CN203176014U - 变径喉管及具备该喉管的水力喷射泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种变径喉管以及具备该喉管的水力喷射泵，以解决喉管阻塞、影响水力喷射泵作业效率的问题。所述变径喉管主要由若干瓣状弧片沿周向拼组成圆筒状管体，在拼组成的圆筒状管体的外周开设有沿喉管轴向间隔分布的环形凹槽，在环形凹槽内缠绕有将若干块瓣状弧片弹性束紧的弹性元件。所述圆筒状管体由沿周向首尾衔接的三个相同的瓣状弧片构成，每一个瓣状弧片的首端和尾端形成为光滑的平面，并且，瓣状弧片的首端与尾端之间的内侧弧面为等曲率的圆弧面，瓣状弧片首端的平面与其内侧弧面的夹角形成为锐角，瓣状弧片尾端的平面与其内侧弧面的夹角形成为与所述锐角互补的钝角。

Description

变径喉管及具备该喉管的水力喷射泵

技术领域

本实用新型涉及喉管及水力喷射泵，特别涉及一种能够防止喉管阻塞的变径喉管以及具备这种喉管的水力喷射泵。

背景技术

水力喷射泵由于结构简单、成本低、适应性强，在油田生产中被广泛应用，可用来采油、排砂、排污、解堵等作业。水力喷射泵的主要工作部分有：喷嘴、喉管和扩散器三个部件。其基本结构和工作原理如图1所示，高压动力液通过喷嘴时，由于喷嘴的节流作用，压力急剧下降在喷嘴周围的混合腔中形成低压区，将地层液吸入喉管并与动力液混合，再进入扩散管，地层液从高压动力液中获得能量，沿导管举升至地面。被吸入的地层液中往往含有较多的颗粒杂质，而现有水力喷射泵的喉管孔径是固定不变的，不能进行扩张，且孔径较小，当颗粒杂质大于喉管孔径时，很容易造成喉管堵塞，影响作业的顺利进行。

实用新型内容

为了解决现有的水力喷射泵的上述缺点，本实用新型提供了一种变径喉管以及具备该喉管的水力喷射泵，以解决喉管阻塞、影响水力喷射泵作业效率的问题。

本实用新型的技术方案如下，

一种变径喉管，所述变径喉管主要由若干瓣状弧片沿周向拼组成圆筒状管体，在拼组成的圆筒状管体的外周开设有沿喉管轴向间隔分布的环形凹槽，在环形凹槽内缠绕有将若干块瓣状弧片弹性束紧的弹性元件。

根据该结构，由瓣状弧片拼组成的变径喉管不仅能够由内向外沿径向扩开从而增大喉管的内径，而且能够在弹性元件的作用下恢复成原来的孔径。因此，能够使颗粒杂质通过变径喉管，防止喉管阻塞的发生。

所述圆筒状管体由沿周向首尾衔接的三个相同的瓣状弧片构成，每一个瓣状弧片的首端和尾端形成为光滑的平面，并且，瓣状弧片的首端与尾端之间的内侧弧面为等曲率的圆弧面，瓣状弧片首端的平面与其内侧弧面的夹角形成为锐角，瓣状弧片尾端的平面与其内侧弧面的夹角形成为与所述锐角互补的钝角。

根据该结构，由于每一个瓣状弧片的首端和尾端形成为光滑的平面，并且，瓣状弧片的首端与尾端之间的内侧弧面为等曲率的圆弧面，所以，当三个相同的瓣状弧片在弹性元件的作用下收缩时，形成一个封闭且完整的圆孔。而当变径喉管因内充的颗粒充胀而扩张时，三个瓣状弧片之间产生相互滑动，从而使变径喉管的内孔变大。在滑动过程中，在弹性元件的作用下，三个瓣状弧片之间始终首尾衔接，由于瓣状弧片的首端和尾端的端面均为光滑的平面，所以相邻的两个瓣状弧片之间始终保持衔接并具有良好的密封性，从而能够防止地层液等进入泵筒内部而产生不良情况。当变径喉管不受颗粒充胀时，在弹性元件的束箍下，三个瓣状弧片能够再次恢复成圆管状。

