CN104563966B - 电动潜油离心泵自动清蜡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动潜油离心泵自动清蜡器，属于油田开发工具领域。所述自动清蜡器包括顺序安装在所述举升管柱内的上换向节、本体及下换向节，所述本体可相对所述举升管柱上下移动，所述本体用于清除所述蜡，所述上换向节及所述下换向节用于限制所述本体的上下移动距离以及用于所述本体换向。本发明通过合理利用举升油管柱内所具有流量高、流速稳的条件，再发挥液流的上推力或金属自重的下沉力的特性，通过上述结构，使得本体在举升管柱内自动上下移动，从而刮掉管内壁新聚结蜡，因此本发明能够实现电动潜油离心泵上举升管柱内的自动清蜡，由于本发明是机械清蜡，故此使用本发明成本低，不会污染空气，且操作方便。

Description

电动潜油离心泵自动清蜡器

技术领域

本发明涉及油田开发工具领域，特别涉及一种电动潜油离心泵自动清蜡器。

背景技术

现国内油田在开发生产中，5％左右的油井是采用电动潜油离心泵举升方式采油。由于该抽油方式排量大、且适应深斜井举升，所以在国内油田开发中得到很好的应用，应用比例也不断增加。

但由于含蜡油井举升管柱易结蜡，如不定期清蜡则会造成液流通道变小，泵的出口回压不断增加，不但影响油井产油量，还增加日能(电)耗，甚至还会造成机组过载，致使潜油电机烧、电缆绝缘击穿而检泵作业。各油田为解决以上问题一般采用化学清蜡。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

化学清蜡成本高，污染空气，给现场操作人带来不便。

发明内容

为了解决现有技术化学清蜡存在的问题，本发明实施例提供了一种电动潜油离心泵自动清蜡器，能够与电动潜油离心泵举升配套的清蜡工具，实现电动潜油离心泵上举升管柱内的自动清蜡。所述技术方案如下：

一种电动潜油离心泵自动清蜡器，用于清除举升管柱内壁的蜡，所述电动潜油离心泵自动清蜡器包括上换向节、本体及下换向节，所述上换向节、所述本体及所述下换向节按照由上至下的顺序安装在所述举升管柱内，所述本体可相对所述举升管柱上下移动，所述本体用于清除所述蜡，所述上换向节及所述下换向节用于限制所述本体的上下移动距离以及用于所述本体换向，

所述本体包括中心控制轴、上支架、下支架、活动叶片及刮蜡片，

所述中心控制轴用于安装所述上支架、所述活动叶片及所述下支架，

所述上支架及所述下支架分别安装在所述中心控制轴的上部和下部，所述上支架与所述下支架共同用于支撑和固定所述刮蜡片，

所述活动叶片安装在所述中心控制轴上，且所述活动叶片设置在所述上支架及所述下支架之间，所述活动叶片可相所述中心控制轴移动，

通过所述中心控制轴与所述上换向节配合或所述中心控制轴与所述下换向节配合实现所述活动叶片方向的改变，

所述刮蜡片套在所述上支架与所述下支架的外部，所述刮蜡片用于清除蜡。

可选地，所述中心控制轴整体为等径长实轴，所述中心控制轴两端设有圆头，所述中心控制轴由所述两端圆头向中部移动等同距离处各设有一个径向通孔，所述两个径向通孔内顺次安装着限位珠、弹簧及限位珠，所述中心控制轴由所述两个径向通孔再向里移动等同距离设有导向滑轨长槽，所述导向滑轨长槽用于控制所述活动叶片偏转，所述导向滑轨长槽按照上竖下斜设置，所述导向滑轨长槽上半部分与所述中心控制轴的轴心线平行，所述导向滑轨长槽下半部分相对所述导向滑轨长槽上半部分顺时针旋转45度而成。

可选地，所述上支架及所述下支架均包括轴套及四个长圆柱，

所述轴套套在所述中心控制轴上，所述轴套内径面上设有上下两道凹型限位槽，所述两道凹型限位槽均与所述中心控制轴外径间隙配合，

所述四个长圆柱相对所述轴套周向均布，且所述四个长圆柱与所述轴套固定连接。

可选地，所述刮蜡片两端设有端部凹型，所述刮蜡片中部设有中部凹型，所述刮蜡片上部及下部各设有四个刮蜡片通孔，所述四个刮蜡片通孔与所述四个长圆柱相配。

可选地，所述活动叶片包括两个活动叶片轴套、四个叶片及八个小支轴，

所述两个活动叶片轴套套在所述中心控制轴上，所述两个活动叶片轴套的内径均与所述中心控制轴的外径间隙配合，所述两个活动叶片轴套中的每个活动叶片轴套中间均设四个径向小通孔，所述径向小通孔均用于配装所述小支轴，

