CN104695901B - 机械式泄油器及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明机械式泄油器涉及一种用于石油开采的装置，特别是涉及一种用于采油井油管泄油的泄油器及其使用方法。其目的是为了提供一种能保证稳定、可靠性高、泄油简单、不伤及套管、不发生硬卡、不易误开、适合有杆采油的油井的机械式泄油器及其使用方法。本发明机械式泄油器的泄油阀体(1)设有两轴向贯通的扇形通孔(12)，所述凸台和卡塞(21)之间为阀芯(2)与阀孔(10)形成的空腔，泄油阀体(1)径向开设有泄油孔(11)与所述空腔连通。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于石油开采的装置，特别是涉及一种用于采油井油管泄油的泄油器及其使用方法。
背景技术
在石油开采的过程中，油管需要深入地下几百米甚至几千米深的油井进行开采。油管是一节一节串联连接的，抽油泵一般放在油管的底部，抽油泵尾端连接尾管，抽油泵将原油举升到地面，实现开采地下原油。
当需要检修油管、抽油泵、抽油杆等井下抽油设备时，需要将油管提起，并将串联的油管组逐节拆卸。在拆卸过程中很可能造成油管里承载的原油误撒入地面，不仅造成了资源的浪费，更造成了环境的污染。
以往解决此类问题，常见形式是在油管上设置泄油器，泄油器将油管里的油在需要的时候排泄回油井，再将油管提起，逐节拆卸，然后检修油泵、油管、抽油杆等井下抽油设备。
传统的泄油器通常有投棒式泄油器、旋转式泄油器和内控式泄油器，其中投棒式泄油器在抽油杆脱落时无法投棒泄油。旋转式泄油器需要锚定在套管内，实现上下旋转相对运动，但锚定装置会损伤套管，同时也很容易发生硬卡死，无法解卡的现象，内控式开关泄油器很容易误开，同时抽油杆断脱时，无法操作开关泄油。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能保证稳定、可靠性高、泄油简单、不伤及套管、不发生硬卡、不易误开、适合有杆采油的油井的机械式泄油器及其使用方法。
本发明机械式泄油器，包括泄油阀体、阀芯、导套、阀杆螺帽和弹簧。所述泄油阀体的上端与上油管接箍密封连接，上油管接箍与接管固定连接，接管上侧固定泵筒，接管内径大于泵筒内径，泵筒内设有抽油泵柱塞，抽油泵柱塞轴向长度小于接管的轴向长度，泄油阀体的下端与下油管接箍密封固定。所述泄油阀体设有两轴向贯通的扇形通孔，两扇形通孔外弧边的圆心位于泄油阀体的轴线上，泄油阀体轴向开设有阀孔。所述阀孔的台阶孔小孔内设有阀芯，阀芯底部设有卡塞，阀芯中部设有凸台。所述凸台和卡塞之间为阀芯与阀孔形成的空腔，泄油阀体径向开设有泄油孔与所述空腔连通，凸台的上部同轴设有阀杆，阀杆外套装有导套，阀杆上部与阀杆螺帽螺纹固定。所述阀杆螺帽的杆部的下端与凸台上端之间卡接所述导套，阀杆螺帽的螺帽部的下端与阀孔的台阶面之间设有弹簧。
本发明机械式泄油器，其中所述接管与泵筒为一体式结构。
本发明机械式泄油器，其中所述泄油阀体安装在接管内部的下端，泄油孔包括第一盲孔、第二盲孔和连通孔，泄油阀体的内部在阀芯与泄油阀体形成的空腔上径向开设有第一盲孔，泄油阀体的外部在无密封圈位置径向开设有第二盲孔，第一盲孔和第二盲孔通过连通孔连通，接管正对第二盲孔位置开设有管孔，泄油时，油依次通过泄油孔、管孔流出接管外。
