CN115234196A - 一种反馈式滤砂管主动清洁装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反馈式滤砂管主动清洁装置，在抽油活塞上部联接活塞短接以及上游动阀体，所述抽油活塞下部联接下游动阀体以及连接套，所述连接套下部联接连杆，所述连杆穿过连杆密封套且可在连杆密封套内滑动，所述连杆下部联接扩径活塞；所述抽油活塞设置于抽油泵筒内，本发明通过其正负压力波动、反馈液冲击，使滤砂管产生微振动，同时正向强冲击流对其外壁的机械杜塞物具有实时解堵作用，保持其渗透能力不受伤害，有利于油井正常生产，能够在油井生产过程中，达到实时、连续清除滤砂管上的堵塞物，达到保持或即使恢复滤砂管渗透能力，从而保证油井生产能力长期发挥。
Description
技术领域
本发明涉及砂岩油藏有杆泵举升、滤砂、解除滤砂管堵塞技术领域，特别是一种反馈式滤砂管主动清洁装置。
背景技术
目前砂岩油藏开发的主要矛盾之一就是油层不间断出砂。油层出砂不仅降低油井生产时率、影响油井产量，同时会提高油井生产成本、损坏油田生产设施。为解决油层出砂的开发矛盾，石油工作者研制出了机械防砂、化学防砂等多种工艺方法。其中机械防砂中多数油井采用抽油泵下带滤砂管滤砂的方法，确实见到了一定效果，但该方法使用初期效果较好，经过一段时间滤砂后，油井产量明显降低，经过研究发现滤砂管被堵塞，渗透能力差，影响井液进入到泵下尾管内，从而影响油井产能发挥。
现有技术中，滤砂管被堵塞唯一的处理方法是起出泵及滤砂结构进行更换，但这样操作不仅影响油井产量还会增加油井生产成本，同时频繁作业还会对油层造成伤害，且目前泵下滤砂管堵塞的解决方案，除了被动优化筛滤砂孔隙结构外，没有可行的技术方案，而优化筛滤砂孔隙结构，其作用有限，无法从本质上改变这种技术缺欠，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种反馈式滤砂管主动清洁装置，解决了目前泵下滤砂管堵塞的解决方案，除了被动优化筛滤砂孔隙结构外，没有可行的技术方案，而优化筛滤砂孔隙结构，其作用有限，无法从本质上改变这种技术缺欠的问题。
实现上述目的本发明的技术方案为：一种反馈式滤砂管主动清洁装置，在抽油活塞上部联接活塞短接以及上游动阀体，所述抽油活塞下部联接下游动阀体以及连接套，所述上游动阀体内安装有上阀球、上阀座，所述下游动阀体内安装有下阀球、下阀座，所述连接套下部联接连杆，所述连杆穿过连杆密封套且可在连杆密封套内滑动，所述连杆下部联接扩径活塞；所述抽油活塞设置于抽油泵筒内；
所述抽油泵筒下部通过固定阀短接与环形固定阀相联接，所述固定阀短接设置成阶梯状孔且在小径段设置内螺纹用以联接抽油泵筒，所述固定阀短接外部设置外螺纹用以联接固定阀外套，所述固定阀外套内安装同心的阀座内套、阀座外套，所述阀座内套、阀座外套的环形空间一端安装有环形阀球；
所述阀座外套内端面、阀座内套外端面均设置相同的光滑倒角，所述阀座外套内端面以及阀座内套的轴向通过阀座桥接套固定、径向通过固定阀外套和固定阀内套固定、并组成环形阀座密封构造，所述阀座桥接套上设置内通孔且通孔内设置螺纹并与固定阀内套连接，所述阀座桥接套外壁设置外螺纹与固定阀外套连接且所述阀座桥接套上设置若干轴向通孔，所述通孔与通孔之间设置隔段，所述固定阀外套下端连接有固定阀下接头。
上述固定阀内套的外侧壁面设置成阶梯状，自上而下分别为第一台阶、第二台阶以及第三台阶，所述第一台阶与环形阀球内通孔间隙配合，所述第二台阶与阀座内套内通孔间隙配合、且通过台阶限制固定阀内套的轴向位置，所述第二台阶设置一段外螺纹、第三台阶设置一段内螺纹，所述第二台阶的外螺纹与阀座桥接套联接，所述第三台阶的内螺纹联接连杆密封套，所述固定阀内套内孔设置为阶梯孔，所述阶梯孔的上部扩径台阶限制连接套的下行位置、下部扩孔设置内螺纹连接连杆密封套。
上述环形阀球可在固定阀外套内上下滑动，所述环形阀球的上部内外壁端面设置成流线型且下部内、外壁端面设置成一定角度的光滑倒角，所述倒角与环形阀座的光滑倒角相互吻合密封。
