一種油田用自清潔式防砂防氣錨的制作方法
【專利摘要】一種油田用自清潔式防砂防氣錨，包括：外工作筒，位于上接頭和下接頭之間，其下端與下接頭連接，上端通過中間接頭與上接頭連接，中間接頭的第二圓臺外圓用螺紋連接彈簧連接頭，錐截渦卷彈簧通過固定螺釘固定于彈簧連接頭內(nèi)側(cè)壁；所述彈簧連接頭內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有一圈凸臺，所述凸臺與中間接頭下端卡固有扶正集氣罩，所述凸臺對應(yīng)的彈簧連接頭外圓開有凹槽，凹槽內(nèi)開有多個通孔，凹槽內(nèi)通過濾網(wǎng)壓環(huán)包繞有濾網(wǎng)，外工作筒開有排氣孔；所述錐截渦卷彈簧內(nèi)套有中心管，錐截渦卷彈簧下端通過貫通于中心管下部的連接螺栓與中心管相連，錐截渦卷彈簧對應(yīng)位置的外工作筒上開有使油液進入的割縫；所述中心管上端設(shè)置有支承彈簧。
【專利說明】一種油田用自清潔式防砂防氣錨

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田采油工程領(lǐng)域，特別涉及一種油田用自清潔式防砂防氣錨。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在井筒防砂中，國內(nèi)主要采用的機械防砂工藝有:陶瓷濾砂管防砂工藝、金屬粉末濾砂管防砂工藝、樹脂膠結(jié)濾砂管防砂工藝、雙層預(yù)充填繞絲管防砂工藝、金屬棉濾砂管防砂工藝等。這些濾砂管防砂工藝各有自己的優(yōu)缺點和適應(yīng)性，在油田生產(chǎn)中都得到了較廣泛的應(yīng)用。同時生產(chǎn)中暴露了一些問題，如防砂效果不佳、施工復(fù)雜、易堵、施工成本高等。而共有的主要問題是:產(chǎn)液中小砂粒嵌入到過濾元件之中，使之滲透率下降，從而降低產(chǎn)量，且當(dāng)這些過濾元件堵塞逐漸加劇甚至被堵死時，工具將承受很大的外壓，導(dǎo)致過濾元件某些部位穿孔或刺漏，從而失去防砂效果，對生產(chǎn)造成影響。
[0003]在國外，前蘇聯(lián)阿塞拜疆曾報道了一種氣砂錨，利用伸縮帶簧做濾砂元件，在現(xiàn)場應(yīng)用中取得了很好的效果。不足之處是中心管和泄液閥總承的重量全部作用在伸縮帶狀彈簧上，使其不能處于自由狀態(tài)，將影響伸縮帶狀彈簧的正常工作；再者下部不能接沉砂尾管，濾掉的砂粒直接沉入口袋，將增加下次作業(yè)的工作量；國內(nèi)未曾報道有類似氣砂錨在油田上應(yīng)用。
[0004]針對國內(nèi)使用的機械防砂工藝存在的不足(易堵)，同時借鑒吸收國外先進經(jīng)驗開發(fā)研制而成的一種新型防砂防氣新技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種油田用自清潔式防砂防氣錨，針對機械防砂工藝中存在的氣砂錨易堵等不足，利用錐截渦卷彈簧為濾砂元件，利用彈簧的伸縮特性，機抽過程中上、下沖程交替變化而產(chǎn)生的呼吸作用，可以防砂，兼具一定防氣功能，而且能夠自動清潔濾砂元件，從而使油流暢通，較其它機械濾砂工具具有獨特的優(yōu)點。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]—種油田用自清潔式防砂防氣錨，包括:
