CN202007776U - 旋转式磁振动防堵塞过滤器 - Google Patents

Abstract

一种旋转式磁振动防堵塞过滤器。主要解决现有过滤装置易堵塞，砂埋周期短的问题。其特征在于：由提供转动作用的多级液压泵依次与转动和振动过滤的转动过滤器及使井液波动的磁振动器相连接。该旋转式磁振动防堵塞过滤器具有恶劣条件下不易堵塞，性能稳定，使用周期长，延长砂埋周期的特点。

Description

旋转式磁振动防堵塞过滤器

技术领域

本实用新型涉及油田采油领域采油管柱最底端所用的过滤装置，尤其是旋转式磁振动防堵塞过滤器。

背景技术

在油田采油领域中，为了防止较大砂子进入抽油泵，在抽油泵下面连接有过滤装置。同时，在过滤装置的井下预留有沉降池，使井液中的较大砂子沉降在沉降池内，防止较大砂子进入抽油泵。而现有的过滤装置由于采用筛孔、筛网的静止方式防堵塞，使得过滤装置易堵塞，因而缩短使用周期，增加采油井作业频率，最终增加采油成本。同时，采用无选择的沉降方式，沉降池在较短的时间内就被砂子埋满，这样就缩短沉降池砂埋周期，进而也增加采油井作业频率，最终也增加采油成本。

发明内容

为了解决现有过滤装置易堵塞，砂埋周期短的问题。本实用新型提供一种旋转式磁振动防堵塞过滤器。该旋转式磁振动防堵塞过滤器具有恶劣条件下不易堵塞，性能稳定，使用周期长，延长砂埋周期的特点。

本实用新型的技术方案是：该旋转式磁振动防堵塞过滤器包括多级液压泵及转动过滤器。提供转动作用的多级液压泵下端连接有转动和振动过滤作用的转动过滤器。所述的多级液压泵包括泵壳体、上端泵体、下端泵体、中间泵体、泵轴及叶轮，上端泵体与下端泵体分别固定在泵壳体内上下端，上端泵体与下端泵体之间的泵轴上有叶轮，叶轮之间的泵轴上有用于固定叶轮之间距离的中间轴套，中间轴套外置有保持直线流束的中间泵体，中间泵体之间置有用于固定中间泵体的支撑套，上端泵体、下端泵体及中间泵体上分别有过流通道；所述的转动过滤器包括过滤壳体、过滤轴承座、连轴器、转轴、过滤片、压盖、挡盖以及轴套，过滤壳体与泵壳体相连接，过滤壳体的壁上有径向豁口，过滤轴承座固定在过滤壳体上端，轴套的凸套置于过滤轴承座的轴承孔内，挡盖置于轴套下端，转轴通过连轴器与泵轴相连接，转轴穿入轴套、挡盖和压盖，挡盖与压盖之间的转轴上有过滤片，并能与转轴一起转动，过滤片上有通孔，过滤片与过滤片之间有间隔垫，过滤轴承座、轴套和挡盖上轴向有过流通道。

上述方案中的转动过滤器下端连接有磁振动器；所述的磁振动器包括振动壳体、端盖、振动筒、连接锁套、调整座、环形磁铁、隔磁套、振动轴承座、半圆磁铁、半圆隔磁套、不对称磁铁环以及振动转子，振动壳体与过滤壳体相连，压盖置于振动壳体内上端，压盖下端连接有连接锁套，连接锁套下端通过转轴连接有振动转子，振动筒置于振动壳体内，振动筒上端与振动轴承座相连，振动轴承座下端振动筒内分别固定有半圆磁铁及半圆隔磁套，端盖连接在振动壳体和振动筒下端，调整座置于振动筒下端，端盖上有调整调整座的调整螺钉，端盖和调整座上分别有过液孔，环形磁铁分别固定在调整座上面和振动转子下面，振动转子的环形磁铁上面依次固定有隔磁套和不对称磁铁环，转轴穿过连接锁套及振动转子后固定于振动转子下端内；泵壳体内上端置有防护盖，防护盖上有过液孔；转轴通过轴向开放连轴器与泵轴相连接。

