一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置及方法与流程

1.本发明涉及石油勘探技术领域，尤其涉及一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置及方法。


背景技术：

2.水气分散体系驱油技术是一种新兴的驱油技术，该体系是在水相中分散微气泡并形成稳定的整体。实施过程是在注水流程中安装水气分散体系生成装置，装置外是水的流动空间，装置内注气。气体在装置的特定区域形成微气泡并进入水中，目前该特定区域采用的是孔隙结构的材料。
3.表面上，水气分散体系注入只是注水和注气方式的结合，属于水、气同注的方式。注水、注气工艺目前在油藏开发中是相对成熟的，因而容易产生现有技术完全适应水气分散体系注入要求的想法。
4.常规注气时的注气管线内的固相颗粒情况如下，通常在正式注气之前，要在井口位置放空，利用高压气体将地面管路内的铁锈、焊渣、泥土等固相颗粒吹少干净，之后注入油藏。而井筒内的注气管线通常没法清理吹扫，在注气管柱下入井底的过程中，单根管线连接等操作难以避免的有少量泥土等进入，在注气过程初始阶段，这些固相颗粒仍将进入井筒底部。在注气进行阶段，管路内仍有少量的吸附较紧的铁锈、焊接形成的氧化物等少量颗粒脱离，进入井底。因井筒空间较大，且油层位置与井底通常有一定距离，所以上述固体物进入油层的量仍然很少，并不会堵塞井底附近的地层。
5.水气分散体系也存在注气过程，但是由于在注气管柱的末端为分散体系生成装置，其经现场试验，发现固相微小颗粒容易堵塞生成装置的孔隙结构，而这一现象在普通注气过程中不会出现。因该问题是新技术而产生的，目前还没有针对性的解决方法和有效的技术。
6.在日常生活中，对流体中固相颗粒等过滤方法相对成熟，例如对饮用水中固相杂质的过滤，让流体通过填充有过滤颗粒的管路，固相颗粒被隔离。均匀颗粒的过滤效果较为粗糙，如果颗粒按照等级分布，则过滤更为精细。管式过滤是管路的截面式过滤，因流量与截面成正比，在截面吸附固相颗粒过多后，流量相应下降或压力升高。流量与精细过滤之间的矛盾可通过并联多个过滤管来解决，且定时更换过滤颗粒(过滤芯)。
7.但是在油藏注入方式中，流量远远大于饮用水过滤，在能形成堵塞的条件下，油田现场的管式过滤堵塞时间很短。尽管井场、配水间等地面空间较为充足，但是并联管线数量也不宜过多。若在井筒内实施，则无法并联。


技术实现要素：

8.本发明针对上述问题，采用柱体环面式过滤方法，结合水气分散装置的特点设计过滤材料的性能参数。该方法较截面式过滤大幅提高了过滤面积，通管式结构使清理工作简单易行。该方法有助于水气分散体系驱油技术的顺利应用。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
10.一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，所述自洁式过滤装置包括耐压钢管、长环面过滤芯和自洁式部件，其中，所述长环面过滤芯在所述耐压钢管内部，所述自洁式部件在所述长环面过滤芯内部。
11.优选的，所述耐压钢管外侧设有内排污口和外排污口，其中，所述内排污口在所述耐压钢管底部，且与所述长环面过滤芯内连通；
12.所述外排污口在所述耐压钢管下方侧面，且与所述长环面过滤芯外侧环空连通。
13.优选的，所述长环面过滤芯包括过滤管柱、两个连接端头和多个加强条，所述连接端头位于所述过滤管柱两端，所述多个加强条均与分布在所述过滤管柱外壁。
14.优选的，所述连接端头内径大于过滤管柱内径；所述连接端头外壁包括多个o型圈槽，用于与耐压钢管内壁密封。
15.优选的，所述加强条的长度与所述过滤管柱一致；所述加强条为不锈钢材质。
16.优选的，所述过滤管柱为不锈钢材质，所述不锈钢材质是亚微米级颗粒经高温压制而成的；所述过滤管柱是具有微米级孔隙连通结构的渗透性管；所述过滤管柱内径为5cm～10cm。
17.优选的，所述自洁式部件为旋转型或上下浮动型。
