專利名稱：利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于石油開(kāi)采領(lǐng)域，利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)。
2.技術(shù)背景目前，為了防止泥沙卡泵和沙埋，在井底設(shè)置過(guò)濾器，無(wú)論過(guò)濾器的小名如何稱呼，它們的共同特征是由金屬過(guò)濾網(wǎng)(金屬編織網(wǎng)、不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng))套裝在設(shè)有過(guò)油孔的兩端具有連接螺紋的支撐內(nèi)管上，上、下緊固螺母將內(nèi)管固定于兩端具有連接螺紋的并設(shè)有過(guò)油孔的外管之中構(gòu)成過(guò)濾器單體(單體長(zhǎng)1.5-2米)，多個(gè)單體串聯(lián)組成一口采油井的井底防沙過(guò)濾器，過(guò)濾器經(jīng)安裝卡具安裝于井底套管內(nèi)。
工作過(guò)程中，由井底套管進(jìn)油孔流入套管的攜沙原油經(jīng)過(guò)濾器外管進(jìn)油孔、過(guò)濾網(wǎng)、內(nèi)管進(jìn)油孔進(jìn)入內(nèi)管上行，經(jīng)泵下沙錨二次過(guò)濾供給抽油泵，粒度大于過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾精度的泥沙被網(wǎng)阻擋，泥沙在網(wǎng)外逐漸淤積，過(guò)濾網(wǎng)堵塞，泥沙較多的井底過(guò)濾器堵塞頻繁(2個(gè)月堵一次)，失去過(guò)濾功能的過(guò)濾器須提到井上更換。不計(jì)停產(chǎn)損失和其它零部件損耗，更換一套過(guò)濾器費(fèi)用在1.5-2萬(wàn)元，一次作業(yè)費(fèi)2-3萬(wàn)元，為了減少更換過(guò)濾器次數(shù)，過(guò)濾網(wǎng)的目數(shù)減少、網(wǎng)孔的加大增加了泵下沙錨的負(fù)擔(dān)，泥沙卡泵的頻率增高。石油鉆采工作者曾為井底防沙作過(guò)巨大努力，但防沙精度和過(guò)濾網(wǎng)堵塞這對(duì)主要矛盾的未能解決。
過(guò)濾器是采油領(lǐng)域慣用的簡(jiǎn)單工具，它無(wú)法滿足生產(chǎn)需求，必須性能優(yōu)越的新設(shè)備取而代之。
3.發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種安裝在井底套管內(nèi)的、過(guò)濾精度高的、不堵網(wǎng)的、有效防止抽油泵沙卡和沙埋的、利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)是由定子、轉(zhuǎn)子、洗網(wǎng)機(jī)構(gòu)、液壓傳動(dòng)及其自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)組成；定子驅(qū)動(dòng)缸上端設(shè)與安裝卡具連接的內(nèi)螺紋，下端與泥沙迫降筒的首端、與上端具有過(guò)油孔下端設(shè)定子浮動(dòng)閥的定子外殼首端連接組成定子；轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞與外套不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)、具有過(guò)油孔、進(jìn)油孔、下端封閉的轉(zhuǎn)子內(nèi)筒端連接組成轉(zhuǎn)子；安裝在定子外殼內(nèi)的板刷槽、安裝于板刷槽內(nèi)的齒面與不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)接觸的板刷組成洗網(wǎng)機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞安裝于定子驅(qū)動(dòng)缸內(nèi)并構(gòu)成儲(chǔ)油腔以及存在于定子驅(qū)動(dòng)缸與轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞之間的控制閥組成液壓傳動(dòng)及其自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)子安裝于定子之中，洗網(wǎng)機(jī)構(gòu)安裝于定子與不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)之間；防沙機(jī)經(jīng)安裝卡具安裝于井底套管內(nèi)，防沙機(jī)的泥沙迫降筒上端標(biāo)高與套管進(jìn)油孔的標(biāo)高相等。
