CN103334919B - 三通道防砂固定阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油开采机械装置领域内的三通道防砂固定阀，包括阀体，阀体上端内外侧分别设有可与泵筒相连的内螺纹和可与泵壳相连的外螺纹，阀体中心设有一盲孔，盲孔内固定设置有阀座，位于阀座上侧设有阀球，阀体上位于阀球下方设有进液通道，阀球上方设有防砂阀罩，阀体下端连接有内沉砂管，阀体内位于防砂阀罩的外侧设有连通内沉砂管的内沉砂通道，内沉砂通道位于内螺纹内侧和盲孔之间；阀体下端还连接有外沉砂管，外沉砂管套置于内沉砂管外，外沉砂管和内沉砂管之间留有间隙，外沉砂管下端设有丝堵，阀体上端面上并位于内螺纹和外螺纹之间设有外沉砂通道接通外沉砂管。本发明采用内外双层尾管沉砂结构，提高了防砂效果。

Description

三通道防砂固定阀

技术领域

本发明涉及一种石油开采机械装备，特别涉及一种与抽油泵配合使用的防砂阀。

背景技术

有杆泵采油是当前国内外应用较为广泛的机械采油技术之一，有资料表明目前世界上88%的油井采用有杆泵抽油，因此抽油泵采油在油田开发中有着举足轻重的作用。目前油田使用的大部分抽油泵为管式泵，固定阀直接连接在抽油泵的泵筒底部。在油井作业过程中，尽管油管与抽油杆在下井前已用蒸汽刺洗干净，仍然不可避免井场上的泥砂和杂物随油管和抽油杆掉入油管内，逐步沉积在固定阀上，堵塞阀球与进液通道，造成固定阀失灵；另外对于出砂的油井，抽油泵抽汲过程中，泵上油管内的砂、垢等杂物下沉至固定阀罩内堵塞阀球。当油井出砂严重时甚至出现柱塞和游动阀被砂埋的现象，缩短抽油泵使用寿命，影响油井生产，增加油井维护费用。

为了有效解决抽油泵砂垢卡的现象，各大油田相继研制了长柱塞抽油泵、抽油泵沉砂防埋固定阀、防卡固定阀、抽油泵防渣固定阀等。例如，现有技术中，有一种抽油泵沉砂防埋固定阀，公开号为CN2589666Y，公开日为2003年12月3日，其主要由泵筒下接头、外管接头、阀体、阀球、阀座、沉砂筒接头、筛网套、接箍、尾管、防砂帽组成，阀体上端有一锥面，侧面径向开设有一个或多个锥形孔，阀体、阀球、阀座安装于沉砂筒接头上部并悬空，沉砂筒下部通过接箍与尾管相连，尾管下端安装有一个防砂帽。该装置通过泵筒下接头连接在抽油泵下端。工作时，油中的砂通过沉砂筒接头进入尾管内，尾管起沉砂作用。该抽油泵沉砂防埋固定阀在一定程度上起到防砂、沉砂作用，但由于受自身结构限制，产生了如部分防砂泵沉砂空间不够和防砂措施不够全面等新问题，造成上游动阀和固定阀处易砂卡、砂埋、长柱塞易砂卡或拉槽，缩短了泵的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种三通道防砂固定阀，使其不仅能保持自身及游动阀工作可靠，不会被砂埋，同时还可保证泵筒、泵壳内均不会有砂堵，以保证抽油工作顺利进行。

本发明的目的是这样实现的：一种三通道防砂固定阀，包括阀体，阀体上端内外侧分别设有可与泵筒相连的内螺纹和可与泵壳相连的外螺纹，阀体中心设有一盲孔，所述盲孔内固定设置有阀座，位于阀座上侧设有与阀座相配合的阀球，阀体上位于阀球下方设有接通阀体外侧和盲孔内腔的进液通道，阀球上方设有防砂阀罩，阀体下端连接有内沉砂管，所述阀体内位于防砂阀罩的外侧设有连通内沉砂管的内沉砂通道，内沉砂通道位于所述内螺纹内侧和盲孔之间；所述阀体下端还连接有外沉砂管，所述外沉砂管套置于内沉砂管外，外沉砂管和内沉砂管之间留有间隙，外沉砂管下端设有丝堵，阀体上端面上并位于所述内螺纹和外螺纹之间设有外沉砂通道接通外沉砂管。