18.优选的，所述旋转型自洁式部件包括通孔固定块、动力叶片、轴承杆、多个耐磨刷、轴承、通孔轴承架和压环，其中，所述轴承杆上端连接在所述通孔固定块下方，所述轴承杆底部穿过轴承，所述轴承在通孔轴承架内部；所述通孔轴承架底部通过压环与长环面过滤芯接触；所述通孔轴承架侧面通过o型圈槽与所述长环面过滤芯的内壁接触；所述动力叶片固定在所述轴承杆上端，所述多个耐磨刷均匀分布在所述轴承杆上并在所述动力叶片的下方。
19.优选的，所述多个耐磨毛刷一侧与长环面过滤芯的过滤管柱内壁接触；所述多个耐磨毛刷的清扫面积小于或等于内壁面积的1/3。
20.优选的，所述通孔固定块为圆形块状；所述通孔固定块直径大于长环面过滤芯的过滤管柱内径且小于长环面过滤芯的连接端头内径；所述通孔固定块边缘均匀分布有多个通孔；所述通孔固定块侧面通过o型圈槽与长环面过滤芯的连接端头内壁密封连接。
21.优选的，所述动力叶片的外端距过滤管内壁大于或等于1mm；所述动力叶片为钢制叶片。
22.优选的，上下浮动型自洁式部件由孔眼支撑块、弹簧和毛刷球组成，其中，所述毛刷球通过弹簧连接在所述孔眼支撑块下方。
23.优选的，所述孔眼支撑块为圆形块状，且直径小于长环面过滤芯的过滤管柱内径；所述孔眼支撑块边缘均匀分布有多个通孔；所述孔眼支撑块外侧通过o型圈槽与过滤管柱内壁密封接触。
24.优选的，所述毛刷球是硬橡胶材质的；所述毛刷球的中部是中空的，表面为耐磨塑料毛；所述毛刷球外径与过滤管柱内径一致。
25.优选的，所述上下浮动型自洁式部件在环面过滤芯内部设置一个或多个。
26.优选的，所述自洁式过滤装置安装在注气井口前端。
27.一种适用于分散体系地面注入的旋转自洁式过滤方法，所述方法采用本发明的装
置，其中，叶轮两侧的气流压差较小时，叶轮不旋转；
28.叶轮两侧的气流压差较大时，叶轮旋转，带动毛刷清洗内壁；
29.叶轮两侧的气流压差降低后，叶轮逐渐变慢直至停止。
30.优选的，所述叶轮两侧的气流压差较大是由所述长环面过滤芯内部发生堵塞导致的。
31.一种适用于分散体系地面注入的上下浮动自洁式过滤方法，所述方法采用本发明的装置，其中，
32.气体注入时，当气体冲力大于弹簧拉力时，弹簧拉伸带动毛刷球向下运动；
33.当气体冲力小于弹簧拉力时，弹簧收缩带动毛刷球向上运动。
34.优选的，所述弹簧对不稳定气体反应灵敏。
35.本发明的技术效果和优点：
36.1.发明了柱体环面式过滤方法，较截面式过滤大幅提高了过滤面积，解决了截面式过滤易堵塞的问题，有效避免了全面积被堵塞的情况发生；
37.2.发明了利用气体初期不稳定期的特点实现过滤管的自行清洁方法，旋转自洁式过滤法和上下浮动自洁式过滤法；
38.3.发明了旋转自洁式过滤部件和上下浮动自洁式过滤部件，装置体积小，易于安装和操作。
39.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
40.图1为环面式过滤示意图；
41.图2为渗透层厚度内的颗粒分布示意图；
42.图3为整体过滤装置示意图；
43.图4为自洁式过滤装置主体剖面图；
44.图5为长环面过滤芯示意图；
45.图6a为过滤管柱加固处理主体侧视图；
46.图6b为过滤管柱加固处理主体截面图；
47.图7a为旋转自洁式过滤法侧面示意图；
48.图7b为旋转自洁式过滤法俯视示意图；
49.图8为上下浮动自洁式过滤法示意图。
具体实施方式
50.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.为解决现有技术的不足，本发明公开了一种适用于分散体系地面注入的自洁式过
滤装置及方法，如图4自洁式过滤装置主体剖面图所示，所述自洁式过滤装置包括耐压钢管、长环面过滤芯和自洁式部件，其中，所述耐压钢管外侧设有内排污口和外排污口，其中，所述内排污口在所述耐压钢管底部，且与所述长环面过滤芯内连通；所述外排污口在所述耐压钢管下方侧面，且与所述长环面过滤芯外侧环空连通，开启阀门，对应清理内部或外壁附着堵塞颗粒等。所述长环面过滤芯在所述耐压钢管内部，长环面过滤芯通过连接端头外壁的多个o型圈槽，与耐压钢筒内壁密封接触；所述自洁式部件在所述长环面过滤芯内部。
