CN115467642A - 石油开采用防砂堵球座及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种石油开采用防砂堵球座及方法，其技术方案是：套管与油井井眼之间浇筑有水泥进行固井，套管的管身固定连接有安装管，安装管内部固定连接有球座，球座中间开设有通油孔，还包括用于防止砂子堵塞通油孔的疏通机构，所述疏通机构包括安装组件、驱动组件、供电组件、传动组件、安装板、弹性组件、限位组件与导砂组件，本发明的有益效果是：本发明可有效防止砂子在通油孔内部堵塞，使得石油掺杂着砂子能够持续由通油孔上升，从而使得石油掺杂着石油能够持续由油管上升，有利于石油开采效率，且节省人力物力，使用效果较佳，适宜推广。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种石油开采用防砂堵球座及方法。
背景技术
油井井眼是通过钻井方法钻成的孔眼，一般油井井眼在钻达油层后，下入油层套管，并在套管与井壁间的环形空间注入油井井眼水泥，以维护井壁和封闭油、气、水层，后按油田开发的要求用射孔枪射开油层，形成通道，下入油管，用适宜的诱流方法，将石油由油井井眼井底上升到井口。
球座用于坐封油井井眼，坐封时由油管内投入小钢球落在球座上，从而将球座堵塞，形成密封空间，实现封井目的。
然而油井井眼在正常使用的过程中，当石油由油管上升时，会掺杂地层中较多的砂子一起上升，石油掺杂着砂子在经过球座时，容易使球座堵塞，导致石油无法继续上升，影响开采效率，且需要浪费人力物力对堵塞的球座进行检修，因此，设计一种石油开采用防砂堵球座及方法很有必要。
发明内容
为此，本发明提供了一种石油开采用防砂堵球座及方法，以解决正常使用的过程中，当石油由油管上升时，会掺杂地层中较多的砂子一起上升，石油掺杂着砂子在经过球座时，容易使球座堵塞，导致石油无法继续上升，影响开采效率，且需要浪费人力物力对堵塞的球座进行检修的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：石油开采用防砂堵球座，包括油井井眼，油井井眼内部安装有套管，套管与油井井眼之间浇筑有水泥进行固井，套管的管身固定连接有安装管，安装管内部固定连接有球座，球座中间开设有通油孔，还包括用于防止砂子堵塞通油孔的疏通机构；
所述疏通机构包括安装组件、驱动组件、供电组件、传动组件、安装板、弹性组件、限位组件与导砂组件，所述安装组件设置在球座内部，所述驱动组件固定安装在安装组件内，所述供电组件埋设在水泥内，且供电组件延伸到安装组件内，所述安装板滑动在安装组件内部，且安装板通过传动组件与驱动组件相连接，所述弹性组件设置在安装板底部，所述导砂组件通过限位组件与安装板相连接，且导砂组件位于通油孔内部。
优选的，所述安装组件包括安装槽，所述安装槽数量为两个，两个所述安装槽对称开设在球座内部的左右两侧，所述驱动组件固定安装在安装槽内部。
优选的，所述驱动组件包括伺服电机，所述伺服电机数量为两个，两个所述伺服电机后端分别固定连接在两个安装槽内壁后侧，两个所述伺服电机输出端均固定连接有转轴，所述安装板通过传动组件与转轴相连接。
优选的，所述供电组件包括穿线管，所述穿线管埋设在水泥内部，且穿线管底端贯穿安装管与球座，所述穿线管底端与安装槽内部相连通，所述穿线管内部插设有电缆，所述电缆底端与伺服电机电性连接。
优选的，所述传动组件包括扇形齿轮，所述扇形齿轮固定连接在转轴前端，所述安装板竖直设置在安装槽内部，所述安装板远离扇形齿轮的一端滑动在安装槽内壁靠近通油孔的一侧，所述安装板靠近扇形齿轮的一端固定连接有齿板，所述齿板与扇形齿轮间歇性啮合。
优选的，所述弹性组件包括弹簧，所述弹簧底端固定连接在安装槽内壁底部，所述弹簧顶端竖直固定连接在安装板底端。
优选的，所述限位组件包括限位孔与限位滑板，所述限位孔开设在安装槽内壁靠近通油孔的一侧，且限位孔与通油孔相连通，所述限位滑板靠近安装板的一端固定连接在安装板上，所述限位滑板表面与限位孔孔壁相贴合，所述限位滑板远离安装板的一端水平贯穿限位孔，且限位滑板远离安装板的一端延伸到通油孔内部。
