專利名稱：自動(dòng)開啟式撈砂泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油開采領(lǐng)域的撈砂泵。
背景技術(shù)：
撈砂泵是出砂油井撈砂必不可少的設(shè)備，油田開采中后期，油井的井況不斷變化， 例如井筒變形、井底出砂、砂埋油層等等不可控制的因素，使開采難度加大。因此要采取撈砂作業(yè)來清理井筒，使油層相對的潔凈。目前使用的撈砂泵采用的是膠皮活塞，翻蓋式或者閥球式砂鏟，且體積和外徑較大。由于井筒變形使可下深度受到了極大的限制，加上翻蓋式或者閥球式砂鏟開啟不靈活，降低了撈砂的成功率和效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種自動(dòng)開啟式撈砂泵，它結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)置合理，能夠自動(dòng)開啟砂鏟，提高撈砂的成功率。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為包括有儲(chǔ)砂管，其特征在于儲(chǔ)砂管下端聯(lián)接砂鏟并安設(shè)頂推單向閥，儲(chǔ)砂管的上端與泵筒相聯(lián)，泵筒內(nèi)安設(shè)有中空的活塞和活塞桿，活塞桿上端通過抽吸閥與動(dòng)力油管相聯(lián)接。按上述方案，所述的頂推單向閥包括安設(shè)在儲(chǔ)砂管下端的閥座和與閥座相配置的閥門，閥門前端向前延伸有頂推閥桿與砂鏟相配置，且頂推閥桿前段伸出砂鏟前端，閥門后端安設(shè)有回位彈簧。按上述方案，所述的砂鏟由周向間隔分布的支撐板聯(lián)接中心孔座構(gòu)成，前部呈錐形，后端與頂推單向閥閥座相聯(lián)成一體，中心孔座中穿裝頂推閥桿。按上述方案，所述的抽吸閥包括有管狀閥體，閥體內(nèi)下方設(shè)置閥口朝上的閥球座， 閥球座上配置閥球，在閥體內(nèi)上方漏孔擋板，在漏孔擋板上方的閥體周向側(cè)壁上開設(shè)有穿通閥體管壁的循環(huán)孔。按上述方案，所述的泵筒側(cè)壁設(shè)有排砂孔。按上述方案，所述的中空活塞為全鋼活塞，活塞外壁敷焊有鎳層，鎳層厚度為 0. 15-0. 30mm ；中空活塞的上端與中空活塞桿相聯(lián)成一體，中空活塞和活塞桿的中心通孔上下貫穿且與抽吸泵入口相連通。按上述方案，所述的泵筒外徑為89mm。本實(shí)用新型的工作過程為撈砂泵下入井底，頂推閥桿接觸砂面受壓回縮使頂推單向閥閥門自動(dòng)開啟；通過動(dòng)力油管上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)中空活塞運(yùn)行，使液體攜砂由砂鏟經(jīng)頂推單向閥進(jìn)入儲(chǔ)砂管；抽吸閥采用循環(huán)方式，攜砂液體在重力作用下，沙粒下沉至儲(chǔ)砂管，液體進(jìn)入泵筒后經(jīng)抽吸閥漏孔擋板上的漏油孔、以及抽吸閥閥體側(cè)壁的循環(huán)孔回到井中，避免撈砂泵將液體撈出。吸砂完畢，在管柱內(nèi)部液體的重力和彈簧在作用力下，使頂推單向閥自動(dòng)關(guān)閉，完成一次撈砂周期。[0013]本實(shí)用新型的有益效果為1、通過頂推閥桿與彈簧的作用使得撈砂泵一接觸砂面即自動(dòng)開啟，避免了砂鏟開啟不靈活，容易被砂石堵塞的問題。2、泵筒側(cè)壁設(shè)有排砂孔，避免砂石進(jìn)入抽吸閥卡住閥球。3、抽吸閥采用循環(huán)式結(jié)構(gòu)，液體隨砂石進(jìn)入泵筒后經(jīng)抽吸閥擋球板上的漏油孔、 以及抽吸閥閥體側(cè)壁的循環(huán)孔回到井中，避免撈砂泵將液體撈出。