52.如图5所示，所述长环面过滤芯包括过滤管柱、两个连接端头和多个加强条。其中，过滤芯柱体采用不锈钢材质的亚微米级颗粒经高温压制而成，是具有微米级孔隙连通结构的渗透性管。所述焊接接头位于所述过滤管两端，焊接接头外壁光滑，有o型圈槽，用于与耐压钢筒内壁密封，此种焊接方式能保证整体强度，且连接简单，为便于叶轮旋转法和弹簧伸缩法部件的互相转换，因而接头结构及过滤管规格一致。因长环面过滤芯为孔隙结构，瞬时耐压冲击不高于5mpa，因而在过滤芯外壁焊接加强条进行强化，提高耐冲击能力，加强条为不锈钢材质，如图6a所示为过滤管加固处理主体侧视图，加强条长度与过滤管柱一致,如图6b为所示过滤管加固处理主体剖面截面图,所述多个加强条均与分布在所述过滤管柱外壁且不与耐压钢管接触。
53.进一步地，所述自洁式部件为旋转型或上下浮动型。
54.进一步地，如图7a所述的旋转自洁式过滤法侧面示意图可知，所述旋转型自洁式部件包括通孔固定块、动力叶片、轴承杆、多个耐磨刷、轴承、通孔轴承架和压环，其中，所述轴承杆上端连接在所述通孔固定块下方，所述轴承杆底部穿过轴承，所述轴承在通孔轴承架内部；所述通孔轴承架底部通过压环与长环面过滤芯接触；所述通孔轴承架侧面通过o型圈槽与所述长环面过滤芯的内壁接触；所述动力叶片固定在所述轴承杆上端，所述多个耐磨刷均匀分布在所述轴承杆上并在所述动力叶片的下方。所述多个耐磨毛刷一侧与长环面过滤芯的过滤管柱内壁接触；所述多个耐磨毛刷的清扫面积小于或等于内壁面积的1/3。所述通孔固定块为圆形块状；所述通孔固定块直径大于长环面过滤芯的过滤管柱内径且小于长环面过滤芯的连接端头内径；所述通孔固定块边缘均匀分布有多个通孔；所述通孔固定块侧面通过o型圈槽与长环面过滤芯的连接端头内壁密封连接。所述动力叶片的外端距过滤管内壁大于或等于1mm；所述动力叶片为钢制叶片。
55.如图7b所述的旋转自洁式过滤法俯视面示意图可知，所述多个耐磨毛刷一侧与长环面过滤芯内壁接触，其中所述耐磨毛刷的清扫面积小于或等于内壁面积的1/3；动力叶片为钢制叶片，其外端与过滤管内壁距离小于或等于1mm。
56.如图8所示的上下浮动自洁式过滤装置，上下浮动型自洁式部件由孔眼支撑块、弹簧和毛刷球组成，其中，所述孔眼支撑块为圆形块状，且直径小于长环面过滤芯的过滤管柱内径；所述孔眼支撑块边缘均匀分布有多个通孔；所述孔眼支撑块外侧通过o型圈槽与过滤管柱内壁密封接触。依靠两者摩擦力，使之放置在内部，在较大压力的气体冲击时，可在一定范围内移动。所述毛刷球通过弹簧悬挂在所述孔眼支撑块下方，气体从其孔眼处流动。所述毛刷球中部为中空硬橡胶球，表面安装了耐磨塑料毛，整体外径与过滤管内径相同。所述长环面过滤芯内部设置一个或多个上下浮动型自洁式部件。
57.适用于分散体系地面注入的旋转自洁式过滤方法，该方法是利用气体流动时的动力，叶轮带动毛刷旋转，将内壁清洁，污垢掉落下方，内壁保持渗透性，控制叶轮面积，可以
调整其对气体流速的敏感度，具体步骤如下：设计的叶轮面积较小，在气体渗流稳定时(压差较小)，叶轮不旋转；当发生一定程度的堵塞时，初期注气时在叶轮两侧的压差较大，叶轮旋转，带动毛刷清洗内壁，当过滤管渗透性恢复，压差降低后，叶轮逐渐变慢直至停止。叶轮两侧的气流压差较大时，叶轮旋转，带动毛刷清洗内壁；叶轮两侧的气流压差降低后，叶轮逐渐变慢直至停止。
58.所述叶轮两侧的气流压差较大是由所述长环面过滤芯内部发生堵塞导致的。该方法防止了叶轮持续旋转，毛刷磨损过快，做到不通畅时清扫，通畅时停止的自行清洁目的。
59.适用于分散体系地面注入的上下浮动自洁式过滤方法，该方法是利用气体注入时的冲力，拉伸弹簧，结合弹簧自身收缩力，使其往复运动，带动毛刷球将内壁清洁，污垢掉落下方，使内壁保持渗透性。弹簧对不稳定气体反应灵敏，自洁效果好。叶轮两侧的气流压差较小时，叶轮不旋转；具体步骤如下：气体注入时，当气体冲力大于弹簧拉力时，弹簧拉伸带动毛刷球向下运动；当气体冲力小于弹簧拉力时，弹簧收缩带动毛刷球向上运动。