上述环形阀球的内、外壁上设置数个轴向通液槽，所述通液槽设置成与轴线成一定角度的斜槽，进液经过斜槽产生一定的轴向力，使阀球旋转，延长阀球使用寿命。
上述扩径活塞包括扩径活塞锁环、若干扩径活塞块、复位弹簧以及扩径活塞阀压帽，所述扩径活塞块内设置径向通槽、两端设置小径圆形台阶，所述复位弹簧安装在径向通槽内，若干所述扩径活塞块组成可变径的变径活塞组件、且上端安装在扩径活塞锁环内、下端安装在扩径活塞阀压帽内。
上述扩径活塞阀压帽内安装扩径活塞阀座、扩径活塞阀球、进液复位弹簧，所述进液复位弹簧压在扩径活塞阀球上，上行程时使扩径活塞阀球处于进液状态。
上述若干所述扩径活塞块内、外成同心圆形组成一个圆管体，即为变径活塞组件。
上述扩径活塞阀压帽内设置为阶梯状，自上而下分为四段，第一段设置内螺纹，第二段缩颈，第三段为扩径，在第二段设置若干轴向进液通槽与第三段连通管，第四段设置数个轴向通孔，通孔间留有隔离段。
利用本发明的技术方案制作的反馈式滤砂管主动清洁装置，
抽油活塞上行程带动连杆，进一步带动扩径活塞上行，进一步扩径活塞阀球在进液复位弹簧作用下，保持离开括径活塞阀座位置，使扩径活塞下部液体通过环形阀进入到泵筒内，进液经过环形固定阀的斜槽时，产生轴向力，使环形阀球有一定量的旋转，可以延长阀体寿命；
抽油泵活塞下行程带动连杆，进一步带动扩径活塞下行，进一步扩径活塞阀球在液力作用下克服进液复位弹簧轴向力，坐在括径活塞阀座上，使扩径活塞进液道关闭，进一步的扩径活塞推动液体使滤砂管内压力上升，形成滤砂管内外压差，在压差作用下清除掉滤砂管外壁上的由机械杂质、石蜡、胶质沥青质组成的污染物，使滤砂管保持或回复其渗透能力，从而使得进出筛管的流体通道畅通；
本发明通过其正负压力波动、反馈液冲击，使滤砂管产生微振动，同时正向强冲击流对其外壁的机械杜塞物具有实时解堵作用，保持其渗透能力不受伤害，有利于油井正常生产，能够在油井生产过程中，达到实时、连续清除滤砂管上的堵塞物，达到保持或即使恢复滤砂管渗透能力，从而保证油井生产能力长期发挥。
目前我国油田90%以上为砂岩油藏，油井出砂是砂岩油藏的共同特点，特别是埋藏较浅的油井，由于受到成本限制，目前机械防砂主要以泵下带滤砂管挡砂工艺为主，因此本发明具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的主视示意图。
图2为本发明图1的A-A位置的剖视结构示意图。
图3为本发明图1的B-B位置的剖视结构示意图。
图4为本发明图1的C-C位置的剖视结构示意图。
图中：1-抽油泵筒；2-上游动阀体；3-上阀球；4-上阀座；5-活塞短接；6-抽油活塞；7-下游动阀体；8-下阀球；9-下阀座；10-连接套；11-固定阀短接；12-固定阀外套；13-环形阀球；14-阀座外套；15-阀座内套；16-阀座桥接套；17-固定阀内套；18-连杆；19-固定阀下接头；20-连杆密封套；21-扩径活塞锁环；22-扩径活塞块；23-复位弹簧；24-进液复位弹簧；25-扩径活塞阀座；26-扩径活塞阀球；27-扩径活塞阀压帽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-4所示，通过本领域人员，将本案中的零部件依次进行连接，具体连接以及操作顺序，应参考下述工作原理，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程。
实施例：由说明书附图1-4可知，本方案在抽油活塞6上部联接活塞短接5以及上游动阀体2，抽油活塞6下部联接下游动阀体7以及连接套10，上游动阀体2内安装有上阀球3、上阀座4，下游动阀体7内安装有下阀球8、下阀座9，连接套10下部联接连杆18，连杆18穿过连杆密封套20且可在连杆密封套20内滑动，连杆18下部联接扩径活塞；抽油活塞6设置于抽油泵筒1内；抽油泵筒1下部通过固定阀短接11与环形固定阀相联接，固定阀短接11设置成阶梯状孔且在小径段设置内螺纹用以联接抽油泵筒1，固定阀短接11外部设置外螺纹用以联接固定阀外套12，固定阀外套12内安装同心的阀座内套15、阀座外套14，阀座内套15、阀座外套14