抽油機(jī)工作期間，油層的壓力驅(qū)使原油不斷地經(jīng)套管進(jìn)油孔流入維持套管內(nèi)液面平衡，與定子驅(qū)動(dòng)缸上端連接的安裝卡具封住油流經(jīng)驅(qū)動(dòng)缸外側(cè)上行通道，油流沿泥沙迫降筒外壁下行，當(dāng)?shù)竭_(dá)泥沙迫降筒下端時(shí)，由于油路截面突然增大、流速突減，油中泥沙按慣性及重力下沉規(guī)律加速下沉，大部分泥沙越過(guò)泥沙迫降筒下端沉入井底，少量泥沙隨油進(jìn)入定子外殼與泥沙迫降筒之間的油沙分離環(huán)形上行通道、經(jīng)由定子外殼上端進(jìn)油孔、沿過(guò)濾網(wǎng)與定子外殼間的油流泥沙下行通道、經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾后進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)筒。若轉(zhuǎn)子處下限位置、控制閥關(guān)閉轉(zhuǎn)子柱塞中心孔，經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入內(nèi)筒的油經(jīng)儲(chǔ)油腔過(guò)油孔進(jìn)入儲(chǔ)油腔、轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞受壓，轉(zhuǎn)子上升至上限位置，儲(chǔ)油腔中的油經(jīng)驅(qū)動(dòng)缸上部的泄壓溝槽、支撐板過(guò)油孔泄出，缸內(nèi)油壓突減，儲(chǔ)有足夠能量的控制閥中的開(kāi)閥彈簧迅速頂開(kāi)閥芯、轉(zhuǎn)子內(nèi)筒和儲(chǔ)油腔內(nèi)具有一定壓力的油經(jīng)轉(zhuǎn)子柱塞中心孔流出，隨著壓力減少，轉(zhuǎn)子靠重力克服磨擦力及其它阻力回落至下限位置，儲(chǔ)油腔中的油被壓出，關(guān)閥彈簧使控制閥可靠關(guān)閉。抽油機(jī)工作期間，利用油層壓力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)按固有頻率自動(dòng)上下并伴隨旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于有板刷對(duì)過(guò)濾網(wǎng)的作用而轉(zhuǎn)子具有徑向旋轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)期間，轉(zhuǎn)子不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)受到板刷自動(dòng)地往復(fù)洗刷而不堵網(wǎng)，被刷下的泥沙沿油流泥沙下行通道沉入定子外殼下端的浮動(dòng)閥上，當(dāng)閥芯上泥沙重力與閥芯重力之和大于油對(duì)閥芯浮力，閥芯下落翻轉(zhuǎn)復(fù)位，泥沙落入井底。
由于采用上述方案，泥沙迫降筒使大部分泥沙跨越其下端沉入井底，減輕了不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)的負(fù)擔(dān)；轉(zhuǎn)子軸向和徑向的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)洗網(wǎng)、不堵網(wǎng)；不銹鋼板網(wǎng)與板刷間的磨擦熱降底了過(guò)濾網(wǎng)上油的粘度，增大了過(guò)濾網(wǎng)的過(guò)油能力；可以選用目數(shù)較高的過(guò)濾網(wǎng)而提高過(guò)濾精度而強(qiáng)化濾沙效果；減輕泵下濾沙機(jī)的負(fù)擔(dān)、減少或消除抽油泵的沙卡及沙埋；在多沙油田，每口井每年可節(jié)省作業(yè)費(fèi)、設(shè)備費(fèi)幾萬(wàn)—幾十萬(wàn)元。
4.


