CN111706297B - 自扩式自动泄油器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开自扩式自动泄油器，涉及油田采油井下工具技术领域，包括上接头、导向环、可溶挡环、护筒、第一密封圈、气腔活塞、卡簧载体、卡簧、调整螺母、胶筒、隔环、滑套、解封销钉、护套和中心管。本发明中的自扩式泄油器与现有的泄油器相比，具有结构简洁、锁紧稳固、密封可靠、性价比更高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及油田采油井下工具技术领域，特别是涉及自扩式自动泄油器。
背景技术
随着国家减排降耗、节能环保力度的深入展开，国内一些石油钻采工具的性能日趋落后时代要求，其中在起出管柱作业过程中用于泄油作用的泄油器最具代表性。目前各类常规泄油器普遍存在以下问题：1.泄油启动过程较复杂，需要加压车加压、投放重物碰撞、反复提放管柱等操作，人为造成井下落物。2.泄油启动部件多为碳钢材质，用在含蜡、结垢的油井、特别是聚合物驱油的油井时，易粘连、锈蚀、结垢，使滑动部件动作不畅或卡滞，造成卡井或无法泄油。若无法泄油，既增加人工清场的工作量，也对现场环境造成污染，同时也加大了作业周期和难度，增加了施工成本。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供自扩式自动泄油器，泄油过程不需加压，不需投重物、不需反复提放，免去繁琐工序，极大的提高了作业效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供自扩式自动泄油器，包括上接头、导向环、可溶挡环、护筒、第一密封圈、气腔活塞、卡簧载体、卡簧、调整螺母、胶筒、隔环、滑套、解封销钉、护套和中心管；
所述上接头设置于所述中心管的顶端；
所述护筒套设于所述中心管的顶端一侧，且，所述护筒的一端与所述上接头之间设置有所述可溶挡环；
所述上接头与所述护筒和所述中心管之间设置有压力腔，所述中心管上与所述压力腔相对应的位置设置有进液孔；
所述气腔活塞套设于所述中心管外壁上，且，所述气腔活塞位于所述护筒的另一端；
所述气腔活塞与所述护筒和所述中心管之间设置有空气腔；
所述卡簧载体和所述卡簧均套设于所述气腔活塞外壁上，且，所述卡簧载体内壁上设置有容纳槽，所述卡簧位于所述容纳槽内；
所述调整螺母与所述卡簧载体通过螺纹连接；
所述胶筒、所述隔环、所述滑套和所述护套依次套设于所述中心管的外壁上；
所述滑套上设置有所述解封销钉，所述解封销钉贯穿所述滑套后与所述中心管外壁相连接；
所述护套与所述滑套和所述中心管之间设置有沉沙腔，所述护套远离所述滑套的一端设置有沉沙孔，所述沉沙腔与所述沉沙孔相连通；
所述中心管上与所述滑套相对应的位置设置有第一泄油孔；
所述滑套上设置有第二泄油孔。
可选的，所述上接头的顶端还设置有导向环，所述导向环上设置有轴向过流孔；
所述可溶挡环设置于所述上接头与所述护筒之间；
所述护筒外壁上设置有过流孔；
所述可溶挡环设置于所述轴向过流孔与所述过流孔之间。
可选的，所述护筒与所述上接头之间设置有第一密封圈。
可选的，所述护筒与所述中心管之间设置有第二密封圈。
可选的，所述护筒与所述气腔活塞之间设置有第三密封圈。
可选的，所述气腔活塞与所述中心管之间设置有第四密封圈。
可选的，所述滑套与所述中心管之间且位于所述泄油孔两侧设置有第五密封圈。
可选的，所述气腔活塞外壁上设置有一限位台阶。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明中的自扩式泄油器与现有的泄油器相比，具有结构简洁、锁紧稳固、密封可靠、性价比更高等特点。
泄油器锁紧机构由卡簧载体、卡簧及气腔活塞上的限位台阶组成。卡簧为内缩式弹性钢环，取代原泄油器卡牙式卡簧，其结构简单，制造方便，价格低廉；泄油器在坐封过程中，卡簧载体携带卡簧下行至气腔活塞上的限位台阶时，由于限位台阶直径变小，卡簧向内收缩，箍紧并卡住限位台阶，阻止卡簧后退，避免了卡牙式锁紧机构因腐蚀或管住蠕动易产生退位现象，保证坐封质量；由于取消原卡牙结构，卡簧行程范围内光滑流畅，无任何棱角凹凸，消除了原卡牙结构因垢卡、砂卡、锈蚀而造成坐封行程卡阻的隐患，保证坐封顺畅；卡簧为矩形截面，与原卡牙式卡簧比较，承载能力大，耐腐蚀，锁定稳固可靠。
