[发明专利]反向滤缝式耐高压滤砂筒及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气井采出液除砂装置，具体地指一种内置于滤网式除砂装置中的反向滤缝式耐高压滤砂筒及其制作方法。

背景技术

当前原油试采作业中普遍存在着油气井出砂的问题，油气井出砂一方面造成了能源浪费和环境污染，另一方面砂粒在高压气流的作用下形成的含砂射流极易对地面集输管道及设备形成严重的冲蚀和磨蚀破坏，影响油田安全生产。

因此，油气井采出液在进入地面集输系统前，需要安装井口除砂装置，对采出液进行除砂作业，将砂粒等固体颗粒尽可能分离出去。当前内置滤砂筒实现除砂的滤网式除砂装置以其结构简单、分离效果稳定等特点在井口除砂领域得到了广泛的应用。目前井下除砂作业中广泛使用的不锈钢绕丝筛管，其结构是在打孔的中心基管上焊有轴向筋条，筋条上由不锈钢丝环向绕焊而成。绕丝筛管制成后形成了一种“外窄内宽”的滤砂缝腔，井下除砂作业时，含砂井流从滤砂筒外部往内渗透除砂，效果较理想；但用于井口除砂时，井流从内往外渗透，“外窄内宽”缝腔砂粒极易堵塞，且堵塞后极易压扁、脱丝。另一种在井口除砂装置中使用的割缝滤砂筒，主要用激光或等离子火焰在油、套管上直接切割出滤砂缝腔，受工艺的限制，滤砂缝腔不能根据滤砂精度要求进行合理的布置，除砂效果不理想。总的来说，目前井口除砂作业中常用的滤砂筒由于其工艺或者结构限制，使用时极易堵塞、且高压下极易变形，需经常更换导致成本高昂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种反向滤缝式耐高压滤砂筒及其制作方法，能有效降低砂粒溢出时的阻力，减少实际使用时堵塞情况，并且能有效的增强滤砂筒的刚度，降低高压工况下滤砂筒变形概率，延长其使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供一种反向滤缝式耐高压滤砂筒，包括筒顶环形法兰和筒底盘形法兰，其特殊之处在于：

所述筒顶环形法兰与筒底盘形法兰之间沿其外圆周方向设置有多根过滤荆条，每根所述过滤荆条均平行于筒体轴心线且间隔相等，相邻所述过滤荆条之间形成尺寸规格相同的滤缝通道，所述滤缝通道的内侧开口小于外侧开口，从而在整体上围合成一个缝隙内窄外宽的笼形过滤结构；

所述筒顶环形法兰与筒底盘形法兰之间沿其外圆周方向还纵横交错设置有多道环向加强筋和多道纵向加强筋，所述环向加强筋将所有过滤荆条箍成一个整体，所述纵向加强筋将所有环向加强筋相连成一个整体。

优选地，所述过滤荆条为横截面呈梯形的柱条，所述梯形的底边对应的侧面朝向筒体内侧布置，这种结构设计可以使得缝腔内窄外宽的设计更明显。

优选地，所述过滤荆条为横截面呈长方形的柱条，所述长方形的短边对应的侧面朝向筒体内侧布置，这种结构设计更加简单、易加工。

进一步地，所述多道环向加强筋中，最上面的一道将所有过滤荆条的顶端箍成一个整体，最下面的一道将所有过滤荆条的底端箍成一个整体。

更进一步地，所述环向加强筋设置在所有过滤荆条的外侧，所述纵向加强筋设置在所有环向加强筋的外侧，所述环向加强筋、过滤荆条和纵向加强筋的各连接点呈焊接结构。

更进一步地，所述筒顶环形法兰与筒体上部结合处呈固定连接结构，所述筒底盘形法兰与筒体下部结合处呈可拆卸式连接结构，这样可根据现场工况条件，待砂粒积累到一定量后，配合其他辅助装置进行人工排砂或者自动排砂。

另外，本发明还提供所述反向滤缝式耐高压滤砂筒的制作方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1)用夹持工具将筒顶环形法兰和筒底盘形法兰在上下平行位置对中并固定住；

2)采用高频电阻焊和/或氩弧焊将多根过滤荆条的顶端均匀间隔地与筒顶环形法兰的外圆周焊接固定连接，同时将多根过滤荆条的底端均匀间隔地与筒底盘形法兰的外圆周可拆卸式连接，使相邻过滤荆条之间根据滤砂分级粒度的要求形成尺寸规格一致的滤缝通道，且滤缝通道的内侧开口小于外侧开口，从而在整体上围合成一个缝隙内窄外宽的笼形过滤结构；

3)然后沿多根过滤荆条的竖直方向，自上而下焊接多道环向加强筋，每道环向加强筋互相间隔平行，从而将所有过滤荆条焊接固定箍成一个整体；

4)再沿多道环向加强筋的圆周方向，依次竖向焊接多道纵向加强筋，每道纵向加强筋互相间隔平行，从而所有环向加强筋相连成一个整体，制成反向滤缝式耐高压滤砂筒。

进一步地，所述环向加强筋焊接在所有过滤荆条的外侧，所述纵向加强筋焊接在所有环向加强筋的外侧。

优选地，所述多道环向加强筋中，最上面的一道焊接在所有过滤荆条的顶端，最下面的一道焊接在所有过滤荆条的底端。

本发明工作具体工作原理如下：