CN117489321B - 一种井口捕屑器橇 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油机械技术领域，具体涉及一种井口捕屑器橇，包括进口管线、出口管线和捕屑装置，捕屑装置包括第一捕屑管和第二捕屑管，第一捕屑管和第二捕屑管的一端均与进口管线相连通，另一端均与出口管线相连通；第一捕屑管在靠近进口管线和出口管线的位置分别设置有用于控制第一捕屑管通断的第一控制阀和第二控制阀；第二捕屑管在靠近进口管线和出口管线的位置分别设置有用于控制第二捕屑管通断的第三控制阀和第四控制阀；第一捕屑管和第二捕屑管内均设置有捕屑机构。解决现有技术中，大多数捕屑装置在清理碎屑的时候需要停机清理的问题。

Description

一种井口捕屑器橇

技术领域

本发明涉及石油机械技术领域，具体涉及一种井口捕屑器橇。

背景技术

在采油作业中，井筒产出油气流时通常会伴有固相物质，主要来自钻进中井漏时用的堵漏材料，钻桥塞时返出的桥塞碎屑等。上述固相物质会对地面上方的设备、管线等造成严重冲蚀和堵塞，对采油工程的安全造成严重威胁。现有技术中，通常采用捕屑装置来清除上述流体中的固相物质，避免桥塞碎屑等块状固相物质大量进入下游，能有效防止流程油嘴被堵塞或节流阀被刺坏，防止油嘴上游憋压，保障采油作业过程中流程设备和管线的安全。

捕屑装置由本体、滤筒、相应的阀门等构成。捕屑装置安装在地面井口和高压管汇之间，井筒流体返出地面后，首先进入滤筒内部，通过内置滤筒拦截井筒流体带出的固相物质，经滤筒过滤后的流体再从流体出口流出，固相物质被滤筒拦截在捕屑装置内部，从而实现流体与固相物质的分离。避免了固相物质进入下游，有效防止地面流程设备和管线的安全。目前，捕屑装置大多为滤筒式，这样在经过长时间过滤捕屑以后，滤筒内会囤积大量的碎屑，这时需要将滤筒打开进行清理，会这样整个捕屑装置才能继续工作，现有技术中，捕屑装置大多为单一滤筒，这样导致在需要清理碎屑的时候，需要停止整个输油管路，这样会影响整个输油管路的正常工作，降低输油效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井口捕屑器橇，解决现有技术中，大多数捕屑装置在清理碎屑的时候需要停机清理的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种井口捕屑器橇，包括进口管线、出口管线和捕屑装置，捕屑装置包括第一捕屑管和第二捕屑管，第一捕屑管和第二捕屑管的一端均与进口管线相连通，另一端均与出口管线相连通；第一捕屑管在靠近进口管线和出口管线的位置分别设置有用于控制第一捕屑管通断的第一控制阀和第二控制阀；第二捕屑管在靠近进口管线和出口管线的位置分别设置有用于控制第二捕屑管通断的第三控制阀和第四控制阀；第一捕屑管和第二捕屑管内均设置有捕屑机构；

捕屑机构包括过滤网板，滤网板设置于第一捕屑管内时，过滤网板由上至下沿进口管线至出口管线方向倾斜设置；

捕屑机构还包括收集管、推动机构和推动网板，第一捕屑管内壁的下侧竖向设置有挡片，过滤网板的下侧和挡片的上侧相连，收集管在挡片朝向进口管线的一侧和第一捕屑管的下侧相连通；推动机构的推动轴在收集管的上方和推动网板相连，用以推动推动网板在第一捕屑管和收集管之间往复运动。