本实施例中的自扩式泄油器将可溶挡环、压力腔、空气腔、卡簧载体、卡簧置于胶筒上端，将滑套、解封销钉置于胶筒下端；以消除在上提解封泄油过程中油套压差对泄油器产生的不利影响，使胶筒解封复原后不再受任何外力影响，泄油孔始终保持全开状态，保证了自动泄油功能顺利实现。
中心管上第一泄油孔附近设有定位凸台，通过密封圈和滑套来实现密封；定位凸台保证了对密封圈和滑套的精确定位以及对第一泄油孔的精准密封，简化了装配和检验程序，提高了装配精度和密封效果，避免因制造偏差和装配误差而发生泄漏现象；装配检验过程简单方便，密封可靠。
护筒内设置密封槽及第一密封圈，去除了原泄油器压缩活塞和可溶旋塞结构，减少了密封部件，简化了加工装配程序，降低了制造成本，提高了密封效果；消除了因可溶旋塞过早溶解、空气腔泄漏而导致泄油器无法压缩胀封的隐患，提高了泄油器自动胀封的可靠性。
上接头外侧设有螺纹，导向环通过该螺纹来顶紧护筒，使护筒与卡簧载体紧密接触，使空气腔压缩行程保持不变，保证卡簧在设定行程范围内到达锁紧位置，使其锁紧动作能够顺利实现。
导向环上设有轴向过流孔，护筒上设有过流孔，使液流能够顺利流过可溶挡环，防止可溶挡环溶解生成物沉积堵塞液流，妨碍可溶挡环进一步溶解，保证泄油器自动扩张功能顺利启动。
护套上设有沉沙孔，沉沙孔能够使油液所含的泥沙通过沉沙孔顺利落入井下，不会沉积在护套内，避免阻碍滑套的下滑动作，保证泄油器顺利实现自动泄油功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为本发明自扩式自动泄油器的结构示意图；
图2为本发明自扩式自动泄油器的使用状态结构示意图；
图3为本发明自扩式自动泄油器完成自动坐封锁紧的结构示意图；
图4为本发明自扩式自动泄油器上提管柱作业时的结构示意图；
图5为本发明自扩式自动泄油器泄油器从套管接箍处解除卡阻的结构示意图；
图6为本发明自扩式自动泄油器中卡簧的结构示意图。
附图标记说明：1、上接头；2、导向环；3、可溶挡环；4、护筒；5、第二密封圈；6、气腔活塞；7、卡簧载体；8、卡簧；9、调整螺母；10、胶筒；11、隔环；12、滑套；13、解封销钉；14、护套；15、中心管；16、沉沙孔；17、第一泄油孔；18、定位凸台；19、第二泄油孔；20、过液通道；21、限位台阶；22、空气腔；23、压力腔；24、进液孔；25、过流孔；26、轴向过流孔。
具体实施方式
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。
如图1所示，本实施例提供自扩式自动泄油器，包括上接头1、导向环2、可溶挡环3、护筒4、第一密封圈、气腔活塞6、卡簧载体7、卡簧8、调整螺母9、胶筒10、隔环11、滑套12、解封销钉13、护套14和中心管15；所述上接头1设置于所述中心管15的顶端；所述护筒4套设于所述中心管15的顶端一侧，且，所述护筒4的一端与所述上接头1之间设置有所述可溶挡环3；所述上接头1与所述护筒4和所述中心管15之间设置有压力腔23，所述中心管15上与所述压力腔23相对应的位置设置有进液孔24；所述气腔活塞6套设于所述中心管15外壁上，且，所述气腔活塞6位于所述护筒4的另一端；所述气腔活塞6与所述护筒4和所述中心管15之间设置有空气腔22；所述卡簧载体7和所述卡簧8均套设于所述气腔活塞6外壁上，且，所述卡簧载体7内壁上设置有容纳槽，所述卡簧8位于所述容纳槽内；所述调整螺母9与所述卡簧载体7通过螺纹连接；所述胶筒10、所述隔环11、所述滑套12和所述护套14依次套设于所述中心管15的外壁上；所述滑套12上设置有所述解封销钉13，所述解封销钉13贯穿所述滑套12后与所述中心管15外壁相连接；所述护套14与所述滑套12和所述中心管15之间设置有沉沙腔，所述护套14远离所述滑套12的一端设置有沉沙孔16，所述沉沙腔与所述沉沙孔16相连通；所述中心管15上与所述滑套12相对应的位置设置有第一泄油孔17；所述滑套12上设置有第二泄油孔19。
于本具体实施例中，所述上接头1的顶端还设置有导向环2，所述导向环2上设置有轴向过流孔26；所述可溶挡环3设置于所述上接头1与所述护筒4之间；所述护筒4外壁上设置有过流孔25；所述可溶挡环3设置于所述轴向过流孔26与所述过流孔25之间。
所述护筒4与所述上接头1之间设置有第一密封圈。所述护筒4与所述中心管15之间设置有第二密封圈5。所述护筒4与所述气腔活塞6之间设置有第三密封圈。所述气腔活塞6与所述中心管15之间设置有第四密封圈。所述滑套12与所述中心管15之间且位于所述泄油孔两侧设置有第五密封圈。