的环形空间一端安装有环形阀球13；阀座外套14内端面、阀座内套15外端面均设置相同的光滑倒角，阀座外套14内端面以及阀座内套15的轴向通过阀座桥接套16固定、径向通过固定阀外套12和固定阀内套17固定、并组成环形阀座密封构造，阀座桥接套16上设置内通孔且通孔内设置螺纹并与固定阀内套17连接，阀座桥接套16外壁设置外螺纹与固定阀外套12连接且阀座桥接套16上设置若干轴向通孔，通孔与通孔之间设置隔段，固定阀外套12下端连接有固定阀下接头19，抽油活塞6上行程带动连杆18，进一步带动扩径活塞上行，使扩径活塞下部液体通过环形固定阀进入到泵筒1内，抽油泵活塞6下行程带动连杆18，进一步带动扩径活塞下行，使扩径活塞进液道关闭，进一步的扩径活塞推动液体使滤砂管内压力上升，形成滤砂管内外压差，在压差作用下清除掉滤砂管外壁上的由机械杂质、石蜡、胶质沥青质组成的污染物，使滤砂管保持或回复其渗透能力，从而使得进出筛管的流体通道畅通。
在具体实施过程中，上述固定阀内套17的外侧壁面设置成阶梯状，自上而下分别为第一台阶、第二台阶以及第三台阶，第一台阶与环形阀球13内通孔间隙配合，第二台阶与阀座内套15内通孔间隙配合、且通过台阶限制固定阀内套15的轴向位置，第二台阶设置一段外螺纹、第三台阶设置一段内螺纹，第二台阶的外螺纹与阀座桥接套16联接，第三台阶的内螺纹联接连杆密封套20，固定阀内套17内孔设置为阶梯孔，阶梯孔的上部扩径台阶限制连接套10的下行位置、下部扩孔设置内螺纹连接连杆密封套20，其中环形阀球13可在固定阀外套12内上下滑动，环形阀球13的上部内外壁端面设置成流线型且下部内、外壁端面设置成一定角度的光滑倒角，倒角与环形阀座的光滑倒角相互吻合密封，上述环形阀球13的内、外壁上设置数个轴向通液槽，通液槽设置成与轴线成一定角度的斜槽，进液经过斜槽产生一定的轴向力，使阀球旋转，延长阀球使用寿命。
在具体实施过程中，上述扩径活塞包括扩径活塞锁环21、若干扩径活塞块22、复位弹簧23以及扩径活塞阀压帽27，扩径活塞块22内设置径向通槽、两端设置小径圆形台阶，复位弹簧23安装在径向通槽内，若干扩径活塞块22组成可变径的变径活塞组件、且上端安装在扩径活塞锁环21内、下端安装在扩径活塞阀压帽27内，扩径活塞阀压帽27内安装扩径活塞阀座25、扩径活塞阀球26、进液复位弹簧24，进液复位弹簧24压在扩径活塞阀球26上，上行程时使扩径活塞阀球26处于进液状态，上述若干扩径活塞块22内、外成同心圆形组成一个圆管体，即为变径活塞组件，其中扩径活塞阀压帽27内设置为阶梯状，自上而下分为四段，第一段设置内螺纹，第二段缩颈，第三段为扩径，在第二段设置若干轴向进液通槽与第三段连通管，第四段设置数个轴向通孔，通孔间留有隔离段，抽油活塞6上行程带动连杆18，进一步带动扩径活塞上行，进一步扩径活塞阀球在进液复位弹簧作用下，保持离开括径活塞阀座位置，使扩径活塞下部液体通过环形阀进入到泵筒1内，进液经过环形固定阀的斜槽时，产生轴向力，使环形阀球有一定量的旋转，可以延长阀体寿命；抽油泵活塞下行程带动连杆，进一步带动扩径活塞6下行，进一步扩径活塞阀球26在液力作用下克服进液复位弹簧24轴向力，坐在括径活塞阀座25上，使扩径活塞进液道关闭，进一步的扩径活塞推动液体使滤砂管内压力上升，形成滤砂管内外压差，在压差作用下清除掉滤砂管外壁上的由机械杂质、石蜡、胶质沥青质组成的污染物，使滤砂管保持或回复其渗透能力，从而使得进出筛管的流体通道畅通；本发明通过其正负压力波动、反馈液冲击，使滤砂管产生微振动，同时正向强冲击流对其外壁的机械杜塞物具有实时解堵作用，保持其渗透能力不受伤害，有利于油井正常生产，能够在油井生产过程中，达到实时、连续清除滤砂管上的堵塞物，达到保持或即使恢复滤砂管渗透能力，从而保证油井生产能力长期发挥。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种反馈式滤砂管主动清洁装置，其特征在于，在抽油活塞（6）上部联接活塞短接（5）以及上游动阀体（2），所述抽油活塞（6）下部联接下游动阀体（7）以及连接套（10），所述上游动阀体（2）内安装有上阀球（3）、上阀座（4），所述下游动阀体（7）内安装有下阀球（8）、下阀座（9），所述连接套（10）下部联接连杆（18），所述连杆（18）穿过连杆密封套（20）且可在连杆密封套（20）内滑动，所述连杆（18）下部联接扩径活塞；所述抽油活塞（6）设置于抽油泵筒（1）内；
