旋轉式磁振動防堵塞過濾器的製作方法

2023-05-27 07:56:16

專利名稱：旋轉式磁振動防堵塞過濾器的製作方法
技術領域：
本發明涉及油田採油領域採油管柱最底端所用的過濾裝置，尤其是旋轉式磁振動 防堵塞過濾器。
背景技術：
在油田採油領域中，為了防止較大砂子進入抽油泵，在抽油泵下面連接有過濾裝 置。同時，在過濾裝置的井下預留有沉降池，使井液中的較大砂子沉降在沉降池內，防止較 大砂子進入抽油泵。而現有的過濾裝置由於採用篩孔、篩網的靜止方式防堵塞，使得過濾裝 置易堵塞，因而縮短使用周期，增加採油井作業頻率，最終增加採油成本。同時，採用無選擇 的沉降方式，沉降池在較短的時間內就被砂子埋滿，這樣就縮短沉降池砂埋周期，進而也增 加採油井作業頻率，最終也增加採油成本。。

發明內容
為了解決現有過濾裝置易堵塞，砂埋周期短的問題。本發明提供一種旋轉式磁振 動防堵塞過濾器。該旋轉式磁振動防堵塞過濾器具有惡劣條件下不易堵塞，性能穩定，使用 周期長，延長砂埋周期的特點。本發明的技術方案是該旋轉式磁振動防堵塞過濾器包括多級液壓泵及轉動過濾 器。提供轉動作用的多級液壓泵下端連接有轉動和振動過濾作用的轉動過濾器。所述的多 級液壓泵包括泵殼體、上端泵體、下端泵體、中間泵體、泵軸及葉輪，上端泵體與下端泵體分 別固定在泵殼體內上下端，上端泵體與下端泵體之間的泵軸上有葉輪，葉輪之間的泵軸上 有用於固定葉輪之間距離的中間軸套，中間軸套外置有保持直線流束的中間泵體，中間泵 體之間置有用於固定中間泵體的支撐套，上端泵體、下端泵體及中間泵體上分別有過流通 道；所述的轉動過濾器包括過濾殼體、過濾軸承座、連軸器、轉軸、過濾片、壓蓋、擋蓋以及軸 套，過濾殼體與泵殼體相連接，過濾殼體的壁上有徑向豁口，過濾軸承座固定在過濾殼體上 端，軸套的凸套置於過濾軸承座的軸承孔內，擋蓋置於軸套下端，轉軸通過連軸器與泵軸相 連接，轉軸穿入軸套、擋蓋和壓蓋，擋蓋與壓蓋之間的轉軸上有過濾片，並能與轉軸一起轉 動，過濾片上有通孔，過濾片與過濾片之間有間隔墊，過濾軸承座、軸套和擋蓋上軸向有過 流通道。上述方案中的轉動過濾器下端連接有磁振動器；所述的磁振動器包括振動殼體、 端蓋、振動筒、連接鎖套、調整座、環形磁鐵、隔磁套、振動軸承座、半圓磁鐵、半圓隔磁套、不 對稱磁鐵環以及振動轉子，振動殼體與過濾殼體相連，壓蓋置于振動殼體內上端，壓蓋下端 連接有連接鎖套，連接鎖套下端通過轉軸連接有振動轉子，振動筒置于振動殼體內，振動筒 上端與振動軸承座相連，振動軸承座下端振動筒內分別固定有半圓磁鐵及半圓隔磁套，端 蓋連接在振動殼體和振動筒下端，調整座置于振動筒下端，端蓋上有調整調整座的調整螺 釘，端蓋和調整座上分別有過液孔，環形磁鐵分別固定在調整座上面和振動轉子下面，振動 轉子的環形磁鐵上面依次固定有隔磁套和不對稱磁鐵環，轉軸穿過連接鎖套及振動轉子後固定于振動轉子下端內；泵殼體內上端置有防護蓋，防護蓋上有過液孔；轉軸通過軸向開 放連軸器與泵軸相連接。本發明具有如下有益效果該旋轉式磁振動防堵塞過濾器由於採用在多級液壓 泵依次與轉動過濾器及磁振動器相連接的結構。利用多級液壓泵提供轉動動力，使轉動過 濾器及磁振動器轉動和振動。