优选的，所述导砂组件包括导杆，所述导杆竖直设置在通油孔内部，所述导杆底端呈尖锥状，所述导杆表面固定连接在限位滑板远离安装板的一端，且导杆表面均匀设有多个凸起。
优选的，所述球座顶部设有球槽，所述球槽呈半球状，所述球槽底部与通油孔顶端相连通，所述球槽内壁固定连接有橡胶密封垫。
石油开采用防砂堵球座的使用方法，包括以下过程：
在使用时，当石油掺杂着砂子一起由通油孔正常上升时，工作人员可启动伺服电机，当伺服电机做功时，可通过转轴带动扇形齿轮转动，当扇形齿轮转动到与齿板相啮合时，会通过齿板带动安装板下移，当安装板下移时，会通过限位滑板带动导杆下移，且会压缩弹簧，使得弹簧发生弹性形变产生弹力，当扇形齿轮转动到不再与齿板相啮合时，此时安装板在弹簧的弹力作用下上移，从而通过限位滑板带动导杆上移，所以导杆能够在通油孔内部做上下往复运动，从而可破坏砂子结层的结构，即可有效防止砂子在通油孔内部堵塞。
本发明的有益效果是：本发明通过设有的疏通机构的配合使用，能够使得导砂组件在通油孔内部做上下往复运动，从而可破坏砂子结层的结构，即可有效防止砂子在通油孔内部堵塞，使得石油掺杂着砂子能够持续由通油孔上升，从而使得石油掺杂着石油能够持续由油管上升，有利于石油开采效率，且节省人力物力，使用效果较佳，适宜推广。
附图说明
图1为本发明提供的结构剖视图；
图2为图1中的A处放大图；
图3为图2中的B处放大图；
图4为本发明提供的安装管的结构俯视图；
图5为本发明提供的导砂组件的结构立体图；
图6为本发明提供的油井井眼封井时的结构剖视图。
图中：1、油井井眼；2、套管；3、水泥；4、安装管；5、球座；6、通油孔；7、安装槽；8、伺服电机；9、转轴；10、穿线管；11、电缆；12、扇形齿轮；13、齿板；14、安装板；15、弹簧；16、限位孔；17、限位滑板；18、导杆；19、凸起；20、球槽；21、橡胶密封垫；22、钢球。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，参照图1-图6，本发明提供的石油开采用防砂堵球座，包括油井井眼1，油井井眼1内部安装有套管2，套管2与油井井眼1之间浇筑有水泥3进行固井，以维护油井井眼1井壁和封闭油、气、水层，套管2管身固定连接有安装管4，安装管4内部固定连接有球座5，球座5中间开设有通油孔6，所以当石油掺杂着砂子由油管上升出油时，会经过通油孔6，还包括用于防止砂子堵塞通油孔6的疏通机构，疏通机构包括安装组件、驱动组件、供电组件、传动组件、安装板14、弹性组件、限位组件与导砂组件，安装组件设置在球座5内部，驱动组件固定安装在安装组件内，供电组件埋设在水泥3内，且供电组件延伸到安装组件内，安装板14滑动在安装组件内部，且安装板14通过传动组件与驱动组件相连接，弹性组件设置在安装板14底部，导砂组件通过限位组件与安装板14相连接，且导砂组件位于通油孔6内部；
安装组件包括安装槽7，安装槽7数量为两个，两个安装槽7对称开设在球座5内部的左右两侧，驱动组件固定安装在安装槽7内部，驱动组件包括伺服电机8，伺服电机8数量为两个，两个伺服电机8后端分别固定连接在两个安装槽7内壁后侧，两个伺服电机8输出端均固定连接有转轴9，所以当伺服电机8做功时，能够带动转轴9转动，安装板14通过传动组件与转轴9相连接，供电组件包括穿线管10，穿线管10埋设在水泥3内部，且穿线管10底端贯穿安装管4与球座5，穿线管10底端与安装槽7内部相连通，穿线管10内部插设有电缆11，电缆11底端与伺服电机8电性连接，所以工作人员在浇筑水泥3时，可先将穿线管10预埋在油井井眼1与套管2之间，然后在穿线管10的防护的作用下，能够有效防止电缆11被水泥3腐蚀，使得本发明结构设计合理，所以电缆11可用于接通电源，使得电能能够通过电缆11向伺服电机8输送，从而使得伺服电机8做功，使得本发明结构设计合理；
