[發明專利]用于管狀流通裝置的分離裝置

有效

• 申請號: 200980160592.0
• 申請日: 2009-07-20
• 公開（公告）號: CN102639205A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 齊格弗里德·穆西格;克勞斯·瓦爾曼;斯蒂芬妮·懷爾德哈克;伯恩哈德·霍爾茨米勒;塞繆爾·喬利
• 申請（專利權）人: ESK陶瓷有限及兩合公司;馬士基石油天然氣公司
• 主分類號: B01D29/46
• 分類號: B01D29/46;B01D39/20;B01D46/40;E21B43/08
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 許偉群;張文

技術領域

本發明涉及一種具有提高的耐侵蝕性和耐磨蝕性的新型分離裝置，用于針對輸送油、水和氣體混合物或其各個成分的流通裝置，借助該分離裝置可將諸如沙粒和石粒的固體與要輸送的液體和氣體分離。該分離裝置尤其是用于防止沙粒和石粒對深孔鉆探中的輸送裝備的侵蝕性和磨蝕性耗損。同時，該分離裝置耐處理液體腐蝕。

背景技術

為了輸送來自儲集巖(Gesteinsreservoire)的液體和氣體、如油、水和氣體混合物或其各個成分而使用如下鉆孔裝備：其主要包括輸送管，以便將輸送介質從外部輸送部位引導到內部輸送管。在此，涉及多孔管或者涉及設置有至少一個開口的管。這些開口常常設置有合適的裝置、如閘門或者閥，借助這些裝置可控制輸送介質的流入。輸送管(內管)此外也稱為流通裝置，常常也使用術語“滑動套筒(sliding?sleeve)”和滑動側門(sliding?side?door)。

在輸送時必要的是分離并且在進入到輸送管之前濾除礦床顆粒和可能人為引入的或者由于磨耗產生的輸送介質顆粒。

現有技術

通常針對所述任務使用金屬絲織品或者金屬絲格柵。借助金屬絲織品的解決方案在US?5,624,560中予以描述。借助金屬絲織品或者金屬絲格柵的解決方案還被金屬支承結構支承，以便保持機械穩定。這種構造的主要缺點是其耐磨損的低耐受性。由于以高流動速度流入的沙粒和石粒的磨蝕作用或侵蝕作用，過濾器被毀壞，并且輸送管、尤其是在開口和閥上的輸送管被損壞。同時，輸送的生產率減低，因為現在沙不再被有效地濾除，而是與輸送介質一起被繼續輸送。另一問題是由于使用處理液體而出現的對過濾器和輸送管的腐蝕性磨損。該腐蝕性磨蝕又強化了磨蝕性磨損。諸如酸、堿、水或者熱蒸汽的處理液體被用于清潔分離和流通裝置并且被用于仿真鉆孔。

需要改進鉆孔裝備對磨蝕性或侵蝕性磨蝕的耐受性以及確保鉆孔裝備不被腐蝕性侵蝕。

在US?2004/0050217?A1和WO?2008/080402?A1中描述了如下解決方案：在這些解決方案中采用由多孔的可滲透材料構成的分離裝置來取代金屬縫篩。US?2004/0050217?A1的多孔過濾材料可以是金屬的、陶瓷的或者有機的，在WO?2008/080402?A1中采用多孔陶瓷材料。

在這兩個文獻中描述的解決方案的問題在于，由多孔材料構成的過濾器由于其差的機械特性而傾向于受彎曲力而斷裂。承彎曲可斷裂性(Biegebruchbelastbarkeit)通常處于明顯小于相對應的密實材料的承彎曲可斷裂性的30％，并且因而對于在巖石鉆探中的應用條件的情況下的機械負荷而言并不足夠。

另一問題在于，多孔陶瓷材料的耐磨蝕性和耐侵蝕性明顯小于密實的陶瓷材料。

具有由多孔材料構成的分離裝置的另一解決方案在WO?2004/099560?A1中予以描述，該解決方案同樣具有上述缺點。在另一實施形式(第7頁第24行—第8頁第2行以及權利要求20)中，WO?2004/099560?A1設計的是，在外部附加地通過由耐侵蝕的密實的環構成的套筒(Manschette)囊來保護傳統的濾沙器，這些環在其上表面和下表面上附加地具有肋或凹坑。在彼此堆疊的環上構建盤繞的液體通道，在該液體通道的壁上，流通的介質的能量由于沖撞而減小，使得位于其下的傳統的濾沙器的磨損減小。優選地，由諸如碳化硅或者碳化鎢的碳化物或氮化物構成環。在這種解決方案中不利的是，改進的磨損防護隨著流動的介質的能量耗散而出現；外部套筒不是用作過濾器，而是用作使輸送性能劣化的流動阻力。并未公開套筒如何被固定在輸送管上。

在US?5,249,626中介紹了一種圓柱形的網式過濾器，其包含多個堆疊的環形過濾段。環疊堆通過多個具有由不銹鋼制成的螺母或者也為雙螺母的螺紋桿分別在上端部和下端部結合在一起。顆粒的分離在構建在對置的過濾段之間的可變的環形間隙上進行。環由塑料、優選地由玻璃增強的聚丙烯制成(第4欄第50-54行)。螺紋桿通過為此設置的開口引導到環中(第4欄第31-33行)。該解決方案不能由陶瓷來實現。橫截面過渡部是有棱的；過濾段具有典型的塑料設計。間距保持器平面地構建，彎曲應力在陶瓷環的情況下不能被補償。此外，支承結構的剛性支承在陶瓷環的情況下不允許吸收變形；但是這在將過濾器引入鉆孔時一定需要的。在US?5,249,626中所描述的由玻璃增強的聚丙烯制成的網式過濾器的其他缺點是其并不足夠的耐侵蝕性和耐磨蝕性以及并不足夠的抗腐蝕性。

發明目的