使用时，该装置通过阀体上端的外螺纹与泵壳连接，通过内螺纹与泵筒连接，整个装置随油管下入指定的位置。当抽油泵上行程时，阀球打开，油液进入泵筒；抽油泵下行程时，阀球落入阀座，关闭进液通道；完成一次抽油泵的往复运动，在泵的往复工作中，沉积在泵壳与泵筒环形空间内的砂、垢沿外沉砂通道进入到外沉砂管中，沉积在固定阀罩外的泥砂、垢沿内沉砂通道进入到内沉砂管中。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：其具有内外两个沉砂管，不仅沉积在固定阀罩外的砂、垢可以被导入到内沉砂管中，同时，在泵筒和泵壳之间的砂垢也能被导入外沉砂管内，可避免阀体内腔沉砂、积垢，减少砂埋的影响，提高抽油作业的效率，延长修井间隔时间。内外沉砂管可根据油井出砂情况通过添加尾管长度来增加沉砂空间，适应不同出砂井的需要。

为进一步减少进液中携带的砂、垢，所述阀体外侧固定设置有进液筛管，进液筛管的上端与阀体螺纹连接，进液筛管下端贴靠在外沉砂管外设置的台阶的上端面上，所述进液筛管表面设置有筛网，所述进液通道向外向下倾斜设置，进液通道的进口位置与进液筛管上部位置相对应。筛网可以阻挡砂进入进液通道内，进液通道位置使得在筛网内外侧的砂均有足够的沉降机会进行沉降，能够进入进液通道的砂大大减少。

作为该技术方案的进一步改进，可以外径的变化使得进液筛管内侧与阀体、外沉砂管之间所形成的环形间隙由下向上逐级减小。

作为该技术方案的进一步改进，所述筛网上密布有若干进液孔，所述进液孔采用外窄内宽结构。外窄内宽的结构使砂粒不会堵塞在进液孔内，砂粒易于脱落，具有自清作用。

为保证阀球工作更加可靠，所述防砂阀罩螺纹连接在盲孔内，防砂阀罩的上部设有伞状的膨大部，伞状膨大部下侧设有出液通道，出液通道向外向下倾斜设置，内沉砂通道的上口位于出液通道的外侧下方。伞状膨大部和出液通道的设置，使得泵筒内的砂可以直接落入内沉砂管内，而不至于回流到阀球和阀座之间。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

其中，1阀体、2防砂阀罩、3阀球、4阀座、5内沉砂管、6进液筛管、7外沉砂管、8丝堵、9泵壳，10游动阀，11泵筒、a外沉砂通道、b内沉砂通道、c进液通道、d环形间隙、e出液通道，f台阶。

具体实施方式

如图1所示，为三通道防砂固定阀，其阀体1上端内外侧分别设有可与泵筒11相连的内螺纹和可与泵壳9相连的外螺纹，阀体1中心设有一盲孔，盲孔内固定设置有阀座4，位于阀座4上侧设有与阀座4相配合的阀球3，阀体1上位于阀球3下方设有接通阀体1外侧和盲孔内腔的进液通道c，阀球3上方设有防砂阀罩2，阀体1下端连接有内沉砂管5，阀体1内位于防砂阀罩2的外侧设有连通内沉砂管5的内沉砂通道b，内沉砂通道b位于内螺纹内侧和盲孔之间；阀体1下端还连接有外沉砂管7，外沉砂管7套置于内沉砂管5外，外沉砂管7和内沉砂管5之间留有间隙，外沉砂管7下端设有丝堵8，阀体1上端面上并位于内螺纹和外螺纹之间设有外沉砂通道a接通外沉砂管7。