本发明机械式泄油器，其中所述上油管接箍与泵筒固定连接，泵筒为内部为上小下大的台阶孔，泵筒的台阶孔小孔内径与抽油泵柱塞外径相同，泵筒的台阶孔大孔内径大于抽油泵柱塞外径，且其轴向长度大于抽油泵柱塞轴向长度。
本发明机械式泄油器，其中所述泄油阀体中心的阀孔的下端开口为一倒角口，卡塞为圆柱体形状，当卡塞在最高位置时，卡塞与阀孔的倒角面相贴合，阀孔的倒角线与轴向的夹角为0°-90°，在0、90°时阀孔为直口，在0°、90°时，形成面接触硬密封。
本发明机械式泄油器的使用方法，包括如下步骤：
A、将抽油杆向下放至最低位置，抽油泵柱塞向下压阀杆螺帽，卡塞向下移动；
B、待上侧接管中的油全部从泄油孔泄出时，将抽油杆向上提回原位置。
本发明机械式泄油器与现有技术不同之处在于本发明机械式泄油器通过泄油阀体弹簧将卡塞与阀孔卡紧，在需要泄油时，用抽油泵柱塞将阀杆螺帽向下顶，卡塞向下移动。上侧接管的油顺扇形通孔、下侧的接管、卡塞与阀孔之间的缝隙、泄油孔流出，实现安全可靠的泄油。避免了伤害套管、硬卡、误开等不良现象。特别适用于有杆采油的油井的机械式泄油器。
本发明机械式泄油器中上侧的接管改为泵筒和接管一体式，则可以使设备结构简洁、紧凑、提高性能且节约成本。
本发明机械式泄油器中S型泄油孔能够绕开密封圈，从而依旧可应用标准的阀芯，无需延长阀芯长度绕开密封圈。
本发明机械式泄油器中卡塞为圆柱体、阀孔为倒角开口，则便于安装、有利于密封。
本发明机械式泄油器的使用方法中利用抽油泵柱塞打开卡塞，方便又可靠。
本发明机械式泄油器中在需要卸油时，抽油杆下放到抽油泵底部，抽油泵柱塞下移，当抽油泵柱塞全部下移到接管时，抽油泵柱塞移出抽油泵泵筒，抽油泵泵筒与柱塞之间不能形成硬密封，由于接管内腔的直径大于抽油泵柱塞直径，接管长度大于抽油泵柱塞长度，处在接管中的抽油泵柱塞上下两端液体均形成流体通路，当抽油泵柱塞继续下移，抽油泵柱塞以上的重量作用在阀杆螺帽上端面时，阀芯向下运动，锥形体移开密封阀孔直口，抽油泵柱塞以上的油管液体，通过接管与抽油泵柱塞之间的环形空间进入泄油阀体的扇形孔，流体通过扇形孔进入泄油阀体底端面，液体通过阀芯锥形体与阀孔直口之间空间，进入阀孔与阀芯导流槽之间空间，通过泄油阀体上的径向泄油孔排出，泄油过程完成。当需要关闭泄油过程时，抽油杆上移，抽油泵柱塞也随之上移，抽油泵柱塞离开阀杆螺帽上端面，阀芯在弹簧力的作用下上移，阀芯锥形体斜面与阀孔直口接触，形成硬密封，抽油泵抽油时，需要将抽油泵柱塞上提500-4000毫米，形成抽油泵的防冲距，防止抽油泵柱塞在下行时由于抽油杆的伸长会碰到柱塞泵固定凡尔，当抽油泵柱塞上提形成防冲距时，抽油泵柱塞进入泵筒工作，抽油泵柱塞与泵筒形成硬密封，抽油泵柱塞可以在泵筒正常进行提升液体而不被漏失。
下面结合附图对本发明的机械式泄油器及其使用方法作进一步说明。
附图说明
图1是机械式泄油器的实施例1的主视剖视图；
图2是机械式泄油器的实施例2的主视剖视图；
图3是机械式泄油器的实施例3的主视剖视图；
图4是机械式泄油器的实施例4的主视剖视图；
图5是机械式泄油器的实施例5的主视剖视图；
图6是机械式泄油器的实施例6的主视剖视图；
图7是机械式泄油器的实施例7的主视剖视图；
图8是机械式泄油器的实施例8的主视剖视图；
图9是机械式泄油器的实施例9的主视剖视图；
图10是机械式泄油器的实施例10的主视剖视图；
