CN108547592B - 单向阀及电泵采油管柱 - Google Patents

单向阀及电泵采油管柱 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种单向阀及电泵采油管柱，所述单向阀包括：直管，其中设置有单向限流机构，单向限流机构能自上而下导通并用于限制其下方的流体流向上方；旁通管，其上端与直管的侧壁相连接，旁通管与直管相连通，单向限流机构位于旁通管上端的下方；旁通管的轴向与直管的轴向不完全重合。本发明实施例的单向阀在具有常规单向限流作用的同时，还具有自排砂功能，避免发生砂堵。

Description

单向阀及电泵采油管柱
技术领域
本申请涉及电泵采油设备技术领域，尤其涉及一种单向阀及电泵采油管柱。
背景技术
本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。
适用于高产油井的电泵采油管柱至少可以包括油管，以及与油管依次相连接的单向阀和泵，泵的下端连接电机，电机通过电缆连接地面电力设备，从而可以驱动泵运转，实现采油。
电泵采油管柱下入到套管中，套管上安装有防砂筛管，该防砂筛管可以将粒度较大的粗砂阻挡在生产管柱外，但粒度较小的细砂和泥沙仍会经防砂筛管进入到生产管柱中。如此，当由于管理作业需要而停泵时，这些进入生产管柱中的砂体会大量沉积，致使单流阀被埋堵，憋烧电机。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
基于前述的现有技术缺陷，本发明实施例提供了一种单向阀，该单向阀在具有常规单向限流作用的同时，还具有自排砂功能，避免发生砂堵。
为了实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案。
一种单向阀，包括：直管，所述直管中设置有单向限流机构，所述单向限流机构能自上而下导通并用于限制其下方的流体流向上方；旁通管，所述旁通管的上端与所述直管的侧壁相连接，所述旁通管与所述直管相连通，所述单向限流机构位于所述旁通管上端的下方；所述旁通管的轴向与所述直管的轴向不完全重合。
优选地，所述旁通管包括上端与所述直管的侧壁相连接的弯管段，以及，连接在所述弯管段下端的直管段。
优选地，所述弯管段的弯曲形状为平滑过渡的弧形。
优选地，所述直管为直管，所述直管段的轴向与所述直管的轴向重合。
优选地，所述单向限流机构包括：枢转连接在所述直管的内壁上的阀板，所述阀板可向下转动。
优选地，所述直管的内壁向内颈缩形成台阶，所述阀板通过连接轴连接在所述台阶上，所述阀板远离所述连接轴的端部能盖封在所述台阶上。
优选地，所述阀板的上端面设置有密封环座，所述密封环座能坐封在所述台阶的边缘。
优选地，所述单向限流机构包括：设置在所述直管中的堵头和球座，所述堵头上设置有通孔，所述球座位于所述堵头的上方，所述堵头和所述球座之间设置有阀球。
优选地，所述单向限流机构还包括：设置在所述直管中的套筒，所述球座和所述阀球设置在所述套筒中。
一种电泵采油管柱，包括：油管；如上述任意一个实施例所述的单向阀，所述单向阀的直管与所述油管相连接；泵，所述泵与所述单向阀的旁通管相连接；电机，所述电机与所述泵相连接以驱动其运转。
本发明实施例的单向阀，通过在直管中设置单向限流机构，并在其侧壁连接周向不与其周向完全重合的旁通管。当应用该单向阀的电泵采油管柱正常生产时，单向限流机构关闭，原油可将该旁通管向上流动，实现采油。
而旁通管将电泵采油管柱的内部通道，由原有的直通道变换成弯曲通道。因此，一旦停泵，经该单向阀进入到电泵采油管柱中的细砂和泥沙在重力的作用下，将沿垂直方向落向直管的下方，进而通过单向限流机构排出，实现自动排砂，避免砂埋。
其它应用领域将根据本文中提供的描述而变得明显。本发明内容的描述和具体示例仅旨在例示的目的，并非旨在限制本发明的范围。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：
