CN1920242A - 机械解堵采油器 - Google Patents
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Abstract
一种能够提高石油油井机械采油产量的机械解堵采油器，由上接头、正向单流阀、上中心管、变径活塞总成、下接头、下中心管、空心振动环总成、振动片组、外筒、反向单流阀和筛管等组成，其中，变径活塞总成套装在上中心管的中部，空心振动环总成套装在下中心管的上部，振动片组安装在下中心管的中部。本发明安装在套管内，与抽油泵下部的油管联结，当抽油机上冲程时，机械解堵采油器随油管的弹性收缩向上运动，撞击空心振动环总成，产生振动波，同时，使正向单流阀下方区域形成负压区，产生负压水力波；当抽油机下冲程时，机械解堵采油器随油管的弹性伸长向下运动，撞击空心振动环总成，产生振动波，同时，使反向单流阀下方区域形成高压区，产生一个高压水力波。机械解堵采油器就是利用油管柱周期性的弹性变形，实现周期性的脉冲式往复运动，将系统内部的撞击能量和液体压力变化能量一同转化为波动能量，传导入地层内的油流通道，解除油层堵塞，从而，实现增加原油产量的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油油井解堵采油装置，尤其是能提高油井产量的机械解堵采油器。
背景技术
目前，公知的井下采油工具，只能抽油，没有解堵的功能。
发明内容
为了使井下采油工具具有解堵的功能，本发明提供一种机械解堵采油器。该机械解堵采油器的振动片组，将强大的振动能量传入油层，解除油井堵塞，疏通油流通道，创造有利于原油流动的环境，达到增加油井产量的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由上接头、正向单流阀、上中心管、变径活塞总成、下接头、下中心管、空心振动环总成、振动片组、外筒、反向单流阀和筛管组成机械解堵采油器，安装在套管内，与抽油泵下部的油管联结。
作用原理是：
当抽油机上冲程时，油管中液柱载荷作用在抽油杆上，机械解堵采油器随油管的弹性收缩向上运动，撞击空心振动环总成，使振动片组发生振动，产生振动波；此时，正向单流阀关闭，变径活塞总成封堵油套环形油道，使正向单流阀下方液体只能随机械解堵采油器一起向上移动，从而，使正向单流阀下方区域形成负压区，这一运动又对地层内的油流通道产生一个负压水力波。
当抽油机下冲程时，油管中液柱载荷又全部作用在油管上，机械解堵采油器随油管的弹性伸长向下运动，撞击空心振动环总成，使振动片组发生振动，产生振动波；此时，反向单流阀关闭，变径活塞总成仍然封堵油套环形油道，使反向单流阀下方液体只能随机械解堵采油器一起向下移动，压缩下方液体，从而，使反向单流阀下方区域形成高压区，这一运动又对地层内的油流通道产生一个高压水力波。
机械解堵采油器就是利用油管柱周期性的弹性变形，实现周期性的脉冲式往复运动，将系统内部的撞击能量和液体压力变化能量一同转化为波动能量，传导入地层内的油流通道，解除油层堵塞。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的纵剖面结构示意图。
图2是本发明变径活塞总成单个弧形活塞块立体示意图。
图3是本发明变径活塞总成单个弧形活塞块上端面俯视方向示意图。
图4是本发明变径活塞总成单个弧形活塞块下端面俯视方向示意图。
图5是本发明变径活塞总成一只正立的单个弧形活塞块与一只倒立的单个弧形活塞块相互咬合立体示意图。
图6是本发明变径活塞总成最大直径时俯视方向示意图，A-A剖面图。
图7是本发明变径活塞总成缩小直径时俯视方向示意图。
图8是本发明振动片组中单个振动片的立体示意图。
图9是本发明弹簧支架立体示意图。
图10是本发明实施例在套管内的工作状态纵剖面结构示意图。