阀体1外侧固定设置有进液筛管6，进液筛管6的上端与阀体1螺纹连接，进液筛管6下端贴靠在外沉砂管7外设置的台阶f的上端面上，进液筛管6表面设置有筛网，进液通道c向外向下倾斜设置，进液通道c的进口位置与进液筛管6上部位置相对应。进液筛管6内侧与阀体1、外沉砂管7之间所形成的环形间隙d由下向上逐级减小。筛网上密布有若干进液孔，进液孔采用外窄内宽结构，具有自清作用。

防砂阀罩2螺纹连接在盲孔内，防砂阀罩2的上部设有伞状的膨大部，伞状膨大部下侧设有出液通道e，出液通道e向外向下倾斜设置，内沉砂通道b的上口位于出液通道e的外侧下方。

工作时，阀体1上端的外螺纹与泵壳9连接，内螺纹与泵筒11连接，随油管下入指定的位置。抽油泵上行程时，柱塞在抽油杆的带动下上行，柱塞下方泵腔体积增大，压力下降，游动阀10在油管液柱压力作用下关闭，三通道固定阀的阀球在油套环空液柱压力的作用下打开，油套环空的井液经进液筛管6、进液通道c、出液通道e进入泵筒11内。抽油泵下行程时，柱塞在抽油杆的带动下下行，柱塞下方泵腔体积减小，压力增大，阀球3在自身重力和腔室压力的作用下关闭，游动阀10在腔室压力的作用下打开，向上排油。在泵的往复工作中，沉积在泵壳9与泵筒11环形空间的砂、垢沿外沉砂通道a进入到外沉砂管7中，沉积在固定阀罩的泥砂、垢沿内沉砂管5通道进入到内沉砂管5中。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种三通道防砂固定阀，包括阀体，阀体上端内外侧分别设有可与泵筒相连的内螺纹和可与泵壳相连的外螺纹，阀体中心设有一盲孔，所述盲孔内固定设置有阀座，位于阀座上侧设有与阀座相配合的阀球，阀体上位于阀球下方设有接通阀体外侧和盲孔内腔的进液通道，阀球上方设有防砂阀罩，阀体下端连接有内沉砂管，所述阀体内位于防砂阀罩的外侧设有连通内沉砂管的内沉砂通道，其特征在于：内沉砂通道位于所述内螺纹内侧和盲孔之间；所述阀体下端还连接有外沉砂管，所述外沉砂管套置于内沉砂管外，外沉砂管和内沉砂管之间留有间隙，外沉砂管下端设有丝堵，阀体上端面上并位于所述内螺纹和外螺纹之间设有外沉砂通道接通外沉砂管。

2.根据权利要求1所述的三通道防砂固定阀，其特征在于：所述阀体外侧固定设置有进液筛管，进液筛管的上端与阀体螺纹连接，进液筛管下端贴靠在外沉砂管外设置的台阶的上端面上，所述进液筛管表面设置有筛网，所述进液通道向外向下倾斜设置，进液通道的进口位置与进液筛管上部位置相对应。

3.根据权利要求2所述的三通道防砂固定阀，其特征在于：进液筛管内侧与阀体、外沉砂管之间所形成的环形间隙由下向上逐级减小。

4.根据权利要求2或3所述的三通道防砂固定阀，其特征在于：所述筛网上密布有若干进液孔，所述进液孔采用外窄内宽结构。

5.根据权利要求1-3任一项所述的三通道防砂固定阀，其特征在于：所述防砂阀罩螺纹连接在盲孔内，防砂阀罩的上部设有伞状的膨大部，伞状膨大部下侧设有出液通道，出液通道向外向下倾斜设置，内沉砂通道的上口位于出液通道的外侧下方。