所述弹性元件是由弹簧首尾连接而形成的弹簧圈。

根据该结构，利用金属制的弹簧圈，产生了耐高温耐腐蚀，且可靠性高，使用寿命长的效果。

所述环形凹槽沿轴向等间隔地分布于变径喉管。

根据该结构，能够利用弹性元件对变径喉管整体轴向施加较均匀的力，从而防止，瓣状弧片因受力不均而发生偏移。

一种水力喷射泵，所述水力喷射泵具有泵筒，在泵筒的底部固定设置有喷嘴，泵筒的中部设置有喉管，喉管的底部与喷嘴的顶部之间形成有与泵筒外部连通的混合腔，喉管顶端抵靠在固定于泵筒顶部的扩散管前端面，所述水力喷射泵的特征在于，所述喉管为如上所述的变径喉管，并且在泵筒中部的临近喉管底部的位置卡放有喉管座。

根据该结构，水力喷射泵使用了如上所述的变径喉管，从而能够使颗粒杂质通过水力喷射泵的喉管，防止喉管阻塞等影响水力喷射泵作业效率的问题发生。

所述喉管座为环形结构，并形成有能够与变径喉管底部的喇叭口能够滑动地配合的圆锥形凸起。

所述圆筒状管体的底部的内侧形成为向内凹陷的平滑的喇叭口，在圆筒状管体的中部形成为细圆孔，在圆筒状管体的顶部的内侧形成有孔径随着向外而逐渐变大的扩散孔。

根据如上所述的结构，变径喉管夹设在喉管座及扩散管之间，由于喇叭口与圆锥形结构配合，能够对变径喉管进行定位，并使变径喉管的轴线始终保持与水力喷射泵的轴线重合，从而使混合液能够顺利通过变径喉管。

当所述变径喉管处于收缩状态时，变径喉管的扩散孔内径的最大值小于或等于所述扩散管内径的最小值。

根据该结构，无论变径喉管在收缩为正常状态还是处于扩张状态，都不会在混合液的流路中产生障碍，从而保持混合液等能够始终顺利的通过水力喷射泵。

附图说明

图1：水力喷射泵原理图。

图2：本实用新型具体实施例的结构图。

图3：本实用新型具体实施例涉及的变径喉管的剖视图。

图4：本实用新型具体实施例涉及的变径喉管收缩状态的示意图。

图5：本实用新型具体实施例涉及的变径喉管扩张状态的示意图。

标号说明

1：泵筒；

2：喷嘴；

3：喉管座；

31：圆锥凸起；

4：变径喉管；

41：喇叭口；

42：扩散孔；

43：细圆孔；

5：弹性元件；

6：扩散管；

7：动力液入口；

8：地层液入口；

9：混合液出口；

10：螺钉；

11：圆筒状管体；

110：瓣状弧片；

111：首端；

112：尾端；

113：内侧弧面。

具体实施方式

下面对本实施方式的具体实施方式进行说明。其中，水力喷射泵的供动力液流入的一侧(即图2中左侧)为底部，供混合液流出的一侧(即图2中右侧)为顶部，顶部与底部之间的部分为中部。

如图2所示，本实用新型的水力喷射泵主要由泵筒1、喷嘴2、变径喉管4以及扩散管6构成。泵筒1为贯通的圆筒形，在泵筒2的底部(即图2中左侧)开设有动力液入口7，在泵筒2的顶部(即图2中右侧)开设有混合液出口9。

喷嘴2镶嵌于泵筒1内部的底部，并由螺钉10从泵筒1从外部进行固定。喷嘴2的一端为圆筒形状，另一端形成为末端开口的圆锥形。喷嘴2以圆筒形状的一端靠近泵筒的动力液入口7的方式进行配置。