本实用新型具有如下有益效果：该旋转式磁振动防堵塞过滤器由于采用在多级液压泵依次与转动过滤器及磁振动器相连接的结构。利用多级液压泵提供转动动力，使转动过滤器及磁振动器转动和振动。利用转动过滤器数百个过滤片中间夹持的间隔垫，在同一转轴上转动，形成过滤缝隙及端面有若干相同孔构成若干个通道，大颗粒砂子无法经过过滤片之间的细小缝隙，受离心力的作用，被抛出或与过滤壳体边缘刮碰而改变方向射出，如此循环而实现防止堵塞功能，因而将现有静止过滤方式改为转动和振动过滤，使得过滤装置不易堵塞，进而延长使用周期，降低采油井作业频率，最终降低采油成本。磁振动器利用环形磁铁、半圆磁铁以及不对称磁铁环之间的异性磁极力的作用，带动隔磁套上下振动，使沉降池内的井液一直保持波动状态，而由于井液的波动使得细小砂粒常期均匀的悬浮在井液中，随井液一同被抽走，由于占砂子总量百分之七十五以上的细小砂子没有参与造成砂埋的沉积，因此将砂埋的周期延长数倍，进而延长使用周期，降低采油井作业频率，最终降低采油成本。所以说该旋转式磁振动防堵塞过滤器具有恶劣条件下不易堵塞，性能稳定，使用周期长，延长砂埋周期的特点。

附图说明：

附图1是本实用新型结构示意图；

附图2是本实用新型中上、下端泵体结构示意图；

附图3是中间泵体结构示意图；

附图4是本实用新型中叶轮结构示意图；

附图5是图3俯视图；

附图6是本实用新型中过滤片结构示意图；

附图7是本实用新型中过滤壳体结构示意图。

图中1-泵壳体，2-上端泵体，3-下端泵体，4-泵轴，5-叶轮，6-中间泵体，7-过滤壳体，8-过滤轴承座，9-连轴器，10-转轴，11-过滤片，12-压盖，13-挡盖，14-轴套，15-振动壳体，16-端盖，17-振动筒，18-连接锁套，19-调整座，20-环形磁铁，21-隔磁套，22-振动轴承座，23-半圆磁铁，24-半圆隔磁套，25-不对称磁铁环，26-振动转子，27-中间轴套，28-防护盖，29-支撑套。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如附图所示，该旋转式磁振动防堵塞过滤器包括多级液压泵、转动过滤器以及磁振动器。由提供转动作用的多级液压泵依次与转动和振动的转动过滤器及使井液波动的磁振动器相连接。

所述的多级液压泵是采用直喷对流方式，它包括泵壳体1、上端泵体2、下端泵体3、泵轴4、叶轮5以及中间泵体6。泵壳体1上端有用于与抽油泵相连的接头。壳体1上端有用于与抽油泵相连的接头。泵壳体1内上端置有防护盖28，防护盖28上有过液孔，由防护盖28防止抽油泵中东西掉落多级液压泵中，损坏多级液压泵，起到保护多级液压泵的。上端泵体2与下端泵体3分别通过螺钉固定在泵壳体1上下端，上端泵体2及下端泵体3上轴向有9个过流通道，上端泵体2和下端泵体3主要起支撑固定泵轴4作用。上端泵体2与下端泵体3之间的泵轴4上有5个叶轮5，叶轮5上有9个叶片，叶轮5六方形孔与通过六方形泵轴4相配合，由叶轮5产生转动力，带动泵轴4转动。叶轮5之间的泵轴4上有中间轴套27，中间轴套27用于固定两叶轮5之的间距离。中间轴套27外套有中间泵体6，中间泵体6用于保持直线流束的。中间泵体6之间外边缘置有支撑套29，支撑套29用于固定中间泵体6距离。上端泵体2、下端泵体3及中间泵体6上分别有4个过流通道。井液在通过下端泵体3、叶轮5、中间泵体6和上端泵体2过程中，带动叶轮5转动，叶轮5转动带动泵轴4转动，泵轴4转动带动转轴10转动，由转轴10转动使转动过滤器转动过滤，使磁振动器振动沉降池中井液。该多级液压泵是采用直喷对流方式，由五组叶轮5分别在五个腔体内固定在同一泵轴4上，动力来源于抽油机工作过程中流动井液通过多级液压泵使之转动，并由固定在泵轴4下端的连轴器9带动转动过滤器一起转动，于此同时磁振动器的也固定在转动过滤器转轴10下端，也与之同步转动。它具有转速低，动力大的特点，并且只需要0.02兆帕的压差就可实现正常转动，它可以确保转动过滤器和磁振动器有足够的动力正常运转，同时，由于转速低可以降低各零部件的磨损，从而达到延长使用寿命的目的。

