專利名稱：機(jī)械解堵采油器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油油井解堵采油裝置，尤其是能提高油井產(chǎn)量的機(jī)械解堵采油器。
背景技術(shù)：
目前，公知的井下采油工具，只能抽油，沒(méi)有解堵的功能。

發(fā)明內(nèi)容
為了使井下采油工具具有解堵的功能，本發(fā)明提供一種機(jī)械解堵采油器。該機(jī)械解堵采油器的振動(dòng)片組，將強(qiáng)大的振動(dòng)能量傳入油層，解除油井堵塞，疏通油流通道，創(chuàng)造有利于原油流動(dòng)的環(huán)境，達(dá)到增加油井產(chǎn)量的目的。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是由上接頭、正向單流閥、上中心管、變徑活塞總成、下接頭、下中心管、空心振動(dòng)環(huán)總成、振動(dòng)片組、外筒、反向單流閥和篩管組成機(jī)械解堵采油器，安裝在套管內(nèi)，與抽油泵下部的油管聯(lián)結(jié)。
作用原理是當(dāng)抽油機(jī)上沖程時(shí)，油管中液柱載荷作用在抽油桿上，機(jī)械解堵采油器隨油管的彈性收縮向上運(yùn)動(dòng)，撞擊空心振動(dòng)環(huán)總成，使振動(dòng)片組發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生振動(dòng)波；此時(shí)，正向單流閥關(guān)閉，變徑活塞總成封堵油套環(huán)形油道，使正向單流閥下方液體只能隨機(jī)械解堵采油器一起向上移動(dòng)，從而，使正向單流閥下方區(qū)域形成負(fù)壓區(qū)，這一運(yùn)動(dòng)又對(duì)地層內(nèi)的油流通道產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓水力波。
當(dāng)抽油機(jī)下沖程時(shí)，油管中液柱載荷又全部作用在油管上，機(jī)械解堵采油器隨油管的彈性伸長(zhǎng)向下運(yùn)動(dòng)，撞擊空心振動(dòng)環(huán)總成，使振動(dòng)片組發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生振動(dòng)波；此時(shí)，反向單流閥關(guān)閉，變徑活塞總成仍然封堵油套環(huán)形油道，使反向單流閥下方液體只能隨機(jī)械解堵采油器一起向下移動(dòng)，壓縮下方液體，從而，使反向單流閥下方區(qū)域形成高壓區(qū)，這一運(yùn)動(dòng)又對(duì)地層內(nèi)的油流通道產(chǎn)生一個(gè)高壓水力波。
機(jī)械解堵采油器就是利用油管柱周期性的彈性變形，實(shí)現(xiàn)周期性的脈沖式往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將系統(tǒng)內(nèi)部的撞擊能量和液體壓力變化能量一同轉(zhuǎn)化為波動(dòng)能量，傳導(dǎo)入地層內(nèi)的油流通道，解除油層堵塞。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明變徑活塞總成單個(gè)弧形活塞塊立體示意圖。
圖3是本發(fā)明變徑活塞總成單個(gè)弧形活塞塊上端面俯視方向示意圖。
圖4是本發(fā)明變徑活塞總成單個(gè)弧形活塞塊下端面俯視方向示意圖。
圖5是本發(fā)明變徑活塞總成一只正立的單個(gè)弧形活塞塊與一只倒立的單個(gè)弧形活塞塊相互咬合立體示意圖。
圖6是本發(fā)明變徑活塞總成最大直徑時(shí)俯視方向示意圖，A-A剖面圖。
圖7是本發(fā)明變徑活塞總成縮小直徑時(shí)俯視方向示意圖。
圖8是本發(fā)明振動(dòng)片組中單個(gè)振動(dòng)片的立體示意圖。
圖9是本發(fā)明彈簧支架立體示意圖。
圖10是本發(fā)明實(shí)施例在套管內(nèi)的工作狀態(tài)縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖1中1.上接頭，2.正向單流閥，3.上中心管，4.變徑活塞總成，5.彈簧支架，6.彈簧，7.下接頭，8.下中心管，9.空心振動(dòng)環(huán)總成，10.半球形支撐銷，11.板簧，12.振動(dòng)片組，13.外筒，14.反向單流閥，15.篩管，16.凸臺(tái)，17.卡簧。