4、活塞采用全鋼活塞替代現(xiàn)有技術(shù)的膠皮活塞，避免膠皮被砂石擠壓破損；并在活塞外壁噴焊耐磨的鎳金屬，提高了表面強(qiáng)度并且不會(huì)受溫度影響發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象。5、泵筒外徑較現(xiàn)有技術(shù)中的泵筒外徑小，由于套管在深井下受地層壓力影響變形等因素，采用外徑小的泵筒能增大撈砂泵的下井深度，便于深井的撈砂。6、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單緊湊，設(shè)置合理，能夠自動(dòng)開啟砂鏟，使用方便，提高了撈砂的成功率和效率。目前最大下井深度3219. 7米，已在沔沈斜-4、馬36 斜2-7、王78斜9進(jìn)行撈砂試驗(yàn)作業(yè)，成功率100%。

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A剖面圖。圖3為圖1的B-B剖面圖。圖4為圖1的C-C剖面圖。
具體實(shí)施方式
圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的A-A剖面圖，圖3為圖1 的B-B剖面圖，圖4為圖1的C-C剖面圖，包括有儲(chǔ)砂管5，儲(chǔ)砂管下端聯(lián)接砂鏟1并安設(shè)頂推單向閥，儲(chǔ)砂管5的上端與泵筒相聯(lián)，泵筒內(nèi)安設(shè)有中空的活塞6和活塞桿9，活塞桿9 上端通過抽吸閥與動(dòng)力油管14相聯(lián)接?；钊?與泵筒7內(nèi)壁之間的間隙小于砂體顆粒直徑。頂推單向閥包括安設(shè)在儲(chǔ)砂管5下端的閥座17和與閥座17相配置的閥門2，閥門 2前端向前延伸有頂推閥桿16與砂鏟1相配置，且頂推閥桿16前段伸出砂鏟1前端，閥門 2后端安設(shè)有回位彈簧3。所述的砂鏟1由周向間隔分布的支撐板1-1聯(lián)接中心孔座1-2構(gòu)成，前部呈錐形，后端與頂推單向閥閥座相聯(lián)成一體，中心孔座1-2中穿裝頂推閥桿16。回位彈簧3頂部固定有擋簧板4，擋簧板上設(shè)有漏沙孔4-1。抽吸閥包括有管狀閥體12，閥體12內(nèi)下方設(shè)置閥口朝上的閥球座10，閥球座10 上配置閥球11，在閥體12內(nèi)上方漏孔擋板15，在漏孔擋板15上方的閥體周向側(cè)壁上開設(shè)有穿通閥體管壁的循環(huán)孔13，擋球板上設(shè)有漏油孔15-1。吸入的液體通過循環(huán)孔13始終在井筒內(nèi)循環(huán)不會(huì)被帶到地面。泵筒7側(cè)壁設(shè)有排砂孔8，當(dāng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，不小心進(jìn)入活塞與泵筒之間間隙的砂石通過排砂孔排出，避免影響活塞運(yùn)動(dòng)。中空活塞為全鋼活塞，活塞外壁敷焊有鎳層，鎳層厚度為0. 15-0. 30mm ；中空活塞的上端與中空活塞桿相聯(lián)成一體，中空活塞和活塞桿的中心通孔上下貫穿且與抽吸泵入口相連通，提高了表面強(qiáng)度并且不會(huì)受溫度影響發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象，增大活塞的耐磨性。泵筒外徑為89mm，最大限度地滿足套管變形以及相對較深的油井撈砂。其中儲(chǔ)砂管的長度可根據(jù)井深、砂量而調(diào)整。在王78斜9進(jìn)行撈砂作業(yè)時(shí)，下管 256根H :3207. 02m至砂面加壓20KN撈砂一3219. 7m進(jìn)尺12. 68m，成功撈至人工井底。一、技術(shù)比較1、固定閥開啟方式為機(jī)械強(qiáng)啟閉式，變被動(dòng)為主動(dòng)，靈活可靠，壓降更小。