CN115773235A - 用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒，包括吸砂嘴、高压存储腔、导液接头、低压存储腔和剪销导通阀；剪销导通阀包括压帽阀座、剪切轴，剪切轴一端轴向设有第一导液孔，剪切轴上径向设有贯通孔，第一导液孔与贯通孔导通连接，剪切轴从压帽阀座的中空位置穿过并与其通过剪切销钉固定；导液接头轴向设有贯通的第二导液孔；高压存储腔内设置活塞；高压存储腔的两侧分别与导液接头、吸砂嘴固定连接，导液接头的另一端与低压存储腔的一端固定连接，低压存储腔的另一端与压帽阀座固定连接，第一导液孔与第二导液孔之间通过长度可伸缩的导液管贯通连接；本发明利用双腔结构，形成负压流动，实现活塞延时抽吸功能。

Description

用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒

技术领域

本发明属于气井开采技术领域，尤其涉及用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒。

背景技术

井内出砂是个常见现象，打捞节流器过程中，经常会遇到节流器被泥砂埋的情况，现在钢丝作业常用的捞砂筒有：凡尔式捞砂筒、泵式捞砂筒、负压捞砂筒。

其中，凡尔式捞砂筒可以打捞井内颗粒状物体，其底部的单流球座可防止进入筒内的泥砂流出，适用于捞取少量砂，通过多次向泥砂里插拔将泥沙挤进捞砂筒，遇到硬砂面捞不出砂，最适合捞软泥。

泵式捞砂筒为利用活塞抽吸原理把井内颗粒状物体吸入筒内，其底部的单流球座可防止进入筒内的物体流出筒外。通过钢丝向上提拉活塞形成抽吸力把泥砂抽吸进捞砂筒，前提条件是捞砂嘴能插进泥砂里，同时被泥砂适当卡住，否则，在提拉活塞时捞砂嘴会离开泥砂面而吸不到砂，操作难度大。

负压捞砂筒可以打捞井内颗粒状物体，利用负压作用把颗粒物体吸入筒内，适合清理沉淀量较少的沉淀，尤其是被埋物体周围的沉淀物，主要利用大压差形成快速流动把泥砂吸进捞砂筒，上行的柱塞与筒内壁不密封，压力平衡瞬间完成，不需要向上提拉钢丝，不能反复操作，适合少量的砂，在除砂过程中，天然气与预置的空气容易发生混合，地面除砂过程中有爆炸隐患。

针对以上问题，有必要研究一种负压平衡时间更长，活塞抽吸过程持续时间更长，安全性更高的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种负压平衡时间更长，活塞抽吸过程持续时间更长，安全性更高的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒，包括吸砂嘴、高压存储腔、导液接头、低压存储腔和剪销导通阀；

所述剪销导通阀包括压帽阀座、剪切轴，所述剪切轴一端轴向设有第一导液孔，所述剪切轴上径向设有贯通孔，所述第一导液孔与所述贯通孔导通连接，所述剪切轴从压帽阀座的中空位置穿过并与其通过剪切销钉固定；所述导液接头轴向设有贯通的第二导液孔；所述高压存储腔内设置活塞；所述高压存储腔的两侧分别与导液接头、吸砂嘴固定连接，所述导液接头的另一端与低压存储腔的一端固定连接，所述低压存储腔的另一端与所述压帽阀座固定连接，所述第一导液孔与第二导液孔之间通过长度可伸缩的导液管贯通连接；

所自吸捞砂筒在入井作业前高压存储腔内预置液体，且活塞位于靠近吸砂嘴一侧，当剪断剪切销钉使所述剪切轴向低压存储腔方向移动，高压存储腔内液体通过第一导液孔进入低压存储腔，活塞向导液接头侧移动，从而抽吸泥砂进入高压存储腔内。

进一步的，所述剪切轴穿过所述压帽阀座位于所述低压存储腔内部分侧壁形成台阶结构，限制所述剪切轴完全脱出所述压帽阀座。

进一步的，所述剪切轴与压帽阀座通过剪切销钉连接时，剪切轴与压帽阀座之间密封接触，使得液体不能通过贯通孔进入低压存储腔。

进一步的，所述剪切轴与压帽阀座之间至少设2道密封圈，使得剪切轴被剪切销钉固定时，贯通孔位于密封圈之间，剪切销钉剪断后剪切轴移动，贯通孔移至2道密封圈的外侧，使得贯通孔与低压存储腔连通。

进一步的，所述导液接头侧壁上安装端面密封阀，通过所述端面密封阀实现液体的注入和流出泄压。

进一步的，所述端面密封阀上设有贯通的注水孔，所述导液接头侧壁上设有侧孔，当所述端面密封阀旋松后，注水孔与侧孔连通，当所述端面密封阀旋紧关闭后，侧孔被端面密封阀压住，注水孔与侧孔不能连通。

进一步的，所述吸砂嘴内设有单向阀结构，所述单向阀结构能阻挡泥沙由高压存储腔流出。

进一步的，所述单向阀结构包括钢球、限位横挡棍，所述吸砂嘴内形成锥面孔，所述钢球位于所述限位横挡棍与锥面孔之间，且所述限位横挡棍相较于锥面孔安装在靠近高压存储腔一侧。

