一种新式沉砂底筛堵的制作方法

1.本发明涉及油田分层注水技术领域，具体地说是一种新式沉砂底筛堵。


背景技术：

2.沉砂底筛堵是分层注水管柱的重要组成工具，该工具主要功能有两个：一是在注水过程中，起到密闭管柱，开启配水器的作用；二是在洗井过程中，实现洗井水由套管向油管内循环；三是管柱内的砂、垢经沉砂通道落入沉砂尾管。
3.该工具在油田开发中广泛应用，但是在应用过程中，出现机械杂质垫在球与球座之间导致漏失，球撞击挡砂帽导致脱扣、球与球座腐蚀结垢导致漏失等问题，造成注水量全部从底筛堵漏失，无法实现分层注水，分注管柱在井有效期短。
4.cn 200820016175.1公开了一种石油工业使用的复式沉砂单流阀，适用于电潜泵采油井。装置包括上接头，设有一次沉砂机构和二次沉砂机构，由中心管外套将一次沉砂机构和二次沉砂机构连接在一起，形成二个沉砂腔，提高沉砂效果。经过二套沉砂机构的挡砂和沉砂以后，使通过本发明的油液中的携砂量大大减少，降低了砂砾对电潜泵的损害，提高了电潜泵的使用寿命，延长了电潜泵采油井的检泵作业周期，提高了经济效益。
5.该工具在油田开发中广泛应用，但是在应用过程中出现机械杂质垫在球与球座之间导致漏失，球撞击挡砂帽导致脱扣、球与球座腐蚀结垢导致漏失等问题，造成分注管柱在井有效期短。
6.本发明与对比文件cn 200820016175.1相比共有以下2个不同点及技术优势：1、适用井况不同，本发明适用于高压注水井；2、原理与功能不同，本发明实现密闭管柱、洗井、沉砂功能。沉砂底筛堵是分层注水管柱的重要组成工具，该工具主要功能有两个：一是在注水过程中，起到密闭管柱，开启配水器的作用；二是在洗井过程中，实现洗井水由套管向油管内循环；三是管柱内的砂、垢经沉砂通道落入沉砂尾管。
7.cn 201520917681.8公开了一种注水管柱底部沉砂单流阀，包括套筒、单流阀组、流道接头、角形管、沉砂尾管，连接在注水管柱的底部，其上的注水管柱里的沉砂下落时通过下月牙形通道、上月牙形通道沉入沉砂尾管里，不会堆积在单流阀组上，角形管的轴线与流道接头的轴线不同轴，两轴线相距4-19m，使角形管处于流道接头内部的一侧，使下月牙形通道、上月牙形通道比角形管处于居中位置时的流道集中，对砂子没有阻挡，下沉的砂子能顺畅的通过沉到下部的沉砂尾管里，保证单流阀不被砂埋，反洗井时，阀球能被洗井水冲开，本发明能顺利洗井，保证注水井能长期正常注水，具有显著的经济效益。
8.该工具在油田开发中广泛应用，但是在应用过程中出现机械杂质垫在球与球座之间导致漏失，球撞击挡砂帽导致脱扣、球与球座腐蚀结垢导致漏失等问题，造成分注管柱在井有效期短。
9.本发明与对比文件cn 201520917681.8相比共有以下2个不同点及技术优势：1、工作原理不同，本发明工作更加可靠。2、结构更为简单。制作加工简单方便，配件少使用寿命长。沉砂底筛堵是分层注水管柱的重要组成工具，该工具主要功能有两个：一是在注水过程
中，起到密闭管柱，开启配水器的作用；二是在洗井过程中，实现洗井水由套管向油管内循环；三是管柱内的砂、垢经沉砂通道落入沉砂尾管。
10.2016.12，长江大学学报(自科版)，胜坨油田沉砂底筛堵的改进研究，针对分注井长期注水导致沉砂底筛堵内部腐蚀结垢漏失，以及反复洗井导致沉砂底筛堵内部堵塞洗井不通的问题，找出了导致沉砂底筛堵失效的主要影响因素。针对沉砂式底筛堵存在的问题，对底筛堵进行了改进，一是沉砂通道由10孔改造为环切割，过流面积增大43％；二是选择不同材质，对比其抗腐蚀性能、价格，确定改进后材质为不锈钢，球座由一体式改为分体式；三是改进球爪材质，四周强化加强密封性，避免沉砂堆积导致弹簧卡住或凡尔球垫起刺坏。对支撑凡尔球的球爪及弹簧四周采用金属环固定和胶圈密封，避免沉砂堆积导致弹簧卡住或凡尔球垫起刺坏。
11.该工具在油田开发中广泛应用，但是在应用过程中出现机械杂质垫在球与球座之间导致漏失，球撞击挡砂帽导致脱扣、球与球座腐蚀结垢导致漏失等问题，造成分注管柱在井有效期短。
