CN202215173U - 自动开启式捞砂泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动开启式捞砂泵，包括有储砂管，其特征在于储砂管下端联接砂铲并安设顶推单向阀，储砂管的上端与泵筒相联，泵筒内安设有中空的活塞和活塞杆，活塞杆上端通过抽吸阀与动力油管相联接。通过顶推阀杆与弹簧的作用使得捞砂泵一接触砂面即自动开启，避免了砂铲开启不灵活，容易被砂石堵塞的问题。

Description

自动开启式捞砂泵

技术领域

本实用新型涉及石油开采领域的捞砂泵。

背景技术

捞砂泵是出砂油井捞砂必不可少的设备，油田开采中后期，油井的井况不断变化，例如井筒变形、井底出砂、砂埋油层等等不可控制的因素，使开采难度加大。因此要采取捞砂作业来清理井筒，使油层相对的洁净。目前使用的捞砂泵采用的是胶皮活塞，翻盖式或者阀球式砂铲，且体积和外径较大。由于井筒变形使可下深度受到了极大的限制，加上翻盖式或者阀球式砂铲开启不灵活，降低了捞砂的成功率和效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足提供一种自动开启式捞砂泵，它结构紧凑，设置合理，能够自动开启砂铲，提高捞砂的成功率。

本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为：

包括有储砂管，其特征在于储砂管下端联接砂铲并安设顶推单向阀，储砂管的上端与泵筒相联，泵筒内安设有中空的活塞和活塞杆，活塞杆上端通过抽吸阀与动力油管相联接。

按上述方案，所述的顶推单向阀包括安设在储砂管下端的阀座和与阀座相配置的阀门，阀门前端向前延伸有顶推阀杆与砂铲相配置，且顶推阀杆前段伸出砂铲前端，阀门后端安设有回位弹簧。

按上述方案，所述的砂铲由周向间隔分布的支撑板联接中心孔座构成，前部呈锥形，后端与顶推单向阀阀座相联成一体，中心孔座中穿装顶推阀杆。

按上述方案，所述的抽吸阀包括有管状阀体，阀体内下方设置阀口朝上的阀球座，阀球座上配置阀球，在阀体内上方漏孔挡板，在漏孔挡板上方的阀体周向侧壁上开设有穿通阀体管壁的循环孔。

按上述方案，所述的泵筒侧壁设有排砂孔。

按上述方案，所述的中空活塞为全钢活塞，活塞外壁敷焊有镍层，镍层厚度为0.15-0.30mm；中空活塞的上端与中空活塞杆相联成一体，中空活塞和活塞杆的中心通孔上下贯穿且与抽吸泵入口相连通。

按上述方案，所述的泵筒外径为89mm。

本实用新型的工作过程为：捞砂泵下入井底，顶推阀杆接触砂面受压回缩使顶推单向阀阀门自动开启；通过动力油管上下往复运动，带动中空活塞运行，使液体携砂由砂铲经顶推单向阀进入储砂管；抽吸阀采用循环方式，携砂液体在重力作用下，沙粒下沉至储砂管，液体进入泵筒后经抽吸阀漏孔挡板上的漏油孔、以及抽吸阀阀体侧壁的循环孔回到井中，避免捞砂泵将液体捞出。吸砂完毕，在管柱内部液体的重力和弹簧在作用力下，使顶推单向阀自动关闭，完成一次捞砂周期。

本实用新型的有益效果为：

1、通过顶推阀杆与弹簧的作用使得捞砂泵一接触砂面即自动开启，避免了砂铲开启不灵活，容易被砂石堵塞的问题。

2、泵筒侧壁设有排砂孔，避免砂石进入抽吸阀卡住阀球。

3、抽吸阀采用循环式结构，液体随砂石进入泵筒后经抽吸阀挡球板上的漏油孔、以及抽吸阀阀体侧壁的循环孔回到井中，避免捞砂泵将液体捞出。

4、活塞采用全钢活塞替代现有技术的胶皮活塞，避免胶皮被砂石挤压破损；并在活塞外壁喷焊耐磨的镍金属，提高了表面强度并且不会受温度影响发生热胀冷缩现象。

5、泵筒外径较现有技术中的泵筒外径小，由于套管在深井下受地层压力影响变形等因素，采用外径小的泵筒能增大捞砂泵的下井深度，便于深井的捞砂。

6、与现有技术相比，本实用新型结构简单紧凑，设置合理，能够自动开启砂铲，使用方便，提高了捞砂的成功率和效率。目前最大下井深度3219.7米，已在沔26斜-4、马36斜2-7、王78斜9进行捞砂试验作业，成功率100％。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图。