进一步的，所述吸砂嘴底部设有多个半圆型侧齿。

进一步的，所述高压存储腔的容积小于所述低压存储腔的容积，使得在捞砂时液体能全部导流到低压存储腔内。

本发明的优点和积极效果是：

本发明利用双腔结构，一边预置液体和活塞，一边预置空气，利用剪销导通阀导通双室，形成负压流动，实现活塞延时抽吸功能，比现有负压捞沙筒延长了抽吸时间，比现有泵式捞砂筒增加了活塞自吸功能，不需要钢丝上提活塞。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本发明实施例提供的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒的结构剖面图；

图2为本发明实施例提供的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒的吸砂嘴的结构剖面图；

图3为本发明实施例提供的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒的导液接头的结构剖面图；

图4为本发明实施例提供的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒的导液管的结构示意图；

图5为本本发明实施例提供的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒的压帽阀座的结构剖面图；

图6为本本发明实施例提供的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒的剪切轴的结构剖面图。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。

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。

如图1-6所示，本发明提供了用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒，包括吸砂嘴1、高压存储腔2、导液接头3、低压存储腔4和剪销导通阀5；

所述剪销导通阀5是高压存储腔与低压存储腔的导通阀，包括压帽阀座22、剪切轴23，所述剪切轴23一端轴向设有第一导液孔17，所述剪切轴23上径向设有贯通孔28，所述第一导液孔与所述贯通孔导通连接，所述剪切轴23从压帽阀座22的中空位置穿过并与其通过剪切销钉24固定；所述剪切轴23穿过所述压帽阀座24位于所述低压存储腔4内部分侧壁形成台阶结构27，限制所述剪切轴23完全脱出所述压帽阀座24；所述剪切轴23与压帽阀座22通过剪切销钉24连接时，剪切轴23与压帽阀座22之间密封接触，使得液体不能通过贯通孔进入低压存储腔4；具体的，所述剪切轴23与压帽阀座22之间至少设2道密封圈14，使得剪切轴23被剪切销钉24固定时，贯通孔位于密封圈之间，剪切销钉24剪断后剪切轴移动，贯通孔移至2道密封圈14的外侧，使得贯通孔与低压存储腔4连通；压帽阀座侧壁横向有贯穿孔，该孔与剪切轴的横向销钉孔25对齐后可穿入剪切销钉；压帽阀座下端为公丝扣10，与低压存储腔4上端母丝扣连接。

所述导液接头3轴向设有贯通的第二导液孔29；所述导液接头3侧壁上安装端面密封阀15，通过所述端面密封阀15实现液体的注入和流出泄压；具体的，所述端面密封阀15上设有贯通的注水孔19，所述导液接头3侧壁上设有侧孔18，当所述端面密封阀15旋松后，注水孔与侧孔连通，当所述端面密封阀15旋紧关闭后，侧孔18被端面密封阀15压住，注水孔与侧孔不能连通；另外，导液接头3两端有公丝扣，下端连接高压存储腔2，上端连接低压存储腔4，导液接头3连接低压存储腔4的一端为锥面密封接头16，与导液管20螺母连接，以锥面密封。

所述高压存储腔2内设置活塞；高压存储腔2包括外筒12和活塞13，活塞13在筒内有可上下移动；入井前，高压存储腔2内预置液体，活塞13被液体推至吸砂嘴一端。外筒12两端有母丝扣，下端连接吸砂嘴1，上端连接导液接头3，活塞上可设置密封圈，使其在外筒12内上下密封滑动。

低压存储腔4入井前内部预置常压空气，容积大于高压存储腔，下端以母丝扣连接导液接头3，上端以母丝扣连接剪销导通阀5，内置导液管20，导液管20是把清水由高压存储腔2导入低压存储腔4的弹簧金属管，两端都有由壬接头21，上端与剪切轴23底部公丝扣连接，锥面密封；下端与导液接头3的锥面密封接头16连接，锥面密封。

所述吸砂嘴1内设有单向阀结构，所述单向阀结构能阻挡泥沙由高压存储腔2流出；所述单向阀结构包括钢球6、限位横挡棍8，所述吸砂嘴内形成锥面孔7，所述钢球6位于所述限位横挡棍8与锥面孔之间，且所述限位横挡棍8相较于锥面孔安装在靠近高压存储腔2一侧；所述吸砂嘴底部设有多个半圆型侧齿9，便于吸砂。

所述高压存储腔2的两侧分别与导液接头3、吸砂嘴1固定连接，所述导液接头3的另一端与低压存储腔4的一端固定连接，所述低压存储腔4的另一端与所述压帽阀座22固定连接，所述第一导液孔与第二导液孔之间通过长度可伸缩的导液管贯通连接；需要说明的是，在各个部件进行连接时，技术人员可根据实际情况及施工要求进行密封连接，密封的方法采用现有技术，如密封圈，这属于本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。

