節(jié)能高效的油氣砂分離器的制造方法
【專利說(shuō)明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及石油機(jī)械，抽油泵井下輔助工具:油氣砂分離器的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]井下的石油中，含有有害的氣體和砂粒，會(huì)降低抽油泵的工作效率，加速抽油泵零部件的磨損；嚴(yán)重時(shí)，砂粒還會(huì)將抽油泵卡死。所以，在抽油泵的下方安裝油氣砂分離器，能有效地提高石油產(chǎn)量，減輕抽油泵磨損，延長(zhǎng)其使用壽命。目前市場(chǎng)上的油氣砂分離器產(chǎn)品，外形相似，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)各不相同，其性能差別很大。本公司研發(fā)的“多級(jí)旋啟式油氣砂分離器(專利號(hào):ZL200520002825.3) ”產(chǎn)品，以其出色的油氣砂分離效果，受到用戶的歡迎；但在長(zhǎng)期使用中，也發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品存在著石油流動(dòng)阻力較大、抽油泵的能耗較高的問(wèn)題。通過(guò)分析可知:該產(chǎn)品中上部的油氣分離機(jī)構(gòu)中的兩道單向排氣閥，下部的油砂分離機(jī)構(gòu)中的內(nèi)外兩層濾砂網(wǎng)、兩層帶孔的透油管，以及濾砂網(wǎng)易堵塞，都是增加石油流動(dòng)阻力和能耗的主要原因，有必要進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于改進(jìn)上述產(chǎn)品的不合理結(jié)構(gòu)，在保持其出色的油氣砂分離效果的同時(shí)，減少石油的流動(dòng)阻力和抽油泵的工作能耗，并提高其產(chǎn)量。
[0004]本實(shí)用新型包括套管、位于套管內(nèi)中上部分的油氣分離機(jī)構(gòu)、下部分的油砂分離機(jī)構(gòu)和底錐接頭，其不同之處是:油氣分離機(jī)構(gòu)是一個(gè)由閥體、球芯、閥座組成的單向排氣閥，一個(gè)由排氣管、小螺旋導(dǎo)板、油管組成的內(nèi)螺旋通道，一個(gè)接頭，以及一個(gè)由帶孔油管的上半段、大螺旋導(dǎo)板組成的外螺旋通道，自上而下的聯(lián)接而成；油砂分離機(jī)構(gòu)由帶孔油管的下半段，數(shù)個(gè)導(dǎo)流罩、單層的濾砂網(wǎng)和多根鋼扎絲，以及一個(gè)花盤所組成；套管的兩端，通過(guò)螺紋或焊接的方法，分別與單向排氣閥中閥體的下端和底錐接頭的上端聯(lián)接成一個(gè)整體。
[0005]由于本實(shí)用新型將原來(lái)產(chǎn)品中的二組單向排氣閥和相配套的內(nèi)螺旋通道，改為一組單向排氣閥和內(nèi)螺旋通道；將原來(lái)產(chǎn)品中的二層濾砂網(wǎng)和二層透油管組合，改為一層濾砂網(wǎng)和一層帶孔油管。不僅保持了原來(lái)產(chǎn)品的油、氣、砂分離功能，減少了金屬材料的消耗和切削加工量，降低了生產(chǎn)和使用成本；而且使石油通道更暢通、流動(dòng)阻力更小、抽油能耗更低、石油產(chǎn)量更高；加之其它細(xì)節(jié)的改進(jìn)，使之性能更出眾、適用性更強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)高度精簡(jiǎn)的全剖視示意圖；