图1为现有技术中应用于电泵采油管柱中的单向阀的结构示意图；
图2A为根据本发明第一较佳实施例的单向阀的结构示意图；
图2B为根据本发明第二较佳实施例的单向阀的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，当一个零部件被称为“设置于”另一个零部件，它可以直接在另一个零部件上或者也可以存在居中的零部件。当一个零部件被认为是“连接”另一个零部件，它可以是直接连接到另一个零部件或者可能同时存在居中零部件。本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“左”、“右”以及类似的表述是基于说明书附图为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，为现有技术中一种应用于电泵采油管柱中的单向阀的结构示意图，该单向阀包括阀罩5，阀罩5中设置有挡板6，挡板6上设置有开孔601，阀罩5的下端连接下接头9，下接头9的上端顶固阀座8，阀座8和挡板6之间限定的空间中容置阀球7。
由于阀罩5和下接头9中的通道为直通道，那么，当该单向阀应用于电泵采油管柱中时，形成的电泵采油管柱的内部通道从上至下，均为笔直的。一旦停泵，阀球7坐封在阀座8上，将电泵采油管柱的内部通道彻底关闭，经该单向阀进入到电泵采油管柱中的细砂和泥沙将由于无法回流而将该单向阀埋堵。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种单向阀，该单向阀在具有常规单向限流作用的同时，还具有自排砂功能，避免发生埋堵。
具体的，如图2A和图2B所示，本发明实施例的单向阀可以包括：直管1，其中设置有单向限流机构3，单向限流机构3能自上而下导通并用于限制其下方的流体流向上方；旁通管2，其上端与直管1的侧壁相连接，旁通管2与直管1相连通，单向限流机构3位于旁通管2上端的下方；旁通管2的轴向与直管1的轴向不完全重合。
本发明实施例的单向阀，通过在直管1中设置单向限流机构3，并在其侧壁连接周向不与其周向完全重合的旁通管2。当应用该单向阀的电泵采油管柱正常生产时，单向限流机构3关闭，原油可将该旁通管2向上流动，实现采油。
而旁通管2将电泵采油管柱的内部通道，由原有的直通道变换成弯曲通道。因此，一旦停泵，经该单向阀进入到电泵采油管柱中的细砂和泥沙在重力的作用下，将沿垂直方向落向直管1的下方，进而通过单向限流机构3排出，实现自动排砂，避免砂埋。
在本实施例中，直管1的上端外壁设置有外螺纹，以便于与油管实现可拆卸连接。
旁通管2的上端与直管1的侧壁相连接，加之其下端需要与位于该单向阀下方的泵相连接，那么，其必然存在轴向不与直管1的轴向相重合的管段。如此，应用该单向阀的电泵采油管柱，将电泵采油管柱的内部通道，由原有的笔直通道变成弯曲的通道。
旁通管2的一种可行的方式为，包括上端与直管1的侧壁相连接的弯管段201，以及，连接在弯管段201下端的直管段202。其中，直管段202和弯管段201优选为一体成形。并且，弯管段201的弯曲形状优选为平滑过渡的弧形，以降低液体的流动阻力。
由于直管段202的下端即为旁通管2下端，其需要连接并承受泵的重力，那么优选直管段202的轴向与直管1的轴向重合，以尽量减少单向阀轴线不居中而出现的周向扭矩，以使单向阀具有足够的悬重强度。
当然，旁通管2还可以包括其他可行的方式，例如旁通管2可以包括上端与直管1侧壁相连接的第一直管段(与直管1垂直，或者，倾斜向下)，第一直管段的下端连接竖直向下延伸的第二直管段。
在本实施例中，单向限流机构3可以允许流体或者砂体从上至下流动，即允许流体或者砂体流出直管1，而不允许原油流入直管1。
亦即，当应用该单向阀进入到电泵采油管柱正常生产时，该单向限流机构3将直管1关闭，当停泵时，该单向限流机构3将直管1打开。