所述叶片整体为长月牙型，所述叶片两端各设有一个径向长孔，所述径向长孔用于配装所述小支轴，

所述小支轴用于连接所述叶片与所述活动叶片轴套，所述小支轴用于控制所述叶片活动倾斜。

可选地，所述小支轴整体为T型，所述小支轴一端为凸台另一端为圆柱，所述凸台嵌入所述导向滑轨长槽，所述圆柱端穿过所述径向小通孔并伸入所述径向长孔内。

可选地，所述上换向节及所述下换向节均包括外壳、换向柱及锁母，所述换向柱及所述锁母设置在所述外壳内。

可选地，所述外壳是一个带有标准油管母扣和公扣的短节，所述外壳内径同所述标准油管内径相同，所述外壳内径中部设有普通螺纹丝扣，所述普通螺纹丝扣下端设有一台阶，所述换向柱座在所述台阶上并通过所述锁母锁紧固定位置。

可选地，所述换向柱包括圆头小立柱及四个固定筋，所述圆头小立柱设置在所述换向柱中心，所述圆头小立柱同所述中心控制轴的外径相同，所述四个固定筋均布在所述圆头小立柱外壁上，且所述四个固定筋呈十字型。

可选地，所述上换向节、所述本体及所述下换向节均采用金属制成。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明合理利用举升油管柱内所具有流量高、流速稳的条件，再发挥液流的上推力或金属自重的下沉力的特性，本发明通过采用包括上换向节、本体及下换向节的结构，使得本体在举升管柱内自动上下移动，从而刮掉管内壁新聚结蜡，因此本发明实现电动潜油离心泵上举升管柱内的自动清蜡，由于本发明是机械清蜡，故此使用本发明成本低，不会污染空气，且操作方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的电动潜油离心泵自动清蜡器的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的中心控制轴、限位珠及弹簧的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的导向滑轨长槽的展开图；

图4是本发明实施例提供的上支架、下支架及刮蜡片安装在一起的结构示意图；

图5是图1中A的放大图；

图6是本发明实施例提供的叶片及小支轴的结构示意图。

图中各符号表示含义如下：

1 本体，

10 中心控制轴，

11 圆头，12 径向通孔， 13 限位珠，14 弹簧，15 导向滑轨长槽，

20 上支架，

21 轴套，211 凹型限位槽，

22 长圆柱，

30 刮蜡片，

31 端部凹型，32 刮蜡片通孔，33 中部凹型，

40 活动叶片，

41 活动叶片轴套，411 径向小通孔，

42 叶片，421 径向长孔，

43 小支轴，431 凸台，432 圆柱，

50 下支架，

6 下换向节，

61 外壳，611 母扣，612 公扣，613 台阶，

62 换向柱，621 圆头小立柱，622 固定筋，

63 锁母，

7 上换向节。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种电动潜油离心泵自动清蜡器，用于清除举升管柱内壁的蜡，所述电动潜油离心泵自动清蜡器包括上换向节7、本体1及下换向节6，所述上换向节7、所述本体1及所述下换向节6按照由上至下的顺序安装在所述举升管柱内，所述本体1可相对所述举升管柱上下移动，所述本体1用于清除所述蜡，所述上换向节7及所述下换向节6用于限制所述本体1的上下移动距离以及用于所述本体1换向，