图11是机械式泄油器的实施例11的主视剖视图；
图12是机械式泄油器的实施例12的主视剖视图；
图13是沿图1中A-A处的剖视图。
具体实施方式
实施例1
如图1和13所示，本发明机械式泄油器，包括泄油阀体1、阀芯2、导套3、阀杆螺帽4和弹簧5。所述泄油阀体1的上端与上油管接箍61螺纹密封连接，上油管接箍61与接管8螺纹连接。接管8上侧固定泵筒，接管8内径大于泵筒内径，泵筒内设有抽油泵柱塞，抽油泵柱塞轴向长度小于接管8的轴向长度。泄油阀体1的下端与下油管接箍62螺纹密封固定。所述泄油阀体1设有两轴向贯通的扇形通孔12，两扇形通孔12外弧边的圆心位于泄油阀体1的轴线上。泄油阀体1轴向开设有阀孔10。所述阀孔10为上大下小的台阶孔。所述阀孔10的台阶孔小孔内设有阀芯2，阀芯2底部设有卡塞21。所述卡塞21为圆台形。当阀芯2位于最高位置时，卡塞21的圆台形侧面与阀孔10底部相贴合。阀芯2中部设有凸台。所述凸台和卡塞21之间为阀芯2与阀孔10形成的空腔，泄油阀体1径向开设有泄油孔11与所述空腔连通。凸台的上部同轴设有阀杆，阀杆外套装有导套3，导套3的外圆周面设有密封圈。所述密封圈与阀孔10的台阶孔小孔过盈配合，阀杆上部与阀杆螺帽4螺纹固定。所述阀杆螺帽4的杆部的下端与凸台上端之间卡接所述导套3，阀杆螺帽4的螺帽部的下端与阀孔10的台阶面之间设有弹簧5。
本发明在使用时，将本发明的接管8上端与泵筒下端向固定，固定凡尔与下油管接箍62下端相固定。当需要泄油时，将抽油杆(即活塞杆)下放，从而使抽油泵柱塞从泵筒内下降到接管8内，并且抽油泵柱塞(即活塞)会对阀杆螺帽4产生下压力，推动阀芯2向下运动，阀杆、导套3带动阀杆上的卡塞21下移，卡塞21脱离阀孔10下端的密封面。泵筒内的液体穿过接管8和抽油泵柱塞之间的缝隙流向泄油阀体1的扇形通孔12，再通过扇形通孔12流向下油管接箍62，下油管接箍62与阀孔10相通，液体通过阀孔10与阀芯2之间的空腔排出泄油孔11。
实施例2
本实施例2与实施例1不同之处在于，上油管接箍61与泵筒9固定连接。泵筒9内设有抽油泵柱塞，即活塞。泵筒9为内部为上小下大的台阶孔，泵筒9的台阶孔小孔内径与抽油泵柱塞外径相同。泵筒9的台阶孔大孔内径大于抽油泵柱塞外径，且其轴向长度大于抽油泵柱塞轴向长度。
机械式泄油器的使用方法，其包括如下步骤：
A、将抽油杆向下放至最低位置，抽油泵柱塞向下顶阀杆螺帽4，卡塞21向下移动；
B、待上侧接管中的油全部从泄油孔11泄出时，将抽油杆向上提回原位置。
泄油时，抽油泵柱塞下降到泵筒9的台阶孔大孔内，油顺泵筒9的台阶小孔、泵筒9的台阶孔大孔、扇形通孔12、下油管接箍62、阀孔10和阀芯2之间的空腔流过后，从泄油孔11中排出。
实施例3
本实施例3与实施例1不同之处在于，泄油阀体1安装在接管8内部的下端，因泄油阀体1在泄油孔11正对处设有密封圈7，故泄油孔11为S型孔。泄油孔11包括第一盲孔、第二盲孔和连通孔，泄油阀体1的内部在阀芯2与泄油阀体1形成的空腔上径向开设有第一盲孔，泄油阀体1的外部在无密封圈7位置径向开设有第二盲孔，第一盲孔和第二盲孔通过连通孔连通。接管8正对第二盲孔位置开设有管孔。泄油时，油依次通过泄油孔、管孔流出接管外。
实施例4
本实施例4实施例3不同之处在于，上油管接箍61与泵筒9固定连接。泵筒9内设有抽油泵柱塞，即活塞。泵筒9为内部为上小下大的台阶孔，泵筒9的台阶孔小孔内径与抽油泵柱塞外径相同。泵筒9的台阶孔大孔内径大于抽油泵柱塞外径，且其轴向长度大于抽油泵柱塞轴向长度。