进一步的技术方案是，推动机构包括螺纹杆、第一齿轮、第二齿轮、伺服电机、安装块和推动轴，第一捕屑管的上侧设置有贯通内外两侧的通孔，安装块安装于通孔的位置，并且安装块上设置有和通孔对齐的螺纹孔，第一齿轮的中心设置有安装孔，安装孔的内壁上上下依次安装有转动环和轴承，轴承的外环和安装孔的孔壁相连，轴承的内环环绕螺纹孔和安装块的上侧相连；转动环的外壁和安装孔的孔壁相连，转动环的内壁上通过滚珠槽安装有滚珠，螺纹杆的外壁上竖向设置有和滚珠相匹配的长条槽；螺纹杆的中部和螺纹孔螺纹匹配相连，螺纹杆的下端在第一捕屑管内和推动轴相连，上端依次穿过轴承和转动环后置于第一齿轮的上方，并且滚珠滚动卡设于长条槽内；伺服电机安装于第一齿轮的一侧，并且第二齿轮套设于伺服电机的输出轴上，第一齿轮和第二齿轮相啮合。

更进一步的技术方案是，在所述过滤网板上设置滑动孔，所述滑动孔位于收集管的上方，推动轴的中部滑动设置于滑动孔内。

更进一步的技术方案是，推动轴通过滑动管安装于滑动孔内，滑动管的外壁和滑动孔的孔壁相连，推动轴的中部滑动设置于滑动管内，滑动管的内壁上设置有用于密封滑动管内壁和推动轴之间间隙的密封圈。

更进一步的技术方案是，第一捕屑管在滤网板朝向进口管线的一侧倾斜设置有导流板，导流板的下侧和第一捕屑管的下侧相连，上侧朝向过滤网板一侧倾斜。

更进一步的技术方案是，滤网板在靠近滑动孔的位置设置有引导滤网板，引导滤网板的上侧和滤网板相连，下侧朝向挡片倾斜。

更进一步的技术方案是，收集管上设置有用于控制收集管通断的第五控制阀；收集管的下端设置有收集瓶。

更进一步的技术方案是，滤网板朝向进口管线的一侧设置有若干个呈半球形的凸块，凸块的顶部设置有贯通滤网板两侧的过滤孔。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果之一：这样的设置，当需要清理第一捕屑管内的碎屑的时候，只需单独将第一捕屑管两端的第一控制阀和第二控制阀关闭，然后就能对第一捕屑管内的碎屑进行清理，而进口管线和出口管线依然能够通过第二捕屑管进行捕屑，不需要停机清理。

附图说明

图1为本发明一种井口捕屑器橇的整体示意图。

图2为本发明一种井口捕屑器橇的第一捕屑管剖面示意图。

图3为本发明一种井口捕屑器橇的第一齿轮和第二齿轮传动示意图。

图4为本发明一种井口捕屑器橇的过滤网板剖面示意图。

图标：1-进口管线，2-出口管线，3-第一捕屑管，4-第二捕屑管，5-第一控制阀，6-第二控制阀，7-第三控制阀，8-第四控制阀，9-过滤网板，10-收集管，11-推动网板，12-挡片，13-螺纹杆，14-第一齿轮，15-第二齿轮，16-伺服电机，17-安装块，18-通孔，19-螺纹孔，20-安装孔，21-转动环，22-轴承，23-滑动孔，24-滑动管，25-导流板，26-引导滤网板，27-第五控制阀，28-收集瓶，29-凸块，30-滤孔，31-接口模块，32-固定支撑架，33-移动支撑架，34-节流阀,35-长条槽，36-滚珠，37-推动轴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1至图4所示为本发明实施例。

实施例：

一种井口捕屑器橇，包括进口管线1、出口管线2和捕屑装置，捕屑装置包括第一捕屑管3和第二捕屑管4，第一捕屑管3和第二捕屑管4的一端均与进口管线1相连通，另一端均与出口管线2相连通；第一捕屑管3在靠近进口管线1和出口管线2的位置分别设置有用于控制第一捕屑管3通断的第一控制阀5和第二控制阀6；第二捕屑管4在靠近进口管线1和出口管线2的位置分别设置有用于控制第二捕屑管4通断的第三控制阀7和第四控制阀8；第一捕屑管3和第二捕屑管4内均设置有捕屑机构。这样的设置，当需要清理第一捕屑管3内的碎屑的时候，只需单独将第一捕屑管3两端的第一控制阀5和第二控制阀6关闭，然后就能对第一捕屑管3内的碎屑进行清理，而进口管线1和出口管线2依然能够通过第二捕屑管4进行捕屑，不需要停机清理。通过捕屑机构，能够对流经第一捕屑管3和第二捕屑管4的油气进行过滤除屑。在进口管线1和出口管线2上均设置有用于支撑进口管线1和出口管线2的固定支撑架32以及移动支撑架33。在出口管线2和捕屑装置的连接处还设置有节流阀34。井口捕屑器橇还设置有接口模块31，接口模块31上设置有相互独立的进口通道和出口通道，进口通道和进口管线1远离捕屑装置的一端相连，出口通道和出口管线2远离捕屑装置的一端相连。