[0008]外工作筒，位于上接頭和下接頭之間，其下端用螺紋與下接頭連接，上端通過中間接頭與上接頭連接，所述中間接頭為從上到下外徑成圓臺狀逐漸縮小的中通接頭，外工作筒與中間接頭的第一圓臺外圓螺紋連接，中間接頭的第二圓臺外圓螺紋連接彈簧連接頭，錐截渦卷彈簧通過固定螺釘固定于彈簧連接頭內(nèi)圓壁上；
[0009]所述彈簧連接頭內(nèi)圓設(shè)置有一圈凸臺，所述凸臺與中間接頭下端卡固有扶正集氣罩，所述凸臺對應(yīng)的彈簧連接頭外圓上開有凹槽，凹槽內(nèi)開有多個通孔，凹槽內(nèi)的濾網(wǎng)通過濾網(wǎng)壓環(huán)包繞固定濾網(wǎng)，彈簧連接頭與外工作筒間有縫隙，外工作筒靠近上端與濾網(wǎng)相對應(yīng)的位置開有排氣孔；
[0010]所述錐截渦卷彈簧直徑上大下小，錐截渦卷彈簧內(nèi)套有中心管，錐截渦卷彈簧下端通過貫通于中心管下部的連接螺栓與中心管相連，錐截渦卷彈簧對應(yīng)位置的外工作筒上開有使油液進入的割縫；
[0011]所述中心管上端延伸至上接頭，支承彈簧套接于中心管上，支承彈簧上端由微調(diào)限位接頭限位，下端由扶正集氣罩限位，以支承中心管和連接在中心管上所有部件的重量，中心管可緊貼扶正集氣罩內(nèi)壁上下自由運動。
[0012]進一步的，所述上接頭內(nèi)部的中心管上端螺紋連接有微調(diào)限位接頭，所述微調(diào)限位接頭外圓壁上開有縱向凹槽，銷釘突出于上接頭內(nèi)圓壁，并伸入所述微調(diào)限位接頭的凹槽內(nèi)，通過凹槽的上下邊界對微調(diào)限位接頭進行限位，墊環(huán)內(nèi)園有內(nèi)螺紋，通過中心管上端外螺紋旋入中心管，調(diào)節(jié)支承彈簧的高度，并和鎖緊螺帽一道對微調(diào)限位接頭鎖緊。
[0013]進一步的，所述中心管下端連接有泄液閥總承，所述泄液閥總承包括泄液閥殼體，所述泄液閥殼體由所述連接螺栓與錐截渦卷彈簧及中心管固連，泄液彈簧位于泄液閥殼體內(nèi)，一端由泄液閥殼體底部的帶導(dǎo)向桿扶正體限位，另一端由泄液閥限位，所述泄液閥封堵于泄液閥體內(nèi)的閥座處，泄液閥殼體上開有泄液孔。
[0014]進一步的，所述泄液閥及帶導(dǎo)向桿扶正體接觸泄液彈簧一面均設(shè)置有向泄液彈簧內(nèi)部伸出的凸起，扶正穩(wěn)定泄液彈簧，所述泄液閥殼體底端帶向外伸出的導(dǎo)向桿構(gòu)成扶正體，外工作筒與下接頭連接處，由下接頭端面卡固有調(diào)節(jié)環(huán)，調(diào)節(jié)環(huán)上加工有與外工作筒內(nèi)螺紋連接的導(dǎo)向板，導(dǎo)向桿可沿調(diào)節(jié)環(huán)及導(dǎo)向板中部開孔自由上下活動，導(dǎo)向桿底部連接有螺帽，螺帽及帶導(dǎo)向桿扶正體對導(dǎo)向桿上下活動距離進行限位。
[0015]進一步的，所述微調(diào)限位接頭及銷釘?shù)南尬痪嚯x與螺帽、帶導(dǎo)向桿扶正體及導(dǎo)向板對導(dǎo)向桿的限位距離相同。
[0016]進一步的，所述導(dǎo)向板及調(diào)節(jié)環(huán)上均開有用于使沉砂通過的孔。
[0017]進一步的,所述防砂防氣錨的最大徑向尺寸為Φ95ΙΜ。
[0018]進一步的，所述錐截渦卷彈簧之間的縫隙不大于0.1 mm。
[0019]進一步的，所述割縫為縱向長條狀，成一定角度排列于外工作筒四周。
[0020]進一步的，所述上接頭與下井油管連接，下接頭連接沉砂尾管。
[0021]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