如图2A所示，在一个实施例中，单向限流机构3可以包括枢转连接在直管1的内壁上的阀板301，阀板301可向下转动。
进一步地，直管1的内壁可以向内颈缩形成台阶101，阀板301可以通过连接轴连接在台阶101上，阀板301远离连接轴的端部能盖封在台阶101上。并且，阀板301的上端面可以设置有由橡胶材料制成的密封环座302，密封环座302能坐封在台阶101的边缘，以提高阀板301对直管1的密封性。
如图2B所示，在另一个实施例中，单向限流机构3可以包括设置在直管1中的堵头304和球座305，堵头304上设置有通孔304a，球座305位于堵头304的上方，堵头304和球座305之间设置有阀球303。进一步地，直管1中设置有套筒306，球座305和阀球303均设置在套筒306中。
其中，堵头304和套筒306可以通过螺纹连接的方式，可拆卸的设置在直管1中，堵头304的下端可以顶固堵头304的上端面。阀球303同样可以通过螺纹连接的方式在套筒306中，阀球303被限定在堵头304和阀座之间。
本发明实施例还提供了一种电泵采油管柱，其可以包括：油管；如上述任意一个实施例述的单向阀，单向阀的直管1与油管相连接；泵，泵与单向阀的旁通管2相连接；电机，电机与泵相连接以驱动其运转。
需要说明的是，本发明实施例的电泵采油管柱中的泵、电机等可以选用任意合适的现有构造。为清楚简要地说明本实施例所提供的技术方案，在此将不再对上述部分进行赘述，说明书附图也进行了相应简略。但是应该理解，本发明在范围上并不因此而受到限制。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据发明公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种单向阀，其特征在于，包括：
直管，所述直管中设置有单向限流机构，所述单向限流机构能自上而下导通并用于限制其下方的流体流向上方；
旁通管，所述旁通管的上端与所述直管的侧壁相连接，所述旁通管与所述直管相连通，所述单向限流机构位于所述旁通管上端的下方；所述旁通管的轴向与所述直管的轴向不完全重合；
当应用该单向阀的电泵采油管柱正常生产时，单向限流机构关闭，原油可经该旁通管向上流动；一旦停泵，经该单向阀进入到电泵采油管柱中的细砂和泥沙在重力的作用下沿垂直方向落向直管的下方，进而通过单向限流机构排出。
2.如权利要求1所述的单向阀，其特征在于，所述旁通管包括上端与所述直管的侧壁相连接的弯管段，以及，连接在所述弯管段下端的直管段。
3.如权利要求2所述的单向阀，其特征在于，所述弯管段的弯曲形状为平滑过渡的弧形。
4.如权利要求2所述的单向阀，其特征在于，所述直管段的轴向与所述直管的轴向重合。
5.如权利要求1所述的单向阀，其特征在于，所述单向限流机构包括：枢转连接在所述直管的内壁上的阀板，所述阀板可向下转动。
6.如权利要求5所述的单向阀，其特征在于，所述直管的内壁向内颈缩形成台阶，所述阀板通过连接轴连接在所述台阶上，所述阀板远离所述连接轴的端部能盖封在所述台阶上。
7.如权利要求6所述的单向阀，其特征在于，所述阀板的上端面设置有密封环座，所述密封环座能坐封在所述台阶的边缘。
8.如权利要求1所述的单向阀，其特征在于，所述单向限流机构包括：设置在所述直管中的堵头和球座，所述堵头上设置有通孔，所述球座位于所述堵头的上方，所述堵头和所述球座之间设置有阀球。
9.如权利要求8所述的单向阀，其特征在于，所述单向限流机构还包括：设置在所述直管中的套筒，所述球座和所述阀球设置在所述套筒中。
10.一种电泵采油管柱，其特征在于，包括：
油管；
如权利要求1至9任意一项所述的单向阀，所述的单向阀的直管与所述油管相连接；
泵，所述泵与所述单向阀的旁通管相连接；
电机，所述电机与所述泵相连接以驱动其运转。
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