机械式泄油器的使用方法，其包括如下步骤：
A、将抽油杆向下放至最低位置，抽油泵柱塞向下压阀杆螺帽4，卡塞21向下移动；
B、待上侧接管中的油全部从泄油孔11泄出时，将抽油杆向上提回原位置。
泄油时，抽油泵柱塞下降到泵筒9的台阶孔大孔内，油顺泵筒9的台阶小孔、泵筒9的台阶孔大孔、扇形通孔、下油管接箍62、阀孔10和阀芯2之间的空腔流过后，从泄油孔11中排出。
实施例5
本实施例5与实施例1不同之处在于，上油管接箍61顶部与泵筒9螺纹密封连接。泵筒9内设有抽油泵柱塞，泵筒9下部开设有导液槽89。导液槽89轴向长度大于抽油泵柱塞。
泄油时，泵筒9上侧的油顺导液槽89、扇形通孔12、下油管接箍62、阀孔10与阀芯2之间的空腔流过后，从泄油孔11中排出。
实施例6
本实施例6与实施例3同之处在于，上油管接箍61顶部与泵筒9螺纹密封连接。泵筒9内设有抽油泵柱塞，泵筒9下部开设有导液槽89。导液槽89轴向长度大于抽油泵柱塞。
泄油时，泵筒9上侧的油顺导液槽89、扇形通孔12、下油管接箍62、阀孔10与阀芯2之间的空腔流过后，从泄油孔11中排出。
实施例7
本实施例7与实施例1不同之处在于，泄油阀体1中心的阀孔10的下端开口为一倒角口。卡塞21为圆柱体形状。当卡塞21在最高位置时，卡塞21与阀孔10的倒角面相贴合。
阀孔10的倒角线与轴向的夹角为0°-90°，在0、90°时阀孔10为直口，在0°、90°时，形成面接触硬密封。
实施例8
本实施例8实施例2不同之处在于，泄油阀体1中心的阀孔10的下端开口为一倒角口。卡塞21为圆柱体形状。当卡塞21在最高位置时，卡塞21与阀孔10的倒角面相贴合。
阀孔10的倒角线与轴向的夹角为0°-90°，在0、90°时阀孔10为直口，在0°、90°时，形成面接触硬密封。
实施例9
本实施例9与实施例3不同之处在于，泄油阀体1中心的阀孔10的下端开口为一倒角口。卡塞21为圆柱体形状。当卡塞21在最高位置时，卡塞21与阀孔10的倒角面相贴合。
阀孔10的倒角线与轴向的夹角为0°-90°，在0、90°时阀孔10为直口，在0°、90°时，形成面接触硬密封。
实施例10
本实施例10实施例4不同之处在于，泄油阀体1中心的阀孔10的下端开口为一倒角口。卡塞21为圆柱体形状。当卡塞21在最高位置时，卡塞21与阀孔10的倒角面相贴合。
阀孔10的倒角线与轴向的夹角为0°-90°，在0、90°时阀孔10为直口，在0°、90°时，形成面接触硬密封。
实施例11
本实施例11实施例2不同之处在于在于，泄油阀体1中心的阀孔10的下端开口为一倒角口。卡塞21为圆柱体形状。当卡塞21在最高位置时，卡塞21与阀孔10的倒角面相贴合。
阀孔10的倒角线与轴向的夹角为0°-90°，在0、90°时阀孔10为直口，在0°、90°时，形成面接触硬密封。
实施例12
本实施例12与实施例4不同之处在于，泄油阀体1中心的阀孔10的下端开口为一倒角口。卡塞21为圆柱体形状。当卡塞21在最高位置时，卡塞21与阀孔10的倒角面相贴合。