60.过滤装置主体是耐压钢管与长环面过滤芯组合后的部分，使注入气体经过滤芯，避免进入其与耐压钢管内的环形空间内，完成固相颗粒的过滤，之后进入输出管路。在耐压钢管外侧还设有内排污口和外排污口，长环面过滤芯放置于耐压钢管内，两端连接端头借助o型圈槽与之密封，气体由过滤管内部进入，经过滤管壁向外流出，过滤其中的颗粒，外侧(环空)经耐压钢管的通路流出。
61.本发明将根据具体实施例进一步说明。
62.环面式过滤方法原理见图1所示，环面式过滤芯的入口为实体板，中间有孔眼；出口为实体板，柱面为渗透率性材料。气体经入口进入后，沿柱面向外流动。当气体中有固体颗粒、糊状(含水低)颗粒、微量液体时，受重力作用一定程度的影响，颗粒及液滴主要分布柱面底部四周，分布在相对渗透性高的部位。总量较少时，颗粒分布在柱面内侧，而总量较多时，颗粒主要在底面堆积，柱面分布零散，且顶部较少。
63.在过滤材料截面上，参见图2，在渗透层中颗粒分布密度由内向外降低，且颗粒越小，越靠近外侧。即内壁是堵塞的核心位置，增加内壁面积是解决堵塞的方法。本发明中柱体长度不受限制，为操作方便考虑，地面条件下的单根高度控制在2m以内，可采用并联方式延长。尽管地面条件的操作空间充分，理论上过滤管直径不受限制，但是综合考虑过滤装置外形和耐压(30mpa)强度的影响，建议过滤管内径小于15cm为宜，长环面过滤芯见图5所示。
64.以5cm内径的过滤管柱为例，其截面积为19.6cm2，而柱体环面的面积、容积与柱体长度关系见表1：
65.表1：过滤管柱柱体环面的面积、容积与柱体长度关系表
66.序号长度m环面面积cm2容积cm3111570196022314039203578509800
67.可知环状过滤面积远远大于截面式过滤方法。按照实际经验，地面气体管线(50m)在经过吹扫等初期清理后，持续注气，一个月累积的固体颗粒残渣不足20cm3，且后期产生残渣量很少。以2000m井深计算井筒内最大残渣量为800cm3，按照理论，采用2m柱体过滤管即可。因颗粒堵塞的选择性和过滤面积充分的条件，使得气体管线内残存的固体残渣等颗
粒不足以堵塞整体气体通路。
68.尽管环面式方法大幅增加了过滤面积，为进一步降低过滤管长度，适应紧凑型管理要求，过滤管小于1m最适合操作、更换等。如果能兼具自行清洁功能，则拆卸、清洗的操作周期将延长。
69.在高压气体进入注入井的过程中，通常管线内的压力有5～10mpa的升压过程，且随着地层吸入过程的影响，经常有2mpa左右的压力波动。在上述气体压力不稳定期内，可利用气体的波动能量清洁过滤管内壁。本发明公开了旋转自洁式过滤方法和上下浮动自洁式过滤方法：旋转自洁式过滤方法是利用气体流动时的动力，叶轮带动毛刷旋转，将内壁清洁，污垢掉落下方，内壁保持渗透性。控制叶轮面积，可以调整其对气体流速的敏感度。设计的叶轮面积较小，在气体渗流稳定时(压差较小)，叶轮不旋转；当发生一定程度的堵塞时，初期注气时在叶轮两侧的压差较大，叶轮旋转，带动毛刷清洗内壁，当过滤管渗透性恢复，压差降低后，叶轮逐渐变慢直至停止。该方法防止了叶轮持续旋转，毛刷磨损过快，做到不通畅时清扫，通畅时停止的自行清洁目的。
70.上下浮动自洁式过滤方法是利用气体注入时的冲力，拉伸弹簧，结合弹簧自身收缩力，使其往复运动，带动毛刷球将内壁清洁，污垢掉落下方，使内壁保持渗透性。弹簧对不稳定气体反应灵敏，自洁效果好。
71.考虑自洁式部件的性能，过滤管内径在5cm～10cm为宜。
72.本发明公开了适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，该装置的安装整体见图3，根据图3，本发明装置主要包括耐压钢管、长环面过滤芯和自洁式部件，本发明装置上端口通过直接接头、高压球阀1、高压球阀2和法兰连接入口管线，并由高压球阀控制开关；下端侧面通过法兰连接出口管线并由高压球阀3、高压球阀4控制开关；下端另一侧面连接外排污管线并由高压针阀b控制开关；下端口连接内排污管线，并由高压针阀a控制开关。