利用轉動過濾器數百個過濾片中間夾持的間隔墊，在同一轉 軸上轉動，形成過濾縫隙及端面有若干相同孔構成若干個通道，大顆粒砂子無法經過過濾 片之間的細小縫隙，受離心力的作用，被拋出或與過濾殼體邊緣刮碰而改變方向射出，如此 循環而實現防止堵塞功能，因而將現有靜止過濾方式改為轉動和振動過濾，使得過濾裝置 不易堵塞，進而延長使用周期，降低採油井作業頻率，最終降低採油成本。磁振動器利用環 形磁鐵、半圓磁鐵以及不對稱磁鐵環之間的異性磁極力的作用，帶動隔磁套上下振動，使沉 降池內的井液一直保持波動狀態，而由於井液的波動使得細小砂粒常期均勻的懸浮在井液 中，隨井液一同被抽走，由於佔砂子總量百分之七十五以上的細小砂子沒有參與造成砂埋 的沉積，因此將砂埋的周期延長數倍，進而延長使用周期，降低採油井作業頻率，最終降低 採油成本。所以說該旋轉式磁振動防堵塞過濾器具有惡劣條件下不易堵塞，性能穩定，使用 周期長，延長砂埋周期的特點。


附圖1是本發明結構示意附圖2是本發明中上、下端泵體結構示意附圖3是中間泵體結構示意附圖4是本發明中葉輪結構示意附圖5是圖3俯視附圖6是本發明中過濾片結構示意附圖7是本發明中過濾殼體結構示意圖。圖中1-泵殼體，2-上端泵體，3-下端泵體，4-泵軸，5-葉輪，6-中間泵體，7-過濾 殼體，8-過濾軸承座，9-連軸器，10-轉軸，11-過濾片，12-壓蓋，13-擋蓋，14-軸套，15-振 動殼體，16-端蓋，17-振動筒，18-連接鎖套，19-調整座，20-環形磁鐵，21-隔磁套，22-振 動軸承座，23-半圓磁鐵，24-半圓隔磁套，25-不對稱磁鐵環，26-振動轉子，27-中間軸套， 觀-防護蓋，29-支撐套。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明
如附圖所示，該旋轉式磁振動防堵塞過濾器包括多級液壓泵、轉動過濾器以及磁振動 器。由提供轉動作用的多級液壓泵依次與轉動和振動的轉動過濾器及使井液波動的磁振動 器相連接。所述的多級液壓泵是採用直噴對流方式，它包括泵殼體1、上端泵體2、下端泵體 3、泵軸4、葉輪5以及中間泵體6。泵殼體1上端有用於與抽油泵相連的接頭。殼體1上端 有用於與抽油泵相連的接頭。泵殼體1內上端置有防護蓋28，防護蓋觀上有過液孔，由防 護蓋觀防止抽油泵中東西掉落多級液壓泵中，損壞多級液壓泵，起到保護多級液壓泵的。 上端泵體2與下端泵體3分別通過螺釘固定在泵殼體1上下端，上端泵體2及下端泵體3 上軸向有9個過流通道，上端泵體2和下端泵體3主要起支撐固定泵軸4作用。上端泵體2與下端泵體3之間的泵軸4上有5個葉輪5，葉輪5上有9個葉片，葉輪5六方形孔與通過 六方形泵軸4相配合，由葉輪5產生轉動力，帶動泵軸4轉動。葉輪5之間的泵軸4上有中 間軸套27，中間軸套27用於固定兩葉輪5之的間距離。中間軸套27外套有中間泵體6，中 間泵體6用於保持直線流束的。中間泵體6之間外邊緣置有支撐套四，支撐套四用於固定 中間泵體6距離。上端泵體2、下端泵體3及中間泵體6上分別有4個過流通道。井液在通 過下端泵體3、葉輪5、中間泵體6和上端泵體2過程中，帶動葉輪5轉動，葉輪5轉動帶動 泵軸4轉動，泵軸4轉動帶動轉軸10轉動，由轉軸10轉動使轉動過濾器轉動過濾，使磁振 動器振動沉降池中井液。