阀孔10的倒角线与轴向的夹角为0°-90°，在0、90°时阀孔10为直口，在0°、90°时，形成面接触硬密封。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种机械式泄油器，其特征在于：包括泄油阀体(1)、阀芯(2)、导套(3)、阀杆螺帽(4)和弹簧(5)，所述泄油阀体(1)的上端与上油管接箍(61)密封连接，上油管接箍(61)与接管(8)固定连接，接管(8)上侧固定泵筒，接管(8)内径大于泵筒内径，泵筒内设有抽油泵柱塞，抽油泵柱塞轴向长度小于接管(8)的轴向长度，泄油阀体(1)的下端与下油管接箍(62)密封固定，所述泄油阀体(1)设有两轴向贯通的扇形通孔(12)，两扇形通孔(12)外弧边的圆心位于泄油阀体(1)的轴线上，泄油阀体(1)轴向开设有阀孔(10)，所述阀孔(10)的台阶孔小孔内设有阀芯(2)，阀芯(2)底部设有卡塞(21)，阀芯(2)中部设有凸台，所述凸台和卡塞(21)之间为阀芯(2)与阀孔(10)形成的空腔，泄油阀体(1)径向开设有泄油孔(11)与所述空腔连通，凸台的上部同轴设有阀杆，阀杆外套装有导套(3)，阀杆上部与阀杆螺帽(4)螺纹固定，所述阀杆螺帽(4)的杆部的下端与凸台上端之间卡接所述导套(3)，阀杆螺帽(4)的螺帽部的下端与阀孔(10)的台阶面之间设有弹簧(5)。
2.根据权利要求1所述的机械式泄油器，其特征在于：所述接管(8)与泵筒(9)为一体式结构。
3.根据权利要求1所述的机械式泄油器，其特征在于：所述泄油阀体(1)安装在接管(8)内部的下端，泄油孔(11)包括第一盲孔、第二盲孔和连通孔，泄油阀体(1)的内部在阀芯(2)与泄油阀体(1)形成的空腔上径向开设有第一盲孔，泄油阀体(1)的外部在无密封圈(7)位置径向开设有第二盲孔，第一盲孔和第二盲孔通过连通孔连通，接管(8)正对第二盲孔位置开设有管孔，泄油时，油依次通过泄油孔、管孔流出接管外。
4.根据权利要求3所述的机械式泄油器，其特征在于：所述上油管接箍(61)与泵筒(9)固定连接，泵筒(9)为内部为上小下大的台阶孔，泵筒(9)的台阶孔小孔内径与抽油泵柱塞外径相同，泵筒(9)的台阶孔大孔内径大于抽油泵柱塞外径，且其轴向长度大于抽油泵柱塞轴向长度。
5.根据权利要求1所述的机械式泄油器，其特征在于：所述上油管接箍(61)顶部与泵筒(9)螺纹密封连接，泵筒(9)内设有抽油泵柱塞，泵筒(9)下部开设有导液槽(89)，导液槽(89)轴向长度大于抽油泵柱塞。
6.根据权利要求3所述的机械式泄油器，其特征在于：所述上油管接箍(61)顶部与泵筒(9)螺纹密封连接，泵筒(9)内设有抽油泵柱塞，泵筒(9)下部开设有导液槽(89)，导液槽(89)轴向长度大于抽油泵柱塞。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的机械式泄油器，其特征在于：所述泄油阀体(1)中心的阀孔(10)的下端开口为一倒角口，卡塞(21)为圆柱体形状，当卡塞(21)在最高位置时，卡塞(21)与阀孔(10)的倒角面相贴合，阀孔(10)的倒角线与轴向的夹角为0°-90°，在0、90°时阀孔(10)为直口，在0°、90°时，形成面接触硬密封。
8.利用权利要求7所述的机械式泄油器的使用方法，其特征在于包括如下步骤：
A、将抽油杆向下放至最低位置，抽油泵柱塞向下压阀杆螺帽(4)，卡塞(21)向下移动；
B、待上侧接管中的油全部从泄油孔(11)泄出时，将抽油杆向上提回原位置。
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