[0022]1、利用錐截渦卷彈簧為濾砂元件。
[0023]2、微調(diào)限位套的設(shè)計，可以調(diào)節(jié)錐截渦卷彈簧裝配過程中產(chǎn)生的扭力，并限定其工作行程，保證正常工作。
[0024]3、支承彈簧的設(shè)計，可保證錐截渦卷彈簧不受任何其它重量的作用，處于最佳工作狀態(tài)。
[0025]4、濾網(wǎng)設(shè)計可以防止地層液中砂粒從排氣孔進入中心管，避免砂粒卡泵事故發(fā)生。
[0026]5、本氣砂錨下部接頭的設(shè)計，可在該裝置下部接一定數(shù)量沉砂尾管，減少下次作業(yè)沖砂工作量。
[0027]6、本發(fā)明一種油田用自清潔式防砂防氣錨，針對機械防砂工藝中存在的氣砂錨易堵等不足，利用錐截渦卷彈簧為濾砂元件，利用彈簧的伸縮特性，機抽過程中上、下沖程交替變化而產(chǎn)生的呼吸作用，可以防砂，兼具一定防氣功能，而且能夠自動清潔濾砂元件，從而使油流暢通，較其它機械濾砂工具具有獨特的優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明一種自清潔式防砂防氣錨的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為圖1的上半段放大圖。
[0030]圖3為圖2的下半段放大圖。
[0031]其中:
[0032]1-上接頭，2-鎖緊螺帽，3-微調(diào)限位接頭，4-銷釘，5-墊環(huán)，6_中間接頭，7_支承彈簧，8-扶正集氣罩，9-排氣孔，10-濾網(wǎng)，11-濾網(wǎng)壓環(huán)，12-彈簧連接頭，13-固定螺釘，14-錐截渦卷彈簧，15-外工作筒，16-進液孔，17-中心管，18-割縫，19-連接螺栓，20-泄液閥殼體，21-泄液閥，22-泄液彈簧，23-帶導(dǎo)向桿扶正體，24-導(dǎo)向板，25-調(diào)節(jié)環(huán)，26-螺帽，27-下接頭。

【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明技術(shù)方案做進一步詳細說明:
[0034]如圖1?3所示，一種油田用自清潔式防砂防氣錨，包括:
[0035]外工作筒15，位于上接頭I和下接頭27之間，其下端用螺紋與下接頭27連接，上端通過中間接頭6與上接頭I連接，所述中間接頭6為從上到下外徑成圓臺狀逐漸縮小的中通接頭，外工作筒15與中間接頭6的第一圓臺外圓壁螺紋連接，中間接頭6的第二圓臺外圓螺紋連接彈簧連接頭12，錐截渦卷彈簧14通過固定螺釘固定13于彈簧連接頭圓壁上；
[0036]所述彈簧連接頭12內(nèi)圓壁設(shè)置有一圈凸臺，所述凸臺與中間接頭6下端卡固有扶正集氣罩8，所述凸臺對應(yīng)的彈簧連接頭12外圓上壁開有凹槽，凹槽內(nèi)開有多個通孔，凹槽內(nèi)的濾網(wǎng)10通過濾網(wǎng)壓環(huán)11包繞固定，彈簧連接頭12與外工作筒15間有縫隙，外工作筒15靠近上端與濾網(wǎng)10相對應(yīng)的位置開有排氣孔9 ；
[0037]所述錐截渦卷彈簧14直徑上大下小，錐截渦卷彈簧14內(nèi)套有中心管17，錐截渦卷彈簧14下端通過貫通于中心管17下部的連接螺栓19與中心管17相連，錐截渦卷彈簧14對應(yīng)位置的外工作筒15上開有使油液進入的割縫18 ；