該多級液壓泵是採用直噴對流方式，由五組葉輪5分別在五個腔 體內固定在同一泵軸4上，動力來源於抽油機工作過程中流動井液通過多級液壓泵使之轉 動，並由固定在泵軸4下端的連軸器9帶動轉動過濾器一起轉動，於此同時磁振動器的也固 定在轉動過濾器轉軸10下端，也與之同步轉動。它具有轉速低，動力大的特點，並且只需要 0. 02兆帕的壓差就可實現正常轉動，它可以確保轉動過濾器和磁振動器有足夠的動力正常 運轉，同時，由於轉速低可以降低各零部件的磨損，從而達到延長使用壽命的目的。所述的轉動過濾器包括過濾殼體7、過濾軸承座8、連軸器9、轉軸10、過濾片11、擋 蓋13以及軸套14。過濾殼體7與泵殼體1通過焊接相連接。過濾殼體7的壁上有兩排相 對而交錯共49個徑向豁口，井液通過徑向豁口進入過濾殼體7內。過濾軸承座8固定在過 濾殼體7上端，過濾軸承座8用於支撐固定轉軸10。軸套14的凸套置於過濾軸承座8的軸 承孔內，擋蓋13置於軸套14下端，轉軸10通過連軸器9與泵軸4相連接，也可採用既能保 證轉軸10轉動，又可上下串動的連接方式與泵軸4。轉軸10穿入軸套14、擋蓋13和壓蓋 12，擋蓋13與壓蓋12之間的轉軸10上穿有數百片過濾片11，過濾片11為片狀，居中有與 六方轉軸10配合的六方孔，六方孔周邊有通孔，通過六方轉軸10與六方孔的過濾片11配 合，使過濾片11能夠與轉軸10 —起轉動。過濾片11與過濾片11之間有間隔墊，間隔墊為 圓片狀，厚度為0. 25毫米，這個厚度決定兩過濾片11之間的間隙，也就決定進入砂子的大 小，能夠通過的砂子進入抽油泵內不會損壞抽油泵。過濾軸承座8、軸套14和擋蓋13上軸 向有過流通道，井液由過流通道能夠進入到抽油泵內。轉動過濾器由405片過濾片11和每兩片間夾持的間隔墊形成過濾間隙，並組裝在 同一中心轉軸10上，過濾片11和間隔墊上若干相同的過濾孔構成同一若干個通道，在工作 時，在多級液壓泵帶動下同時轉動，轉動過濾器過濾殼體7上兩排相對而交錯共25個徑向 豁口，當井液由豁口吸入時，大顆粒砂子無法通過兩過濾片11之間的間隙，同時受離心力 的作用，被拋出，或與過濾殼體7刮碰，而改變運動方向射出，如此循環而達到防止轉動過 濾器堵塞的目的，由靜止防堵塞方式而改變為動態防堵塞方式，進而延長該旋轉式磁振動 防堵塞過濾器使用壽命，減少作業次數，最終降低採油成本，提高採油率。同時，因振動轉子 26在轉動的同時軸向振動，這樣能夠確保砂子對過濾殼體7和過濾片11的均勻磨損。所述的磁振動器包括振動殼體15、壓蓋12、端蓋16、振動筒17、連接鎖套18、調整 座19、環形磁鐵20、隔磁套21、振動軸承座22、半圓磁鐵23、半圓隔磁套24、不對稱磁鐵環 25以及振動轉子26。振動殼體15與過濾殼體7相連，壓蓋12置于振動殼體15內上端，由 壓蓋12與轉動過濾器密封隔離。壓蓋12下端連接有連接鎖套18，首先由連接鎖套18與 擋蓋13以及軸套14將過濾片11固定，保持過濾片11之間間隙，再由連接鎖套18將壓蓋 12和連接鎖套18固定在轉軸10上，並能夠同轉軸10轉動和上下振動，通過壓蓋12的上CN 102146914 A
說明書