所述的转动过滤器包括过滤壳体7、过滤轴承座8、连轴器9、转轴10、过滤片11、挡盖13以及轴套14。过滤壳体7与泵壳体1通过焊接相连接。过滤壳体7的壁上有两排相对而交错共49个径向豁口，井液通过径向豁口进入过滤壳体7内。过滤轴承座8固定在过滤壳体7上端，过滤轴承座8用于支撑固定转轴10。轴套14的凸套置于过滤轴承座8的轴承孔内，挡盖13置于轴套14下端，转轴10通过连轴器9与泵轴4相连接，也可采用既能保证转轴10转动，又可上下串动的连接方式与泵轴4。转轴10穿入轴套14、挡盖13和压盖12，挡盖13与压盖12之间的转轴10上穿有数百片过滤片11，过滤片11为片状，居中有与六方转轴10配合的六方孔，六方孔周边有通孔，通过六方转轴10与六方孔的过滤片11配合，使过滤片11能够与转轴10一起转动。过滤片11与过滤片11之间有间隔垫，间隔垫为圆片状，厚度为0.25毫米，这个厚度决定两过滤片11之间的间隙，也就决定进入砂子的大小，能够通过的砂子进入抽油泵内不会损坏抽油泵。过滤轴承座8、轴套14和挡盖13上轴向有过流通道，井液由过流通道能够进入到抽油泵内。

转动过滤器由405片过滤片11和每两片间夹持的间隔垫形成过滤间隙，并组装在同一中心转轴10上，过滤片11和间隔垫上若干相同的过滤孔构成同一若干个通道，在工作时，在多级液压泵带动下同时转动，转动过滤器过滤壳体7上两排相对而交错共25个径向豁口，当井液由豁口吸入时，大颗粒砂子无法通过两过滤片11之间的间隙，同时受离心力的作用，被抛出，或与过滤壳体7刮碰，而改变运动方向射出，如此循环而达到防止转动过滤器堵塞的目的，由静止防堵塞方式而改变为动态防堵塞方式，进而延长该旋转式磁振动防堵塞过滤器使用寿命，减少作业次数，最终降低采油成本，提高采油率。同时，因振动转子26在转动的同时轴向振动，这样能够确保砂子对过滤壳体7和过滤片11的均匀磨损。

所述的磁振动器包括振动壳体15、压盖12、端盖16、振动筒17、连接锁套18、调整座19、环形磁铁20、隔磁套21、振动轴承座22、半圆磁铁23、半圆隔磁套24、不对称磁铁环25以及振动转子26。振动壳体15与过滤壳体7相连，压盖12置于振动壳体15内上端，由压盖12与转动过滤器密封隔离。压盖12下端连接有连接锁套18，首先由连接锁套18与挡盖13以及轴套14将过滤片11固定，保持过滤片11之间间隙，再由连接锁套18将压盖12和连接锁套18固定在转轴10上，并能够同转轴10转动和上下振动，通过压盖12的上下移动，对井液产生波动。连接锁套18下端通过转轴10连接有振动转子26，振动转子26下面固定有环形磁铁20，环形磁铁20为圆环形，振动转子26的环形磁铁20上面固定有隔磁套21，隔磁套21上面固定有不对称磁铁环25，不对称磁铁环25圆环形，半圆逐渐变薄，因而磁力不等，使振动转子26带动转轴10上下移动，对井液产生波动。振动筒17置于振动壳体15内，振动筒17上端通过螺栓与振动轴承座22相连，振动筒17下端通过螺钉与端盖16相连，振动壳体15下端通过螺纹连接有端盖16，调整座19浮动置于振动筒17下端，并通过连接在端盖16上调整螺钉实行调整，端盖16和调整座19上分别有过液孔，使井液能够进出。调整座19上面固定有环形磁铁20，与不对称磁铁环25对应的振动筒17上端内分别固定有半圆磁铁23及半圆隔磁套24，半圆磁铁23为半圆形，半圆隔磁套24为半圆形，半圆磁铁23与半圆隔磁套24组成一个完整圆环。转轴10穿过连接锁套18及振动转子26后固定于振动转子26下端内。

当不对称磁铁环25厚的一侧，也就是强磁的一侧，对应于半圆磁铁23时，由于受到强磁场的作用，改变了原来的平衡磁场的条件，使得振动转子26连同转轴10一起向下振动；当不对称磁铁环25薄的一侧，也就是较弱磁的一侧，对应于半圆磁铁23时，振动转子26又回到原来的平衡位置，振动转子26每随振动轴27转动一周都会完成一次相同的上下振动，把这种由于磁场的强弱的改变而产生的位置移动叫做“磁振动”。在振动的同时，振动转子26向内移动，由于反方向的空间增大而产生负压，伴随着一定数量的井液经端盖16及调整座19上的过液孔、振动转子26与振动筒17间的间隙、振动筒17与半圆磁铁23及半圆隔磁套24间的间隙及振动轴承座22上的间隙吸入压盖12下的内腔，反向则产生正压，将吸入的井液再排出，只要抽油机正常工作，这种吸入和排出就一直保持着，因此使得沉降池内的井液也一直保持着波动的状态，而由于井液的波动使得细小的砂粒常期均匀的悬浮在井液中，随井液一同被抽走，由于占砂子问题百分之七十五以上的细小砂子没有参与造成砂埋的沉积，因此将砂埋周期延长数倍。