[0038]所述中心管17上端延伸至上接頭1，支承彈簧7套接于中心管17上，支承彈簧7上端由微調(diào)限位接頭3限位，下端由扶正集氣罩8限位，以支承中心管17和連接在中心管上所有部件鎖緊螺帽2、微調(diào)限位接頭3、墊環(huán)5、支承彈簧7、連接螺栓19、泄液閥殼體20、泄液閥21、泄液彈簧22、帶導(dǎo)向桿扶正體23、螺帽26的重量，中心管17可緊貼扶正集氣罩8內(nèi)壁上下自由運動。
[0039]進一步的，所述上接頭I內(nèi)部的中心管17上端螺紋連接有微調(diào)限位接頭3，所述微調(diào)限位接頭3外圓上開有縱向凹槽，銷釘4突出于上接頭I內(nèi)圓壁，并伸入所述微調(diào)限位接頭3的凹槽內(nèi)，通過凹槽的上下邊界對微調(diào)限位接頭3進行限位，墊環(huán)5內(nèi)園有內(nèi)螺紋，通過中心管17上端外螺紋旋入中心管17，調(diào)節(jié)支承彈簧7的高度，并和鎖緊螺帽2 —道對微調(diào)限位接頭3鎖緊。
[0040]進一步的，所述中心管17下端連接有泄液閥總承，所述泄液閥總承包括泄液閥殼體20，所述泄液閥殼體20由所述連接螺栓19與錐截渦卷彈簧14及中心管17固連，泄液彈簧22位于泄液閥殼體20內(nèi)，一端由泄液閥殼體20底部的帶導(dǎo)向桿扶正體23限位,另一端由泄液閥21限位，所述泄液閥21封堵于泄液閥殼體20內(nèi)的閥座處，泄液閥殼體20上開有泄液孔。
[0041]進一步的，所述泄液閥21及帶導(dǎo)向桿扶正體23接觸泄液彈簧22的一面均設(shè)置有向泄液彈簧22內(nèi)部伸出的凸起，扶正穩(wěn)定泄液彈簧22，所述泄液閥殼體20底端帶向外伸出的導(dǎo)向桿構(gòu)成扶正體23，外工作筒15與下接頭27連接處，由下接頭27端面卡固有調(diào)節(jié)環(huán)25，調(diào)節(jié)環(huán)25上加工有與外工作筒15內(nèi)螺紋連接的導(dǎo)向板24，導(dǎo)向桿可沿調(diào)節(jié)環(huán)25及導(dǎo)向板24中部開孔自由上下活動，導(dǎo)向桿底部連接有螺帽26，螺帽26及帶導(dǎo)向桿扶正體23對導(dǎo)向桿上下活動距離進行限位。
[0042]進一步的，所述微調(diào)限位接頭3及銷釘4的限位距離與螺帽26、帶導(dǎo)向桿扶正體23及導(dǎo)向板24對導(dǎo)向桿的限位距離相同。
[0043]進一步的，所述導(dǎo)向板24及調(diào)節(jié)環(huán)25上均開有用于使沉砂通過的孔。
[0044]進一步的，所述防砂防氣錨的最大徑向尺寸為Φ95_。
[0045]進一步的，所述錐截渦卷彈簧14之間的縫隙不大于0.1 mm。
[0046]進一步的，所述割縫18為縱向長條狀，按一定角度排列于外工作筒四周。
[0047]進一步的，所述上接頭I與下井油管連接，下接頭27連接沉砂尾管。
[0048]本發(fā)明防砂防氣錨的最大徑向尺寸為Φ95_，可以在大多數(shù)套管尺寸下使用，并可根據(jù)套管尺寸要求，設(shè)計防砂防氣錨的最大徑向尺寸。上接頭I與下井油管連接；微調(diào)限位接頭3，作用是調(diào)節(jié)錐截渦卷彈簧14裝配過程中產(chǎn)生的扭力，并由微調(diào)限位接頭3側(cè)壁的凹槽和銷釘4限定錐截渦卷彈簧14起下作業(yè)過程中的行程，以保護錐截渦卷彈簧14免于損壞；支承彈簧7作用是支承中心管17，以及與中心管17相連的所有部件的重量，確保錐截渦卷彈簧14處于自由狀態(tài)。