CN114876427B - 一种集成有过滤器和阀组的防蜡防垢注水管汇 - Google Patents

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Abstract

一种集成有过滤器和阀组的防蜡防垢注水管汇，涉及油田注水设备领域，包括进水管、过滤器和若干出水管，进水管和出水管分别连接在过滤器上，过滤器内设置有过滤网，进水管上串联有进水阀、出水管上串联有出水阀；所述过滤器的外壳和所述所滤网均为圆筒状结构，过滤网固定插装在所述外壳内并与外壳同轴，所述进水管连接在外壳和过滤网的一端，所述出水管连接在外壳的侧面，各出水管沿外壳的轴向等间距排成一列；所述过滤网由刚性管加工而成，过滤网的侧壁上加工有长条状的、作为过滤孔的窄缝，窄缝的长度方向与过滤网的轴线方向一致。本发明通过往复丝杠的作用使得除垢片在过滤孔内往复运动，从而实现对过滤孔内垢质的清理。

Description

一种集成有过滤器和阀组的防蜡防垢注水管汇
技术领域
本发明属于油田注水设备领域，尤其涉及一种集成有过滤器和阀组的防蜡防垢注水管汇。
背景技术
油田开发的中后期，往往需要通过注水井向地层中注水。注水时，需要通过注水管汇将水管干路分成若干支路，以便同时对多口注水井进行注水。水进入注水管汇之前需要先经过过滤器进行过滤。
目前，注水管汇中采用的过滤器最大的问题是过滤器的过滤网容易结垢，随着垢质的积累，过滤网上的过滤孔会被堵塞，影响过滤器的过滤效率。另外，逐渐积累形成的垢质附着力很强，清除比较费力。因此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
本发明的目的是设计一种新型的注水管汇，力求将过滤器和阀组集成在一起，并解决现有过滤器容易结垢的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本发明提供了一种集成有过滤器和阀组的防蜡防垢注水管汇，包括进水管、过滤器和若干出水管，进水管和出水管分别连接在过滤器上，过滤器内设置有过滤网，进水管上串联有进水阀、出水管上串联有出水阀；
所述过滤器的外壳和所述所滤网均为圆筒状结构，过滤网固定插装在所述外壳内并与外壳同轴，所述进水管连接在外壳和过滤网的一端，所述出水管连接在外壳的侧面，各出水管沿外壳的轴向等间距排成一列；
所述过滤网由刚性管加工而成，过滤网的侧壁上加工有长条状的、作为过滤孔的窄缝，窄缝的长度方向与过滤网的轴线方向一致；
所述过滤网内侧滑动安装有除垢筒以及用于驱动除垢筒的往复丝杠，除垢筒的一端敞口并朝向所述进水管，除垢筒的另一端连接在所述的往复丝杠上，往复丝杠旋转后，除垢筒在往复丝杠的驱动下沿所述过滤网的内壁做轴向往复运动；
所述除垢筒的表面固定设置有除垢片，除垢片伸入所述窄缝内，并与窄缝的内口滑动配合，所述除垢筒的侧壁上加工有与所述窄缝对应的条形孔；条形孔的宽度大于窄缝的宽度。
作为优选方案，所述条形孔与所述窄缝的数量相同且位置一一对应，所述除垢片插在所述条形孔内并固定于条形孔的中央。
作为优选方案，所述除垢筒进一步包括筒体和旋转套，旋转套套在筒体的外侧并可顺畅旋转；
所述往复丝杠和除垢筒的内壁之间设置有传动环，传动环通过其中央的螺纹连接在往复丝杠上，传动环的外圆周上固定有短销，对应地，除垢筒的内壁上加工有可将传动环的往复运动转化为所述筒体的旋转运动的导向滑道；
所述过滤网的内侧固定有导向柱，导向柱的轴线方向与所述往复丝杠的轴线方向平行，所述传动环与导向柱滑动配合，从而防止传动环旋转。
作为优选方案，所述进水管侧侧面设置有反冲洗出口管，反冲洗出口管与进水管的连接点位于进水阀和所述外壳之间，反冲洗出口管上串联有反冲洗阀。
作为优选方案，作为替换方案，可将除垢筒和过滤网的位置内外互换；
具体而言，除垢筒固定插装在所述外壳内并与外壳同轴，所述除垢筒内侧滑动安装有过滤网以及用于驱动过滤网的往复丝杠，过滤网的一端敞口并朝向所述进水管，过滤网的另一端连接在所述的往复丝杠上，往复丝杠旋转后，除垢筒在往复丝杠的驱动下沿所述过滤网的内壁做轴向往复运动；
所述除垢筒的内表面固定设置有除垢片，除垢片伸入过滤网上的窄缝内，并与窄缝的内口滑动配合，所述除垢筒的侧壁上加工有与所述窄缝对应的条形孔；条形孔的宽度大于窄缝的宽度；