图2为图1的A-A剖面图。

图3为图1的B-B剖面图。

图4为图1的C-C剖面图。

具体实施方式

图1为本实用新型一实施例的结构示意图，图2为图1的A-A剖面图，图3为图1的B-B剖面图，图4为图1的C-C剖面图，包括有储砂管5，储砂管下端联接砂铲1并安设顶推单向阀，储砂管5的上端与泵筒相联，泵筒内安设有中空的活塞6和活塞杆9，活塞杆9上端通过抽吸阀与动力油管14相联接。活塞6与泵筒7内壁之间的间隙小于砂体颗粒直径。

顶推单向阀包括安设在储砂管5下端的阀座17和与阀座17相配置的阀门2，阀门2前端向前延伸有顶推阀杆16与砂铲1相配置，且顶推阀杆16前段伸出砂铲1前端，阀门2后端安设有回位弹簧3。所述的砂铲1由周向间隔分布的支撑板1-1联接中心孔座1-2构成，前部呈锥形，后端与顶推单向阀阀座相联成一体，中心孔座1-2中穿装顶推阀杆16。回位弹簧3顶部固定有挡簧板4，挡簧板上设有漏沙孔4-1。

抽吸阀包括有管状阀体12，阀体12内下方设置阀口朝上的阀球座10，阀球座10上配置阀球11，在阀体12内上方漏孔挡板15，在漏孔挡板15上方的阀体周向侧壁上开设有穿通阀体管壁的循环孔13，挡球板上设有漏油孔15-1。吸入的液体通过循环孔13始终在井筒内循环不会被带到地面。

泵筒7侧壁设有排砂孔8，当活塞往复运动时，不小心进入活塞与泵筒之间间隙的砂石通过排砂孔排出，避免影响活塞运动。中空活塞为全钢活塞，活塞外壁敷焊有镍层，镍层厚度为0.15-0.30mm；中空活塞的上端与中空活塞杆相联成一体，中空活塞和活塞杆的中心通孔上下贯穿且与抽吸泵入口相连通，提高了表面强度并且不会受温度影响发生热胀冷缩现象，增大活塞的耐磨性。泵筒外径为89mm，最大限度地满足套管变形以及相对较深的油井捞砂。

其中储砂管的长度可根据井深、砂量而调整。在王78斜9进行捞砂作业时，下管256根H：3207.02m至砂面加压20KN捞砂→3219.7m进尺12.68m，成功捞至人工井底。

一、技术比较

1、固定阀开启方式为机械强启闭式，变被动为主动，灵活可靠，压降更小。

常规捞砂泵的固定阀是靠泵内与环空建立的压差开启的，井液靠此压差携带砂子顶开固定阀后高速进人储砂管。要达到固定阀开启压差，捞砂泵首先需要有足够的环空沉没度，这使得一些低液井捞砂受到一定程度限制。例如三八八厂生产的φ108-φ70×500×4000捞砂泵固定阀采用盖板式，其它类型捞砂泵基本都是采用阀球式。

本捞砂泵的砂铲采用阀杆式，开启方式为机械强启闭式，即当下放捞砂泵，伸出捞砂铲部分的阀杆部分接触砂面后被自动顶起，与阀杆整体相连的圆饼状阀副自动达到开启状态。这便，变传统的压差被动开启式为机械力主动开启式，在强大的抽汲力作用下，阀副位置产生的流体压降变得更小(较传统φ50阀球开启压降减小70％)，更有利于携砂流体高速抽入储砂管。

当捞砂泵提离砂面后，阀杆在上置复位弹簧的作用下能够快速回位，达到阀副密封状态。

2、捞砂铲整体长度缩小，可靠性增强，容物空间减小。

新型机械强启闭式捞砂泵，捞砂锥顶端与阀副之间间距缩短，与三八八厂生产的φ108-φ70×500×4000捞砂泵砂锥相比缩短了150mm，减小了捞砂锥内，容留胶皮等杂物的空间，使其工作更加可靠，不易堵塞。

3、捞砂锥前端捣砂锥过流截面不变，但强度更高。

三八八厂生产的φ108-φ70×500×4000捞砂泵，其捞砂锥为6mm板厚的金属板呈十字状焊接在捞砂筒端面上。捞砂时当加压力度过大时，会导致此捞砂锥金属板受压变形，缩小过流截面，影响正常捞砂。