通過更換不同厚度的墊環(huán)5，可以調(diào)節(jié)支承彈簧7的伸縮量；扶正集氣罩8作用是扶正中心管17和收集分離出來的氣體；濾網(wǎng)10作用是允許氣體通過而阻止砂粒進入；錐截渦卷彈簧14起濾砂作用，阻擋砂粒進入中心管17 ;外工作筒15起保護錐截渦卷彈簧14作用；泄液閥總承，在起油管作業(yè)時，油管壓力大于套管壓力一定值時，通過泄液閥殼體20側(cè)壁的孔進行泄液，平衡油管環(huán)空壓力，同時清洗錐截渦卷彈簧14 ;通過更換厚度不同的調(diào)節(jié)環(huán)25，可以調(diào)節(jié)閥桿的活動距離。下部接頭27連接沉砂尾管。
[0049]本發(fā)明的工作原理為:(I)防砂防氣原理:含砂地層原油從工作筒15各個方向的割縫18進入外工作筒15，通過錐截渦卷彈簧14的縫隙進入到錐截渦卷彈簧14與中心管17之間的環(huán)形空間，此時原油中直徑大于0.07mm的砂粒被阻攔在錐截渦卷彈簧14之外，下沉到沉砂尾管中，起到了防砂作用。而原油沿錐截渦卷彈簧14與中心管17之間通過中心管17的下進液孔16進入到中心管17內(nèi)部，沿中心管17向上進入深井泵。在液體沿錐截渦卷彈簧14與中心管17之間的環(huán)形空間下行的過程中，伴隨油進入的氣泡會上浮，并聚集在扶正集氣罩8內(nèi)，并由多個小孔組成的排氣孔9排出，起到了防氣作用。
[0050](2)自清潔原理:錐截渦卷彈簧14在井下工作時，隨著抽油機上下沖程的交替變化，錐截渦卷彈簧14將產(chǎn)生伸縮振動，這樣就會把滯留在縫口的砂粒刮掉，并受振動而掉下，從而保持錐截渦卷彈簧14各圈之間縫隙的暢通。
[0051](3)裝置保護原理:通過所述微調(diào)限位接頭3及銷釘4間限位距離與螺帽26、帶導(dǎo)向桿扶正體23及導(dǎo)向板24對導(dǎo)向桿相同限位距離的設(shè)置，防止在起下管柱作業(yè)和生產(chǎn)過程中，中心管17及支承彈簧7及中心管17下泄液閥總承與導(dǎo)向桿運動距離過大對裝置本身造成損害，對裝置進行保護。
[0052]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種油田用自清潔式防砂防氣錨，包括: 外工作筒，位于上接頭和下接頭之間，其下端用螺紋與下接頭連接，上端通過中間接頭與上接頭連接，所述中間接頭為從上到下外徑成圓臺狀逐漸縮小的中通接頭，外工作筒與中間接頭的第一圓臺外圓螺紋連接，中間接頭的第二圓臺外圓螺紋連接彈簧連接頭，錐截渦卷彈簧通過固定螺釘固定于彈簧連接頭內(nèi)圓壁上； 所述彈簧連接頭內(nèi)圓設(shè)置有一圈凸臺，所述凸臺與中間接頭下端卡固有扶正集氣罩，所述凸臺對應(yīng)的彈簧連接頭外圓上開有凹槽，凹槽內(nèi)開有多個通孔，凹槽內(nèi)的濾網(wǎng)通過濾網(wǎng)壓環(huán)包繞固定濾網(wǎng)，彈簧連接頭與外工作筒間有縫隙，外工作筒靠近上端與濾網(wǎng)相對應(yīng)的位置開有排氣孔； 所述錐截渦卷彈簧直徑上大下小，錐截渦卷彈簧內(nèi)套有中心管，錐截渦卷彈簧下端通過貫通于中心管下部的連接螺栓與中心管相連，錐截渦卷彈簧對應(yīng)位置的外工作筒上開有使油液進入的割縫； 