所述本体1包括中心控制轴10、上支架20、下支架50、活动叶片40及刮蜡片30，

所述中心控制轴10用于安装所述上支架20、所述活动叶片40及所述下支架50，

所述上支架20及所述下支架50分别安装在所述中心控制轴10的上部和下部，所述上支架20与所述下支架50共同用于支撑和固定所述刮蜡片30，

所述活动叶片40安装在所述中心控制轴10上，且所述活动叶片40设置在所述上支架20及所述下支架50之间，所述活动叶片40可相所述中心控制轴10移动，

通过所述中心控制轴10与所述上换向节7配合或所述中心控制轴10与所述下换向节6配合实现所述活动叶片40方向的改变，

所述刮蜡片30套在所述上支架20与所述下支架50的外部，所述刮蜡片30用于清除蜡。

本发明合理的利用电动潜油离心泵工作时，整趟举升管柱内产液量较高即举升力大、流速均匀即作用力平衡、管柱内壁尺寸统一和金属装置密度高即金属装置在液体中下沉的特性条件，通过控制所述本体1，使举升管柱内产液流对所述本体1产生推力，所述本体1需要上移时就有上推力，需要下沉时上推力消除靠所述本体1高密度开始下沉，实现所述本体1在举升管柱内在产液作用下自动上下移动，刮掉管内壁新聚结蜡，从而实现电动潜油离心泵上举升管柱内的自动清蜡，实现电动潜油离心泵上原油在举升管柱内畅通流动的目的。由于本发明是机械清蜡，故此使用本发明成本低，不会污染空气，且操作方便。

本发明还具有提高油井产量、降低能耗、延长检泵周期的效果。

可选地，如图2所示，所述中心控制轴10整体为等径长实轴，所述中心控制轴10两端设有圆头11，所述中心控制轴10由所述两端圆头11向中部移动等同距离处各设有一个径向通孔12，所述两个径向通孔12内顺次安装着限位珠13、弹簧14及限位珠13，所述中心控制轴10由所述两个径向通孔12再向里移动等同距离设有导向滑轨长槽15，所述导向滑轨长槽15用于控制所述活动叶片40偏转，如图3所示，所述导向滑轨长槽15按照上竖下斜设置，所述导向滑轨长槽15上半部分与所述中心控制轴10的轴心线平行，所述导向滑轨长槽15下半部分相对所述导向滑轨长槽15上半部分顺时针旋转45度而成。

可选地，如图4所示，所述上支架20及所述下支架50均包括轴套21及四个长圆柱22，

所述轴套21套在所述中心控制轴10上，所述轴套21内径面上设有上下两道凹型限位槽211，所述两道凹型限位槽211均与所述中心控制轴10外径间隙配合，

所述四个长圆柱22相对所述轴套21周向均布，且所述四个长圆柱22与所述轴套21固定连接。

具体地，本实施例中，所述四个长圆柱22与所述轴套21通过卯焊连接。

所述两道凹型限位槽211与所述中心控制轴10的径向通孔12内安装地限位珠13、弹簧14及限位珠13相配合。

可选地，如图4所示，所述刮蜡片30两端设有端部凹型31，所述刮蜡片30中部设有中部凹型33，所述刮蜡片30上部及下部各设有四个刮蜡片通孔32，所述四个刮蜡片通孔32与所述四个长圆柱22相配。

具体地，本实施例中，刮蜡片30是用外径比举升管柱内径小2个毫米且厚度为4个毫米的薄壁合金钢管铣成，刮蜡片30两端铣成端部凹型31，刮蜡片30向里一段各设有同上支架20及下支架50配装的四个均布与中心线垂直的刮蜡片30通孔，刮蜡片30中部两边各铣成中部凹型33，通过中部凹型33减轻重量及防卡。

可选地，如图5所示，所述活动叶片40包括两个活动叶片轴套41、四个叶片42及八个小支轴43，

所述两个活动叶片轴套41套在所述中心控制轴10上，所述两个活动叶片轴套41的内径均与所述中心控制轴10的外径间隙配合，所述两个活动叶片轴套41中的每个活动叶片轴套41中间均设四个径向小通孔411，所述径向小通孔411均用于配装所述小支轴43，

所述叶片42整体为长月牙型，所述叶片42两端各设有一个径向长孔421，所述径向长孔421用于配装所述小支轴43，

所述小支轴43用于连接所述叶片42与所述活动叶片轴套41，所述小支轴43用于控制所述叶片42活动倾斜。

具体地，如图6所示，所述叶片42是用不锈钢板加工成的长月牙型，所述叶片42两端向里各移动叶片42长度的1/4处各设有一个为配装小支轴43而用的径向长孔421。本发明采用上述结构具有结构设计合理的优点。

可选地，如图6所示，所述小支轴43整体为T型，所述小支轴43一端为凸台431另一端为圆柱432，所述凸台431嵌入所述导向滑轨长槽15，所述圆柱432端穿过所述径向小通孔411并伸入所述径向长孔421内。

所述凸台431卡在所述活动叶片轴套41内壁上，故所述小支轴43是活动叶片40与所述活动叶片轴套41连接固定支架，同时凸台431还嵌入所述导向滑轨长槽15里，因此，小支轴43也是控制叶片42活动倾斜的操控杆，此外，所述凸台431在封闭的导向滑轨长槽15里上下移动，因此，所述小支轴43还是所述中心控制轴10上下移动的限位销。