所自吸捞砂筒在入井前作业前高压存储腔2内预置液体，且活塞位于靠近吸砂嘴1一侧，当剪断剪切销钉24使所述剪切轴23向低压存储腔4方向移动，高压存储腔2内液体通过第一导液孔进入低压存储腔4，活塞向导液接头3侧移动，从而抽吸泥砂进入高压存储腔2内。

需要说明的是，所述高压存储腔2的容积小于所述低压存储腔4的容积，使得在捞砂时液体能全部导流到低压存储腔4内；并且，剪切轴23上端连接丝扣26连接适当的变扣接头，变扣接头起到下行限位的作用，能与其他工具串连接。

作为举例，在本实施例中，本发明的自吸捞砂筒入井前在高压存储腔2预置清水，低压存储腔4预置常压空气，捞砂筒到达砂面遇阻后，操作钢丝工具串震击器下砸，使压帽阀座与剪切轴之间的剪切销钉剪断，剪断后剪切轴下移，清水向低压存储腔4流动，高压存储腔2的活塞上移形成抽吸作用，下砸时也会把吸砂嘴1插进泥砂里，活塞受井下压力作用向上移动并推动清水进入低压存储腔；活塞下端形成负压，单向阀打开，抽吸泥砂进入腔内，随着泥砂被吸入，加重杆会压着捞砂筒下沉，使吸砂嘴1始终贴紧泥砂面下行，活塞上行至导液接头3端面停止，抽吸完成，单向阀关闭，泥砂留在高压存储腔2内，捞砂完成。本发明比现有负压捞沙筒延长了抽吸时间，比现有泵式捞砂筒增加了活塞自吸功能，不需要钢丝上提活塞，利用双腔结构，创新负压延时机构，形成持续抽吸功能。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒，其特征在于：包括吸砂嘴、高压存储腔、导液接头、低压存储腔和剪销导通阀；

所述剪销导通阀包括压帽阀座、剪切轴，所述剪切轴一端轴向设有第一导液孔，所述剪切轴上径向设有贯通孔，所述第一导液孔与所述贯通孔导通连接，所述剪切轴从压帽阀座的中空位置穿过并与其通过剪切销钉固定；所述导液接头轴向设有贯通的第二导液孔；所述高压存储腔内设置活塞；所述高压存储腔的两侧分别与导液接头、吸砂嘴固定连接，所述导液接头的另一端与低压存储腔的一端固定连接，所述低压存储腔的另一端与所述压帽阀座固定连接，所述第一导液孔与第二导液孔之间通过长度可伸缩的导液管贯通连接；

所自吸捞砂筒在入井作业前高压存储腔内预置液体，且活塞位于靠近吸砂嘴一侧，当剪断剪切销钉使所述剪切轴向低压存储腔方向移动，高压存储腔内液体通过第一导液孔进入低压存储腔，活塞向导液接头侧移动，从而抽吸泥砂进入高压存储腔内。

2.根据权利要求1所述的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒，其特征在于：所述剪切轴穿过所述压帽阀座位于所述低压存储腔内部分侧壁形成台阶结构，限制所述剪切轴上行完全脱出所述压帽阀座。

3.根据权利要求1所述的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒，其特征在于：所述剪切轴与压帽阀座通过剪切销钉连接时，剪切轴与压帽阀座之间密封接触，使得液体不能通过贯通孔进入低压存储腔。

4.根据权利要求3所述的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒，其特征在于：所述剪切轴与压帽阀座之间至少设2道密封圈，使得剪切轴被剪切销钉固定时，贯通孔位于2道密封圈之间，剪切销钉剪断后剪切轴移动，贯通孔移至2道密封圈的外侧，使得贯通孔与低压存储腔连通。

5.根据权利要求1所述的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒，其特征在于：所述导液接头侧壁上安装端面密封阀，通过所述端面密封阀实现液体的注入和流出泄压。

6.根据权利要求5所述的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒，其特征在于：所述端面密封阀上设有贯通的注水孔，所述导液接头侧壁上设有侧孔，当所述端面密封阀旋松后，注水孔与侧孔连通，当所述端面密封阀旋紧关闭后，侧孔被端面密封阀压住，注水孔与侧孔不能连通。

7.根据权利要求1所述的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒，其特征在于：所述吸砂嘴内设有单向阀结构，所述单向阀结构能阻挡泥沙由高压存储腔流出。

8.根据权利要求7所述的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒，其特征在于：所述单向阀结构包括钢球、限位横挡棍，所述吸砂嘴内形成锥面孔，所述钢球位于所述限位横挡棍与锥面孔之间，且所述限位横挡棍相较于锥面孔安装在靠近高压存储腔一侧。

9.根据权利要求1所述的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒，其特征在于：所述吸砂嘴底部设有多个半圆型侧齿。

10.根据权利要求1所述的用于捞砂作业的负压泵式自吸捞砂筒，其特征在于：所述高压存储腔的容积小于所述低压存储腔的容积，使得在捞砂时液体能全部导流到低压存储腔内。

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