在圖2中18.單個(gè)弧形活塞塊上端頭，19.左弧形擋油板，20.左鉤手形滑道止位擋板，21.左銷軸滑道，22.彈簧支架通道孔，23.左銷軸，24.單個(gè)弧形活塞塊下端頭，25.右弧形擋油板，26.右鉤手形滑道止位擋板，27.右銷軸滑道，28.右銷軸。
在圖5中29.正立的單個(gè)弧形活塞塊，30.倒立的單個(gè)弧形活塞塊。
在圖10中31.套管。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，上接頭1的上端為母螺紋，與油井內(nèi)抽油泵的下部油管聯(lián)結(jié)，下端也為母螺紋，與上中心管3聯(lián)結(jié)，中部空腔內(nèi)安裝正向單流閥2；上中心管3的中上部設(shè)有凸臺(tái)16，中部套裝變徑活塞總成4，中下部安裝卡簧17，下端通過(guò)下接頭7與下中心管8聯(lián)結(jié)；變徑活塞總成4的內(nèi)腔內(nèi)裝有彈簧6和彈簧支架5；下中心管8的上部套裝空心振動(dòng)環(huán)總成9，中部安裝振動(dòng)片組12，下部通過(guò)外筒13聯(lián)結(jié)篩管15，最下端安裝反向單流閥14；空心振動(dòng)環(huán)總成9的內(nèi)腔內(nèi)裝有板簧11和半球形支撐銷10，并且半球形支撐銷10的球頭穿過(guò)空心振動(dòng)環(huán)總成9的側(cè)孔，曝露于空心振動(dòng)環(huán)總成9之外；振動(dòng)片組12由3片8毫米厚、3片7毫米厚、3片6毫米厚、3片5毫米厚、3片4毫米厚、3片3毫米厚的彈簧鋼片構(gòu)成，并且振動(dòng)片組的整體外徑小于套管內(nèi)壁的內(nèi)徑。
在圖2中，左銷軸23安裝在單個(gè)弧形活塞塊下端頭24的上部左側(cè)；右銷軸28安裝在單個(gè)弧形活塞塊下端頭24的上部右側(cè)，并與左銷軸23對(duì)稱；左銷軸滑道21位于單個(gè)弧形活塞塊上端頭18的下部左側(cè)；右銷軸滑道27位于單個(gè)弧形活塞塊上端頭18的下部右側(cè)，并與左銷軸滑道21對(duì)稱；左鉤手形滑道止位擋板20安裝在左銷軸滑道21的最左端；右鉤手形滑道止位擋板26安裝在右銷軸滑道27的最右端，并與左鉤手形滑道止位擋板20對(duì)稱；左弧形擋油板19安裝在單個(gè)弧形活塞塊上端頭18的左面內(nèi)側(cè)；右弧形擋油板25安裝在單個(gè)弧形活塞塊上端頭18的右面內(nèi)側(cè)，并與左弧形擋油板19對(duì)稱；彈簧支架通道孔22位于單個(gè)弧形活塞塊的正中心部位。單個(gè)弧形活塞塊上的所有結(jié)構(gòu)均采用精密鑄造的方法形成一個(gè)整體，而且，單個(gè)弧形活塞塊的整體外圓弧半徑與套管內(nèi)壁的內(nèi)圓弧半徑相同。
在圖5中，左面是一只正立的單個(gè)弧形活塞塊29，右面是一只倒立的單個(gè)弧形活塞塊30，由圖5可看出，將一只正立的單個(gè)弧形活塞塊29與一只倒立的單個(gè)弧形活塞塊30拼扣在一起，銷軸就可在銷軸滑道內(nèi)沿圓周方向自由滑動(dòng)，同時(shí)，在鉤手形滑道止位擋板的限制下，相鄰兩個(gè)咬合的單個(gè)弧形活塞塊不會(huì)相互脫開(kāi)。由圖5還可看出，將一只正立的單個(gè)弧形活塞塊29沿垂直方向旋轉(zhuǎn)180度，就是一只倒立的單個(gè)弧形活塞塊30，所以正立的單個(gè)弧形活塞塊29與倒立的單個(gè)弧形活塞塊30，其自身獨(dú)立結(jié)構(gòu)完全相同。
由圖6可看出，將三只正立的單個(gè)弧形活塞塊29與三只倒立的單個(gè)弧形活塞塊30相互間隔拼扣在一起，使銷軸與銷軸滑道相互咬合構(gòu)成一個(gè)封閉的圓周，在圓周內(nèi)，裝有六根彈簧和一副彈簧支架就構(gòu)成了一副變徑活塞總成。變徑活塞總成中正立的單個(gè)弧形活塞塊數(shù)量可為2至10只，與其對(duì)應(yīng)，倒立的單個(gè)弧形活塞塊數(shù)量可為2至10只。與單個(gè)弧形活塞塊相對(duì)應(yīng)的彈簧數(shù)量可為4至20根。
由圖7可看出，通過(guò)銷軸在銷軸滑道內(nèi)沿圓周方向的滑動(dòng)，就可縮小圓周的直徑，即縮小變徑活塞總成的直徑。
