节能高效的油气砂分离器的制造方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本实用新型涉及石油机械，抽油泵井下辅助工具:油气砂分离器的改进。
【背景技术】
[0002]井下的石油中，含有有害的气体和砂粒，会降低抽油泵的工作效率，加速抽油泵零部件的磨损；严重时，砂粒还会将抽油泵卡死。所以，在抽油泵的下方安装油气砂分离器，能有效地提高石油产量，减轻抽油泵磨损，延长其使用寿命。目前市场上的油气砂分离器产品，外形相似，但其内部结构各不相同，其性能差别很大。本公司研发的“多级旋启式油气砂分离器(专利号:ZL200520002825.3) ”产品，以其出色的油气砂分离效果，受到用户的欢迎；但在长期使用中，也发现该产品存在着石油流动阻力较大、抽油泵的能耗较高的问题。通过分析可知:该产品中上部的油气分离机构中的两道单向排气阀，下部的油砂分离机构中的内外两层滤砂网、两层带孔的透油管，以及滤砂网易堵塞，都是增加石油流动阻力和能耗的主要原因，有必要进行改进。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于改进上述产品的不合理结构，在保持其出色的油气砂分离效果的同时，减少石油的流动阻力和抽油泵的工作能耗，并提高其产量。
[0004]本实用新型包括套管、位于套管内中上部分的油气分离机构、下部分的油砂分离机构和底锥接头，其不同之处是:油气分离机构是一个由阀体、球芯、阀座组成的单向排气阀，一个由排气管、小螺旋导板、油管组成的内螺旋通道，一个接头，以及一个由带孔油管的上半段、大螺旋导板组成的外螺旋通道，自上而下的联接而成；油砂分离机构由带孔油管的下半段，数个导流罩、单层的滤砂网和多根钢扎丝，以及一个花盘所组成；套管的两端，通过螺纹或焊接的方法，分别与单向排气阀中阀体的下端和底锥接头的上端联接成一个整体。
[0005]由于本实用新型将原来产品中的二组单向排气阀和相配套的内螺旋通道，改为一组单向排气阀和内螺旋通道；将原来产品中的二层滤砂网和二层透油管组合，改为一层滤砂网和一层带孔油管。不仅保持了原来产品的油、气、砂分离功能，减少了金属材料的消耗和切削加工量，降低了生产和使用成本；而且使石油通道更畅通、流动阻力更小、抽油能耗更低、石油产量更高；加之其它细节的改进，使之性能更出众、适用性更强。
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型总体结构高度精简的全剖视示意图；
[0007]图2是本实用新型总体结构一分为二，上半部分适度精简的全剖视示意图；
[0008]图3是本实用新型总体结构一分为二，下半部分适度精简的全剖视示意图。
[0009]图中标号所示的零件名称如下:
[0010]A、单向排气阀，B、内螺旋通道，C、外螺旋通道，1、阀体，2、球芯，3、阀座，4、排气管，5、小螺旋导板，6、油管，7、套管，8、接头，9、带孔油管，10、大螺旋导板，11、导流罩，12、滤砂网，13、钢扎丝，14、花盘，15、底锥接头。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明:
[0012]图1中，本实用新型可按其功能区分为:套管(7)、位于套管(7)内中上部分的油气分离机构、下部分的油砂分离机构和底锥接头(15)。套管(7)中上部的侧壁上布满多个油、气、砂的进入孔，两端通过螺纹或焊接的方法，分别与单向排气阀⑷中阀体(I)的下端和底锥接头(15)的上端联接成一个整体。