该旋转式磁振动防堵塞过滤器通过现场实验取得显著效果。在粘度达到65个运动粘度，含砂量达到百分之三十的恶劣条件下，仍然保持正常工作状态。该旋转式磁振动防堵塞过滤器针对井下含砂量高等恶劣条件而设计，并经过长期实践而完善它的结构及选材，因此它能够确保使用达到30000小时内故障率为零，同时不需要中间维护，所以说性能稳定，使用周期长。假定某一口井的沉降池深度为20米，平均每天砂埋的速度为150毫米，那么它的一个砂埋周期约在133天左右，如果采用该旋转式磁振动防堵塞过滤器的砂埋周期可延长至400天以上，所以说可大幅度延长砂埋周期。

Claims (4)

1.一种旋转式磁振动防堵塞过滤器，包括多级液压泵及转动过滤器,其特征在于：提供转动作用的多级液压泵下端连接有转动和振动过滤作用的转动过滤器； 

所述的多级液压泵包括泵壳体(1)、上端泵体(2)、下端泵体(3)、中间泵体(27)、泵轴(4)及叶轮(5)，上端泵体(2)与下端泵体(3)分别固定在泵壳体(1)内上下端，上端泵体(2)与下端泵体(3)之间的泵轴(4)上有叶轮(5)，叶轮(5)之间的泵轴(4)上有用于固定叶轮(5)之间距离的中间轴套(27)，中间轴套(27)外置有保持直线流束的中间泵体(6)，中间泵体(6)之间置有用于固定中间泵体(6)的支撑套(29)，上端泵体(2)、下端泵体(3)及中间泵体(6)上分别有过流通道； 

所述的转动过滤器包括过滤壳体(7)、过滤轴承座(8)、连轴器(9)、转轴(10)、过滤片(11)、压盖(12)、挡盖(13)、轴套(14)以及间隔垫，过滤壳体(7)与泵壳体(1)相连接，过滤壳体(7)的壁上有径向豁口，过滤轴承座(8)固定在过滤壳体(7)上端，轴套(14)的凸套置于过滤轴承座(8)的轴承孔内，挡盖(13)固定在轴套(14)下端的转轴(10)上，转轴(10)通过连轴器(9)与泵轴(4)相连接，转轴(10)穿入轴套(14)、挡盖(13)和压盖(12)，挡盖(13)与压盖(12)之间的转轴(10)上有过滤片(11)，并能与转轴(10)一起转动，过滤片(11)上有通孔，过滤片(11)与过滤片(11)之间有间隔垫，过滤轴承座(8)、轴套(14)和挡盖(13)上轴向有过流通道。

2.根据权利要求1所述的旋转式磁振动防堵塞过滤器，其特征在于：转动过滤器下端连接有使井液波动的磁振动器；

所述的磁振动器包括振动壳体(15)、端盖(16)、振动筒(17)、连接锁套(18)、调整座(19)、环形磁铁(20)、隔磁套(21)、振动轴承座(22)、半圆磁铁(23)、半圆隔磁套(24)、不对称磁铁环(25)以及振动转子(26)，振动壳体(15)与过滤壳体(7)相连，压盖(12)置于振动壳体(15)内上端，压盖(12)下端连接有连接锁套(18)，连接锁套(18)下端通过转轴(10)连接有振动转子(26)，振动筒(17)置于振动壳体(15)内，振动筒(17)上端与振动轴承座(22)相连，振动轴承座(22)下端振动筒(17)内分别固定有半圆磁铁(23)及半圆隔磁套(24)，端盖(16)连接在振动壳体(15)和振动筒(17)下端，调整座(19)置于振动筒(17)下端，端盖(16)上有调整调整座(19)的调整螺钉，端盖(16)和调整座(19)上分别有过液孔，环形磁铁(20)分别固定在调整座(19)上面和振动转子(26)下面，振动转子(26)的环形磁铁(20)上面依次固定有隔磁套(21)和不对称磁铁环(25)，转轴(10)穿过连接锁套(18)及振动转子(26)后固定于振动转子(26)下端内。

3.根据权利要求2所述的旋转式磁振动防堵塞过滤器，其特征在于：泵壳体(1)内上端置有防护盖(28)，防护盖(28)上有过液孔。

4.根据权利要求3所述的旋转式磁振动防堵塞过滤器，其特征在于：转轴(10)通过轴向开放连轴器(9)与泵轴(4)相连接。

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