由圖2、圖5、圖6、圖7、圖9和圖10可看出，本發(fā)明變徑活塞總成的工作過(guò)程是這樣的當(dāng)本發(fā)明處于正常工作狀態(tài)時(shí)，變徑活塞總成中的六個(gè)單個(gè)弧形活塞塊在六根彈簧的彈力作用下，緊緊貼在套管31的內(nèi)壁上，因每只單個(gè)弧形活塞塊的整體外圓弧半徑與套管內(nèi)壁的內(nèi)圓弧半徑相同，則六只單個(gè)弧形活塞塊所構(gòu)成變徑活塞總成的外圓直徑與套管內(nèi)壁的內(nèi)圓直徑相吻合，所以，變徑活塞總成始終能夠封堵住油管與套管之間的環(huán)形油道，使本發(fā)明在任何工作狀態(tài)中都能實(shí)現(xiàn)抽吸功能和擠壓功能的活塞作用；當(dāng)本發(fā)明在下井和提出油井的過(guò)程中，遇到井筒縮徑時(shí)，六個(gè)單個(gè)弧形活塞塊可壓縮六根彈簧使變徑活塞總成的直徑縮小，因此，可保證本發(fā)明在油井中順利下入和提出。
由圖1和圖10可看出本發(fā)明的工作過(guò)程是這樣的當(dāng)抽油機(jī)上沖程時(shí)，油管中液柱載荷轉(zhuǎn)移到抽油桿上，油管彈性收縮向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)本發(fā)明振動(dòng)片組12一起向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，由于半球形支撐銷10的球頭在板簧11的彈力作用下頂在套管31的內(nèi)壁上，使空心振動(dòng)環(huán)總成9沒(méi)有位移，振動(dòng)片組12的上移運(yùn)動(dòng)必然要撞擊空心振動(dòng)環(huán)總成9產(chǎn)生振動(dòng)，發(fā)出聲波傳入地層，然后，振動(dòng)片組12推動(dòng)空心振動(dòng)環(huán)總成9一起向上運(yùn)動(dòng)，直到上止點(diǎn)；與此同時(shí)，正向單流閥2關(guān)閉，變徑活塞總成封堵了油管與套管間的環(huán)形油道，使正向單流閥2下方液體只能隨本發(fā)明一起向上移動(dòng)，致使正向單流閥2下方區(qū)域形成負(fù)壓區(qū)，這一運(yùn)動(dòng)又對(duì)地層內(nèi)的油流通道產(chǎn)生一個(gè)瞬間負(fù)壓水力波，本發(fā)明停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，即到達(dá)上止點(diǎn)后，各方壓力又達(dá)到平衡狀態(tài)。
當(dāng)抽油機(jī)下沖程時(shí)，油管中液柱載荷又全部作用在油管上，油管彈性伸長(zhǎng)向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)本發(fā)明振動(dòng)片組12和下接頭7一起向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，由于半球形支撐銷10的球頭在板簧11的彈力作用下仍然頂在套管31的內(nèi)壁上，使空心振動(dòng)環(huán)總成9沒(méi)有位移，下接頭7的下移運(yùn)動(dòng)必然要撞擊空心振動(dòng)環(huán)總成9產(chǎn)生振動(dòng)，這種振動(dòng)又通過(guò)下中心管8傳導(dǎo)至振動(dòng)片組12，使振動(dòng)片組12發(fā)出聲波傳入地層，然后，下接頭7推動(dòng)空心振動(dòng)環(huán)總成9一起向下運(yùn)動(dòng)，直到下止點(diǎn)；與此同時(shí)，反向單流閥14關(guān)閉，變徑活塞總成仍然封堵住了油管與套管之間的環(huán)形油道，使反向單流閥14下方液體只能隨本發(fā)明一起向下移動(dòng)，致使反向單流閥14下方區(qū)域形成高壓區(qū)，這一運(yùn)動(dòng)又對(duì)地層內(nèi)的油流通道產(chǎn)生一個(gè)瞬間高壓水力波，本發(fā)明停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，即到達(dá)下止點(diǎn)后，各方壓力又達(dá)到平衡狀態(tài)，至此，完成一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械解堵采油器，在上接頭的中部空腔內(nèi)安裝正向單流閥，上接頭的下端聯(lián)結(jié)上中心管，上中心管的中上部設(shè)有凸臺(tái)，上中心管的正中部套裝變徑活塞總成，上中心管的中下部安裝卡簧，上中心管的最下端通過(guò)下接頭與下中心管聯(lián)結(jié)，下中心管的上部套裝空心振動(dòng)環(huán)總成，下中心管的中部安裝振動(dòng)片組，下中心管的下部通過(guò)外筒聯(lián)結(jié)篩管，下中心管的最下端安裝反向單流閥，其特征在于有一個(gè)變徑活塞總成、一個(gè)空心振動(dòng)環(huán)總成和一個(gè)振動(dòng)片組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械解堵采油器，其特征在于變徑活塞總成的構(gòu)成方式是將三只正立的單個(gè)弧形活塞塊與三只倒立的單個(gè)弧形活塞塊相互間隔拼扣在一起，使銷軸與銷軸滑道相互咬合構(gòu)成一個(gè)封閉的圓周，在圓周內(nèi)，裝有六根彈簧和一副彈簧支架。