[0013]图2中，油气分离机构由一个单向排气阀(A)，一个内螺旋通道(B)，一个接头⑶，以及一个外螺旋通道(C)，自上而下的联接而成。其中:单向排气阀(A)，由阀体(1)、球芯
(2)、阀座(3)组成；阀体⑴的外廓是圆柱形，下端有一凸台，凸台上加工有倾斜的排气孔和外螺纹，用与套管(7)上端联接；阀体(I)上端面加工有锥管螺纹孔，用与抽油泵相联接；阀体(I)下端面加工有过渡锥孔和锥管螺纹孔，用与油管(6)相联接；阀体(I)内中上部，中心处是带螺纹的阀腔孔，阀腔孔周边是均布的流通孔，在均布的流通孔之间，有I?2个斜孔与中间的阀腔孔相通；阀体⑴内中下部，是一个大圆孔，用来容纳阀座⑶；阀座⑶为一空心旋转体，置身于阀体(I)内中下部，上端通过螺纹与阀体(I)中间的阀腔孔相联接；球芯(2)为一光滑的聚四氟乙烯球，安放在阀座(3)的上端口、阀体(I)中间的阀腔孔内，在气体的推动下，可向上移动将气体排出分离器。内螺旋通道(B)，由排气管(4)、小螺旋导板(5)、油管(6)所组成；排气管⑷的上端开口，插在单向排气阀㈧的阀座⑶内，下端加工有外螺纹，与接头(8)中心的螺纹盲孔相联接；排气管(4)的侧面，自上而下的密布着透气孔，并被小螺旋导板(5)所环绕；油管(6)上下两端均加工有外锥螺纹，分别与阀体(I)的下端和接头(8)上端的锥管螺纹孔相联接，并将排气管(4)和小螺旋导板(5)包含在管内，在排气管(4)和油管(6)之间形成内螺旋通道(B)，对经过的石油进行油气分离。接头(8)，是内螺旋通道(B)与外螺旋通道(C)的转换件；外廓为圆柱形，上下两端面均加工有锥管螺纹孔，分别用来联接油管(6)和带孔油管(9);内部中间的中心处加工有一个螺纹盲孔，用于安装排气管(4);螺纹盲孔的四周是均布的流通孔，以便石油通行。外螺旋通道(C)，由带孔油管(9)的上半段和大螺旋导板(10)组成；带孔油管(9)的上端，通过锥管外螺纹与接头(8)下端面的锥管螺纹孔相联接；带孔油管(9)的上半段光滑无孔，环绕着大螺旋导板(10)，与套管(7)之间形成外螺旋通道(C)，对从套管(7)中上部孔进入的油、气、砂，进行油气分离；大螺旋导板(10)连续表面的内边缘，均密布着透气孔，以便被分离出的气体向上流出分离器。
[0014]图3中，油砂分离机构由带孔油管(9)的下半段，数个导流罩(11)、单层的滤砂网
(12)和多根钢扎丝(13)，以及一个花盘(14)所组成。带孔油管(9)下半段的管柱上密布着透油孔，密布的透油孔累计面积大于带孔油管(9)的内孔截面积。覆盖在带孔油管(9)下半段管柱上的数个导流罩(11)和单层的滤砂网(12)，其导流罩(11)的锥面全部向上，滤砂网(12)的锥面全部向下；在抽油泵循环工作期间，在重力和回流的作用下，可以自动清除堵在滤砂网(12)上的砂粒。导流罩(11)锥面的顶端和底端，均加工有过渡的圆台阶，圆台阶上均加工有一道圆弧槽，以便用钢扎丝(13)固定滤砂网(12);在每个导流罩(11)顶端的圆台阶处，都用间隔点焊的方法与带孔油管(9)联接。数个单层的滤砂网(12)，除去与导流罩(11)固定重叠的部分，其通透面积大于带孔油管(9)下半段管柱上密布的透油孔累计面积，以保证足够的透油量。花盘(14)中间无孔，上端面有一同心圈，以便套在带孔油管(9)的底端，并用间隔点焊的方法固定；同心圈的外圆上加工有一道圆弧槽，以便用钢扎丝(13)固定滤砂网(12);在同心圈的外边缘，均布着数个流通孔，以便油砂进出。
[0015]工作时，天然的油(实线箭头)、气(虚线箭头)、砂(点线箭头)混合液，从套管
