CN112211581B - 阀控式环空采集工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀控式环空采集工具，包括内外套设的内管(4)和外管(3)，内管(4)和外管(3)均为直立状态，内管(4)与外管(3)之间形成环形空腔，外管(3)的上端连接有上接头(1)，上接头(1)内套设有筒形的阀芯管(2)，阀芯管(2)的下端套设于内管(4)的上端内，内管(4)的上部管壁内设有多个排液通孔(9)，内管(4)的下端和外管(3)的下端通过下接头(7)连接，该环形空腔的下部内设有磁铁(6)。该阀控式环空采集工具可将生产中、停井或作业时井筒内的杂物采集于此，减少入泵和卡泵的几率。

Description

阀控式环空采集工具

技术领域

本发明涉及采油设备领域，具体的是一种阀控式环空采集工具。

背景技术

目前，很多油区已处于注水开发的中后期，为了提高采收率，多种新型开发方式不断出现。比如，汽驱、气驱、火驱、复合气驱、复合汽驱等新型开发方式在提高采收率的同时也带来了生产井采油管柱的腐蚀、结垢问题，严重地影响了开发效果；部分油井的检泵周期较短,导致了修井工作量大幅增加,也严重影响抽油井的管理水平和油藏的开发效果。通过对作业井的分类调查,发现井筒内开采环境恶劣是影响举升系统正常工作的主要原因：1、管内腐蚀、结垢产物落于泵筒与柱塞配合间隙内造成卡泵；2、部分生产井由于井身结构、杆柱组合、油井日常管理等因素导致杆管偏磨，其磨损产物造成卡泵；3、间开井在停井期间管内脏物如细砂等造成抽油机重启时卡泵。4、作业时井口及井筒内杂物落入泵筒内，引起固定阀总成失效；5、部分稀油井结蜡严重，蜡与细砂胶结落入泵筒，引起卡泵。

发明内容

为了解决采油管柱因结蜡及落物而引起的卡泵问题，本发明提供了一种阀控式环空采集工具，该阀控式环空采集工具可将生产中、停井或作业时井筒内的杂物采集于此，减少入泵和卡泵的几率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阀控式环空采集工具，包括内外套设的内管和外管，内管和外管均为直立状态，内管与外管之间形成环形空腔，外管的上端连接有上接头，上接头内套设有筒形的阀芯管，阀芯管的下端套设于内管的上端内，内管的上部管壁内设有多个排液通孔，内管的下端和外管的下端通过下接头连接，该环形空腔的下部内设有磁铁。

上接头的上部设有上外螺纹段，上接头的下部设有下外螺纹段，外管的上端设有内螺纹，上接头的下部与外管的上端螺纹连接。

上接头的轴线、阀芯管的轴线、外管的轴线、内管的轴线和下接头的轴线重合，上接头与阀芯管之间形成环状空间。

沿从上向下的方向，阀芯管的外表面含有依次连接的第一外径段、第二外径段、第三外径段和第四外径段。

第一外径段的外径等于第三外径段的外径，第一外径段的外径大于第二外径段的外径，第一外径段的外径小于第四外径段的外径。

阀芯管含有左右对称设置的左半阀体和右半阀体，左半阀体和右半阀体通过螺栓连接固定。

内管的上端设有筒形的阀座，阀座的上部外设有多个凸块，多个凸块沿阀座的周向间隔排列，凸块与外管的内表面抵接，阀座的下部套设于内管的上端内。

阀座的下部与内管的上端螺纹连接，阀座的上端内径小于与阀芯管的下端外径，阀芯管坐落在阀座上。

排液通孔的轴线相对于内管的轴线倾斜设置，排液通孔的内端高于排液通孔的外端。

磁铁的材质为耐高温磁铁，磁铁的内径大于内管的外径，磁铁的外径小于外管的内径。

本发明的有益效果是：该阀控式环空采集工具能够收集生产中、停井或作业时井筒内的杂物，解决了采油管柱因井液结蜡及落物而引起的卡泵、抽油杆拉断等问题,降低因此而产生的作业、措施及占产成本，改善了油井的生产状况，因此阀控式环空采集工具，可将生产中、停井或作业时井筒内的杂物采集于此,减少人泵几率，延长检泵周期，提高单井产量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明所述阀控式环空采集工具的示意图。