本捞砂泵捣砂锥为一体加工而成，板厚10mm，呈圆周120°均布的三棱状。固定方式变以往的端面焊接为内嵌入式焊接。四棱焊接式变三棱一体加工成型、板厚加大、内嵌入式焊接，三方面的改进不仅使捣砂锥强度提高了60％以上，而且保证了原有充足的流通截面。

4、捞砂泵整体外径减小，在保证密封性能和拉伸强度的前提下，使其通过性能增强。

传统的捞砂泵，如三八八厂生产的φ108-φ70×500×4000捞砂泵，其最大外径为108mm，基本只能满足井斜15°以内的直井捞砂需求，在井斜较大(30°以内)，轻微套变(最小内径116-117mm)井段使用受到限制。

本捞砂泵同样在使用φ70柱塞的前提下，改进原泵筒接箍由母扣变公扣，相应泵筒两端变公扣为母扣，这样使得捞砂泵整体外径统一成了89mm，在特殊井段捞砂时，其通过性能大大增强。在螺纹连接处提高螺纹加工精度，并相应适当延长旋合长度，再辅助于橡胶圈的密封措施，使捞砂泵的密封性能和拉伸强度得到了充足保证。

5、改进原捞砂泵的胶圈软密封柱塞为喷焊镍基合金柱塞，增加密封段长度，提高强度，增大抽汲力，提高稳定性。

以三八八厂生产的φ108-φ70×500×4000捞砂泵为例，传统的捞砂泵基本均采用胶圈软密封柱塞，在胶圈完好情况下，这无疑可以增加密封程度，提高抽汲力。但是使用过程中我们发现，由于砂粒进入泵筒，往往造成柱塞胶皮密封圈被摩擦损坏，甚至缺失，这自然就会降低了抽汲力，影响捞砂泵的进一步捞砂操作。

本捞砂泵采用φ70规格喷焊镍基合金柱塞，镍层厚度为0.15～0.30mm，其表面硬度更高，不易损坏，同时也减弱了受温度变化的影响。另一方面，柱塞长度延长为原短柱塞的两倍，相应减小漏失几率，同时也提高了拉杆-柱塞上下行过程中的稳定性。

二、试验对比

采用本捞砂泵对3口油井进行了5井次的捞砂试验，具体情况见下表，其中序号5为采用的三八八厂φ70捞砂泵捞砂的数据，其它为采用本捞砂泵捞砂的数据。从表格对比数据不难发现，采用本捞砂泵进尺更深，效果更好。

Claims (7)

1.自动开启式捞砂泵，包括有储砂管，其特征在于储砂管下端联接砂铲并安设顶推单向阀，储砂管的上端与泵筒相联，泵筒内安设有中空的活塞和活塞杆，活塞杆上端通过抽吸阀与动力油管相联接。

2.根据权利要求1所述的自动开启式捞砂泵，其特征在于：所述的顶推单向阀包括安设在储砂管下端的阀座和与阀座相配置的阀门，阀门前端向前延伸有顶推阀杆与砂铲相配置，且顶推阀杆前段伸出砂铲前端，阀门后端安设有回位弹簧。

3.根据权利要求2所述的自动开启式捞砂泵，其特征在于：所述的砂铲由周向间隔分布的支撑板联接中心孔座构成，前部呈锥形，后端与顶推单向阀阀座相联成一体，中心孔座中穿装顶推阀杆。

4.根据权利要求1所述的自动开启式捞砂泵，其特征在于：所述的抽吸阀包括有管状阀体，阀体内下方设置阀口朝上的阀球座，阀球座上配置阀球，在阀体内上方漏孔挡板，在漏孔挡板上方的阀体周向侧壁上开设有穿通阀体管壁的循环孔。

5.根据权利要求1所述的自动开启式捞砂泵，其特征在于：所述的泵筒侧壁设有排砂孔。

6.根据权利要求1或2或3所述的自动开启式捞砂泵，其特征在于：所述的中空活塞为全钢活塞，活塞外壁敷焊有镍层，镍层厚度为0.15-0.30mm；中空活塞的上端与中空活塞杆相联成一体，中空活塞和活塞杆的中心通孔上下贯穿且与抽吸泵入口相连通。

7.根据权利要求1或2或3所述的自动开启式捞砂泵，其特征在于：所述的泵筒外径为89mm。

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