所述抽油泵筒（1）下部通过固定阀短接（11）与环形固定阀相联接，所述固定阀短接（11）设置成阶梯状孔且在小径段设置内螺纹用以联接抽油泵筒（1），所述固定阀短接（11）外部设置外螺纹用以联接固定阀外套（12），所述固定阀外套（12）内安装同心的阀座内套（15）、阀座外套（14），所述阀座内套（15）、阀座外套（14）的环形空间一端安装有环形阀球（13）；
所述阀座外套（14）内端面、阀座内套（15）外端面均设置相同的光滑倒角，所述阀座外套（14）内端面以及阀座内套（15）的轴向通过阀座桥接套（16）固定、径向通过固定阀外套（12）和固定阀内套（17）固定、并组成环形阀座密封构造，所述阀座桥接套（16）上设置内通孔且通孔内设置螺纹并与固定阀内套（17）连接，所述阀座桥接套（16）外壁设置外螺纹与固定阀外套（12）连接且所述阀座桥接套（16）上设置若干轴向通孔，所述通孔与通孔之间设置隔段，所述固定阀外套（12）下端连接有固定阀下接头（19）。
2.根据权利要求1所述的一种反馈式滤砂管主动清洁装置，其特征在于，所述固定阀内套（17）的外侧壁面设置成阶梯状，自上而下分别为第一台阶、第二台阶以及第三台阶，所述第一台阶与环形阀球（13）内通孔间隙配合，所述第二台阶与阀座内套（15）内通孔间隙配合、且通过台阶限制固定阀内套（15）的轴向位置，所述第二台阶设置一段外螺纹、第三台阶设置一段内螺纹，所述第二台阶的外螺纹与阀座桥接套（16）联接，所述第三台阶的内螺纹联接连杆密封套（20），所述固定阀内套（17）内孔设置为阶梯孔，所述阶梯孔的上部扩径台阶限制连接套（10）的下行位置、下部扩孔设置内螺纹连接连杆密封套（20）。
3.根据权利要求1所述的一种反馈式滤砂管主动清洁装置，其特征在于，所述环形阀球（13）可在固定阀外套（12）内上下滑动，所述环形阀球（13）的上部内外壁端面设置成流线型且下部内、外壁端面设置成一定角度的光滑倒角，所述倒角与环形阀座的光滑倒角相互吻合密封。
4.根据权利要求1所述的一种反馈式滤砂管主动清洁装置，其特征在于，所述环形阀球（13）的内、外壁上设置数个轴向通液槽，所述通液槽设置成与轴线成一定角度的斜槽。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种反馈式滤砂管主动清洁装置，其特征在于，所述扩径活塞包括扩径活塞锁环（21）、若干扩径活塞块（22）、复位弹簧（23）以及扩径活塞阀压帽（27），所述扩径活塞块（22）内设置径向通槽、两端设置小径圆形台阶，所述复位弹簧（23）安装在径向通槽内，若干所述扩径活塞块（22）组成可变径的变径活塞组件、且上端安装在扩径活塞锁环（21）内、下端安装在扩径活塞阀压帽（27）内。
6.根据权利要求5所述的一种反馈式滤砂管主动清洁装置，其特征在于，所述扩径活塞阀压帽（27）内安装扩径活塞阀座（25）、扩径活塞阀球（26）、进液复位弹簧（24），所述进液复位弹簧（24）压在扩径活塞阀球（26）上，上行程时使扩径活塞阀球（26）处于进液状态。
7.根据权利要求5所述的一种反馈式滤砂管主动清洁装置，其特征在于，所述若干所述扩径活塞块（22）内、外成同心圆形组成一个圆管体，即为变径活塞组件。
8.根据权利要求5所述的一种反馈式滤砂管主动清洁装置，其特征在于，所述扩径活塞阀压帽（27）内设置为阶梯状，自上而下分为四段，第一段设置内螺纹，第二段缩颈，第三段为扩径，在第二段设置若干轴向进液通槽与第三段连通管，第四段设置数个轴向通孔，通孔间留有隔离段。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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