传动组件包括扇形齿轮12，扇形齿轮12固定连接在转轴9前端，所以当伺服电机8做功带动转轴9转动时，能够带动扇形齿轮12同步转动，安装板14竖直设置在安装槽7内部，安装板14远离扇形齿轮12的一端滑动在安装槽7内壁靠近通油孔6的一侧，所以安装板14能够在安装槽7内部上下滑动，安装板14靠近扇形齿轮12的一端固定连接有齿板13，齿板13与扇形齿轮12间歇性啮合，所以当扇形齿轮12转动到与齿板13相啮合时，能够通过齿板13带动安装板14下移，弹性组件包括弹簧15，弹簧15底端固定连接在安装槽7内壁底部，弹簧15顶端竖直固定连接在安装板14底端，所以当安装板14下移时，能够下压弹簧15，使得弹簧15发生弹性形变产生弹力，所以当扇形齿轮12继续转动到不在与齿板13相啮合时，此时安装板14能够在弹簧15的弹力作用下上移，所以随着扇形齿轮12的持续转动，在扇形齿轮12与弹簧15的共同作用下，安装板14能够在安装槽7内部做上下往复运动；
限位组件包括限位孔16与限位滑板17，限位孔16开设在安装槽7内壁靠近通油孔6的一侧，且限位孔16与通油孔6相连通，限位滑板17靠近安装板14的一端固定连接在安装板14上，限位滑板17表面与限位孔16孔壁相贴合，限位滑板17远离安装板14的一端水平贯穿限位孔16，且限位滑板17远离安装板14的一端延伸到通油孔6内部，所以当安装板14在安装槽7内部做上下往复运动时，能够带动限位滑板17在限位孔16内部上下往复移动，导砂组件包括导杆18，导杆18竖直设置在通油孔6内部，导杆18底端呈尖锥状，能够降低导杆18对石油以及砂子上升时的阻力，导杆18表面固定连接在限位滑板17远离安装板14的一端，且导杆18表面均匀设有多个凸起19，凸起19能够增大导杆18的表面积，从而增大导杆18与掺杂着砂子的石油的接触面积，从而提高疏通效果，所以当安装板14在安装槽7内部做上下往复运动时，能够通过限位滑板17带动导杆18在通油孔6内部做上下往复运动，从而可破坏砂子结层的结构，即可有效防止砂子在通油孔6内部堵塞，使得石油掺杂着砂子能够持续由通油孔6上升，从而使得石油掺杂着石油能够持续由油管上升，有利于石油开采效率，且节省人力物力，使用效果较佳，适宜推广；
球座5顶部设有球槽20，球槽20呈半球状，球槽20底部与通油孔6顶端相连通，所以当工作人员需要对油井井眼1进行封井时，可将钢球22直接丢入到油管中，然后钢球22在重力的作用下下落到球槽20中，从而对通油孔6进行堵塞，实现封井目的，球槽20内壁固定连接有橡胶密封垫21，增大钢球22与球槽20之间的密封性，从而能够提高封井效果。
本发明提到的石油开采用防砂堵球座的使用方法，包括以下过程：
在使用时，在套管2内下入油管，通过油管下入抽油泵，当石油掺杂着砂子一起由通油孔6正常上升时，启动伺服电机8，当伺服电机8做功时，可通过转轴9带动扇形齿轮12转动，当扇形齿轮12转动到与齿板13相啮合时，会通过齿板13带动安装板14下移，当安装板14下移时，会通过限位滑板17带动导杆18下移，且会压缩弹簧15，使得弹簧15发生弹性形变产生弹力，当扇形齿轮12转动到不再与齿板13相啮合时，此时安装板14在弹簧15的弹力作用下上移，从而通过限位滑板17带动导杆18上移，所以导杆18能够在通油孔6内部做上下往复运动，从而可破坏砂子结层的结构，即可有效防止砂子在通油孔6内部堵塞，使得石油掺杂着砂子能够持续由通油孔6上升，从而使得石油掺杂着石油能够持续由油管上升，通过抽油泵上提采出，有利于石油开采效率，且节省人力物力，使用效果较佳，适宜推广；
当工作人员需要对油井井眼1进行封井时，可将钢球22直接丢入到油管中，然后钢球22在重力的作用下下落到球槽20中，从而对通油孔6进行堵塞，实现封井目的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种石油开采用防砂堵球座，在油井井眼（1）内部安装有套管（2），套管（2）与油井井眼（1）之间浇筑有水泥（3）进行固井，套管（2）管身固定连接有安装管（4），安装管（4）内部固定连接有球座（5），球座（5）中间开设有通油孔（6），其特征在于：还包括用于防止砂子堵塞通油孔（6）的疏通机构，所述疏通机构包括安装组件、驱动组件、供电组件、传动组件、安装板（14）、弹性组件、限位组件与导砂组件，所述安装组件设置在球座（5）内部，所述驱动组件固定安装在安装组件内，所述供电组件埋设在水泥（3）内，且供电组件延伸到安装组件内，所述安装板（14）滑动在安装组件内部，且安装板（14）通过传动组件与驱动组件相连接，所述弹性组件设置在安装板（14）底部，所述导砂组件通过限位组件与安装板（14）相连接，且导砂组件位于通油孔（6）内部。