[0007]圖2是本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)一分為二，上半部分適度精簡(jiǎn)的全剖視示意圖；
[0008]圖3是本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)一分為二，下半部分適度精簡(jiǎn)的全剖視示意圖。
[0009]圖中標(biāo)號(hào)所示的零件名稱如下:
[0010]A、單向排氣閥，B、內(nèi)螺旋通道，C、外螺旋通道，1、閥體，2、球芯，3、閥座，4、排氣管，5、小螺旋導(dǎo)板，6、油管，7、套管，8、接頭，9、帶孔油管，10、大螺旋導(dǎo)板，11、導(dǎo)流罩，12、濾砂網(wǎng)，13、鋼扎絲，14、花盤，15、底錐接頭。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0012]圖1中，本實(shí)用新型可按其功能區(qū)分為:套管(7)、位于套管(7)內(nèi)中上部分的油氣分離機(jī)構(gòu)、下部分的油砂分離機(jī)構(gòu)和底錐接頭(15)。套管(7)中上部的側(cè)壁上布滿多個(gè)油、氣、砂的進(jìn)入孔，兩端通過(guò)螺紋或焊接的方法，分別與單向排氣閥⑷中閥體(I)的下端和底錐接頭(15)的上端聯(lián)接成一個(gè)整體。
[0013]圖2中，油氣分離機(jī)構(gòu)由一個(gè)單向排氣閥(A)，一個(gè)內(nèi)螺旋通道(B)，一個(gè)接頭⑶，以及一個(gè)外螺旋通道(C)，自上而下的聯(lián)接而成。其中:單向排氣閥(A)，由閥體(1)、球芯
(2)、閥座(3)組成；閥體⑴的外廓是圓柱形，下端有一凸臺(tái)，凸臺(tái)上加工有傾斜的排氣孔和外螺紋，用與套管(7)上端聯(lián)接；閥體(I)上端面加工有錐管螺紋孔，用與抽油泵相聯(lián)接；閥體(I)下端面加工有過(guò)渡錐孔和錐管螺紋孔，用與油管(6)相聯(lián)接；閥體(I)內(nèi)中上部，中心處是帶螺紋的閥腔孔，閥腔孔周邊是均布的流通孔，在均布的流通孔之間，有I?2個(gè)斜孔與中間的閥腔孔相通；閥體⑴內(nèi)中下部，是一個(gè)大圓孔，用來(lái)容納閥座⑶；閥座⑶為一空心旋轉(zhuǎn)體，置身于閥體(I)內(nèi)中下部，上端通過(guò)螺紋與閥體(I)中間的閥腔孔相聯(lián)接；球芯(2)為一光滑的聚四氟乙烯球，安放在閥座(3)的上端口、閥體(I)中間的閥腔孔內(nèi)，在氣體的推動(dòng)下，可向上移動(dòng)將氣體排出分離器。內(nèi)螺旋通道(B)，由排氣管(4)、小螺旋導(dǎo)板(5)、油管(6)所組成；排氣管⑷的上端開口，插在單向排氣閥㈧的閥座⑶內(nèi)，下端加工有外螺紋，與接頭(8)中心的螺紋盲孔相聯(lián)接；排氣管(4)的側(cè)面，自上而下的密布著透氣孔，并被小螺旋導(dǎo)板(5)所環(huán)繞；油管(6)上下兩端均加工有外錐螺紋，分別與閥體(I)的下端和接頭(8)上端的錐管螺紋孔相聯(lián)接，并將排氣管(4)和小螺旋導(dǎo)板(5)包含在管內(nèi)，在排氣管(4)和油管(6)之間形成內(nèi)螺旋通道(B)，對(duì)經(jīng)過(guò)的石油進(jìn)行油氣分離。接頭(8)，是內(nèi)螺旋通道(B)與外螺旋通道(C)的轉(zhuǎn)換件；外廓為圓柱形，上下兩端面均加工有錐管螺紋孔，分別用來(lái)聯(lián)接油管(6)和帶孔油管(9);內(nèi)部中間的中心處加工有一個(gè)螺紋盲孔，用于安裝排氣管(4);螺紋盲孔的四周是均布的流通孔，以便石油通行。外螺旋通道(C)，由帶孔油管(9)的上半段和大螺旋導(dǎo)板(10)組成；帶孔油管(9)的上端，通過(guò)錐管外螺紋與接頭(8)下端面的錐管螺紋孔相聯(lián)接；帶孔油管(9)的上半段光滑無(wú)孔，環(huán)繞著大螺旋導(dǎo)板(10)，與套管(7)之間形成外螺旋通道(C)，對(duì)從套管(7)中上部孔進(jìn)入的油、氣、砂，進(jìn)行油氣分離；大螺旋導(dǎo)板(10)連續(xù)表面的內(nèi)邊緣，均密布著透氣孔，以便被分離出的氣體向上流出分離器。
