[发明专利]一种石油开采钻井液砂泵及其使用方法

说明书

本发明涉及石油开采技术领域，且公开了一种石油开采钻井液砂泵，包括底架、密封组件和外界电机，所述底架的顶部固定安装有活动腔，所述活动腔的背部左侧开设有低压进口，所述活动腔的右侧中部开设有高压出口，所述活动腔的内腔中部活动套接有叶轮，所述活动腔的顶面固定安装有固定架。通过耐磨橡胶圈和挤压块的设置，使得当叶轮的转速增加使活动腔内部的压力增大时，对挤压块向上挤压，增大耐磨橡胶圈与挤压块和耐磨橡胶圈与主轴之间的接触力，一方面随着转速和压力的增加进而加强活动腔内部的密封性，降低砂泵因泄露导致的失效机率，另一方面为密封组件提供一层防护，减少钻井液的侵入，增加密封组件的使用期限，减少维护成本。

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，具体为一种石油开采钻井液砂泵及其使用方法。

背景技术

砂泵是钻井液固相控制系统中的重要设备之一,其主要作用是为钻井液除砂、除泥器以及旋流混浆器提供具有一定压力和排量的钻井液，目前,钻井现场使用的砂泵均为大排量的离心泵，离心泵分为卧式和立式离心泵，卧式离心泵工作原理如附图6所示，钻井液从低压进口3垂直进入叶轮5中，由外接电机带动主轴7转动，进行带动叶轮5转动，产生离心力，将叶轮5中的钻井液以较高的压力从高压出口4排出，从而在叶轮5的中心产生真空，对从低压进口3进入的钻井液吸引，进行产生输送循环，但砂泵在使用过程中存在一些不足，如下：

在钻井现场使用的砂泵85％以上为卧式砂泵，而卧式砂泵的失效90％以上是由密封引起的，通常砂泵的密封形式主要分为两种，其一是通过在填料箱中装入软填料,并施加一定的压力,使填料充满填料箱,从而达到密封效果，其二是通过一对或者数对动环与静环组成的摩擦副构成的机械密封装置,它是靠弹性元件和密封介质的压力在旋转的动静环端面产生适当的压紧力,使它们紧密贴合,从而维持一层极薄的液膜达到密封的目的，但两者在使用过程中，皆存在相同的问题，当叶轮5的转速增加时，蜗壳内的压力逐渐增大时，钻井液容易渗透进入填料箱或者机械密封装置的密封面，含有泥砂的钻井液进人填料箱,导致轴套严重磨损，同时含砂钻井液一旦进入机械密封装置的密封面,密封副将迅速磨损,彻底失效。

目前，离心式砂泵，其结构均为叶轮悬臂式支撑即外伸梁结构呈T字型，这种结构在叶轮5旋转时，由于耐磨盘受到钻井液的腐蚀和磨损的不均性，使得主轴7转动产生的力不均匀，产生细微振动，并增加对轴承与密封件的负荷，并且具有较大的挠度，加快了轴承的损耗，使得密封失效，进而造成泄漏。

发明内容

本发明提供了一种石油开采钻井液砂泵及其使用方法，具备钻井液输送效果好，密封效果良好的优点，解决了上述背景技术中的问题。

本发明提供如下技术方案：一种石油开采钻井液砂泵，包括底架、密封组件和外界电机，所述底架的顶部固定安装有活动腔，所述活动腔的背部左侧开设有低压进口，所述活动腔的右侧中部开设有高压出口，所述活动腔的内腔中部活动套接有叶轮，所述活动腔的顶面固定安装有固定架，所述固定架与叶轮的顶部活动套接，所述固定架中活动套接有主轴，所述主轴的最顶端与外界电机固定连接，所述主轴的底端与叶轮的顶部内腔固定套接，所述叶轮的顶部外侧且位于固定架的内部活动套接有挤压块，所述所述叶轮的顶部且位于挤压块的上方外侧活动套接有耐磨橡胶圈，所述主轴上且位于固定架的内部活动套接有密封组件。

优选的，所述叶轮包括支撑板和间隔板，所述间隔板有八个且均匀分布在支撑板之间，所述支撑板的上表面固定安装有活动轴筒，间隔板将支撑板的内部均匀分成八个空间并且彼此连通。

优选的，所述低压进口与活动腔处于同一平面，所述低压进口的方向与叶轮的切线方向相同。

优选的，所述活动轴筒上活动套接有隔沙板，所述隔沙板与活动腔的顶部固定连接，所述隔沙板有硬质钢板制成，所述隔沙板上均匀开设有细孔。

优选的，所述耐磨橡胶圈的顶部开设有均匀分布的条形槽。

优选的，所述挤压块的外侧固定安装有密封橡胶圈。