73.工作流程参见图3，以地面注入氮气为例，日注气体5000nm3，在注气井口前端连接该装置，总高度1m，长环面过滤管高60cm，内径50mm，均匀1μm孔隙，壁厚3mm。耐压钢管内径70mm，设计注入压力不高于25mpa。安装与之配套的旋转自洁式部件或上下浮动自洁式部件。
74.进一步地，流程连接后，首先进行地面管线清扫工作，主要是清扫气体压缩机出口至过滤装置前的管线部分。打开高压球阀1前面的入口法兰，不低于5mpa气体吹扫，时间大于1小时。
75.进一步地，安装好入口法兰，并全部开启高压球阀，关闭高压针阀。
76.进一步地，正式注气，注气压力逐步升高，直至达到正常注入状态，压力平稳。密切观察注气初期的井口压力，若出现压力持续上升并憋压至最高压力25mpa时，则停止注入，检查过滤装置是否堵塞。
77.进一步地，出现堵塞或长期注气后，井口注气压力增幅较大，则需要进行过滤装置的检查、排污操作。停止注气，并关闭井口阀门，关闭全部高压球阀，之后气体压缩机排放压力。
78.进一步地，同时缓慢开启内排污口和外排污口的高压针阀a和高压针阀b。收集并检查排出物中固相颗粒等堵塞物的状态及数量。排空后，确认耐压钢管内已卸压。拆卸耐压钢管两端的法兰，抽出内部长环面过滤芯及自洁部件，仔细观察完好情况、磨损情况，观察
过滤芯内壁颗粒物分布情况。
79.进一步地，重新安装清理后(或更换)过滤芯(自洁部件)，紧固上下法兰。关闭高压针阀，之后开启高压球阀。再进行注气。
80.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述自洁式过滤装置包括耐压钢管、长环面过滤芯和自洁式部件，其中，所述长环面过滤芯在所述耐压钢管内部，所述自洁式部件在所述长环面过滤芯内部。2.根据权利要求1所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述耐压钢管外侧设有内排污口和外排污口，其中，所述内排污口在所述耐压钢管底部，且与所述长环面过滤芯内连通；所述外排污口在所述耐压钢管下方侧面，且与所述长环面过滤芯外侧环空连通。3.根据权利要求1所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述长环面过滤芯包括过滤管柱、两个连接端头和多个加强条，所述连接端头位于所述过滤管柱两端，所述多个加强条均与分布在所述过滤管柱外壁。4.根据权利要求3所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述连接端头内径大于过滤管柱内径；所述连接端头外壁包括多个o型圈槽，用于与耐压钢管内壁密封。5.根据权利要求3所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述加强条的长度与所述过滤管柱一致；所述加强条为不锈钢材质。6.根据权利要求3所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述过滤管柱为不锈钢材质，所述不锈钢材质是亚微米级颗粒经高温压制而成的；所述过滤管柱是具有微米级孔隙连通结构的渗透性管；所述过滤管柱内径为5cm～10cm。7.根据权利要求1所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述自洁式部件为旋转型或上下浮动型。8.根据权利要求7所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述旋转型自洁式部件包括通孔固定块、动力叶片、轴承杆、多个耐磨刷、轴承、通孔轴承架和压环，其中，所述轴承杆上端连接在所述通孔固定块下方，所述轴承杆底部穿过轴承，所述轴承在通孔轴承架内部；所述通孔轴承架底部通过压环与长环面过滤芯接触；所述通孔轴承架侧面通过o型圈槽与所述长环面过滤芯的内壁接触；所述动力叶片固定在所述轴承杆上端，所述多个耐磨刷均匀分布在所述轴承杆上并在所述动力叶片的下方。9.根据权利要求8所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，