12.本发明与与上述对比文件相比共有以下2个不同点及技术优势：1、工作原理不同，本发明工作更加可靠。2、结构更为简单，去除了内部构件，沉砂通道更大。沉砂底筛堵是分层注水管柱的重要组成工具，该工具主要功能有两个：一是在注水过程中，起到密闭管柱，开启配水器的作用；二是在洗井过程中，实现洗井水由套管向油管内循环；三是管柱内的砂、垢经沉砂通道落入沉砂尾管。
13.以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，或者技术领域或者应用场合不同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。


技术实现要素：

14.本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种新式沉砂底筛堵，解决了各种原因导致的漏失、工具失效问题，改变内部结构，可以避免异物卡、脱扣等造成的失效，延长分注管柱使用寿命，提高油田注水开发的效益。
15.为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：
16.一种新式沉砂底筛堵，包括：
17.中心管，所述中心管开设径向贯通的中心管径向通孔；
18.外管，所述外管套装在中心管外部，外管与中心管之间构成环形空间；
19.游动阀，所述游动阀套装在中心管外圆上，与中心管相对轴向滑动，游动阀还开设游动阀径向通孔，中心管径向通孔与游动阀径向通孔为径向连通状态；
20.阀座，所述阀座镶嵌在外管内壁，阀座上端口内壁开设内锥面，所述游动阀下端外壁开设外锥面，游动阀下端的外锥面与阀座上端的内锥面构成密封副。
21.进一步地，所述游动阀内壁安装密封用的o型圈，游动阀内壁与中心管外壁为密封状态，所述外管内部为阶梯孔，即包含一个大径腔管段和一个小径腔管段，所述游动阀外径小于外管小径腔管段内径。
22.进一步地，所述游动阀上端具有一个顶帽，顶帽外径与外管小径腔管段内径相一致。
23.进一步地，还包括：
24.弹簧，所述弹簧套装在中心管外圆，且弹簧下端顶住游动阀的顶帽上端面。
25.进一步地，还包括：
26.限位套，所述限位套套装在中心管外圆，整体位于外管的大径腔管段内，限位套将弹簧保护在自身内部，限位套外径大于外管小径腔管段内径，限位套内径小于外管小径腔管段内径。
27.进一步地，所述限位套下端至阀座上端的轴向距离大于游动阀的轴向长度。
28.进一步地，所述外管上端丝扣式连接上接头，中心管上端插入中心管内孔，中心管上端外径与上接头内孔内径相一致，所述弹簧上端顶住上接头下端面。
29.进一步地，所述外管下端丝扣式连接下接头外壁，中心管下端丝扣式连接下接头内孔。
30.进一步地，所述下接头内部开设阶梯孔，该阶梯孔上端连通至游动阀下端，所述下接头开设下接头径向通孔，下接头径向通孔与下接头内部的阶梯孔连通。
31.进一步地，所述阀座为一环状结构，阀座内径大于中心管外径，阀座上端面受外管内壁的限位台限位，阀座下端面被下接头上端面限位。
32.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
33.注水时依靠管柱内的注水压力和弹簧使游动阀和阀座处于密封状态，隔绝油套环空与管柱内腔的通道；反洗井时，洗井液经径向通孔、环空流道推动游动阀压缩弹簧使其上行开启洗井通道，其后流入环空通道，经径向通孔和进入中心管的内孔和管柱中流出地面。以上结构及过程均不存在异物卡住导致漏失或者脱扣等技术问题，所以本发明可以避免现有技术存在的异物卡、脱扣等造成的失效问题，改变沉砂底筛堵的结构，消除工具失效点，增大了沉砂通道面积，延长分注管柱使用寿命，提高油田注水开发的效益。
附图说明
34.图1为本发明一种新式沉砂底筛堵的结构示意图。