在图1中：1.上接头，2.正向单流阀，3.上中心管，4.变径活塞总成，5.弹簧支架，6.弹簧，7.下接头，8.下中心管，9.空心振动环总成，10.半球形支撑销，11.板簧，12.振动片组，13.外筒，14.反向单流阀，15.筛管，16.凸台，17.卡簧。
在图2中：18.单个弧形活塞块上端头，19.左弧形挡油板，20.左钩手形滑道止位挡板，21.左销轴滑道，22.弹簧支架通道孔，23.左销轴，24.单个弧形活塞块下端头，25.右弧形挡油板，26.右钩手形滑道止位挡板，27.右销轴滑道，28.右销轴。
在图5中：29.正立的单个弧形活塞块，30.倒立的单个弧形活塞块。
在图10中：31.套管。
具体实施方式
在图1中，上接头1的上端为母螺纹，与油井内抽油泵的下部油管联结，下端也为母螺纹，与上中心管3联结，中部空腔内安装正向单流阀2；上中心管3的中上部设有凸台16，中部套装变径活塞总成4，中下部安装卡簧17，下端通过下接头7与下中心管8联结；变径活塞总成4的内腔内装有弹簧6和弹簧支架5；下中心管8的上部套装空心振动环总成9，中部安装振动片组12，下部通过外筒13联结筛管15，最下端安装反向单流阀14；空心振动环总成9的内腔内装有板簧11和半球形支撑销10，并且半球形支撑销10的球头穿过空心振动环总成9的侧孔，曝露于空心振动环总成9之外；振动片组12由3片8毫米厚、3片7毫米厚、3片6毫米厚、3片5毫米厚、3片4毫米厚、3片3毫米厚的弹簧钢片构成，并且振动片组的整体外径小于套管内壁的内径。
在图2中，左销轴23安装在单个弧形活塞块下端头24的上部左侧；右销轴28安装在单个弧形活塞块下端头24的上部右侧，并与左销轴23对称；左销轴滑道21位于单个弧形活塞块上端头18的下部左侧；右销轴滑道27位于单个弧形活塞块上端头18的下部右侧，并与左销轴滑道21对称；左钩手形滑道止位挡板20安装在左销轴滑道21的最左端；右钩手形滑道止位挡板26安装在右销轴滑道27的最右端，并与左钩手形滑道止位挡板20对称；左弧形挡油板19安装在单个弧形活塞块上端头18的左面内侧；右弧形挡油板25安装在单个弧形活塞块上端头18的右面内侧，并与左弧形挡油板19对称；弹簧支架通道孔22位于单个弧形活塞块的正中心部位。单个弧形活塞块上的所有结构均采用精密铸造的方法形成一个整体，而且，单个弧形活塞块的整体外圆弧半径与套管内壁的内圆弧半径相同。
在图5中，左面是一只正立的单个弧形活塞块29，右面是一只倒立的单个弧形活塞块30，由图5可看出，将一只正立的单个弧形活塞块29与一只倒立的单个弧形活塞块30拼扣在一起，销轴就可在销轴滑道内沿圆周方向自由滑动，同时，在钩手形滑道止位挡板的限制下，相邻两个咬合的单个弧形活塞块不会相互脱开。由图5还可看出，将一只正立的单个弧形活塞块29沿垂直方向旋转180度，就是一只倒立的单个弧形活塞块30，所以正立的单个弧形活塞块29与倒立的单个弧形活塞块30，其自身独立结构完全相同。
由图6可看出，将三只正立的单个弧形活塞块29与三只倒立的单个弧形活塞块30相互间隔拼扣在一起，使销轴与销轴滑道相互咬合构成一个封闭的圆周，在圆周内，装有六根弹簧和一副弹簧支架就构成了一副变径活塞总成。变径活塞总成中正立的单个弧形活塞块数量可为2至10只，与其对应，倒立的单个弧形活塞块数量可为2至10只。与单个弧形活塞块相对应的弹簧数量可为4至20根。
由图7可看出，通过销轴在销轴滑道内沿圆周方向的滑动，就可缩小圆周的直径，即缩小变径活塞总成的直径。
由图2、图5、图6、图7、图9和图10可看出，本发明变径活塞总成的工作过程是这样的：当本发明处于正常工作状态时，变径活塞总成中的六个单个弧形活塞块在六根弹簧的弹力作用下，紧紧贴在套管31的内壁上，因每只单个弧形活塞块的整体外圆弧半径与套管内壁的内圆弧半径相同，则六只单个弧形活塞块所构成变径活塞总成的外圆直径与套管内壁的内圆直径相吻合，所以，变径活塞总成始终能够封堵住油管与套管之间的环形油道，使本发明在任何工作状态中都能实现抽吸功能和挤压功能的活塞作用；当本发明在下井和提出油井的过程中，遇到井筒缩径时，六个单个弧形活塞块可压缩六根弹簧使变径活塞总成的直径缩小，因此，可保证本发明在油井中顺利下入和提出。