2.根据权利要求1所述的石油开采用防砂堵球座，其特征在于：所述安装组件包括安装槽（7），所述安装槽（7）数量为两个，两个所述安装槽（7）对称开设在球座（5）内部的左右两侧，所述驱动组件固定安装在安装槽（7）内部。
3.根据权利要求2所述的石油开采用防砂堵球座，其特征在于：所述驱动组件包括伺服电机（8），所述伺服电机（8）数量为两个，两个所述伺服电机（8）后端分别固定连接在两个安装槽（7）内壁后侧，两个所述伺服电机（8）输出端均固定连接有转轴（9），所述安装板（14）通过传动组件与转轴（9）相连接。
4.根据权利要求3所述的石油开采用防砂堵球座，其特征在于：所述供电组件包括穿线管（10），所述穿线管（10）埋设在水泥（3）内部，且穿线管（10）底端贯穿安装管（4）与球座（5），所述穿线管（10）底端与安装槽（7）内部相连通，所述穿线管（10）内部插设有电缆（11），所述电缆（11）底端与伺服电机（8）电性连接。
5.根据权利要求3所述的石油开采用防砂堵球座，其特征在于：所述传动组件包括扇形齿轮（12），所述扇形齿轮（12）固定连接在转轴（9）前端，所述安装板（14）竖直设置在安装槽（7）内部，所述安装板（14）远离扇形齿轮（12）的一端滑动在安装槽（7）内壁靠近通油孔（6）的一侧，所述安装板（14）靠近扇形齿轮（12）的一端固定连接有齿板（13），所述齿板（13）与扇形齿轮（12）间歇性啮合。
6.根据权利要求5所述的石油开采用防砂堵球座，其特征在于：所述弹性组件包括弹簧（15），所述弹簧（15）底端固定连接在安装槽（7）内壁底部，所述弹簧（15）顶端竖直固定连接在安装板（14）底端。
7.根据权利要求6所述的石油开采用防砂堵球座，其特征在于：所述限位组件包括限位孔（16）与限位滑板（17），所述限位孔（16）开设在安装槽（7）内壁靠近通油孔（6）的一侧，且限位孔（16）与通油孔（6）相连通，所述限位滑板（17）靠近安装板（14）的一端固定连接在安装板（14）上，所述限位滑板（17）表面与限位孔（16）孔壁相贴合，所述限位滑板（17）远离安装板（14）的一端水平贯穿限位孔（16），且限位滑板（17）远离安装板（14）的一端延伸到通油孔（6）内部。
8.根据权利要求7所述的石油开采用防砂堵球座，其特征在于：所述导砂组件包括导杆（18），所述导杆（18）竖直设置在通油孔（6）内部，所述导杆（18）底端呈尖锥状，所述导杆（18）表面固定连接在限位滑板（17）远离安装板（14）的一端，且导杆（18）表面均匀设有多个凸起（19）。
9.根据权利要求1所述的石油开采用防砂堵球座，其特征在于：所述球座（5）顶部设有球槽（20），所述球槽（20）呈半球状，所述球槽（20）底部与通油孔（6）顶端相连通，所述球槽（20）内壁固定连接有橡胶密封垫（21）。
10.根据权利要求1-9任一项所述的石油开采用防砂堵球座的使用方法，其特征在于：包括以下过程：
在使用时，当石油掺杂着砂子一起由通油孔（6）正常上升时，工作人员可启动伺服电机（8），当伺服电机（8）做功时，可通过转轴（9）带动扇形齿轮（12）转动，当扇形齿轮（12）转动到与齿板（13）相啮合时，会通过齿板（13）带动安装板（14）下移，当安装板（14）下移时，会通过限位滑板（17）带动导杆（18）下移，且会压缩弹簧（15），使得弹簧（15）发生弹性形变产生弹力，当扇形齿轮（12）转动到不再与齿板（13）相啮合时，此时安装板（14）在弹簧（15）的弹力作用下上移，从而通过限位滑板（17）带动导杆（18）上移，所以导杆（18）能够在通油孔（6）内部做上下往复运动，从而可破坏砂子结层的结构，即可有效防止砂子在通油孔（6）内部堵塞。
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