[0014]圖3中，油砂分離機(jī)構(gòu)由帶孔油管(9)的下半段，數(shù)個(gè)導(dǎo)流罩(11)、單層的濾砂網(wǎng)
(12)和多根鋼扎絲(13)，以及一個(gè)花盤(14)所組成。帶孔油管(9)下半段的管柱上密布著透油孔，密布的透油孔累計(jì)面積大于帶孔油管(9)的內(nèi)孔截面積。覆蓋在帶孔油管(9)下半段管柱上的數(shù)個(gè)導(dǎo)流罩(11)和單層的濾砂網(wǎng)(12)，其導(dǎo)流罩(11)的錐面全部向上，濾砂網(wǎng)(12)的錐面全部向下；在抽油泵循環(huán)工作期間，在重力和回流的作用下，可以自動(dòng)清除堵在濾砂網(wǎng)(12)上的砂粒。導(dǎo)流罩(11)錐面的頂端和底端，均加工有過(guò)渡的圓臺(tái)階，圓臺(tái)階上均加工有一道圓弧槽，以便用鋼扎絲(13)固定濾砂網(wǎng)(12);在每個(gè)導(dǎo)流罩(11)頂端的圓臺(tái)階處，都用間隔點(diǎn)焊的方法與帶孔油管(9)聯(lián)接。數(shù)個(gè)單層的濾砂網(wǎng)(12)，除去與導(dǎo)流罩(11)固定重疊的部分，其通透面積大于帶孔油管(9)下半段管柱上密布的透油孔累計(jì)面積，以保證足夠的透油量?；ūP(14)中間無(wú)孔，上端面有一同心圈，以便套在帶孔油管(9)的底端，并用間隔點(diǎn)焊的方法固定；同心圈的外圓上加工有一道圓弧槽，以便用鋼扎絲(13)固定濾砂網(wǎng)(12);在同心圈的外邊緣，均布著數(shù)個(gè)流通孔，以便油砂進(jìn)出。
[0015]工作時(shí)，天然的油(實(shí)線箭頭)、氣(虛線箭頭)、砂(點(diǎn)線箭頭)混合液，從套管
(7)中上部密布的孔進(jìn)入分離器，在重力的作用下，沿著油管(6)和套管(7)的環(huán)形空間向下流淌時(shí)，大氣泡首先破裂，與油砂分離后上浮，從閥體(I)下端凸臺(tái)處的斜孔中排出；油砂下行經(jīng)過(guò)接頭(8)的外圓，進(jìn)入外螺旋通道(C);在大螺旋導(dǎo)板(10)的分?jǐn)傋饔孟?，使油層中中等氣泡破裂，氣體穿過(guò)大螺旋導(dǎo)板(10)內(nèi)邊緣的透氣孔，向上流出分離器；油砂繼續(xù)沿著大螺旋導(dǎo)板(10)的外邊緣繼續(xù)下行，進(jìn)入油砂分離機(jī)構(gòu)。由于油砂的比重不同，在沿著導(dǎo)流罩(11)的錐面下行時(shí)，會(huì)形成砂在外、油在內(nèi)的狀況；當(dāng)抽油泵吸汲時(shí)，石油會(huì)穿過(guò)濾砂網(wǎng)(12)、進(jìn)入帶孔油管(9)內(nèi)上行，砂在濾砂網(wǎng)(12)的阻擋和重力的作用下，經(jīng)底錐接頭(15)排出。上行的石油經(jīng)過(guò)接頭(8)內(nèi)部均布的流通孔，進(jìn)入內(nèi)螺旋通道(B)，在小螺旋導(dǎo)板(5)的分?jǐn)傋饔孟?，將所含的小氣泡分裂開來(lái)，氣體進(jìn)入中間的排汽管(4)，向上推動(dòng)球芯⑵排出分離器；油在離心力的作用下，沿著小螺旋導(dǎo)板(5)的外邊緣向上，經(jīng)過(guò)閥座⑶的外圍和閥體⑴的流通孔，進(jìn)入抽油泵輸出井外。