所述气腔活塞6外壁上设置有一限位台阶21，限位台阶21的直径小于气腔活塞6外壁其他部位的直径，使卡簧8滑移至限位台阶21处时能够向内收缩。
本实施例中的自扩式自动泄油器具体工作原理如下：
(一).自扩式泄油器安装在抽油泵上部，随同管柱一同下井。导向环2上的轴向过流孔26和护筒4上的过流孔25保证液流能够顺利流过可溶挡环3，防止可溶挡环溶解生成物沉积堵塞液流，妨碍可溶挡环3进一步溶解。导向护套14上的沉沙孔16能够使油液所含的泥沙通过沉沙孔16顺利落入井下，不会沉积在导向护套14内，以免影响滑套12下滑行程，如图2。
(二).经过一定时间，泄油器上的可溶挡环3溶解，解除对护筒4的限位作用；油管内的油液通过中心管15上的进液孔24进入压力腔23，对护筒4产生压力，空气腔22受压收缩，护筒4推动卡簧载体7、卡簧8、调整螺母9等部件下行，对胶筒10产生挤压作用；胶筒10受压轴向收缩，同时径向扩张，并胀紧套管27；此时卡簧8到达气腔活塞6上的限位台阶21处，卡簧8收缩并紧固在限位台阶21上，泄油器完成自动坐封锁紧过程，如图3。
(三).泄油器坐封后，套管27内的油液通过胶筒10上的过液通道20实现上下窜通，不影响油井的正常生产。
(四).上提管柱作业时，自扩式泄油器先随同管柱上移至套管接箍28处，如图4。胶筒10在此处被套管接箍28卡住，管柱上提受阻，当上提拉力大于解封销钉13的剪切强度时，解封销钉13被剪断，泄油器锁紧功能被解除，隔环11、滑套12被推挤下行，泄油孔17与滑套12脱离密封状态，油管内的油液通过第一泄油孔17和第二泄油孔19排放到套管28内，泄油器实现自动泄油功能；同时胶筒10解除受压状态，恢复原状，泄油器从套管接箍28处解除卡阻，继续上提出井，如图5。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.自扩式自动泄油器，其特征在于，包括上接头、导向环、可溶挡环、护筒、第一密封圈、气腔活塞、卡簧载体、卡簧、调整螺母、胶筒、隔环、滑套、解封销钉、护套和中心管；
所述上接头设置于所述中心管的顶端；
所述护筒套设于所述中心管的顶端一侧，且，所述护筒的一端与所述上接头之间设置有所述可溶挡环；
所述上接头与所述护筒和所述中心管之间设置有压力腔，所述中心管上与所述压力腔相对应的位置设置有进液孔；
所述气腔活塞套设于所述中心管外壁上，且，所述气腔活塞位于所述护筒的另一端；
所述气腔活塞与所述护筒和所述中心管之间设置有空气腔；
所述卡簧载体和所述卡簧均套设于所述气腔活塞外壁上，且，所述卡簧载体内壁上设置有容纳槽，所述卡簧位于所述容纳槽内；
所述调整螺母与所述卡簧载体通过螺纹连接；
所述胶筒、所述隔环、所述滑套和所述护套依次套设于所述中心管的外壁上；
所述滑套上设置有所述解封销钉，所述解封销钉贯穿所述滑套后与所述中心管外壁相连接；
所述护套与所述滑套和所述中心管之间设置有沉沙腔，所述护套远离所述滑套的一端设置有沉沙孔，所述沉沙腔与所述沉沙孔相连通；
所述中心管上与所述滑套相对应的位置设置有第一泄油孔；
所述滑套上设置有第二泄油孔。
2.根据权利要求1所述的自扩式自动泄油器，其特征在于，所述上接头的顶端还设置有导向环，所述导向环上设置有轴向过流孔；
所述可溶挡环设置于所述上接头与所述护筒之间；
所述护筒外壁上设置有过流孔；
所述可溶挡环设置于所述轴向过流孔与护筒外壁上的过流孔之间。
3.根据权利要求1所述的自扩式自动泄油器，其特征在于，所述护筒与所述上接头之间设置有第一密封圈。
4.根据权利要求1所述的自扩式自动泄油器，其特征在于，所述护筒与所述中心管之间设置有第二密封圈。
5.根据权利要求1所述的自扩式自动泄油器，其特征在于，所述护筒与所述气腔活塞之间设置有第三密封圈。
6.根据权利要求1所述的自扩式自动泄油器，其特征在于，所述气腔活塞与所述中心管之间设置有第四密封圈。
7.根据权利要求1所述的自扩式自动泄油器，其特征在于，所述滑套与所述中心管之间且位于所述第一泄油孔两侧设置有第五密封圈。
8.根据权利要求1所述的自扩式自动泄油器，其特征在于，所述气腔活塞外壁上设置有一限位台阶。
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