一种用于井下防砂的除砂装置的制作方法

本实用新型属于油气田开发技术领域，具体涉及一种用于石油开采过程中井下防砂除砂的装置。

背景技术：

由于从井下开采出来的油还含有大量的物理性杂质，例如砂粒、岩屑等，伴随有大量杂质的石油无法直接输出进行后续工艺，因此在生产过程中，必须先要进行过滤处理。在行业中，通常使用除砂装置来将油中的杂质分离出来，现有的除砂装置由于除砂效果不理想，而导致分离不完成，对后续工艺造成极大影响，同时也存在安全隐患。因此迫切需要一种高效可靠的井下防砂除砂装置。

对于井下除砂，目前普遍采用旋流分离的方法，通过流体切向进入圆柱形容器，使流体形成高速旋流，在离心力的作用下，实现液固两相的分离。但现有技术，如专利CN201720719256仅适用于较大直径砂粒，这种设计方案对于细砂粒的分离效果较差。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种用于井下防砂的除砂装置，通过对流道和分离方式的改进，实现有效提高不同砂粒的分离效率的目的。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于井下防砂的除砂装置，包括旋流器外壳上管、旋流器外壳中管、旋流器外壳下管、螺旋叶片连接头、螺旋叶片部件、沉砂管、筛管、中心管、中心管顶部接头、油管接头，所述螺旋叶片部件包括上下两部分，上部直径大于下部，并与螺旋叶片连接头内侧卡紧连接，下部外侧设有旋转的叶片；螺旋叶片连接头外侧设有台阶，其下表面贴紧在旋流器外壳中管内所设的凸台上缘，其上端被旋流器外壳上管压紧，且旋流器外壳上管的底部设有外螺纹，并与旋流器外壳中管顶部的内螺纹相配合连接，旋流器外壳中管下方依次设有旋流器外壳下管和沉砂管，旋流器外壳上管上方依次连接筛管和中心管顶部接头，中心管接头下部与中心管通过油管接头相连，中心管下方插入螺旋叶片部件中，并与螺旋叶片部件内壁保持间歇配合。

进一步的，所述螺旋叶片部件，其叶片为10层。

进一步的，所述螺旋叶片部件的中心管柱外径为60mm，内径为50mm，管柱底部入口处内径为37mm，螺旋叶片部件与中心管柱夹角为87°，螺旋叶片部件螺旋线的螺距为28mm。

进一步的，所述螺旋叶片连接头为凸台结构，圆周匀布多个竖直通槽。

进一步的，所述竖直通槽数量为3个。

进一步的，所述螺旋叶片部件的顶部外周设有连接台，其上带有环形槽。

所述螺旋叶片部件与旋流器外壳下管内壁形成流道，当液固两相流体自筛管经初步分离后进入流道，由于流道为螺旋形，使流体形成高速旋流，离心力不同使两相分层。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：

1、筛管分离与旋流分离结合使用，筛管用于过滤直径大于50μm的砂粒，螺旋叶片部件的设计用于分离直径40μm至50μm的砂粒，可同时分离粗、细砂粒，分离效率效果更好；

2、使用螺旋叶片连接头连接螺旋叶片部件，不但提高了流体流速，还使除砂器的结构更加紧凑，便于井下使用；

3、通过设置多个竖直通槽，使其具有更高的流速，能够更加完美的配合螺旋叶片部件，实现离心分离效果。

附图说明

图1为一种用于石油开采过程中井下防砂除砂装置的结构示意图；

图2为图1的上部细节图；

图3为图1的中部细节图；

图4为图1的下部细节图；

图5为螺旋叶片部件结构示意图；

图6为螺旋叶片连接头结构示意图；

图中，1、中心管顶部接头，2、油管接头，3、中心管，4、筛管，5、旋流器外壳上管，6、螺旋叶片连接头，7、旋流器外壳中管，8、旋流器外壳下管，9、螺旋叶片部件，91、连接台、10、沉砂管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1-6所示，一种用于井下防砂的除砂装置，主要由中心管顶部接头1、油管接头2、中心管3、筛管4、旋流器外壳上管5、螺旋叶片连接头6、旋流器外壳中管7、旋流器外壳下管8、螺旋叶片部件9、沉砂管10组成，所述螺旋叶片部件9安装在螺旋叶片连接头6上，螺旋叶片连接头6下表面贴紧旋流器外壳中管7内的凸台上缘，螺旋叶片连接头6上端被旋流器外壳上管5压紧，旋流器外壳上管5与旋流器外壳中管7相连，旋流器外壳中管7下方依次连接旋流器外壳下管8和沉砂管10，旋流器外壳上管5上方依次连接筛管4和中心管顶部接头1，中心管顶部接头1与中心管3相连，中心管3下方插入螺旋叶片部件9中。

如图1-4所示，螺旋叶片部件9与旋流器外壳下管8内壁形成流道，当液固两相流体自筛管4经初步分离后进入流道，由于流道为螺旋形，使流体形成高速旋流，离心力不同使两相分层，靠近旋转中心为液相，远离旋转中心为固相，流体离开螺旋叶片部件9后，固相沿着旋流器外壳下管8内壁掉落入沉砂管10，液相从螺旋叶片部件9的管柱上升，达到良好的分离效果。

如图1-4所示，中心管3与螺旋叶片部件9中心管柱间隙配合，在旋流分离器下井后，中心管3再插入在螺旋叶片部件9中心管柱内，可在井下完成组装工作，螺旋叶片部件9的顶部外周设有连接台91，其上带有环形槽，可以更好的与外侧的螺旋叶片连接头6卡合。

如图5和6所示，螺旋叶片连接头6为台阶形，螺旋叶片连接头6下表面贴紧旋流器外壳中管7内的凸台上缘，螺旋叶片连接头6凸台被旋流器外壳上管5压紧，此结构避免了使用螺纹紧固连接，使除砂器的结构更加紧凑，节约了管柱空间。圆周匀布三个竖直通槽，且竖直通槽的结构相同，均朝向轴心，竖直通槽能使流道变窄，流量不变的情况下，流体经过此处的流速会上升，促使后续高速旋流的形成。

本实用新型的工作原理是：

当本装置安装到井下后，地层内的流体经过筛管4进入除砂器内部，初步过滤了大直径的砂粒，流体自上而下经过螺旋叶片连接头6圆周匀布的三个竖直通槽时，由于流道变窄，在流量不变的情况下，流体经过此处的流速会上升，高流速的流体进入螺旋叶片部件9和旋流器外壳下管8内壁形成的流道，由于流道为螺旋形，使流体形成高速的旋流，离心力不同使两相分层，靠近旋转中心为液相，远离旋转中心为固相，流体离开螺旋叶片部件9后，小直径的砂粒沿着旋流器外壳下管8内壁掉落入沉砂管10，液体从螺旋叶片部件9的管柱上升，小直径的砂粒与液体分离。最后再根据情况，统一清理沉积的固相沙粒。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。