常規(guī)撈砂泵的固定閥是靠泵內(nèi)與環(huán)空建立的壓差開啟的，井液靠此壓差攜帶砂子頂開固定閥后高速進(jìn)人儲(chǔ)砂管。要達(dá)到固定閥開啟壓差，撈砂泵首先需要有足夠的環(huán)空沉沒度，這使得一些低液井撈砂受到一定程度限制。例如三八八廠生產(chǎn)的 Φ 108-Φ 70 X 500 X 4000撈砂泵固定閥采用蓋板式，其它類型撈砂泵基本都是采用閥球式。本撈砂泵的砂鏟采用閥桿式，開啟方式為機(jī)械強(qiáng)啟閉式，即當(dāng)下放撈砂泵，伸出撈砂鏟部分的閥桿部分接觸砂面后被自動(dòng)頂起，與閥桿整體相連的圓餅狀閥副自動(dòng)達(dá)到開啟狀態(tài)。這便，變傳統(tǒng)的壓差被動(dòng)開啟式為機(jī)械力主動(dòng)開啟式，在強(qiáng)大的抽汲力作用下，閥副位置產(chǎn)生的流體壓降變得更小(較傳統(tǒng)Φ 50閥球開啟壓降減小70% )，更有利于攜砂流體高速抽入儲(chǔ)砂管。當(dāng)撈砂泵提離砂面后，閥桿在上置復(fù)位彈簧的作用下能夠快速回位，達(dá)到閥副密封狀態(tài)。2、撈砂鏟整體長度縮小，可靠性增強(qiáng)，容物空間減小。新型機(jī)械強(qiáng)啟閉式撈砂泵，撈砂錐頂端與閥副之間間距縮短，與三八八廠生產(chǎn)的 Φ 108- Φ 70 X 500 X 4000撈砂泵砂錐相比縮短了 150mm，減小了撈砂錐內(nèi)，容留膠皮等雜物的空間，使其工作更加可靠，不易堵塞。3、撈砂錐前端搗砂錐過流截面不變，但強(qiáng)度更高。三八八廠生產(chǎn)的Φ 108-Φ 70 X 500X4000撈砂泵，其撈砂錐為6mm板厚的金屬板
呈十字狀焊接在撈砂筒端面上。撈砂時(shí)當(dāng)加壓力度過大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致此撈砂錐金屬板受壓變形，縮小過流截面，影響正常撈砂。本撈砂泵搗砂錐為一體加工而成，板厚10mm，呈圓周120°均布的三棱狀。固定方式變以往的端面焊接為內(nèi)嵌入式焊接。四棱焊接式變?nèi)庖惑w加工成型、板厚加大、內(nèi)嵌入式焊接，三方面的改進(jìn)不僅使搗砂錐強(qiáng)度提高了 60%以上，而且保證了原有充足的流通截4、撈砂泵整體外徑減小，在保證密封性能和拉伸強(qiáng)度的前提下，使其通過性能增強(qiáng)。傳統(tǒng)的撈砂泵，如三八八廠生產(chǎn)的Φ 108-Φ 70 X 500 X 4000撈砂泵，其最大外徑為108mm，基本只能滿足井斜15°以內(nèi)的直井撈砂需求，在井斜較大(30°以內(nèi))，輕微套變 (最小內(nèi)徑116-117mm)井段使用受到限制。本撈砂泵同樣在使用Φ70柱塞的前提下，改進(jìn)原泵筒接箍由母扣變公扣，相應(yīng)泵筒兩端變公扣為母扣，這樣使得撈砂泵整體外徑統(tǒng)一成了 89mm，在特殊井段撈砂時(shí)，其通過性能大大增強(qiáng)。在螺紋連接處提高螺紋加工精度，并相應(yīng)適當(dāng)延長旋合長度，再輔助于橡膠圈的密封措施，使撈砂泵的密封性能和拉伸強(qiáng)度得到了充足保證。5、改進(jìn)原撈砂泵的膠圈軟密封柱塞為噴焊鎳基合金柱塞，增加密封段長度，提高
5強(qiáng)度，增大抽汲力，提高穩(wěn)定性。以三八八廠生產(chǎn)的Φ 108-Φ 70 X 500 X 4000撈砂泵為例，傳統(tǒng)的撈砂泵基本均采
