[发明专利]用于管状流通装置的分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有提高的耐侵蚀性和耐磨蚀性的新型分离装置，用于针对输送油、水和气体混合物或其各个成分的流通装置，借助该分离装置可将诸如沙粒和石粒的固体与要输送的液体和气体分离。该分离装置尤其是用于防止沙粒和石粒对深孔钻探中的输送装备的侵蚀性和磨蚀性耗损。同时，该分离装置耐处理液体腐蚀。

背景技术

为了输送来自储集岩(Gesteinsreservoire)的液体和气体、如油、水和气体混合物或其各个成分而使用如下钻孔装备：其主要包括输送管，以便将输送介质从外部输送部位引导到内部输送管。在此，涉及多孔管或者涉及设置有至少一个开口的管。这些开口常常设置有合适的装置、如闸门或者阀，借助这些装置可控制输送介质的流入。输送管(内管)此外也称为流通装置，常常也使用术语“滑动套筒(sliding sleeve)”和滑动侧门(sliding side door)。

在输送时必要的是分离并且在进入到输送管之前滤除矿床颗粒和可能人为引入的或者由于磨耗产生的输送介质颗粒。

现有技术

通常针对所述任务使用金属丝织品或者金属丝格栅。借助金属丝织品的解决方案在US 5,624,560中予以描述。借助金属丝织品或者金属丝格栅的解决方案还被金属支承结构支承，以便保持机械稳定。这种构造的主要缺点是其耐磨损的低耐受性。由于以高流动速度流入的沙粒和石粒的磨蚀作用或侵蚀作用，过滤器被毁坏，并且输送管、尤其是在开口和阀上的输送管被损坏。同时，输送的生产率减低，因为现在沙不再被有效地滤除，而是与输送介质一起被继续输送。另一问题是由于使用处理液体而出现的对过滤器和输送管的腐蚀性磨损。该腐蚀性磨蚀又强化了磨蚀性磨损。诸如酸、碱、水或者热蒸汽的处理液体被用于清洁分离和流通装置并且被用于仿真钻孔。

需要改进钻孔装备对磨蚀性或侵蚀性磨蚀的耐受性以及确保钻孔装备不被腐蚀性侵蚀。

在US 2004/0050217 A1和WO 2008/080402 A1中描述了如下解决方案：在这些解决方案中采用由多孔的可渗透材料构成的分离装置来取代金属缝筛。US 2004/0050217 A1的多孔过滤材料可以是金属的、陶瓷的或者有机的，在WO 2008/080402 A1中采用多孔陶瓷材料。

在这两个文献中描述的解决方案的问题在于，由多孔材料构成的过滤器由于其差的机械特性而倾向于受弯曲力而断裂。承弯曲可断裂性(Biegebruchbelastbarkeit)通常处于明显小于相对应的密实材料的承弯曲可断裂性的30％，并且因而对于在岩石钻探中的应用条件的情况下的机械负荷而言并不足够。

另一问题在于，多孔陶瓷材料的耐磨蚀性和耐侵蚀性明显小于密实的陶瓷材料。

具有由多孔材料构成的分离装置的另一解决方案在WO 2004/099560 A1中予以描述，该解决方案同样具有上述缺点。在另一实施形式(第7页第24行—第8页第2行以及权利要求20)中，WO 2004/099560 A1设计的是，在外部附加地通过由耐侵蚀的密实的环构成的套筒(Manschette)囊来保护传统的滤沙器，这些环在其上表面和下表面上附加地具有肋或凹坑。在彼此堆叠的环上构建盘绕的液体通道，在该液体通道的壁上，流通的介质的能量由于冲撞而减小，使得位于其下的传统的滤沙器的磨损减小。优选地，由诸如碳化硅或者碳化钨的碳化物或氮化物构成环。在这种解决方案中不利的是，改进的磨损防护随着流动的介质的能量耗散而出现；外部套筒不是用作过滤器，而是用作使输送性能劣化的流动阻力。并未公开套筒如何被固定在输送管上。

在US 5,249,626中介绍了一种圆柱形的网式过滤器，其包含多个堆叠的环形过滤段。环叠堆通过多个具有由不锈钢制成的螺母或者也为双螺母的螺纹杆分别在上端部和下端部结合在一起。颗粒的分离在构建在对置的过滤段之间的可变的环形间隙上进行。环由塑料、优选地由玻璃增强的聚丙烯制成(第4栏第50-54行)。螺纹杆通过为此设置的开口引导到环中(第4栏第31-33行)。该解决方案不能由陶瓷来实现。横截面过渡部是有棱的；过滤段具有典型的塑料设计。间距保持器平面地构建，弯曲应力在陶瓷环的情况下不能被补偿。此外，支承结构的刚性支承在陶瓷环的情况下不允许吸收变形；但是这在将过滤器引入钻孔时一定需要的。在US 5,249,626中所描述的由玻璃增强的聚丙烯制成的网式过滤器的其他缺点是其并不足够的耐侵蚀性和耐磨蚀性以及并不足够的抗腐蚀性。

发明目的