所述除垢筒进一步包括筒体和旋转套，旋转套衬在筒体内侧并可顺畅旋转；
所述往复丝杠和过滤网的内壁之间设置有传动环，传动环通过其中央的螺纹连接在往复丝杠上，传动环的外圆周上固定有短销，对应地，过滤网的内壁上加工有可将传动环的往复运动转化为所述筒体的旋转运动的导向滑道；
所述除垢筒的内侧固定有导向柱，导向柱的轴线方向与所述往复丝杠的轴线方向平行，所述传动环与导向柱滑动配合，从而防止传动环旋转。
作为优选方案，所述往复丝杠的旋转动力来自电机。
作为优选方案，所述往复丝杠上安装有叶轮，叶轮位于过滤器的进水端，叶轮在水流冲击作用下旋转，所述往复丝杠的旋转动力来自叶轮的旋转。
本发明的有益效果为：
1、本发明设置了除垢筒，除垢筒上安装了除垢片，除垢片插入条状的过滤孔(即所述的窄缝)内，通过往复丝杠的作用使得除垢片在过滤孔内往复运动，从而实现对过滤孔内垢质的清理。
2、现有技术中，过滤网经过高压水流长时间冲蚀后容易损坏，使用寿命较短。而本发明通过在过滤网内侧设置除垢筒，使得除垢筒缓解了水流对过滤网的冲蚀，从而延长了过滤网的使用寿命。同时，本发明通过设置传动环、短销和导向滑道，使得除垢筒自动旋转，通过这一设计，使得除垢筒的内壁均匀承受水流的冲蚀，提高了除垢筒承受水流冲击的能力，从而进一步提高了设备整体的使用寿命。
附图说明
图1是本发明第一种实施例的结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大图；
图3是本发明第二种实施例的结构示意图；
图4是实施例二中导向滑道的平面展开图；
图5是本发明第三种实施例的结构示意图；
图6是本发明第四种实施例的结构示意图；
图7是本发明第五种实施例的结构示意图；
图8是图3中B处的局部放大图。
图中：1、进水阀，2、进水管，3、过滤网，4、外壳，5、除垢筒，6、除垢片，7、往复丝杠，8、电机，9、出水管，10、出水阀，11、导向柱，12、短销，13、传动环，14、导向滑道，15、叶轮，16、反冲洗出口管，17、反冲洗阀，18、旋转套，19、筒体，20、窄缝，21、条形孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例一：
如图1所示，本实施例包括进水管2、过滤器和若干出水管9，进水管2和出水管9分别连接在过滤器上，过滤器内设置有过滤网3，进水管2上串联有进水阀1、出水管9上串联有出水阀10。以上为常规结构，在此不再赘述。
如图1所示，所述过滤器的外壳4和所述所滤网均为圆筒状结构，过滤网3固定插装在所述外壳4内并与外壳4同轴。所述进水管2连接在外壳4和过滤网3的一端，所述出水管9连接在外壳4的侧面。工作时，水从进水管2进入外壳4并同时进入过滤网3内侧，经过过滤网3的过滤后到达过滤网3和外壳4之间的环形空间内，继而经出水管9流出。
如图1所示，各出水管9沿外壳4的轴向等间距排成一列。
如图1所示，所述过滤网3由刚性管加工而成，过滤网3的侧壁上加工有长条状的、作为过滤孔的窄缝20。刚性管可在加工窄缝20的基础上保证过滤网3形状的稳定性。具体实施时，窄缝20的长度可选30mm，宽度可选0.8-1.5mm。
如图1所示，所述过滤网3内侧滑动安装有除垢筒5以及用于驱动除垢筒5的往复丝杠7，除垢筒5的一端敞口并朝向所述进水管2，除垢筒5的另一端连接在所述的往复丝杠7上，往复丝杠7旋转后，除垢筒5在往复丝杠7的驱动下沿所述过滤网3的内壁做轴向往复运动。如图2所示，所述除垢筒5的表面固定设置有除垢片6，除垢片6伸入所述窄缝20内，并与窄缝20的内口滑动配合，所述除垢筒5的侧壁上加工有与所述窄缝20对应的条形孔21，条形孔21的作用是供水通过除垢筒5继而通过过滤网3，条形孔21的宽度大于窄缝20的宽度(优选2-4mm)，从而避免对水在过滤器内的流动阻力造成明显影响。除垢片6插入条状的过滤孔(即所述的窄缝20)内，通过往复丝杠7的作用使得除垢片6在过滤孔内往复运动，从而实现对过滤孔内垢质的清理。具体实施时，需要注意两点处配合精度：第一处是除垢筒5和过滤网3之间的配合间隙不要大于所述窄缝20的宽度，第二处是除垢片6和窄缝20之间的滑动配合精度需要在保证滑动顺畅的前提下适当提高，以免除垢不彻底。