具体地，本实施例中，小支轴43采用用合金圆钢加工而成。

可选地，如图1所示，所述上换向节7及所述下换向节6均包括外壳61、换向柱62及锁母63，所述换向柱62及所述锁母63设置在所述外壳61内。

可选地，如图1所示，所述外壳61是一个带有标准油管母扣611和公扣612的短节，所述外壳61内径同所述标准油管内径相同，所述外壳内径中部设有普通螺纹丝扣，所述普通螺纹丝扣下端设有一台阶613，所述换向柱62座在所述台阶613上并通过所述锁母63锁紧固定位置。

具体地，如图1所示，所述外壳61是一个带有标准21/2油管母扣611和公扣612的短节，通过上述结构使其易于与举升管柱连接，所述外壳61内径同21/2油管内径相同。

可选地，如图1所示，所述换向柱62包括圆头小立柱621及四个固定筋622，所述圆头小立柱621设置在所述换向柱62中心，所述圆头小立柱621同所述中心控制轴10的外径相同，所述四个固定筋622均布在所述圆头小立柱621外壁上，且所述四个固定筋622呈十字型。

可选地，所述上换向节7、所述本体1及所述下换向节6均采用金属制成。

本发明的工作过程如下：

参见图1所示，油田某口油井当作业要下电动潜油离心泵举升方式完井管柱前，先用∮60通管规在地面对所下入井油管进行全部通管工序，对通管规通不过的油管进行更换。更换后按原设计下完井举升管柱下部的电泵机组。当下该井最低结蜡点(垂直深度850-650米)所对应举升管柱深度位置上，把所述下换向节6接到举升管柱下入井内后，再继续下举升管柱，当下到剩余一根油管时，把所述本体1放入举升管柱内，放入前要把所述本体1中的所述活动叶片40上的小支轴43推入中心控制轴10的导向轨道长槽的竖槽位置，再安装所述上换向节7，最后接上剩余的一根油管和油管挂下入井内，座井口采油树。试压合格和地面各项开井准备工作完成后开始启泵生产。当井下电潜泵工作时，地层液体通过加压后在举升管柱内部上升，当上升到下换向节6时，此时由于所述本体1在自身重力作用下沉撞击下换向节6后，所述中心控制轴10相对上移，而至使所述小支轴43进入导向轨道长槽的45度斜槽位置，此时叶片42与中心线形成30-45度角，对地层液流造成涡流，本发明本体1内共设有四个叶片42，四个叶片42统一摆动，制使该处流道受阻，泵液举升到时受阻形成压差，地层液举升压力增加(本体1上下压差0.05MPa)后，所述本体1在压差驱动下开始自动上移。由于手术本体1上的刮蜡片3的外径比举升管柱内径小1-2毫米，几乎贴在举升管柱的管壁上，所以自动清蜡器向上移动过程也是刮蜡片30刮掉管内壁上的新结蜡过程。所以所述本体1上移过程也是清(刮)蜡过程，当自动清蜡器本体1在井下油管内被举升液推到上换向节7时，所述中心控制轴10上端撞击上换向节7的中心圆头小立柱621后，中心控制轴10同刮蜡片30和活动叶片40的位置改变，中心控制轴10下移，此时四个活动叶片40的小支轴43在中心控制轴10的导向轨道长槽里退出45度斜槽而回到竖槽的位置，使整个四个叶片42在油管内与举升液流形成平行的状态，地层液流过畅通，本体1上下压差消失，此时本体1在自身重量作用下开始下沉。当本体1下沉至下换向节6时，中心控制轴10的下端又撞击下换向节6的中心圆头小立柱621后四个叶片42在中心控制轴10上统一摆动，在油管内又形成小于45度大于30度的角度状态，对液流又形成涡流，造成本体1上下压差，又进行新一次的推动上移刮蜡。只要井下电泵不停止工作，本体1就在井下油管内不停的上移刮蜡换向下沉换向刮蜡。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。

Claims (9)

1.一种电动潜油离心泵自动清蜡器，用于清除举升管柱内壁的蜡，其特征在于，所述电动潜油离心泵自动清蜡器包括上换向节、本体及下换向节，所述上换向节、所述本体及所述下换向节按照由上至下的顺序安装在所述举升管柱内，所述本体可相对所述举升管柱上下移动，所述本体用于清除所述蜡，所述上换向节及所述下换向节用于限制所述本体的上下移动距离以及用于所述本体换向，

