【技术实现步骤摘要】
一种基于脉冲射流技术及旋流分离机理下的油井除砂装置
：本专利技术属于油井钻井修井开发领域，具体涉及一种基于脉冲射流技术及旋流分离机理下的油井除砂装置，该系统包括有三项旋流脱气除砂系统，工作时不需要放空井口，极大提高了钻井修井效率。
技术介绍
：在油井等井口修建及开采过程中，不可避免的会产生固体颗粒(砂子)的现象，砂子不及时清理会造成井筒堵塞等，进而会导致油气井等的减产甚至停产等。针对这一问题，许多专家学者针对这一问题研究出了几种除砂方式。一般地，可以分为水力冲砂、机械除砂等两种方式。但是这些除砂捞砂工艺一定程度上满足了油井等井的除砂要求，但是在工人的劳动强度以及油气井等的连续性开采方面存在不足之处，下面将具体的叙述。水力冲砂是利用高速流体将井下沉砂冲起，并利用液流循环上反的携带能力将砂子带出至地面的除砂技术。一般的，水力冲砂技术包括定向射流冲砂技术和旋转射流冲砂两种。定向射流冲砂设备是在井下工作时，工具不旋转，在管柱的拖动下移动，达到清洗井眼的目的；旋转射流式冲砂工具，利用旋转喷头产生多条旋转射流，工具旋转和喷嘴喷射同时进行，使射流清洗范围覆盖整个井筒。但是这种冲...
【技术保护点】
1.一种基于脉冲射流技术及旋流分离机理下的油井除砂装置，其特征在于其主体结构包括有脉冲射流抽砂系统、地面缓冲系统、三相旋流脱气除砂系统、连接管路、控制系统和动力系统，脉冲射流抽砂系统作为本专利技术唯一需要深入井下工作的设备，其主体结构包括有空气压缩机、第一压力表、第一流量计、第一开关阀、射流泵，其中空气压缩机、第一压力表、第一流量计、第一开关阀、射流泵通过管路依次连接，其中第一压力表用以检测该段管路上压缩空气的压力；其中空气压缩机、第一压力表、第一流量计、第一开关阀紧凑设置并置于地面上，第一开关阀和射流泵之间设置有满足深井长度的管路，便于射流泵能够延伸至深井内进行清理，空气...
【技术特征摘要】
1.一种基于脉冲射流技术及旋流分离机理下的油井除砂装置，其特征在于其主体结构包括有脉冲射流抽砂系统、地面缓冲系统、三相旋流脱气除砂系统、连接管路、控制系统和动力系统，脉冲射流抽砂系统作为本发明唯一需要深入井下工作的设备，其主体结构包括有空气压缩机、第一压力表、第一流量计、第一开关阀、射流泵，其中空气压缩机、第一压力表、第一流量计、第一开关阀、射流泵通过管路依次连接，其中第一压力表用以检测该段管路上压缩空气的压力；其中空气压缩机、第一压力表、第一流量计、第一开关阀紧凑设置并置于地面上，第一开关阀和射流泵之间设置有满足深井长度的管路，便于射流泵能够延伸至深井内进行清理，空气压缩机用以进行压缩空气，压缩过的空气为高压高速空气，能够作为射流泵的工作液，与传统的液体作为射流泵的工作液相比，在油井除砂的情况下，气体更不容易与井底的石油相混合，举升至地面后气液固的混合流体与液液固混合的流体更加容易分离和去除砂子，释放气体得到所需要的石油在内的资源；且气体与液体相比，气体不易被井下石油等污染，压缩气体一次使用完成后，可直接释放至大气，对环境没有污染；并且气体作为射流泵的工作液时，气体更加容易获得，成本低；射流泵的主体包括工作液入口管、吸入管、混合流体出口、扩散管、喉管，第一开关阀与工作液入口管管连接，脉冲射流抽砂系统使用时，第一开关阀打开，空气压缩机工作，提供射流泵所需的工作液，工作液经工作液入口管高速进入喉管，在喉管内部形成一个低于外部压力的低压区，射流泵外的混合流体则经吸入管进入射流泵喉管内部，与工作液一起经扩散管、混合流体出口管排至地面，混合流体出口管的出口端接有连接管路，