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下移動，對井液產生波動。連接鎖套18下端通過轉軸10連接有振動轉子沈，振動轉子沈 下面固定有環形磁鐵20，環形磁鐵20為圓環形，振動轉子沈的環形磁鐵20上面固定有隔 磁套21，隔磁套21上面固定有不對稱磁鐵環25，不對稱磁鐵環25圓環形，半圓逐漸變薄， 因而磁力不等，使振動轉子沈帶動轉軸10上下移動，對井液產生波動。振動筒17置于振 動殼體15內，振動筒17上端通過螺栓與振動軸承座22相連，振動筒17下端通過螺釘與端 蓋16相連，振動殼體15下端通過螺紋連接有端蓋16，調整座19浮動置于振動筒17下端， 並通過連接在端蓋16上調整螺釘實行調整，端蓋16和調整座19上分別有過液孔，使井液 能夠進出。調整座19上面固定有環形磁鐵20，與不對稱磁鐵環25對應的振動筒17上端 內分別固定有半圓磁鐵23及半圓隔磁套M，半圓磁鐵23為半圓形，半圓隔磁套M為半圓 形，半圓磁鐵23與半圓隔磁套M組成一個完整圓環。轉軸10穿過連接鎖套18及振動轉 子26後固定于振動轉子沈下端內。當不對稱磁鐵環25厚的一側，也就是強磁的一側，對應於半圓磁鐵23時，由於受 到強磁場的作用，改變了原來的平衡磁場的條件，使得振動轉子沈連同轉軸10 —起向下振 動；當不對稱磁鐵環25薄的一側，也就是較弱磁的一側，對應於半圓磁鐵23時，振動轉子 26又回到原來的平衡位置，振動轉子沈每隨振動軸27轉動一周都會完成一次相同的上下 振動，把這種由於磁場的強弱的改變而產生的位置移動叫做「磁振動」。在振動的同時，振動 轉子26向內移動，由於反方向的空間增大而產生負壓，伴隨著一定數量的井液經端蓋16及 調整座19上的過液孔、振動轉子沈與振動筒17間的間隙、振動筒17與半圓磁鐵23及半 圓隔磁套M間的間隙及振動軸承座22上的間隙吸入壓蓋12下的內腔，反向則產生正壓， 將吸入的井液再排出，只要抽油機正常工作，這種吸入和排出就一直保持著，因此使得沉降 池內的井液也一直保持著波動的狀態，而由於井液的波動使得細小的砂粒常期均勻的懸浮 在井液中，隨井液一同被抽走，由於佔砂子問題百分之七十五以上的細小砂子沒有參與造 成砂埋的沉積，因此將砂埋周期延長數倍。該旋轉式磁振動防堵塞過濾器通過現場實驗取得顯著效果。在粘度達到65個運 動粘度，含砂量達到百分之三十的惡劣條件下，仍然保持正常工作狀態。該旋轉式磁振動 防堵塞過濾器針對井下含砂量高等惡劣條件而設計，並經過長期實踐而完善它的結構及選 材，因此它能夠確保使用達到30000小時內故障率為零，同時不需要中間維護，所以說性能 穩定，使用周期長。假定某一 口井的沉降池深度為20米，平均每天砂埋的速度為150毫米， 那麼它的一個砂埋周期約在133天左右，如果採用該旋轉式磁振動防堵塞過濾器的砂埋周 期可延長至400天以上，所以說可大幅度延長砂埋周期。
權利要求