由图1和图10可看出本发明的工作过程是这样的：
当抽油机上冲程时，油管中液柱载荷转移到抽油杆上，油管弹性收缩向上运动，带动本发明振动片组12一起向上运动，此时，由于半球形支撑销10的球头在板簧11的弹力作用下顶在套管31的内壁上，使空心振动环总成9没有位移，振动片组12的上移运动必然要撞击空心振动环总成9产生振动，发出声波传入地层，然后，振动片组12推动空心振动环总成9一起向上运动，直到上止点；与此同时，正向单流阀2关闭，变径活塞总成封堵了油管与套管间的环形油道，使正向单流阀2下方液体只能随本发明一起向上移动，致使正向单流阀2下方区域形成负压区，这一运动又对地层内的油流通道产生一个瞬间负压水力波，本发明停止运动时，即到达上止点后，各方压力又达到平衡状态。
当抽油机下冲程时，油管中液柱载荷又全部作用在油管上，油管弹性伸长向下运动，带动本发明振动片组12和下接头7一起向下运动，此时，由于半球形支撑销10的球头在板簧11的弹力作用下仍然顶在套管31的内壁上，使空心振动环总成9没有位移，下接头7的下移运动必然要撞击空心振动环总成9产生振动，这种振动又通过下中心管8传导至振动片组12，使振动片组12发出声波传入地层，然后，下接头7推动空心振动环总成9一起向下运动，直到下止点；与此同时，反向单流阀14关闭，变径活塞总成仍然封堵住了油管与套管之间的环形油道，使反向单流阀14下方液体只能随本发明一起向下移动，致使反向单流阀14下方区域形成高压区，这一运动又对地层内的油流通道产生一个瞬间高压水力波，本发明停止运动时，即到达下止点后，各方压力又达到平衡状态，至此，完成一个周期运动。
Claims (9)
1、一种机械解堵采油器，在上接头的中部空腔内安装正向单流阀，上接头的下端联结上中心管，上中心管的中上部设有凸台，上中心管的正中部套装变径活塞总成，上中心管的中下部安装卡簧，上中心管的最下端通过下接头与下中心管联结，下中心管的上部套装空心振动环总成，下中心管的中部安装振动片组，下中心管的下部通过外筒联结筛管，下中心管的最下端安装反向单流阀，其特征在于：有一个变径活塞总成、一个空心振动环总成和一个振动片组。
2、根据权利要求1所述的机械解堵采油器，其特征在于：变径活塞总成的构成方式是将三只正立的单个弧形活塞块与三只倒立的单个弧形活塞块相互间隔拼扣在一起，使销轴与销轴滑道相互咬合构成一个封闭的圆周，在圆周内，装有六根弹簧和一副弹簧支架。
3、根据权利要求2所述的机械解堵采油器，其特征在于：单个弧形活塞块的上端头上部内侧有左右对称的左弧形挡油板和右弧形挡油板，单个弧形活塞块的上端头下部有左右对称的左销轴滑道和右销轴滑道，左销轴滑道的最左端有左钩手形滑道止位挡板，右销轴滑道的最右端有右钩手形滑道止位挡板，单个弧形活塞块的下端头上部有左右对称的左销轴和右销轴，单个弧形活塞块的正中心部位开有弹簧支架通道孔。
4、根据权利要求2所述的机械解堵采油器，其特征在于：单个弧形活塞块上的所有结构形成一个整体。
5、根据权利要求2所述的机械解堵采油器，其特征在于：单个弧形活塞块的整体外圆弧半径与套管内壁的内圆弧半径相同。
6、根据权利要求2所述的机械解堵采油器，其特征在于：正立的单个弧形活塞块数量可为2至10只，倒立的单个弧形活塞块数量可为2至10只。
7、根据权利要求2所述的机械解堵采油器，其特征在于：弹簧的数量可为4至20根。
8、根据权利要求1所述的机械解堵采油器，其特征在于：空心振动环总成内有板簧和半球形支撑销。
9、根据权利要求1所述的机械解堵采油器，其特征在于：振动片组由3片8毫米厚、3片7毫米厚、3片6毫米厚、3片5毫米厚、3片4毫米厚、3片3毫米厚的弹簧钢片构成，振动片组的整体外径小于套管内壁的内径。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |