[发明专利]一种旋转螺旋式气锚

说明书

本发明公开了一种旋转螺旋式气锚，该气锚包括锚壳体，所述锚壳体的一端设置有上接头，另一端设置有下接头，所述锚壳体内设置有沿轴向延伸布置的中心管，所述中心管的中部旋转设置有螺旋体；所述螺旋体的一端通过第一旋转件安装在中心管上，另一端朝向上接头延伸通过第二旋转件安装在中心管上；所述中心管靠近下接头的一端外圈设置有环形安装台阶，所述环形安装台阶与第一旋转件抵接；所述中心管靠近上接头的一端外圈套设有压紧弹簧，所述压紧弹簧的一端与第二旋转件抵接，另一端与上接头抵接。本发明利用气、液流体冲击螺旋体使其产生旋转，旋转的螺旋体可以使气、液有更高效的分离效果。

技术领域

本发明涉及石油勘探开采的技术领域，具体涉及一种旋转螺旋式气锚。

背景技术

在石油勘探开采领域，由于高气液比区块流体中含有大量的游离气体，在使用抽油泵对其进行采油时气体严重影响泵效，需配套使用气锚将气液混合流体中的气体分离出来，以减少气体对泵效的影响。现有气锚主要类型有重力差分离式气锚、螺旋式气锚和组合式气锚，具体如下：

一、重力差分离式气锚，也称重力式气锚，如图1，主要由上接头2、锚外体15、中心管4、下接头3等组成。其原理是利用气、液密度差产生的滑脱效应分离气相。当抽油泵柱塞上行抽吸时，气、液混和物由锚外体上部的进、出口进入锚外体与内管组成的环空沉积腔。当抽油泵柱塞下行停抽时，沉积腔内气液混合物将会在气、液密度差作用下使气体上浮，当气体上浮到锚外体的气液进出口时排出，从而大大降低气体进泵对泵效的影响。该气锚优点：结构简单、制造成本低。缺点：分离效率较低、不适应较高产液、高气油比生产井。单纯靠滑脱效应的气锚目前已淘汰。

二、螺旋分离式气锚，也称为螺旋式气锚。

(1)在《防气泵与气锚概述》(石油机械第，2l卷，第4期，1993年4月)一文中介绍了第一种螺旋式气锚，如图2。主要由：下接头3、中心管4、螺旋片16、出气孔17、连接套18、进液孔19、排气孔20、上接头2等组成。该气锚工作原理：气液混合物经进液孔19进入中心管4与连接套18构成的锚腔，沿螺旋片16流道利用离心分离和紊流化使气泡聚合原理，使气液流体在气锚内旋转流动，不同密度的流体离心力不同，使被聚集的大气泡沿螺旋内侧流动，带有未被分离的小气泡的液体则沿外侧流动。被聚集的大气泡不断聚集，沿内侧出气孔17上升至螺旋顶部并聚集成气帽，经过排气孔20排到油套环形空间。螺旋式气锚优点是分气效率较高、结构紧凑、适应较高产液量、高气液比生产井。其缺点是不适应低产量井。

(2)《塔河油田防气技术分析》(石油机械2014年第42卷第7期)一文介绍了第二种螺旋式气锚，如图3。其结构主要由上接头2、排气管21、单流阀22、集气罩23、顶丝24、外管25、螺旋叶片5.2、下接头3等组成。其工作原理是油气混合物经气锚下接头3进入螺旋叶片5.2与外管25之问的环形空问，沿螺旋面上行期问，由于离心力作用，液流沿螺旋外侧上行，经过外管25和集气罩23的环形空间进入泵筒；气流沿螺旋叶片5.2内侧运行，最终在集气罩23中形成“气帽”顶开单流阀22，经排气管21排出。该气锚与图3所示气锚相比，除有结构型式类似的螺旋外，增加设计了“气帽”收集结构部分。其优、缺点除与图3所示气锚相同外，气体收集部分设计难以证其效果。

(3)实用新型专利号02293298.4介绍了一种“扇叶式气锚”，如图4。其结构主要由沉降碗26、扇叶27、螺旋板28、集气筒29、集气罩23、单流阀22连等组成。该气锚在螺旋板28下部安装一个扇叶，它依靠集气筒内上升的油气混合液冲动旋转，并在旋转过程中产生离心作用，将密度较大、处于扇叶边缘的液体抛向集气筒29内壁，这些液体被连续不断的堆集起来，最后因重力下落到下面的螺旋板28上；而气体较液体密度小，聚集在扇叶27轴心周围，并在达到一定压力时，顶开单流阀22经排气通道排放到油管和套管的环形空间，从而达到了气液分离的目的。该气锚与图3、图4所示气锚相比，除有结构型式类似的螺旋外，增加设计了可以旋转的“扇叶”结构，该结构可以对气液流体旋流起到一定作用。