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.節(jié)能高效的油氣砂分離器，包括套管、位于套管內(nèi)中上部分的油氣分離機(jī)構(gòu)、下部分的油砂分離機(jī)構(gòu)和底錐接頭，其特征是:油氣分離機(jī)構(gòu)是一個(gè)由閥體(1)、球芯(2)、閥座(3)組成的單向排氣閥(A)，一個(gè)由排氣管(4)、小螺旋導(dǎo)板(5)、油管(6)組成的內(nèi)螺旋通道(B)，一個(gè)接頭(8)，以及一個(gè)由帶孔油管(9)的上半段、大螺旋導(dǎo)板(10)組成的外螺旋通道(C)，自上而下的聯(lián)接而成；油砂分離機(jī)構(gòu)由帶孔油管(9)的下半段，數(shù)個(gè)導(dǎo)流罩(11)、單層的濾砂網(wǎng)(12)和多根鋼扎絲(13)，以及一個(gè)花盤(14)所組成；套管(7)的兩端，通過(guò)螺紋或焊接的方法，分別與單向排氣閥(A)中閥體(I)的下端和底錐接頭(15)的上端聯(lián)接成一個(gè)整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣砂分離器，其特征是:油砂分離機(jī)構(gòu)中，帶孔油管(9)下半段的管柱上密布著透油孔，密布的透油孔累計(jì)面積大于帶孔油管(9)的內(nèi)孔截面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣砂分離器，其特征是:油砂分離機(jī)構(gòu)中，覆蓋在帶孔油管(9)下半段管柱上的數(shù)個(gè)導(dǎo)流罩(11)和單層的濾砂網(wǎng)(12)，其導(dǎo)流罩(11)的錐面全部向上，濾砂網(wǎng)(12)的錐面全部向下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣砂分離器，其特征是:油砂分離機(jī)構(gòu)中，數(shù)個(gè)單層的濾砂網(wǎng)(12)，除去與導(dǎo)流罩(11)固定重疊的部分，其通透面積大于帶孔油管(9)下半段管柱上密布的透油孔累計(jì)面積。
【專利摘要】節(jié)能高效的油氣砂分離器，包括套管、位于套管內(nèi)中上部分的油氣分離機(jī)構(gòu)、下部分的油砂分離機(jī)構(gòu)和底錐接頭。油氣分離機(jī)構(gòu)是一個(gè)由閥體、球芯、閥座組成的單向排氣閥，一個(gè)由排氣管、小螺旋導(dǎo)板、油管組成的內(nèi)螺旋通道，一個(gè)接頭，以及一個(gè)由帶孔油管的上半段、大螺旋導(dǎo)板組成的外螺旋通道，自上而下的聯(lián)接而成；油砂分離機(jī)構(gòu)由帶孔油管的下半段，數(shù)個(gè)導(dǎo)流罩、單層的濾砂網(wǎng)和多根鋼扎絲，以及一個(gè)花盤所組成；套管的兩端，通過(guò)螺紋或焊接的方法，分別與單向排氣閥中閥體的下端和底錐接頭的上端聯(lián)接成一個(gè)整體。不僅具有三段油氣分離、一段油砂分離和自動(dòng)清堵功能，而且還具有耗材少、成本低、通道暢、阻力小、能耗低、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】E21B43-38
【公開號(hào)】CN204476387
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520124879
【發(fā)明人】周為清, 曹征財(cái), 周正中
【申請(qǐng)人】阜寧縣石油機(jī)械有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年2月28日