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械解堵采油器，其特征在于單個(gè)弧形活塞塊的上端頭上部?jī)?nèi)側(cè)有左右對(duì)稱的左弧形擋油板和右弧形擋油板，單個(gè)弧形活塞塊的上端頭下部有左右對(duì)稱的左銷軸滑道和右銷軸滑道，左銷軸滑道的最左端有左鉤手形滑道止位擋板，右銷軸滑道的最右端有右鉤手形滑道止位擋板，單個(gè)弧形活塞塊的下端頭上部有左右對(duì)稱的左銷軸和右銷軸，單個(gè)弧形活塞塊的正中心部位開(kāi)有彈簧支架通道孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械解堵采油器，其特征在于單個(gè)弧形活塞塊上的所有結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械解堵采油器，其特征在于單個(gè)弧形活塞塊的整體外圓弧半徑與套管內(nèi)壁的內(nèi)圓弧半徑相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械解堵采油器，其特征在于正立的單個(gè)弧形活塞塊數(shù)量可為2至10只，倒立的單個(gè)弧形活塞塊數(shù)量可為2至10只。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械解堵采油器，其特征在于彈簧的數(shù)量可為4至20根。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械解堵采油器，其特征在于空心振動(dòng)環(huán)總成內(nèi)有板簧和半球形支撐銷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械解堵采油器，其特征在于振動(dòng)片組由3片8毫米厚、3片7毫米厚、3片6毫米厚、3片5毫米厚、3片4毫米厚、3片3毫米厚的彈簧鋼片構(gòu)成，振動(dòng)片組的整體外徑小于套管內(nèi)壁的內(nèi)徑。
全文摘要
一種能夠提高石油油井機(jī)械采油產(chǎn)量的機(jī)械解堵采油器，由上接頭、正向單流閥、上中心管、變徑活塞總成、下接頭、下中心管、空心振動(dòng)環(huán)總成、振動(dòng)片組、外筒、反向單流閥和篩管等組成，其中，變徑活塞總成套裝在上中心管的中部，空心振動(dòng)環(huán)總成套裝在下中心管的上部，振動(dòng)片組安裝在下中心管的中部。本發(fā)明安裝在套管內(nèi)，與抽油泵下部的油管聯(lián)結(jié)，當(dāng)抽油機(jī)上沖程時(shí)，機(jī)械解堵采油器隨油管的彈性收縮向上運(yùn)動(dòng)，撞擊空心振動(dòng)環(huán)總成，產(chǎn)生振動(dòng)波，同時(shí)，使正向單流閥下方區(qū)域形成負(fù)壓區(qū)，產(chǎn)生負(fù)壓水力波；當(dāng)抽油機(jī)下沖程時(shí)，機(jī)械解堵采油器隨油管的彈性伸長(zhǎng)向下運(yùn)動(dòng)，撞擊空心振動(dòng)環(huán)總成，產(chǎn)生振動(dòng)波，同時(shí)，使反向單流閥下方區(qū)域形成高壓區(qū)，產(chǎn)生一個(gè)高壓水力波。機(jī)械解堵采油器就是利用油管柱周期性的彈性變形，實(shí)現(xiàn)周期性的脈沖式往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將系統(tǒng)內(nèi)部的撞擊能量和液體壓力變化能量一同轉(zhuǎn)化為波動(dòng)能量，傳導(dǎo)入地層內(nèi)的油流通道，解除油層堵塞，從而，實(shí)現(xiàn)增加原油產(chǎn)量的目的。
文檔編號(hào)E21B43/00GK1920242SQ20061009204
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者邢立升 申請(qǐng)人:邢立升