捕屑机构包括过滤网板9，过滤网板9设置于第一捕屑管3内时，过滤网板9由上至下沿进口管线1至出口管线2方向倾斜设置。倾斜设置的过滤网板9能够在过滤的时候将过滤出来的碎屑借助油气本身流动产生的冲击力使碎屑堆积在滤网板下侧，避免一些碎屑附着在过滤网板9上导致过滤网板9堵塞，从而降低过滤效果。

捕屑机构还包括收集管10、推动机构和推动网板11，第一捕屑管3内壁的下侧竖向设置有挡片12，过滤网板9的下侧和挡片12的上侧相连，收集管10在挡片12朝向进口管线1的一侧和第一捕屑管3的下侧相连通；推动机构的推动轴37在收集管10的上方和推动网板11相连，用以推动推动网板11在第一捕屑管3和收集管10之间往复运动。通过挡片12和滤网板配合，能够很好的将碎屑堆积在挡片12的位置，然后通过收集管10和推动网板11以及推动机构的配合，通过推动机构带动推动网板11进行往复运动，使推动网板11推动堆积在挡片12处的碎屑进入到收集管10，由于收集管10不会受到第一捕屑管3内油气流动时的影响，依次碎屑能够稳定的储存在收集管10内。这样能够减少堆积在过滤网板9处的碎屑，从而避免碎屑影响过滤网板9的过滤效果。

推动机构包括螺纹杆13、第一齿轮14、第二齿轮15、伺服电机16、安装块17和推动轴37，第一捕屑管3的上侧设置有贯通内外两侧的通孔18，安装块17安装于通孔18的位置，并且安装块17上设置有和通孔18对齐的螺纹孔19，第一齿轮14的中心设置有安装孔20，安装孔20的内壁上上下依次安装有转动环21和轴承22，轴承22的外环和安装孔20的孔壁相连，轴承22的内环环绕螺纹孔19和安装块17的上侧相连；转动环21的外壁和安装孔20的孔壁相连，转动环21的内壁上通过滚珠槽安装有滚珠36，螺纹杆13的外壁上竖向设置有和滚珠36相匹配的长条槽35；螺纹杆13的中部和螺纹孔19螺纹匹配相连，螺纹杆13的下端在第一捕屑管3内和推动轴37相连，上端依次穿过轴承22和转动环21后置于第一齿轮14的上方，并且滚珠36滚动卡设于长条槽35内；伺服电机16安装于第一齿轮14的一侧，并且第二齿轮15套设于伺服电机16的输出轴上，第一齿轮14和第二齿轮15相啮合。在通过第一捕屑管3进行捕屑的时候，启动伺服电机16，带动螺纹杆13进行周期性升降运动。当伺服电机16启动的时候，通过带动第二齿轮15转动，通过第二齿轮15转动带动第一齿轮14转动，由于第一齿轮14通过轴承22固定在安装块17上，因此第一齿轮14会围绕螺纹杆13进行转动，当第一齿轮14转动的时候，会带动转动环21进行转动，转动环21通过滚珠36和长条槽35配合会电动螺纹杆13转动，螺纹杆13转动会通过螺纹孔19进行升降。当螺纹杆13下降的时候，会带动推动轴37推动推动网板11向下移动，这样推动网板11就会推动当前置于推动网板11下侧含有大量碎屑的油气朝向收集管10移动。为了提高推动效能，推动网板11设置成下侧凹陷的形状。在推动的过程中由于推动网板11也为网状结构，因此油气能够通过推动网板11上的孔洞，而碎屑则会被推动到收集管10内。当螺纹杆13带动推动网板11进入到收集管10内至最大行程以后，伺服电机16开始反转，这样通过转动环21又会带动螺纹杆13上升，这时推动轴37将推动网板11拉回到第一捕屑管3内。重复上述动作，就能够很好的带动第一捕屑管3内的碎屑进入到收集管10内，从而使第一捕屑管3内的碎屑不会堆积太多，影响过滤网板9的过滤效果。