所述本体包括中心控制轴、上支架、下支架、活动叶片及刮蜡片，

所述中心控制轴用于安装所述上支架、所述活动叶片及所述下支架，

所述上支架及所述下支架分别安装在所述中心控制轴的上部和下部，所述上支架与所述下支架共同用于支撑和固定所述刮蜡片，

所述活动叶片安装在所述中心控制轴上，且所述活动叶片设置在所述上支架及所述下支架之间，所述活动叶片可向所述中心控制轴移动，

通过所述中心控制轴与所述上换向节配合或所述中心控制轴与所述下换向节配合实现所述活动叶片方向的改变，

所述刮蜡片套在所述上支架与所述下支架的外部，所述刮蜡片用于清除蜡，

所述中心控制轴整体为等径长实轴，所述中心控制轴两端设有圆头，所述中心控制轴由所述两端圆头向中部移动等同距离处各设有一个径向通孔，所述两个径向通孔内顺次安装着限位珠、弹簧及限位珠，所述中心控制轴由所述两个径向通孔再向里移动等同距离设有导向滑轨长槽，所述导向滑轨长槽用于控制所述活动叶片偏转，所述导向滑轨长槽按照上竖下斜设置，所述导向滑轨长槽上半部分与所述中心控制轴的轴心线平行，所述导向滑轨长槽下半部分相对所述导向滑轨长槽上半部分顺时针旋转45度而成。

2.根据权利要求1所述的电动潜油离心泵自动清蜡器，其特征在于，所述上支架及所述下支架均包括轴套及四个长圆柱，

所述轴套套在所述中心控制轴上，所述轴套内径面上设有上下两道凹型限位槽，所述两道凹型限位槽均与所述中心控制轴外径间隙配合，

所述四个长圆柱相对所述轴套周向均布，且所述四个长圆柱与所述轴套固定连接。

3.根据权利要求2所述的电动潜油离心泵自动清蜡器，其特征在于，所述刮蜡片两端设有端部凹型，所述刮蜡片中部设有中部凹型，所述刮蜡片上部及下部各设有四个刮蜡片通孔，所述四个刮蜡片通孔与所述四个长圆柱相配。

4.根据权利要求3所述的电动潜油离心泵自动清蜡器，其特征在于，所述活动叶片包括两个活动叶片轴套、四个叶片及八个小支轴，

所述两个活动叶片轴套套在所述中心控制轴上，所述两个活动叶片轴套的内径均与所述中心控制轴的外径间隙配合，所述两个活动叶片轴套中的每个活动叶片轴套中间均设四个径向小通孔，所述径向小通孔均用于配装所述小支轴，

所述叶片整体为长月牙型，所述叶片两端各设有一个径向长孔，所述径向长孔用于配装所述小支轴，

所述小支轴用于连接所述叶片与所述活动叶片轴套，所述小支轴用于控制所述叶片活动倾斜。

5.根据权利要求4所述的电动潜油离心泵自动清蜡器，其特征在于，所述小支轴整体为T型，所述小支轴一端为凸台另一端为圆柱，所述凸台嵌入所述导向滑轨长槽，所述圆柱端穿过所述径向小通孔并伸入所述径向长孔内。

6.根据权利要求1所述的电动潜油离心泵自动清蜡器，其特征在于，所述上换向节及所述下换向节均包括外壳、换向柱及锁母，所述换向柱及所述锁母设置在所述外壳内。

7.根据权利要求6所述的电动潜油离心泵自动清蜡器，其特征在于，所述外壳是一个带有标准油管母扣和公扣的短节，所述外壳内径同所述标准油管内径相同，所述外壳内径中部设有普通螺纹丝扣，所述普通螺纹丝扣下端设有一台阶，所述换向柱座在所述台阶上并通过所述锁母锁紧固定位置。

8.根据权利要求7所述的电动潜油离心泵自动清蜡器，其特征在于，所述换向柱包括圆头小立柱及四个固定筋，所述圆头小立柱设置在所述换向柱中心，所述圆头小立柱同所述中心控制轴的外径相同，所述四个固定筋均布在所述圆头小立柱外壁上，且所述四个固定筋呈十字型。

9.根据权利要求1-8任一项权利要求所述的电动潜油离心泵自动清蜡器，其特征在于，所述上换向节、所述本体及所述下换向节均采用金属制成。