图2是图1中沿A-A方向的剖视图。

图3是图1中沿B-B方向的剖视图。

图4是图1中沿C-C方向的剖视图。

图5是本发明所述阀控式环空采集工具的上部示意图。

图6是本发明所述阀控式环空采集工具的下部示意图。

图7是阀芯管的结构示意图。

图8是图7中D方向并顺时针旋转90度°后的示意图。

图9是图7中沿E-E方向剖切并顺时针旋转90度°后的剖视图。

图10是图7中沿F-F方向剖切并顺时针旋转90度°后的剖视图。

图11是图7中沿G-G方向剖切并顺时针旋转90度°后的剖视图。

图12是图7中沿H-H方向剖切并顺时针旋转90度°后的剖视图。

1、上接头；2、阀芯管；3、外管；4、内管；5、扶正体；6、磁铁；7、下接头；8、阀座；9、排液通孔；10、抽油杆；

21、第一外径段；22、第二外径段；23、第三外径段；24、第四外径段；25、左半阀体；26、右半阀体；

81、凸块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种阀控式环空采集工具，包括内外套设的内管4和外管3，内管4和外管3均为直立状态，内管4与外管3之间形成环形空腔，外管3的上端连接有上接头1，上接头1内套设有筒形的阀芯管2，阀芯管2的下端套设于内管4的上端内，内管4的上部管壁内设有多个排液通孔9，内管4的下端和外管3的下端通过下接头7连接，该环形空腔的下部内设有磁铁6，如图1至图6所示。

在本实施例中，上接头1的轴线、阀芯管2的轴线、外管3的轴线、内管4的轴线和下接头7的轴线重合，上接头1与阀芯管2之间形成环状空间。上接头1的上部设有上外螺纹段，上接头1的下部设有下外螺纹段，外管3的上端设有内螺纹，上接头1的下部与外管3的上端螺纹连接，阀芯管2的上端位于上接头1的上端外。内管4和外管3均为直立的金属管。

在本实施例中，沿从上向下的方向，阀芯管2的外表面含有依次连接的第一外径段21、第二外径段22、第三外径段23和第四外径段24。第一外径段21的外径等于第三外径段23的外径，第一外径段21的外径大于第二外径段22的外径，第一外径段21的外径小于第四外径段24的外径，如图7至图12所示。

在本实施例中，阀芯管2含有左右对称设置的左半阀体25和右半阀体26，左半阀体25和右半阀体26的大小和结构基本相同，左半阀体25与右半阀体26扣合后能够形成一个完整的筒形的阀芯管2，左半阀体25与右半阀体26可拆卸连接，如左半阀体25和右半阀体26通过螺栓连接固定。

在本实施例中，内管4的上端设有筒形的阀座8，阀座8的上部外设有多个凸块81，多个凸块81沿阀座8的周向间隔排列，凸块81与外管3的内表面抵接，阀座8的下部套设于内管4的上端内，如图3和图5所示。阀座8和阀芯管2的材质均为钢，阀座8的内径大于阀芯管2的内径。凸块81可以起到扶正的作用，相邻的两个凸块81之间形成弧形空隙，液体可以从该弧形空隙通过。

阀座8的轴线与阀芯管2的轴线重合，阀座8的下部与内管4的上端螺纹连接，阀座8的上端内径小于与阀芯管2的下端外径，阀芯管2坐落在阀座8上。使用时，阀芯管2与抽油杆10间隙配合，阀芯管2始终坐落在阀座8上，阀芯管2下端将内管4的上端封闭，阀芯管2能够阻挡液体上行，同时阀芯管2始终坐落在阀座8上组成了一个关闭状态的控制阀。

本发明所述阀控式环空采集工具中该阀控式的含义为含有该控制阀。当抽油杆10以直立状态上下移动的过程中，阀芯管2始终坐落在阀座8上，该控制阀处于关闭状态；当抽油杆10以倾斜状态上下移动的过程中，阀芯管2将会随抽油杆10同步上下移动，则该控制阀将处于开启状态。

在本实施例中，排液通孔9呈规则的行列排布，排液通孔9形成通孔段，该通孔段的长度为内管4长度的15％至30％，排液通孔9的轴线相对于内管4的轴线倾斜设置，排液通孔9的内端高于排液通孔9的外端。内管4与外管3之间多个扶正体5，多个扶正体5沿内管4的周向均匀间隔排列，扶正体5位于排液通孔9和磁铁6之间，如图1所示。

在本实施例中，磁铁6的材质为现有的耐高温磁铁，磁铁6的内径大于内管4的外径，例如磁铁6的内径比内管4的外径大1mm至3mm。磁铁6的外径小于外管3的内径，例如磁铁6的外径比外管3的内径小1mm至3mm。

在本实施例中，下接头7的上部内表面设有内螺纹，下接头7的上部外表面设有外螺纹，下接头7的下部外表面设有外螺纹，内管4的下端与下接头7的上部螺纹连接，外管3的下端与下接头7的上部螺纹连接。

下面介绍该阀控式环空采集工具的工作过程。

作业时，将该阀控式环空采集工具的下接头7与抽油泵的泵筒相连，该阀控式环空采集工具的上接头1与油管并相连下入井内。阀芯管2为分体式结构，将左半阀体25和右半阀体26扣合在抽油杆10外，通过螺栓将左半阀体25和右半阀体26连接固定，形成套设在抽油杆10外的阀芯管2，阀芯管2随抽油杆10一同下入油管内，直到抽油杆10下端的柱塞进入抽油泵的泵筒。此时，阀芯管2坐落在内管4上部的阀座8上，阀芯管2的内通孔略大于抽油杆10，即阀芯管2与抽油杆10之间存在间隙，抽油杆10可以相对于阀芯管2上下自由滑动。