过滤网板9在收集管10的上方设置滑动孔23，推动轴37的中部滑动设置于滑动孔23内。通过设置滑动孔23，能够使推动轴37正常上下移动。

推动轴37通过滑动管24安装于滑动孔23内，滑动管24的外壁和滑动孔23的孔壁相连，推动轴37的中部滑动设置于滑动管24内，滑动管24的内壁上设置有用于密封滑动管24内壁和推动轴37之间间隙的密封圈。通过设置滑动管24，能够在满足推动轴37上下移动的同时还能避免碎屑通过滑动孔23逃离。并且通过设置密封圈，一方面能够很好的密封推动轴37和滑动管24之间的间隙，另一方面还能够提升推动轴37和滑动管24之间的滑动顺畅度。避免碎屑进入到滑动管24内造成推动轴37和滑动管24之间滑动卡顿。

第一捕屑管3在过滤网板9朝向进口管线1的一侧倾斜设置有导流板25，导流板25的下侧和第一捕屑管3的下侧相连，上侧朝向滤网板一侧倾斜。通过设置导流板25，能够引导油气冲击过滤网板9，而不会直接冲击到挡片12，这样能够有效的减少挡板位置的油气流动，这样碎屑在经过过滤网板9过滤后，流动到挡板位置以后，不会在因为油气的冲击而到处扩散。

过滤网板9在靠近滑动孔23的位置设置有引导滤网板26，引导滤网板26的上侧和过滤网板9相连，下侧朝向挡板倾斜。通过设置引导滤网板26能够在油气推动碎屑朝向挡片12移动的时候，经过引导滤网板26能够直接将碎屑引导掉落在挡片12和导流板25之间的位置，避免碎屑冲击到推动网板11上方的位置，容易堆积在拖动网板上方，而且推动网板11上方油气流速比较大，容易冲散碎屑。

收集管10上设置有用于控制收集管10通断的第五控制阀27；收集管10的下端设置有收集瓶28。通过设置第五控制阀27，能够在需要清理收集瓶28的时候，关闭第五控制阀27，然后将收集瓶28取下来，清理收集瓶28内收集的碎屑。为了收集瓶28取下来的时候，油气四溢，在收集瓶28的下端还可以设置一个泄压阀，通过先排除一部分油气来降低收集瓶28内压，从而能够顺畅的取下收集瓶28。

过滤网板9朝向进口管线1的一侧设置有若干个呈半球形的凸块29，凸块29的顶部设置有贯通过滤网板9两侧的过滤孔30。这样的设置，能够使碎屑在冲击过滤网板9的时候，难以贴在过滤网的位置，会因为过滤网位于凸块29的顶部而被冲走，这样过滤孔30就能一直保持通常状态。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.一种井口捕屑器橇，包括进口管线（1）、出口管线（2）和捕屑装置，其特征在于，所述捕屑装置包括第一捕屑管（3）和第二捕屑管（4），所述第一捕屑管（3）和第二捕屑管（4）的一端均与所述进口管线（1）相连通，另一端均与所述出口管线（2）相连通；

所述第一捕屑管（3）在靠近进口管线（1）和出口管线（2）的位置分别设置有用于控制第一捕屑管（3）通断的第一控制阀（5）和第二控制阀（6）；

所述第二捕屑管（4）在靠近进口管线（1）和出口管线（2）的位置分别设置有用于控制第二捕屑管（4）通断的第三控制阀（7）和第四控制阀（8）；

所述第一捕屑管（3）和第二捕屑管（4）内均设置有捕屑机构；

所述捕屑机构包括过滤网板（9），所述过滤网板（9）设置于所述第一捕屑管（3）内时，所述过滤网板（9）由上至下沿进口管线（1）至出口管线（2）方向倾斜设置；

所述捕屑机构还包括收集管（10）、推动机构和推动网板（11），所述第一捕屑管（3）内壁的下侧竖向设置有挡片（12），所述过滤网板（9）的下侧和所述挡片（12）的上侧相连，所述收集管（10）在挡片（12）朝向进口管线（1）的一侧和所述第一捕屑管（3）的下侧相连通；