所述多个耐磨毛刷一侧与长环面过滤芯的过滤管柱内壁接触；所述多个耐磨毛刷的清扫面积小于或等于内壁面积的1/3。10.根据权利要求8所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述通孔固定块为圆形块状；所述通孔固定块直径大于长环面过滤芯的过滤管柱内径且小于长环面过滤芯的连接端头内径；所述通孔固定块边缘均匀分布有多个通孔；所述通孔固定块侧面通过o型圈槽与长环面过滤芯的连接端头内壁密封连接。11.根据权利要求8所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述动力叶片的外端距过滤管内壁大于或等于1mm；所述动力叶片为钢制叶片。12.根据权利要求7所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，上下浮动型自洁式部件由孔眼支撑块、弹簧和毛刷球组成，其中，所述毛刷球通过弹簧连接在所述孔眼支撑块下方。13.根据权利要求12所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述孔眼支撑块为圆形块状，且直径小于长环面过滤芯的过滤管柱内径；所述孔眼支撑块边缘均匀分布有多个通孔；所述孔眼支撑块外侧通过o型圈槽与过滤管柱内壁密封接触。14.据权利要求12所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述毛刷球是硬橡胶材质的；所述毛刷球的中部是中空的，表面为耐磨塑料毛；所述毛刷球外径与过滤管柱内径一致。15.据权利要求12-14任一项所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述上下浮动型自洁式部件在环面过滤芯内部设置一个或多个。16.根据权利要求1所述的一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置，其特征在于，所述自洁式过滤装置安装在注气井口前端。17.一种适用于分散体系地面注入的旋转自洁式过滤方法，所述方法采用权利要求1-11任一所述的过滤装置，其特征在于，叶轮两侧的气流压差较小时，叶轮不旋转；叶轮两侧的气流压差较大时，叶轮旋转，带动毛刷清洗内壁；叶轮两侧的气流压差降低后，叶轮逐渐变慢直至停止。18.根据权利要求17所述的一种适用于分散体系地面注入的旋转自洁式过滤方法，其特征在于，
所述叶轮两侧的气流压差较大是由所述长环面过滤芯内部发生堵塞导致的。19.一种适用于分散体系地面注入的上下浮动自洁式过滤方法，所述方法采用权利要求1-7和1-15任一所述的过滤装置，其特征在于，气体注入时，当气体冲力大于弹簧拉力时，弹簧拉伸带动毛刷球向下运动；当气体冲力小于弹簧拉力时，弹簧收缩带动毛刷球向上运动。

技术总结
本发明公开了一种适用于分散体系地面注入的自洁式过滤装置及方法，该装置包括耐压钢管、长环面过滤芯和自洁式部件，其中，所述长环面过滤芯在所述耐压钢管内部，所述自洁式部件在所述长环面过滤芯内部。所述自洁式部件为旋转型或上下浮动型。本发明利用气体初期不稳定期的特点实现过滤管的自行清洁方法，叶轮旋转法和弹簧伸缩法。公开了叶轮旋转部件和弹簧伸缩部件，装置体积小，易于安装和操作。采用柱体环面式过滤方法，结合水气分散装置的特点设计过滤材料的性能参数。该方法较截面式过滤大幅提高了过滤面积，通管式结构使清理工作简单易行。该方法有助于水气分散体系驱油技术的顺利应用。应用。应用。


技术研发人员：陈兴隆 伍家忠 吕伟 韩海水 陈威武 钱禹辰
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2023/7/13