用膠圈軟密封柱塞，在膠圈完好情況下，這無疑可以增加密封程度，提高抽汲力。但是使用過程中我們發(fā)現(xiàn)，由于砂粒進(jìn)入泵筒，往往造成柱塞膠皮密封圈被摩擦損壞，甚至缺失，這自然就會(huì)降低了抽汲力，影響撈砂泵的進(jìn)一步撈砂操作。本撈砂泵采用Φ 70規(guī)格噴焊鎳基合金柱塞，鎳層厚度為0. 15 0. 30mm,其表面硬度更高，不易損壞，同時(shí)也減弱了受溫度變化的影響。另一方面，柱塞長度延長為原短柱塞的兩倍，相應(yīng)減小漏失幾率，同時(shí)也提高了拉桿-柱塞上下行過程中的穩(wěn)定性。二、試驗(yàn)對比采用本撈砂泵對3 口油井進(jìn)行了 5井次的撈砂試驗(yàn)，具體情況見下表，其中序號(hào)5 為采用的三八八廠Φ70撈砂泵撈砂的數(shù)據(jù)，其它為采用本撈砂泵撈砂的數(shù)據(jù)。從表格對比數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，采用本撈砂泵進(jìn)尺更深，效果更好。
權(quán)利要求1.自動(dòng)開啟式撈砂泵，包括有儲(chǔ)砂管，其特征在于儲(chǔ)砂管下端聯(lián)接砂鏟并安設(shè)頂推單向閥，儲(chǔ)砂管的上端與泵筒相聯(lián)，泵筒內(nèi)安設(shè)有中空的活塞和活塞桿，活塞桿上端通過抽吸閥與動(dòng)力油管相聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)開啟式撈砂泵，其特征在于所述的頂推單向閥包括安設(shè)在儲(chǔ)砂管下端的閥座和與閥座相配置的閥門，閥門前端向前延伸有頂推閥桿與砂鏟相配置，且頂推閥桿前段伸出砂鏟前端，閥門后端安設(shè)有回位彈簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)開啟式撈砂泵，其特征在于所述的砂鏟由周向間隔分布的支撐板聯(lián)接中心孔座構(gòu)成，前部呈錐形，后端與頂推單向閥閥座相聯(lián)成一體，中心孔座中穿裝頂推閥桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)開啟式撈砂泵，其特征在于所述的抽吸閥包括有管狀閥體，閥體內(nèi)下方設(shè)置閥口朝上的閥球座，閥球座上配置閥球，在閥體內(nèi)上方漏孔擋板，在漏孔擋板上方的閥體周向側(cè)壁上開設(shè)有穿通閥體管壁的循環(huán)孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)開啟式撈砂泵，其特征在于所述的泵筒側(cè)壁設(shè)有排砂孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的自動(dòng)開啟式撈砂泵，其特征在于所述的中空活塞為全鋼活塞，活塞外壁敷焊有鎳層，鎳層厚度為0. 15-0. 30mm;中空活塞的上端與中空活塞桿相聯(lián)成一體，中空活塞和活塞桿的中心通孔上下貫穿且與抽吸泵入口相連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的自動(dòng)開啟式撈砂泵，其特征在于所述的泵筒外徑為 89mm0
專利摘要本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)開啟式撈砂泵，包括有儲(chǔ)砂管，其特征在于儲(chǔ)砂管下端聯(lián)接砂鏟并安設(shè)頂推單向閥，儲(chǔ)砂管的上端與泵筒相聯(lián)，泵筒內(nèi)安設(shè)有中空的活塞和活塞桿，活塞桿上端通過抽吸閥與動(dòng)力油管相聯(lián)接。通過頂推閥桿與彈簧的作用使得撈砂泵一接觸砂面即自動(dòng)開啟，避免了砂鏟開啟不靈活，容易被砂石堵塞的問題。
文檔編號(hào)E21B27/00GK202215173SQ20112032534
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者吳繼農(nóng), 夏志剛, 張煒, 曹慶保, 李欣, 楊嚴(yán)紅, 謝義華, 高原, 黎瑤 申請人:中國石化江漢油田分公司江漢采油廠, 中國石油化工股份有限公司