35.图中：1－上接头，2－外管，3－o型圈，4－限位套，5－中心管，6－弹簧，7－游动阀，8－径向通孔，9－径向通孔，10－环空流道，11－o型圈，12－阀座，13－o型圈，14－环空流道，15－径向通孔，16－下接头，17－o型圈。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.实施例1：
38.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
39.一种新式沉砂底筛堵，包括：
40.中心管5，所述中心管开设径向贯通的中心管径向通孔；
41.外管2，所述外管套装在中心管外部，外管与中心管之间构成环形空间；
42.游动阀7，所述游动阀套装在中心管外圆上，与中心管相对轴向滑动，游动阀还开设游动阀径向通孔，中心管径向通孔与游动阀径向通孔为径向连通状态；
43.阀座12，所述阀座镶嵌在外管内壁，阀座上端口内壁开设内锥面，所述游动阀下端外壁开设外锥面，游动阀下端的外锥面与阀座上端的内锥面构成密封副。
44.进一步地，所述游动阀内壁安装密封用的o型圈，游动阀内壁与中心管外壁为密封状态，所述外管内部为阶梯孔，即包含一个大径腔管段和一个小径腔管段，所述游动阀外径小于外管小径腔管段内径。
45.进一步地，所述游动阀上端具有一个顶帽，顶帽外径与外管小径腔管段内径相一致。
46.进一步地，还包括：
47.弹簧6，所述弹簧套装在中心管外圆，且弹簧下端顶住游动阀的顶帽上端面。
48.进一步地，还包括：
49.限位套4，所述限位套套装在中心管外圆，整体位于外管的大径腔管段内，限位套将弹簧保护在自身内部，限位套外径大于外管小径腔管段内径，限位套内径小于外管小径腔管段内径。
50.进一步地，所述限位套下端至阀座上端的轴向距离大于游动阀的轴向长度。
51.进一步地，所述外管上端丝扣式连接上接头1，中心管上端插入中心管内孔，中心管上端外径与上接头内孔内径相一致，所述弹簧上端顶住上接头下端面。
52.进一步地，所述外管下端丝扣式连接下接头16外壁，中心管下端丝扣式连接下接头内孔。
53.进一步地，所述下接头内部开设阶梯孔，该阶梯孔即环空流道14上端连通至游动阀下端，所述下接头开设下接头径向通孔，下接头径向通孔与下接头内部的阶梯孔连通。
54.进一步地，所述阀座为一环状结构，阀座内径大于中心管外径，阀座上端面受外管内壁的限位台限位，阀座下端面被下接头上端面限位。
55.上接头1与外管2的上端螺纹连接，外管2的下端与下接头16螺纹连接，中心管5的上端插入到上接头1的内孔中，其下端与下接头16的内螺纹连接，限位套4、弹簧6和游动阀7分别套装在中心管5上部的外圆上，阀座12镶嵌在外管2下端部的内孔中，游动阀7下端的外锥面与阀座12上端的内锥面构成密封副，中心管5的中上部有一组径向通孔9，游动阀7上有一组径向通孔8，下接头16上部有一内台阶孔与一组径向通孔15相通。
56.工作原理:注水时依靠管柱内的注水压力和弹簧6使游动阀7和阀座12处于密封状态，隔绝油套环空与管柱内腔的通道；反洗井时，洗井液经径向通孔15、环空流道14推动游动阀7压缩弹簧6使其上行开启洗井通道，其后流入环空通道10，经径向通孔8和9进入中心管5的内孔和管柱中流出地面。以上结构及过程均不存在异物卡住导致漏失或者脱扣等技术问题，所以本发明可以避免现有技术存在的异物卡、脱扣等造成的失效问题，改变沉砂底筛堵的结构，消除工具失效点，增大了沉砂通道面积，延长分注管柱使用寿命，提高油田注水开发的效益。
57.实施例2：
58.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
59.一种新式沉砂底筛堵，包括：
60.中心管5，所述中心管开设径向贯通的中心管径向通孔；
61.外管2，所述外管套装在中心管外部，外管与中心管之间构成环形空间；
62.游动阀7，所述游动阀套装在中心管外圆上，与中心管相对轴向滑动，游动阀还开设游动阀径向通孔，中心管径向通孔与游动阀径向通孔为径向连通状态；