另外，现有技术中，过滤网3经过高压水流长时间冲蚀后容易损坏，使用寿命较短。而本发明通过在过滤网3内侧设置除垢筒5，使得除垢筒5缓解了水流对过滤网3的冲蚀，从而延长了过滤网3的使用寿命。
如图1或图2所示，所述条形孔21与所述窄缝20的数量相同且位置一一对应，所述除垢片6插在所述条形孔21内并固定于条形孔21的中央，工作时，除垢筒5轴向往复运动的范围需小于除垢片6在所述窄缝20内的往复运动范围。
如图1所示，所述往复丝杠7的旋转动力来自电机8，实际工作中电机8可以通过自动控制的方式定期启动，也可在每次巡井时人工开启或关闭。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别在于：除垢筒5和过滤网3可相对旋转。
为了避免水流对除垢筒5上的固定位置进行冲蚀，本发明通过设置传动环13、短销12和导向滑道14，使得除垢筒5自动旋转，通过这一设计，使得除垢筒5的内壁均匀承受水流的冲蚀，提高了除垢筒5承受水流冲击的能力，从而进一步提高了设备整体的使用寿命。具体结构如下：
如图3所示，所述除垢筒5进一步包括筒体19和旋转套18，旋转套18套在筒体19的外侧并可顺畅旋转。如图3、4和8所示，所述往复丝杠7和除垢筒5的内壁之间设置有传动环13，传动环13通过其中央的螺纹连接在往复丝杠7上，传动环13的外圆周上固定有短销12，对应地，除垢筒5的内壁上加工有可将传动环13的往复运动转化为所述筒体19的旋转运动的导向滑道14(导向滑道14的平面展开图如图4所示)，短销在导向滑道内滑动时，在导向滑道14内的斜面作用下被迫一步一步地不停转动，从而实现除垢筒5的旋转；所述过滤网3的内侧固定有导向柱11，导向柱11的轴线方向与所述往复丝杠7的轴线方向平行，所述传动环13与导向柱11滑动配合，从而防止传动环13旋转。
需要说明的是：
1、往复丝杠7是现有技术中的成熟产品，其上设置有往复螺纹，通过往复螺纹可将往复丝杠7的旋转运动转化为直线往复运动，由于属于成熟的现有技术，故在此不再赘述。
2、与实施例一相比，本实施例中往复丝杠7上的往复螺纹需要适当延长，从而所述短销12有足够的活动空间，以保证除垢筒5在短销12的驱动下能够旋转。
实施例三：
本实施例与实施例一的区别在于：
如图5所示，所述往复丝杠7上安装有叶轮15，叶轮15位于过滤器的进水端，叶轮15在水流冲击作用下旋转，所述往复丝杠7的旋转动力来自叶轮15的旋转，进而驱动所述的往复丝杠7旋转，从而实现除垢筒5的自动往复运动，不需外力驱动。实际使用中，需要注意叶轮15螺旋角的选用，螺旋角可尽量小，从而使除垢筒5的移动速度最慢，在保证除垢动作正常进行的情况下，最大程度降低机械磨损。
实施例四：
本实施例与实施例一的区别在于：
如图6所示，所述进水管2侧侧面设置有反冲洗出口管16，反冲洗出口管16与进水管2的连接点位于进水阀1和所述外壳4之间，反冲洗出口管16上串联有反冲洗阀17。需要冲洗过滤网3内侧的滤出物和垢质时，关闭进水阀1，打开出水阀10和反冲洗阀17，在井下压力作用下，水从过滤网3的外侧反流至过滤网3内侧，继而从反冲洗出口管16流出，实现反冲洗。同时，反冲洗过程中，可使往复丝杠7保持旋转，使过滤网3和除垢筒5保持轴向相对移动，相对移动过程中，过滤孔和除垢筒5上条形孔21交错重合面积的变化会导致过滤网3的实际过液面积发生变化，进而造成压力波动，利用压力的波动可有效促进滤出物和垢质的脱落和排出。
本实施例中，所述窄缝20的长度和所述除垢筒5上的条形孔21的长度相等。
实施例五：
本实施例与实施例二的区别在于：除垢筒5和过滤网3的位置内外互换。
如图7所示，除垢筒5固定插装在所述外壳4内并与外壳4同轴，所述除垢筒5内侧滑动安装有过滤网3以及用于驱动过滤网3的往复丝杠7，过滤网3的一端敞口并朝向所述进水管2，过滤网3的另一端连接在所述的往复丝杠7上，往复丝杠7旋转后，除垢筒5在往复丝杠7的驱动下沿所述过滤网3的内壁做轴向往复运动；
所述除垢筒5的内表面固定设置有除垢片6，除垢片6伸入过滤网3上的窄缝20内，并与窄缝20的内口滑动配合，所述除垢筒5的侧壁上加工有与所述窄缝20对应的条形孔21；条形孔21的宽度大于窄缝20的宽度；