1.一種旋轉式磁振動防堵塞過濾器，包括多級液壓泵及轉動過濾器，其特徵在於提 供轉動作用的多級液壓泵下端連接有轉動和振動過濾作用的轉動過濾器；所述的多級液壓泵包括泵殼體(1)、上端泵體O)、下端泵體(3)、中間泵體(27)、泵軸 ⑷及葉輪(5)，上端泵體(2)與下端泵體(3)分別固定在泵殼體⑴內上下端，上端泵體 ⑵與下端泵體⑶之間的泵軸⑷上有葉輪(5)，葉輪(5)之間的泵軸⑷上有用於固定 葉輪(5)之間距離的中間軸套07)，中間軸套(XT)外置有保持直線流束的中間泵體(6)， 中間泵體(6)之間置有用於固定中間泵體(6)的支撐套( )，上端泵體O)、下端泵體(3) 及中間泵體(6)上分別有過流通道；所述的轉動過濾器包括過濾殼體(7)、過濾軸承座(8)、連軸器(9)、轉軸(10)、過濾片 (11)、壓蓋(12)、擋蓋(13)、軸套(14)以及間隔墊，過濾殼體(7)與泵殼體(1)相連接，過 濾殼體(7)的壁上有徑向豁口，過濾軸承座(8)固定在過濾殼體(7)上端，軸套(14)的凸 套置於過濾軸承座(8)的軸承孔內，擋蓋(1 固定在軸套(14)下端的轉軸(10)上，轉軸 (10)通過連軸器(9)與泵軸(4)相連接，轉軸(10)穿入軸套(14)、擋蓋(13)和壓蓋(12)， 擋蓋(1 與壓蓋(1 之間的轉軸(10)上有過濾片(11)，並能與轉軸(10) —起轉動，過 濾片(11)上有通孔，過濾片(11)與過濾片(11)之間有間隔墊，過濾軸承座(8)、軸套(14) 和擋蓋(1 上軸向有過流通道。
2.根據權利要求1所述的旋轉式磁振動防堵塞過濾器，其特徵在於轉動過濾器下端 連接有使井液波動的磁振動器；所述的磁振動器包括振動殼體(15)、端蓋(16)、振動筒(17)、連接鎖套(18)、調整座 (19)、環形磁鐵(20)、隔磁套(21)、振動軸承座(22)、半圓磁鐵(23)、半圓隔磁套(M)、不 對稱磁鐵環05)以及振動轉子( )，振動殼體(15)與過濾殼體(7)相連，壓蓋(12)置於 振動殼體(1 內上端，壓蓋(1 下端連接有連接鎖套(18)，連接鎖套(18)下端通過轉軸 (10)連接有振動轉子(沈)，振動筒(17)置于振動殼體(1 內，振動筒(17)上端與振動軸 承座0 相連，振動軸承座0 下端振動筒(17)內分別固定有半圓磁鐵及半圓隔 磁套(M)，端蓋(16)連接在振動殼體(1 和振動筒(17)下端，調整座(19)置于振動筒 (17)下端，端蓋(16)上有調整調整座(19)的調整螺釘，端蓋(16)和調整座(19)上分別有 過液孔，環形磁鐵OO)分別固定在調整座(19)上面和振動轉子06)下面，振動轉子06) 的環形磁鐵OO)上面依次固定有隔磁套和不對稱磁鐵環(25)，轉軸(10)穿過連接鎖 套(18)及振動轉子06)後固定于振動轉子06)下端內。
3.根據權利要求2所述的旋轉式磁振動防堵塞過濾器，其特徵在於泵殼體(1)內上 端置有防護蓋(觀)，防護蓋08)上有過液孔。
4.根據權利要求3所述的旋轉式磁振動防堵塞過濾器，其特徵在於轉軸(10)通過軸 向開放連軸器(9)與泵軸(4)相連接。
全文摘要
一種旋轉式磁振動防堵塞過濾器。主要解決現有過濾裝置易堵塞，砂埋周期短的問題。其特徵在於由提供轉動作用的多級液壓泵依次與轉動和振動過濾的轉動過濾器及使井液波動的磁振動器相連接。該旋轉式磁振動防堵塞過濾器具有惡劣條件下不易堵塞，性能穩定，使用周期長，延長砂埋周期的特點。
文檔編號F04B53/20GK102146914SQ20111011191
公開日2011年8月10日 申請日期2011年5月3日 優先權日2011年5月3日
發明者蔣洪濤, 高愛文 申請人:蔣洪濤, 高愛文