[实用新型]单流可泄油式自洁沉砂装置

说明书

技术领域：

本实用新型是一种新型的油井生产管柱上的保护装置，主要应用于潜油电泵或潜油螺杆泵等无杆泵采油工艺管柱上。起到延长油井免修期，减少修井作业的次数，方便修井作业施工的作用。 

背景技术：

对于潜油电泵或潜油螺杆泵等生产方式的出砂油井而言，即便在油井的生产井段或井下机泵的吸入口采取了防砂工艺措施(无论是机械防砂或是化学防砂)，也不能百分之百的阻挡地层砂进入井筒。在生产中，经常出现油井因停电或停机维修等停止生产时，生产管柱内的砂子沉积而造成单流阀失效、砂堵砂卡井下工具或机泵，导致无法再次开井生产或修井时无法正常洗压井等故障。为此，石油行业的广大技术人员研制开发了潜油电泵防砂埋单流阀、潜油电泵自洁式沉砂器、斜井单流阀等多种机采井配套工具，但仍时常出现单流阀砂卡失效、沉砂器自洁能力低、泄油器砂堵失效等故障。主要表现为： 

1、由于单流阀在生产管柱中位于沉砂器及机泵之间，因此当生产的井液中含砂量较大时，停井后，由于单流阀与沉砂器之间的砂子沉积或井斜等因素的影响，造成单流阀砂卡从而导致密封失效，单流阀密封失效会使生产管柱内的井液停井后倒流，造成下部机组反转，产生反电势烧坏电机，或使沉砂器内的砂子倒流入泵内造成泵砂卡等故障。 

2、沉砂器的设计不合理，内外管的内径及过流面积等未经过计算和匹配，流经工具的井液携带能力弱，造成沉砂器的自洁能力较弱。因此，当油井一次停井后，沉积在沉砂器内的杂质或砂子无法被及时清除出去，从而二次停井时，更多的砂子沉积到沉砂器内，当沉砂器内沉积的砂子太多时，则沉砂器容易被砂堵而失去作用。特别是在油井产量较低，而结垢又比较严重时，沉砂器更容易失效。 

3、由于目前泄油器的泄油销与托架间的距离较小，仅50mm左右，且托架面积较大，当油井产量较低或结垢时，容易造成托架上沉积的杂物无法被携带出去，从而造成泄油销与托架之间的间距缩小，当投棒打开泄油器的泄油销时， 由于间距太小，使泄油销无法被完全打开，造成泄油器失效。 

4、目前在用的单流阀、沉砂器和泄油器为分体式设计、每个工具都有单独的接头和相应的配置，现场施工时逐个连接，类似串糖葫芦，不但总体成本较高，隐患点多，现场施工中的工序也比较多，增加了施工的时间。 

5、单流阀、泄油器的本体外径较大，与管柱整体配套的接头外径相对较小，且长度都非常短，用在潜油电泵等外部有电缆或管线的的完井管柱上时，其外部的电缆或管线的保护难度大，容易造成单流阀或泄油器部位的电缆或管线下井过程中受损。 

实用新型内容：

本实用新型为：单流可泄油式自洁沉砂装置，主要的创新点包括：(1)设计了带有螺旋斜缝的单流阀护罩，保证了单流阀对井斜的适应性，并且最大限度上防止了单流阀的砂卡或密封失效；(2)特殊的自洁沉砂器内部斜孔筛管设计，斜孔筛管的顶端无孔部分的过流面积小于装置接头部位的过流面积，斜孔筛管与外管间环空的过流面积大于装置接头部位的过流面积。斜孔筛管上总孔的过流面积大于斜孔筛管顶端无孔部位的过流面积，等于或略大于斜孔筛管与外管间环空的过流面积，以使井液在经过斜孔筛管时的能量损失最小，流速加大。(3)斜孔筛管上的孔在径向和轴向上均有一定的倾斜角度。不但保证了停井时沉积的杂质不会沉积到斜孔筛管以外，而且在开井后，井液在通过沉砂器时，在斜孔筛管内流速加大的同时还会产生涡流，最大限度上清除装置内沉积的砂子或污垢；(4)斜孔筛管上的孔密布置采取了自上而下，由梳到密的设计，这种设计使得井液在经过上部孔眼进入斜孔筛管内时的摩阻较大，而经过下部孔眼进入斜孔筛管时的摩阻较小，从而增大了井液从下部孔眼进入斜孔筛管的趋势，加大了对斜孔筛管内沉积杂质的清除能力。(5)将泄油器与沉砂器的内管结合，增大了泄油销与底部托架的间距，将底部托架改为面积较小的十字型支撑杆，且增加了井液对支撑杆的清洁功能，确保了泄油销能够被正常打开；(6)一套工具更有效的实现了多个工具的功能，且在不增加主要受力部件及组装接头数量的情况下，减少了现场连接的接头总数，减少了隐患点和工作量，有利于工具外部电缆或管线的保护。 

具体技术方案为：该单流可泄油式自洁沉砂装置，包括上接头、泄油销、 泄油销密封垫、斜孔筛管、工具外壳、护罩、垫圈、球座、下接头、钢球、管体、下端头和支撑杆，上接头与下接头连接；上接头侧壁开有泄油销，泄油销上设置泄油销密封垫；上接头下部为工具外壳，工具外壳内部设置斜孔筛管；斜孔筛管具有管体和下端头，管体和下端头之间设置有支撑杆；下接头内部设置有钢球和承载钢球的球座，钢球和球座之间设置有垫圈，钢球上部设置有护罩。