喉管座3镶嵌于泵筒1内部的中部，在喉管座3与喷嘴2之间形成了一个混合腔，该混合腔与开设在泵筒1的侧壁的地层液入口8连通。喉管座3为环形结构，并形成有能够与变径喉管4底部的喇叭口滑动地配合的圆锥凸起31。

变径喉管4嵌套在该喉管座3的圆锥凸起31上，实现了对变径喉管4的定位，并使变径喉管4与喉管座3的轴线重合。从而，变径喉管4的内孔经由喉管座3与混合腔连通。

在泵筒1内部的顶部镶嵌有扩散管6，并由螺钉10进行固定。该扩散管6的孔径随着朝向泵筒1的顶部而变大。变径喉管4的一端抵靠于扩散管6的前端面，并使扩散管6的孔径较小的一端与变径喉管4连通，孔径较大的一端与设在泵筒1顶部的混合液出口9连通。

下面对本实用新型中的变径喉管4的结构进行具体的说明。

变径喉管4主要由首尾相接的三个相同的瓣状弧片110沿周向拼组成圆筒状管体11，在拼组成的圆筒状管体11的外周开设有沿喉管间隔分布的环形凹槽，在环形凹槽内缠绕有将这三个瓣状弧片110弹性束紧的弹性元件5。该弹性元件5优选由金属制的弹簧首尾连接而形成的弹簧圈。所述环形凹槽优选沿轴向等间隔地分布。

所述圆筒状管体11的底部(图3中左侧)的内侧形成为向内凹陷的平滑的喇叭口41。通过该喇叭口41与喉管座3的圆锥凸起31的配合，使圆筒状管体11与喉管座3的轴线重合，从而使变径喉管4与泵筒1及喷嘴2的轴线重合。在圆筒状管体11的中部为细圆孔43。在圆筒状管体11的顶部(图3中右侧)的内侧形成有孔径随着朝向顶部而逐渐变大的扩散孔42。该扩散孔42优选形成为其内径的最大值小于或等于所述扩散管内径的最小值。

如图4所示，瓣状弧片110的首端111和尾端112形成为能够光滑的平面。首端111和尾端112之间的内侧弧面113为等曲率的圆弧面。瓣状弧片110的首端111的平面与其内侧弧面113之间的夹角(即，通过首端111的平面与内侧弧面113的交线与内侧弧面113相切的平面与首端111的平面之间的夹角)形成为锐角，瓣状弧片尾端112的平面与弧片内侧弧面113之间的夹角(即，通过尾端112的平面与内侧弧面113的交线与内侧弧面113相切的平面与尾端112的平面之间的夹角)形成与所述锐角互补的钝角。在图4中，三个瓣状弧片110沿逆时针的方向配置，即在沿着逆时针的方向上，首端111位于尾端112前方。

通常情况下，在弹性元件5的作用下，三个瓣状弧片110首尾的端面彼此完全接合。并且由于三个瓣状弧片110的首尾的端面均为光滑的平面，所以能够相互滑动。此时，由于各个瓣状弧片的内侧弧面113为等曲率的圆弧面，所以如图4所示，内部形成为完整且光滑的细圆孔43，外部形成为完整的圆柱面。当三个瓣状弧片在来自细圆孔43内的颗粒充胀的作用下产生相互滑动时，如图5所示，各个瓣状弧片的首尾的端面只有部分衔接，即只有三个瓣状弧片110的首端111的端面的靠内侧部分与尾端112的端面的靠外侧部分衔接，但仍然保持着良好的密封性，从而，由三个瓣状弧片110围成的细圆孔43变大。当来自孔内的外力消除时，在弹性元件5的作用下，三个瓣状弧片110再次恢复到原来的状态。