所述推动机构的推动轴（37）在所述收集管（10）的上方和所述推动网板（11）相连，用以推动所述推动网板（11）在第一捕屑管（3）和收集管（10）之间往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种井口捕屑器橇，其特征在于：所述推动机构包括螺纹杆（13）、第一齿轮（14）、第二齿轮（15）、伺服电机（16）、安装块（17）和所述推动轴（37），所述第一捕屑管（3）的上侧设置有贯通内外两侧的通孔（18），所述安装块（17）安装于所述通孔（18）的位置，并且所述安装块（17）上设置有和所述通孔（18）对齐的螺纹孔（19），所述第一齿轮（14）的中心设置有安装孔（20），所述安装孔（20）的内壁上上下依次安装有转动环（21）和轴承（22），所述轴承（22）的外环和所述安装孔（20）的孔壁相连，所述轴承（22）的内环环绕所述螺纹孔（19）和所述安装块（17）的上侧相连；所述转动环（21）的外壁和所述安装孔（20）的孔壁相连，所述转动环（21）的内壁上通过滚珠槽安装有滚珠（36），所述螺纹杆（13）的外壁上竖向设置有和所述滚珠（36）相匹配的长条槽（35）；

所述螺纹杆（13）的中部和所述螺纹孔（19）螺纹匹配相连，所述螺纹杆（13）的下端在所述第一捕屑管（3）内和所述推动轴（37）相连，上端依次穿过所述轴承（22）和转动环（21）后置于所述第一齿轮（14）的上方，并且所述滚珠（36）滚动卡设于所述长条槽（35）内；

所述伺服电机（16）安装于第一齿轮（14）的一侧，并且所述第二齿轮（15）套设于所述伺服电机（16）的输出轴上，所述第一齿轮（14）和第二齿轮（15）相啮合。

3.根据权利要求1所述的一种井口捕屑器橇，其特征在于：在所述过滤网板（9）上设置滑动孔（23），所述滑动孔（23）位于收集管（10）的上方，所述推动轴（37）的中部滑动设置于所述滑动孔（23）内。

4.根据权利要求3所述的一种井口捕屑器橇，其特征在于：所述推动轴（37）通过滑动管（24）安装于所述滑动孔（23）内，所述滑动管（24）的外壁和所述滑动孔（23）的孔壁相连，所述推动轴（37）的中部滑动设置于所述滑动管（24）内，所述滑动管（24）的内壁上设置有用于密封滑动管（24）内壁和推动轴（37）之间间隙的密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种井口捕屑器橇，其特征在于：所述第一捕屑管（3）在过滤网板（9）朝向进口管线（1）的一侧倾斜设置有导流板（25），所述导流板（25）的下侧和所述第一捕屑管（3）的下侧相连，上侧朝向过滤网板（9）一侧倾斜。

6.根据权利要求3所述的一种井口捕屑器橇，其特征在于：所述过滤网板（9）在靠近滑动孔（23）的位置设置有引导滤网板（26），所述引导滤网板（26）的上侧和所述过滤网板（9）相连，下侧朝向挡片（12）倾斜。

7.根据权利要求1所述的一种井口捕屑器橇，其特征在于：所述收集管（10）上设置有用于控制收集管（10）通断的第五控制阀（27）；所述收集管（10）的下端设置有收集瓶（28）。

8.根据权利要求1所述的一种井口捕屑器橇，其特征在于：所述过滤网板（9）朝向进口管线（1）的一侧设置有若干个呈半球形的凸块（29），所述凸块（29）的顶部设置有贯通过滤网板（9）两侧的过滤孔（30）。