(7)中上部密布的孔进入分离器，在重力的作用下，沿着油管(6)和套管(7)的环形空间向下流淌时，大气泡首先破裂，与油砂分离后上浮，从阀体(I)下端凸台处的斜孔中排出；油砂下行经过接头(8)的外圆，进入外螺旋通道(C);在大螺旋导板(10)的分摊作用下，使油层中中等气泡破裂，气体穿过大螺旋导板(10)内边缘的透气孔，向上流出分离器；油砂继续沿着大螺旋导板(10)的外边缘继续下行，进入油砂分离机构。由于油砂的比重不同，在沿着导流罩(11)的锥面下行时，会形成砂在外、油在内的状况；当抽油泵吸汲时，石油会穿过滤砂网(12)、进入带孔油管(9)内上行，砂在滤砂网(12)的阻挡和重力的作用下，经底锥接头(15)排出。上行的石油经过接头(8)内部均布的流通孔，进入内螺旋通道(B)，在小螺旋导板(5)的分摊作用下，将所含的小气泡分裂开来，气体进入中间的排汽管(4)，向上推动球芯⑵排出分离器；油在离心力的作用下，沿着小螺旋导板(5)的外边缘向上，经过阀座⑶的外围和阀体⑴的流通孔，进入抽油泵输出井外。
【主权项】
1.节能高效的油气砂分离器，包括套管、位于套管内中上部分的油气分离机构、下部分的油砂分离机构和底锥接头，其特征是:油气分离机构是一个由阀体(1)、球芯(2)、阀座(3)组成的单向排气阀(A)，一个由排气管(4)、小螺旋导板(5)、油管(6)组成的内螺旋通道(B)，一个接头(8)，以及一个由带孔油管(9)的上半段、大螺旋导板(10)组成的外螺旋通道(C)，自上而下的联接而成；油砂分离机构由带孔油管(9)的下半段，数个导流罩(11)、单层的滤砂网(12)和多根钢扎丝(13)，以及一个花盘(14)所组成；套管(7)的两端，通过螺纹或焊接的方法，分别与单向排气阀(A)中阀体(I)的下端和底锥接头(15)的上端联接成一个整体。
2.根据权利要求1所述的油气砂分离器，其特征是:油砂分离机构中，带孔油管(9)下半段的管柱上密布着透油孔，密布的透油孔累计面积大于带孔油管(9)的内孔截面积。
3.根据权利要求1所述的油气砂分离器，其特征是:油砂分离机构中，覆盖在带孔油管(9)下半段管柱上的数个导流罩(11)和单层的滤砂网(12)，其导流罩(11)的锥面全部向上，滤砂网(12)的锥面全部向下。
4.根据权利要求1所述的油气砂分离器，其特征是:油砂分离机构中，数个单层的滤砂网(12)，除去与导流罩(11)固定重叠的部分，其通透面积大于带孔油管(9)下半段管柱上密布的透油孔累计面积。
【专利摘要】节能高效的油气砂分离器，包括套管、位于套管内中上部分的油气分离机构、下部分的油砂分离机构和底锥接头。油气分离机构是一个由阀体、球芯、阀座组成的单向排气阀，一个由排气管、小螺旋导板、油管组成的内螺旋通道，一个接头，以及一个由带孔油管的上半段、大螺旋导板组成的外螺旋通道，自上而下的联接而成；油砂分离机构由带孔油管的下半段，数个导流罩、单层的滤砂网和多根钢扎丝，以及一个花盘所组成；套管的两端，通过螺纹或焊接的方法，分别与单向排气阀中阀体的下端和底锥接头的上端联接成一个整体。不仅具有三段油气分离、一段油砂分离和自动清堵功能，而且还具有耗材少、成本低、通道畅、阻力小、能耗低、产量高等优点。
【IPC分类】E21B43-38
【公开号】CN204476387
【申请号】CN201520124879
【发明人】周为清, 曹征财, 周正中
【申请人】阜宁县石油机械有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年2月28日