63.阀座12，所述阀座镶嵌在外管内壁，阀座上端口内壁开设内锥面，所述游动阀下端外壁开设外锥面，游动阀下端的外锥面与阀座上端的内锥面构成密封副。
64.进一步地，所述游动阀内壁安装密封用的o型圈，游动阀内壁与中心管外壁为密封状态，所述外管内部为阶梯孔，即包含一个大径腔管段和一个小径腔管段，所述游动阀外径小于外管小径腔管段内径。
65.进一步地，所述游动阀上端具有一个顶帽，顶帽外径与外管小径腔管段内径相一致。防止杂质进入游动阀上方的限位套内部。
66.进一步地，还包括：
67.弹簧6，所述弹簧套装在中心管外圆，且弹簧下端顶住游动阀的顶帽上端面。
68.进一步地，还包括：
69.限位套4，所述限位套套装在中心管外圆，整体位于外管的大径腔管段内，限位套将弹簧保护在自身内部，限位套外径大于外管小径腔管段内径，限位套内径小于外管小径腔管段内径。
70.进一步地，所述限位套下端至阀座上端的轴向距离大于游动阀的轴向长度。
71.进一步地，所述外管上端丝扣式连接上接头1，中心管上端插入中心管内孔，中心管上端外径与上接头内孔内径相一致，所述弹簧上端顶住上接头下端面。
72.实施例3：
73.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
74.一种新式沉砂底筛堵，包括：
75.中心管5，所述中心管开设径向贯通的中心管径向通孔；
76.外管2，所述外管套装在中心管外部，外管与中心管之间构成环形空间；
77.游动阀7，所述游动阀套装在中心管外圆上，与中心管相对轴向滑动，游动阀还开设游动阀径向通孔，中心管径向通孔与游动阀径向通孔为径向连通状态；
78.阀座12，所述阀座镶嵌在外管内壁，阀座上端口内壁开设内锥面，所述游动阀下端外壁开设外锥面，游动阀下端的外锥面与阀座上端的内锥面构成密封副。
79.进一步地，所述游动阀内壁安装密封用的o型圈，游动阀内壁与中心管外壁为密封状态，所述外管内部为阶梯孔，即包含一个大径腔管段和一个小径腔管段，所述游动阀外径小于外管小径腔管段内径。
80.实施例4：
81.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
82.一种新式沉砂底筛堵，包括：
83.中心管5，所述中心管开设径向贯通的中心管径向通孔；
84.外管2，所述外管套装在中心管外部，外管与中心管之间构成环形空间；
85.游动阀7，所述游动阀套装在中心管外圆上，与中心管相对轴向滑动，游动阀还开设游动阀径向通孔，中心管径向通孔与游动阀径向通孔为径向连通状态；
86.阀座12，所述阀座镶嵌在外管内壁，阀座上端口内壁开设内锥面，所述游动阀下端外壁开设外锥面，游动阀下端的外锥面与阀座上端的内锥面构成密封副。
87.虽然以上所有的实施例均使用图1，但作为本领域的技术人员可以很清楚的知道，不用给出单独的图纸来表示，只要实施例中缺少的零部件或者结构特征在图纸中拿掉即可。这对于本领域技术人员来说是清楚的。当然部件越多的实施例，只是最优实施例，部件越少的实施例为基本实施例，但是也能实现基本的发明目的，所以所有这些都在本发明的保护范围内。
88.本技术中凡是没有展开论述的零部件本身、本技术中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术，不再赘述。比如焊接、丝扣式连接等。
89.在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
90.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
91.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
92.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。