下面对上述水力喷射泵运行时的情况进行说明。

高压动力液经由动力液入口7进入喷嘴2，并从喷嘴2的圆锥结构的末端开口喷出进入混合腔。由于喷嘴2的节流作用，压力急剧下降而在喷嘴2周围的混合腔中形成低压区，从而从地层液入口8将地层液吸入混合腔中，并随动力液一起经由喉管座3进入变径喉管4。当水力喷射泵正常工作时，如图4所示，圆筒状管体11在弹簧圈5的收缩力作用下，变径喉管4的孔径保持正常尺寸。并且由于变径喉管4嵌套于喉管座3，使喉管4与喉管座3的轴线重合，因此地层液和动力液的混合液能够顺利地通过变径喉管4及扩散管6。当大于变径喉管4的正常尺寸下的孔径的颗粒杂质被吸进变径喉管4时，如图5所示，在喷嘴2的高压动力液的推力下，颗粒杂质挤入圆筒状管体11，从而变径喉管4的各个瓣状弧片110彼此相互滑动，从而变径喉管4的孔径变大，因此，颗粒杂质能够顺利通过变径喉管4。当颗粒杂质通过变径喉管4后，圆筒状管体11在弹性元件5的收缩力的作用下收缩，再次恢复到原来的形状。

另外，本实用新型不限于上述实施方式，还能够进行各种变更。例如，组成变径喉管4的瓣状弧片110的个数不限于三个，也可以由三个以上的瓣状弧片110构成变径喉管4。所述弹性元件5不限于金属制的弹簧圈，也可以使由橡胶等其他材料制成的弹性元件。当所述变径喉管处于收缩状态时，变径喉管4的扩散孔42内径的最大值也可以大于所述扩散管内径的最小值。

Claims (8)

1.一种变径喉管，其特征在于，

所述变径喉管主要由若干瓣状弧片沿周向拼组成圆筒状管体，在拼组成的圆筒状管体的外周开设有沿喉管轴向间隔分布的环形凹槽，在环形凹槽内缠绕有将若干块瓣状弧片弹性束紧的弹性元件。

2.根据权利要求1所述的变径喉管，其特征在于，

所述圆筒状管体由沿周向首尾衔接的三个相同的瓣状弧片构成，每一个瓣状弧片的首端和尾端形成为光滑的平面，并且，瓣状弧片的首端与尾端之间的内侧弧面为等曲率的圆弧面，瓣状弧片首端的平面与其内侧弧面的夹角形成为锐角，瓣状弧片尾端的平面与其内侧弧面的夹角形成为与所述锐角互补的钝角。

3.根据权利要求1或2所述的变径喉管，其特征在于，

所述圆筒状管体的底部的内侧形成为向内凹陷的平滑的喇叭口，在圆筒状管体的中部形成为细圆孔，在圆筒状管体的顶部的内侧形成有孔径随着向外而逐渐变大的扩散孔。

4.根据权利要求1或2所述的变径喉管，其特征在于，

所述弹性元件是由弹簧首尾连接而形成的弹簧圈。

5.根据权利要求1或2所述的变径喉管，其特征在于，

所述环形凹槽沿轴向等间隔地分布于变径喉管。

6.一种水力喷射泵，所述水力喷射泵具有泵筒，在泵筒的底部固定设置有喷嘴，泵筒的中部设置有喉管，喉管的底部与喷嘴的顶部之间形成有与泵筒外部连通的混合腔，喉管顶端抵靠在固定于泵筒顶部的扩散管的前端面，所述水力喷射泵的特征在于，

所述喉管为如权利要求1～5所述的变径喉管，并且在泵筒中部的临近喉管底部的位置卡放有喉管座。

7.根据权利要求6所述的水力喷射泵，其特征在于，

所述喉管座为环形结构，并形成有能够与变径喉管底部的喇叭口滑动地嵌合的圆锥形凸起。

8.根据权利要求6或7所述的水力喷射泵，其特征在于，

当所述变径喉管处于收缩状态时，变径喉管的扩散孔内径的最大值小于或等于所述扩散管内径的最小值。

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