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖是利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)第一個(gè)實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖中1.定子驅(qū)動(dòng)缸 2.儲(chǔ)油腔 3.泄壓溝槽 4.泥沙迫降筒5.定子外殼 6.外殼進(jìn)油孔 7.定位塊 8.定子浮動(dòng)閥擋 9.定子浮動(dòng)閥 10.驅(qū)動(dòng)密封 11.儲(chǔ)油腔密封 12.控制閥芯 13.開(kāi)閥彈簧 14.控制閥桿 15.關(guān)閥彈簧 16.控制閥支撐板 17.板刷 18.板刷槽19.板刷彈簧 20.儲(chǔ)油腔過(guò)油孔 21.轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞 22.轉(zhuǎn)子內(nèi)筒 23.轉(zhuǎn)子內(nèi)筒進(jìn)油孔 24.不銹鋼板過(guò)濾 25.過(guò)濾網(wǎng)螺旋支撐 26.轉(zhuǎn)子浮動(dòng)閥 27.支撐板過(guò)油孔 28.閥桿導(dǎo)向孔 29.中心過(guò)油孔 30.油流、泥沙下行通道 31.油沙分離環(huán)形上行通道5.具體實(shí)施方式
在圖中所示的實(shí)施例中，定子驅(qū)動(dòng)缸(1)上部設(shè)連接內(nèi)螺紋、下部設(shè)儲(chǔ)油腔密封(11)、內(nèi)部設(shè)泄壓溝槽(3)；定子驅(qū)動(dòng)缸的下端與泥沙迫降筒(4)的首端、與定子外殼首端連接，定子外殼上端具有外殼進(jìn)油孔(6)，下端設(shè)定子浮動(dòng)閥(9)，定位塊(7)將泥沙迫降筒(4)定子外殼(5)尾端定位連接，泥沙迫降筒(4)與定子外殼(5)之間構(gòu)成一條油沙分離環(huán)形上行通道(31)，定子浮動(dòng)閥擋(8)安在定子外殼尾端，防止定子浮動(dòng)閥(9)逸出定子外殼，上述連接組成定子；轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞具有中心過(guò)油孔(29)和驅(qū)動(dòng)密封(10)；轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞(21)與設(shè)有儲(chǔ)油腔過(guò)油孔(20)、轉(zhuǎn)子內(nèi)筒進(jìn)油孔(23)、外套裝過(guò)濾網(wǎng)螺旋支撐(25)、不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)(24)的轉(zhuǎn)子內(nèi)筒(22)首端連接，轉(zhuǎn)子內(nèi)筒(22)的尾端安裝轉(zhuǎn)子浮動(dòng)閥(26)，轉(zhuǎn)子浮動(dòng)閥封閉轉(zhuǎn)子內(nèi)筒下端的進(jìn)油通路，并能傾瀉轉(zhuǎn)子內(nèi)筒底部的沉沙，上述連接組成轉(zhuǎn)子；板刷槽(18)與定子外殼(5)連接，板刷(17)裝于板刷槽(18)內(nèi)，板刷(17)的齒面與不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)(24)接觸、背面彈簧窩內(nèi)裝板刷彈簧(19)，板刷彈簧的另一端作用于定子外殼內(nèi)壁，上述連組成洗網(wǎng)機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞(21)安裝于定子驅(qū)動(dòng)缸(1)內(nèi)并構(gòu)成儲(chǔ)油腔(2)，設(shè)有支撐板過(guò)油孔(27)和閥桿導(dǎo)向孔(28)的控制閥支撐板(16)安裝在定子驅(qū)動(dòng)缸(1)的泄壓溝槽(3)上方、與定子驅(qū)動(dòng)缸(1)連接，支撐板過(guò)油(27)與泄壓溝槽(3)聯(lián)通，控制閥借助控制閥支撐板(16)和控制閥桿(14)與定子驅(qū)動(dòng)缸(1)、與轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞(21)連接，上述連接組成了液壓傳動(dòng)及其自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)；控制閥桿(14)套裝關(guān)閥彈簧(15)、穿過(guò)控制閥支撐板上(16)的閥桿導(dǎo)向孔(28)、套裝關(guān)閥彈簧(13)、穿過(guò)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞上的中心過(guò)油孔(29)與控制閥芯(12)連接組成液壓傳動(dòng)的控制閥；在附圖中，轉(zhuǎn)子安裝于定子之中，洗網(wǎng)機(jī)構(gòu)安裝于由定子外殼(5)與不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)(24)構(gòu)成的油流泥沙下行通道(30)之中，安裝于定子驅(qū)動(dòng)缸(1)內(nèi)的轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞(21)、安裝于定子驅(qū)動(dòng)缸(1)、轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞(21)之間的控制閥以及定子驅(qū)動(dòng)缸組成液壓傳動(dòng)及其自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，定子、轉(zhuǎn)子、洗網(wǎng)機(jī)構(gòu)和液壓傳動(dòng)及其控制機(jī)構(gòu)組成利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)。