在抽油杆10上行的过程中，阀芯管2始终坐落在阀座8上，内管4中的液体通过排液通孔9进入内管4与外管3之间，然后液体穿过阀座8外相邻凸块81之间的弧形空隙继续上行。在抽油杆10下行的过程中，由于抽油泵的作用，该阀控式环空采集工具中的液体大致保持不动，内管4与外管3之间液体中的杂物将在重力的作用下沿内管4的外表面缓慢下沉落入环形空间的下部。

内管4的上部具有多个排液通孔9，排液通孔9的轴心线倾斜向下并环形分布，杂物将随原油斜向下穿过排液通孔9，排液通孔9倾斜设置可以防止脏物通过排液通孔9回流至内管空间内。阀芯管2与抽油杆10间隙配合，无论上下冲程，排液通孔9使得阀芯管2四周的压力是相同的，因而阀控系统始终处于闭合状态，强迫脏物只能进入内管4和外管3之间的环形容物空间。磁铁6可对井液进行磁化处理，降低井液结蜡率并牢牢地将铁质杂物吸引在内管4和外管3组成的环形空间内。因此阀控式环空采集工具形成了“上部有阀，下部有磁”的独特结构。

另外，为了在工具最大外径尽量减少的前提下增加环空容积并可耐高温，设计了非标管线管螺纹，在保证力学性能的同时达到令人满意的密封效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (9)

1.一种阀控式环空采集工具，其特征在于，所述阀控式环空采集工具包括内外套设的内管(4)和外管(3)，内管(4)和外管(3)均为直立状态，内管(4)与外管(3)之间形成环形空腔，外管(3)的上端连接有上接头(1)，上接头(1)内套设有筒形的阀芯管(2)，阀芯管(2)的下端套设于内管(4)的上端内，内管(4)的上部管壁内设有多个排液通孔(9)，内管(4)的下端和外管(3)的下端通过下接头(7)连接，该环形空腔的下部内设有磁铁(6)；

内管(4)的上端设有筒形的阀座(8)，阀座(8)的上部外设有多个凸块(81)，多个凸块(81)沿阀座(8)的周向间隔排列，凸块(81)与外管(3)的内表面抵接，阀座(8)的下部套设于内管(4)的上端内；阀座(8)的上端内径小于阀芯管(2)的下端外径；

使用时，阀芯管(2)与抽油杆(10)间隙配合，当抽油杆(10)以直立状态上下移动的过程中，阀芯管(2)始终坐落在阀座(8)上组成了一个关闭状态的控制阀；当抽油杆(10)以倾斜状态上下移动的过程中，阀芯管(2)将会随抽油杆(10)同步上下移动，则该控制阀将处于开启状态。

2.根据权利要求1所述的阀控式环空采集工具，其特征在于，上接头(1)的上部设有上外螺纹段，上接头(1)的下部设有下外螺纹段，外管(3)的上端设有内螺纹，上接头(1)的下部与外管(3)的上端螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的阀控式环空采集工具，其特征在于，上接头(1)的轴线、阀芯管(2)的轴线、外管(3)的轴线、内管(4)的轴线和下接头(7)的轴线重合，上接头(1)与阀芯管(2)之间形成环状空间。

4.根据权利要求1所述的阀控式环空采集工具，其特征在于，沿从上向下的方向，阀芯管(2)的外表面含有依次连接的第一外径段(21)、第二外径段(22)、第三外径段(23)和第四外径段(24)。

5.根据权利要求4所述的阀控式环空采集工具，其特征在于，第一外径段(21)的外径等于第三外径段(23)的外径，第一外径段(21)的外径大于第二外径段(22)的外径，第一外径段(21)的外径小于第四外径段(24)的外径。

6.根据权利要求1所述的阀控式环空采集工具，其特征在于，阀芯管(2)含有左右对称设置的左半阀体(25)和右半阀体(26)，左半阀体(25)和右半阀体(26)通过螺栓连接固定。

7.根据权利要求1所述的阀控式环空采集工具，其特征在于，阀座(8)的下部与内管(4)的上端螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的阀控式环空采集工具，其特征在于，排液通孔(9)的轴线相对于内管(4)的轴线倾斜设置，排液通孔(9)的内端高于排液通孔(9)的外端。

9.根据权利要求1所述的阀控式环空采集工具，其特征在于，磁铁(6)的材质为耐高温磁铁，磁铁(6)的内径大于内管(4)的外径，磁铁(6)的外径小于外管(3)的内径。

Images