且在该管路上射流流速检测装置，该管路在末端设有三通，一段连接第一动力泵，一端连接第二开关阀；本发明涉及的地面缓冲系统用以临时储存由脉冲射流抽砂系统从井底抽取上来的夹杂大量砂子的气液固三相混合流体，同时能够起到缓冲气液固三相混合流体的作用，其主体结构包括第一单向阀、第一液位传感器、安全塞、缓冲储存罐、第二单向阀、光电传感器，在用连接管路进行连接时，第一单向阀和第二单向阀分别置于缓冲储存罐的左右两侧，并确保管路中的流体只能按照第一单向阀、缓冲储存罐、第二单向阀的顺序进行流动；其中第二单向阀依次与第三开关阀、第二动力泵管路连接，第一单向阀、第二单向阀用以避免与地面缓冲系统相连的两系统的压力不同导致混合流体倒流；缓冲储存罐为胶囊型罐体结构，缓冲储存罐的上部为上圆弧段，中部为柱段一，底部为下圆弧段，胶囊型的结构与其他结构的罐体相比，受载应力分布均匀，承载能力较高，储存量较大且加工制造成本低；缓冲储存罐的柱段的下部设置有用于检测缓冲储存罐底部滞留砂子高度的光电传感器，缓冲储存罐的上部设置有用于检测罐内液位的高度的第一液位传感器；本发明涉及的三相旋流脱气除砂系统用以将脉冲射流抽砂系统从井下抽取的气液固三相混合流体进行分离，其主体结构包括：第五开关阀、第三流量计、第一压力传感器、第二压力表、第二第三压力表、第四流量计、第二压力传感器、三相旋流分离器、测高传感器、集砂器、第三单向阀、第三第四单向阀、第三压力传感器、第四压力表、第五流量计、储油罐1316、第二液位传感器；第五开关阀、第三流量计和三相旋流分离器的进料口依次管路连接，第二动力泵的输出端与三相旋流脱气除砂系统中的第五开关阀的输入端管路连接，在第三流量计与三相旋流分离器入口处间的连接管路上设置有第一压力传感器、第二压力表；三相旋流分离器的主体结构包括进料口、溢流口、外底流口、内底流口、柱段二、锥段，在三相旋流分离器的底流口处分两路连接，一路按照外底流口、第三单向阀、集砂器的顺序依次管路连接，第三单向阀用以使砂子只能按照三相旋流分离器的外底流口至集砂器的方向移动，测高传感器置于集砂器的顶部；另一路按照内底流口、第四单向阀、第五流量计、储油罐的顺序依次管路连接，第四单向阀用以使经三相旋流分离器分离后的液体只能经三相旋流分离器流入储油罐；第四单向阀用以使液体按照三相旋流分离器至储油罐的方向流动，在第四单向阀和第五流量计之间的管路上设置有第四压力表和第三压力传感器；本发明涉及的动力系统包括有第一动力泵和第二动力泵，第一动力泵置于流速检测装置与第二流量计之间的管路上且与第二开关阀并联，工作时，若流速检测装置检测到管路中流体的流速不足以举升至地面则将信号输送至地面控制台，由地面控制台发出信号，控制第一动力泵启动，第二开关阀闭合，流体流经第一动力泵后进入地面缓冲系统，反之流体第一动力泵停止工作，第二开关阀打开，流体经第二开关阀流入地面缓冲系统；第二动力泵置于第三开关阀与三相旋流脱气除砂系统之间的管路上，用于抽取缓冲储存罐中的流体并送入三相旋流脱气除砂系统中。2.根据权利要求1所述的一种基于脉冲射流技术及旋流分...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘冰，李伦操，王华健，徐丽萍，赵振江，韦尧尧，王新龙，张新新，侯俊凯，孙伟华，陈金刚，赵永杰，李涛，周婷婷，李栋，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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