所述中心管上端延伸至上接頭，支承彈簧套接于中心管上，支承彈簧上端由微調(diào)限位接頭限位，下端由扶正集氣罩限位，以支承中心管和連接在中心管上所有部件的重量，中心管可緊貼扶正集氣罩內(nèi)壁上下自由運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防砂防氣錨，其特征在于，所述上接頭內(nèi)的中心管上端螺紋連接有微調(diào)限位接頭，所述微調(diào)限位接頭外圓壁開有縱向凹槽，銷釘突出于上接頭內(nèi)圓壁，并伸入所述微調(diào)限位接頭的凹槽內(nèi)，通過凹槽的上下邊界對微調(diào)限位接頭進行限位，墊環(huán)內(nèi)園有內(nèi)螺紋，通過中心管上端外螺紋旋入中心管，調(diào)節(jié)支承彈簧的高度，并和鎖緊螺帽一道對微調(diào)限位接頭鎖緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防砂防氣錨，其特征在于，所述中心管下端連接有泄液閥總承，所述泄液閥總承包括泄液閥殼體，所述泄液閥殼體由所述連接螺栓與錐截渦卷彈簧及中心管固連，泄液彈簧位于泄液閥殼體內(nèi)，一端由泄液閥殼體底部的帶導(dǎo)向桿扶正體限位，另一端由泄液閥限位，所述泄液閥封堵于泄液閥體內(nèi)的閥座處，泄液閥殼體上開有泄液孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防砂防氣錨，其特征在于，所述泄液閥及帶導(dǎo)向桿扶正體接觸泄液彈簧一面均設(shè)置有向泄液彈簧內(nèi)部伸出的凸起，扶正穩(wěn)定泄液彈簧，所述泄液閥殼體底端帶向外伸出的導(dǎo)向桿構(gòu)成扶正體，外工作筒與下接頭連接處，由下接頭端面卡固有調(diào)節(jié)環(huán)，調(diào)節(jié)環(huán)上加工有與外工作筒內(nèi)螺紋連接的導(dǎo)向板，導(dǎo)向桿可沿調(diào)節(jié)環(huán)及導(dǎo)向板中部開孔自由上下活動，導(dǎo)向桿底部連接有螺帽，螺帽及帶導(dǎo)向桿扶正體對導(dǎo)向桿上下活動距離進行限位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防砂防氣錨，其特征在于，所述微調(diào)限位接頭及銷釘?shù)南尬痪嚯x與螺帽、帶導(dǎo)向桿的扶正體及導(dǎo)向板對導(dǎo)向桿的限位距離相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的防砂防氣錨，其特征在于，所述導(dǎo)向板及調(diào)節(jié)環(huán)上均開有用于使沉砂通過的孔。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的防砂防氣錨，其特征在于，所述防砂防氣錨的最大徑向尺寸為Φ95。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防砂防氣錨，其特征在于，所述錐截渦卷彈簧之間的縫隙不大于0.1 mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防砂防氣錨，其特征在于，所述割縫為縱向長條狀，成一定角度排列于外工作筒四周。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防砂防氣錨，其特征在于，所述上接頭連接下井管油，下接頭連接沉砂尾管。
【文檔編號】E21B43/02GK104165041SQ201410402861
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】王建華, 王奕, 卿華君, 孟令祥, 趙玉汶, 劉忠華, 徐春碧, 郭道剛, 王炯, 焦國盈, 丁忠佩, 李俊 申請人:重慶科技學(xué)院