在 ″井底套管的井中，受套管管徑限制，刮掉附圖中(4)和(7)，也就是取消第一實(shí)施例中的泥沙迫降筒(4)和定位塊(7)即形成第二實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)，其特征是它由定子、轉(zhuǎn)子、洗網(wǎng)機(jī)構(gòu)、液壓傳動(dòng)及其自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)組成；定子驅(qū)動(dòng)缸上端設(shè)內(nèi)螺紋，下端與上端具有過(guò)油孔、下端設(shè)定了浮動(dòng)閥的定子外殼首端連接組成定子；轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞與外套不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)，具有過(guò)油孔、進(jìn)油孔、下端封閉的轉(zhuǎn)子內(nèi)筒首端連接組成轉(zhuǎn)子；安裝在定子外殼內(nèi)的板刷槽、安裝于板刷槽內(nèi)的齒面與不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)接觸的板刷組成洗網(wǎng)機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞安裝于定子驅(qū)動(dòng)缸內(nèi)并構(gòu)成儲(chǔ)油腔以及存在于定子驅(qū)動(dòng)缸與轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞之間的控制閥組成液壓傳動(dòng)及其自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)子安裝于定子之中，洗網(wǎng)機(jī)構(gòu)安裝于定子與不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)，其特征是定子驅(qū)動(dòng)缸下端與泥沙迫降筒的首端、與定子外殼首端連接，定子外殼上端具有外殼進(jìn)油孔、下端設(shè)定子浮動(dòng)閥，定位塊將泥沙迫降筒、定子外殼尾端定位連接，泥沙迫降筒與定子外殼之間構(gòu)成一條油沙分離環(huán)形上行通道，定子浮動(dòng)閥擋安裝在定子外殼尾端，上述連接組成定子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞與具有儲(chǔ)油腔過(guò)油孔、轉(zhuǎn)子內(nèi)筒進(jìn)油孔、外套過(guò)濾網(wǎng)支撐、不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)的轉(zhuǎn)子內(nèi)筒首端連接，轉(zhuǎn)子內(nèi)筒的尾端安裝轉(zhuǎn)子浮動(dòng)閥，上述連接組成轉(zhuǎn)子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)，其特征是板刷槽與定子外殼連接，板刷裝于板刷槽內(nèi)，板刷的齒面與不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)接觸，背面彈簧窩內(nèi)裝板刷彈簧，板刷彈簧的另一端作用于定子外殼內(nèi)壁，上述連接組成洗網(wǎng)機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞安裝于定子驅(qū)動(dòng)缸內(nèi)并構(gòu)成儲(chǔ)油腔，設(shè)有支撐板過(guò)油孔和閥桿導(dǎo)向孔的控制閥支撐板安裝在定子驅(qū)動(dòng)缸的泄壓溝槽上方、與定子驅(qū)動(dòng)缸連接，支撐板過(guò)油孔與泄壓溝槽聯(lián)通，控制閥借助控制閥支撐板和控制閥桿，與定子驅(qū)動(dòng)缸、與轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞連接，上述連接組成液壓傳動(dòng)及其自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)，其特征是控制閥桿套裝關(guān)閥彈簧，穿過(guò)控制閥支撐板上的閥桿導(dǎo)向孔、套裝關(guān)閥彈簧、穿過(guò)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞上的中心過(guò)油孔與控制閥芯連接組成液壓傳動(dòng)的控制閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)，其特征是定子驅(qū)動(dòng)缸上部設(shè)連接內(nèi)螺紋，下部設(shè)儲(chǔ)油腔密封，內(nèi)部設(shè)泄壓溝槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞具有中心過(guò)油孔和驅(qū)動(dòng)密封。
全文摘要
一種應(yīng)用于石油開(kāi)采領(lǐng)域中，利用油層壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗網(wǎng)的井底防沙機(jī)，轉(zhuǎn)子安裝于定子中，由板刷槽、安裝于槽內(nèi)的板刷組成的洗網(wǎng)機(jī)構(gòu)安裝在定子外殼、套裝在轉(zhuǎn)子內(nèi)筒上的過(guò)濾網(wǎng)之間，刷齒與過(guò)濾網(wǎng)接觸，定子驅(qū)動(dòng)缸、轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)柱塞以及存在于二者之間的控制閥組成液壓傳動(dòng)及其自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，油層壓力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)作上、下并伴隨旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子過(guò)濾網(wǎng)上的泥沙被自動(dòng)刷洗而不堵網(wǎng)，提高過(guò)濾精度，有效防止抽油泵沙卡和沙埋。
文檔編號(hào)E21B37/08GK1428498SQ0114525
公開(kāi)日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2001年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者王華超, 王汝林 申請(qǐng)人:王汝林