所述除垢筒5进一步包括筒体19和旋转套18，旋转套18衬在筒体19内侧并可顺畅旋转
所述往复丝杠7和过滤网3的内壁之间设置有传动环13，传动环13通过其中央的螺纹连接在往复丝杠7上，传动环13的外圆周上固定有短销12，对应地，过滤网3的内壁上加工有可将传动环13的往复运动转化为所述筒体19的旋转运动的导向滑道14；
所述除垢筒5的内侧固定有导向柱11，导向柱11的轴线方向与所述往复丝杠7的轴线方向平行，所述传动环13与导向柱11滑动配合，从而防止传动环13旋转。
工作时，过滤网3设置在除垢筒5的内侧，使过滤网3在旋转过程中承受水流冲击，这种结构可以避免过滤孔附近局部受损。

Claims (6)

1.一种集成有过滤器和阀组的防蜡防垢注水管汇，包括进水管（2）、过滤器和若干出水管（9），进水管（2）和出水管（9）分别连接在过滤器上，过滤器内设置有过滤网（3），进水管（2）上串联有进水阀（1）、出水管（9）上串联有出水阀（10），其特征在于：
所述过滤器的外壳（4）和所述过滤网（3）均为圆筒状结构，过滤网（3）固定插装在所述外壳（4）内并与外壳（4）同轴，所述进水管（2）连接在外壳（4）和过滤网（3）的一端，所述出水管（9）连接在外壳（4）的侧面，各出水管（9）沿外壳（4）的轴向等间距排成一列；
所述过滤网（3）由刚性管加工而成，过滤网（3）的侧壁上加工有长条状的、作为过滤孔的窄缝（20），窄缝（20）的长度方向与过滤网（3）的轴线方向一致；
所述过滤网（3）内侧滑动安装有除垢筒（5）以及用于驱动除垢筒（5）的往复丝杠（7），除垢筒（5）的一端敞口并朝向所述进水管（2），除垢筒（5）的另一端连接在所述的往复丝杠（7）上，往复丝杠（7）旋转后，除垢筒（5）在往复丝杠（7）的驱动下沿所述过滤网（3）的内壁做轴向往复运动；
所述除垢筒（5）的表面固定设置有除垢片（6），除垢片（6）伸入所述窄缝（20）内，并与窄缝（20）的内口滑动配合，所述除垢筒（5）的侧壁上加工有与所述窄缝（20）对应的条形孔（21）；条形孔（21）的宽度大于窄缝（20）的宽度。
2.根据权利要求1所述的一种集成有过滤器和阀组的防蜡防垢注水管汇，其特征在于：所述条形孔（21）与所述窄缝（20）的数量相同且位置一一对应，所述除垢片（6）插在所述条形孔（21）内并固定于条形孔（21）的中央。
3.根据权利要求1所述的一种集成有过滤器和阀组的防蜡防垢注水管汇，其特征在于：
所述除垢筒（5）进一步包括筒体（19）和旋转套（18），旋转套（18）套在筒体（19）的外侧并可顺畅旋转；
所述往复丝杠（7）和除垢筒（5）的内壁之间设置有传动环（13），传动环（13）通过其中央的螺纹连接在往复丝杠（7）上，传动环（13）的外圆周上固定有短销（12），对应地，除垢筒（5）的内壁上加工有可将传动环（13）的往复运动转化为所述筒体（19）的旋转运动的导向滑道（14）；
所述过滤网（3）的内侧固定有导向柱（11），导向柱（11）的轴线方向与所述往复丝杠（7）的轴线方向平行，所述传动环（13）与导向柱（11）滑动配合，从而防止传动环（13）旋转。
4.根据权利要求1所述的一种集成有过滤器和阀组的防蜡防垢注水管汇，其特征在于：所述进水管（2）侧侧面设置有反冲洗出口管（16），反冲洗出口管（16）与进水管（2）的连接点位于进水阀（1）和所述外壳（4）之间，反冲洗出口管（16）上串联有反冲洗阀（17）。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种集成有过滤器和阀组的防蜡防垢注水管汇，其特征在于：所述往复丝杠（7）的旋转动力来自电机（8）。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种集成有过滤器和阀组的防蜡防垢注水管汇，其特征在于：所述往复丝杠（7）上安装有叶轮（15），叶轮（15）位于过滤器的进水端，叶轮（15）在水流冲击作用下旋转，所述往复丝杠（7）的旋转动力来自叶轮（15）的旋转。
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