一绕丝防砂管33外部通过丝扣连接第一外防护管34，第一外防护管34上开有若干第一外防护孔34-1，若干第一外防护孔34-1和第一内防护孔32-1直径均为12-14mm，第一内防护管32的两端分别连接第二螺纹1-4、第二外筒接箍15，第一外防护管34与上悬挂外筒1之间设置有第一环形橡胶密封垫38，第一外防护管34与第二外筒接箍15之间设置有第二环形橡胶密封垫39，第一绕丝防砂管33的绕丝缝隙为0.2mm～0.25mm。

内防砂结构24包括第二内防护管35，第二内防护管35上开有若干第二内防护孔35-1，若干第二内防护孔35-1外焊接有第二绕丝防砂管36，第二绕丝防砂管36沿长度方向焊接若干直径2mm的竖条36-1，第二绕丝防砂管36外部通过丝扣连接第二外防护管37，第二外防护管37上开有若干第二外防护孔37-1，若干第二外防护孔37-1和第二内防护孔35-1直径均为12mm～14mm，第二内防护管35两端分别连接第三外筒接箍17、第四外筒接箍40，第二绕丝防砂管36的绕丝缝隙为0.2mm～0.25mm。

下接头23内壁焊接第二梅花点式轴承座12，第二梅花点式轴承座12内嵌第二轴承13，第二轴承13内圆焊接第二通孔轴25，第二通孔轴25一端通过丝扣连接第三上油管41。

本实用新型的一种自转防砂油气分离器工作原理如下：将本实用新型的分离器的下接头连接沉砂管，上悬挂连接抽油泵，使用时，将分离器竖直安放油井内，至排气结构4底端，原油通过防砂结构6进入油汽分离装置，滤出0.3mm以上的压裂砂及砂粉墨后旋流下行，由于油气流动作用对螺旋叶片11产生推动转动作用，使油液旋流加快，下行减慢，增加了脱气时间，同时对油内的伴生气体产生吸出作用，有伴生气体的油液达到油气充分分离，气体通过排气结构4排出，随后原油通过第二梅花点式轴承座、下接头，进入沉砂管，进一步滤出低于0.3mm的压裂砂及砂粉墨，进入第二通孔轴25，在抽有泵的作用下，将滤出石砂并分离气体后的原油抽出。

如图4所示，上悬挂外筒1内壁末端有螺纹1-1，便于连接抽油泵，螺纹1-1的另一端处设置有环形开口卡簧槽1-2，便于固定环形开口卡簧14，上悬挂外筒1的另一端还设置有转动悬挂台1-3，是上悬挂的支撑受力台，起到支撑作用。

如图6所示，环形开口卡簧14和橡胶圈15能够防止调节螺母16倒松，调节螺母16与上悬挂外筒1通过丝扣进退一边挤压第一油封17调解轴承组件3密封间隙，起到调节轴承组件3松紧的目的；转动悬挂台1-3对整体个分离器有支撑作用，便于轴承组件3的自由转动。

第一梅花点式轴承座7能够通过分离后的气体，从而将气体排出，第二梅花点式轴承座12能够通过原油液。

轴承组件3、第一梅花点式轴承座7、第二梅花点式轴承座12分别连接上悬挂外筒1与组件通孔轴2、外筒接箍5与第一轴承8、下接头25与第二轴承13，使组件通孔轴2、第一上油管9、第一轴承8、第二上油管10、第二轴承13组成的油管道能够自由旋转。

组件通孔轴2上焊接有悬挂凸台2-1在轴承组件之间，是组件轴承轴2的外悬挂台。

轴承组件3连接于悬挂凸台2-1的两边防止第一油管2旋转时出现摆动现象，轴承组件3包括推力轴承3-1和滚动轴承3-2，滚动轴承3-2内外圈密封通过与推力轴承3-1一端面接触密封，并且在旋转过程中能够承受压力。

排气结构4能够排出油汽分离后的气体。

绕丝防砂管21的绕丝缝隙为0.2mm～0.25mm，能够有效阻止0.3mm以下的压裂砂及砂粉墨。

绕丝防砂管21上设置有直径2mm的竖条21-1做间隙，不增加液体表面张力、不降低液体自身流动性。

螺旋叶片11插空排列，在油气流动作用下，易随第一上油管9和第二上油管10进行旋转，搅动原油，是使原油下行缓慢，增加了脱气时间，同时对油内的伴生气体产生吸出作用，使油汽充分分离。

通过以上方式，本实用新型的一种自转防砂油气分离器，包括内防砂结构和外防砂结构，内防砂结构能够减小整体装置的直径，斜井或水平井造斜段位置，角度大时容易通过，不被此段卡井的优点；外防砂结构有由于防沙管内防护管内径大，所以进油排气通道畅通，所以排气效率更佳的优点；本实用新型的自转防砂油气分离器既能很好脱气又能防砂，解决了以往防砂不脱气、脱气不防砂的弊端。通过排气与抽油进油驱动及高效油气分离器内管螺旋叶片和轴承的作用，使油泵抽油时，分离内管达可以自由旋转，更有效的使井内油汽充分分离，使抽油泵缓解抽油时气锁。通过防砂保护有效阻隔井内油层在出抽时伴有的压裂砂及砂粉墨，降低抽油泵砂卡，延长抽油做业时间。