[发明专利]一种井下自动捞砂装置及其捞砂工艺

摘要

本发明公开了一种井下自动捞砂装置及其捞砂工艺。该装置通过钢丝绳带动捞砂泵上下运动实现自动捞砂。导绳轮同轴安装角位移传感器以检测钢丝绳绳长。定滑轮底座安装有载荷传感器以检测钢丝绳载荷。捞砂泵底部的进砂阀阀芯与松砂硾为一体结构。钢丝绳与加重活塞杆顶端的绳环相连，带动活塞在进砂阀与盛砂阀之间的游动腔上下运动。活塞下行时，游动腔上部形成负压，游动腔下部的携砂井液顶开活塞内的单流阀进入游动腔上部。在活塞下行触及下死点前，改为低速下行，避免冲击下死点。在活塞上行触及上死点前，改为低速上行，避免冲击上死点。本发明简单可靠、泵效高、自动化程度高，可有效避免活塞对上下死点的冲击，尤其适用于低液位油水井捞砂。

主权项

一种井下自动捞砂装置，其特征在于，该装置包括卷扬机构、钢丝绳绳长与载荷检测装置以及捞砂泵；所述捞砂泵包括泵管(23)、松砂硾(24)、挡板(22)、进砂阀、单流阀、活塞、加重活塞杆(14)和盛砂阀；泵管(23)为倒置的桶状结构，泵管(23)顶部管壁周向开有排液用通孔，接近泵管(23)底部开口处固定有漏孔的挡板(22)；挡板(22)上部设有进砂阀，进砂阀阀座(21)固定在泵管(23)上；松砂硾(24)上部连杆穿过挡板(22)中心孔与进砂阀阀芯(20)连接；松砂硾(24)用于松动井底沉积砂，以及开启进砂阀；挡板(22)用于松砂硾(24)的运动导向与限位；当松砂硾(24)触及砂面，进砂阀即打开，携砂井液可由此进入泵管(23)；当松砂硾(24)离开砂面时进砂阀关闭；进砂阀上部安装有盛砂阀，盛砂阀由挡簧板(10)、复位弹簧(11)、盛砂阀阀芯(12)和盛砂阀阀座(13)构成，盛砂阀阀芯(12)安装在盛砂阀阀座(13)上，挡簧板(10)位于盛砂阀阀座(13)上方，复位弹簧(11)套在加重活塞杆(14)上，并位于挡簧板(10)和盛砂阀阀座(13)之间；带漏孔的挡簧板(10)与盛砂阀阀座(13)固定在泵管(23)上；盛砂阀将泵管(23)分为上下两个腔；进砂阀与盛砂阀之间为游动腔(15)，盛砂阀之上为盛砂腔(9)；加重活塞杆(14)穿过泵管(23)顶部、挡簧板(10)、盛砂阀阀芯(12)与盛砂阀阀座(13)上的通孔，与游动腔(15)内的活塞组合体相连；活塞组合体包括活塞体(16)、密封环(17)及单流阀；活塞体(16)中空，内有单流阀阀芯(18)，单流阀阀座(1)(9)与活塞体(16)下部连接；活塞体(16)上部周向有通孔，下部外周设有密封环(17)；打开单流阀能够使游动腔(15)上下连通；钢丝绳(3)带动加重活塞杆(14)及活塞组合体在游动腔内上下运动，将携砂井液通过开 启的进砂阀吸入游动腔，再注入盛砂腔(9)；由活塞组合体与游动腔(15)构成的活塞泵在泵管(23)底部；卷扬机构内的钢丝绳(3)一端与卷扬机(1)相连，另一端通过导绳轮(2)、井口支架(7)上的定滑轮(4)与井下捞砂泵加重活塞杆(14)顶端相连；所述钢丝绳绳长与载荷检测装置包括角位移检测装置(5)和载荷传感器(6)；角位移检测装置(5)与导绳轮(2)同轴安装，通过检测角位移能够计算钢丝绳的收放长度与速度，即捞砂泵的位移及运动速度；载荷传感器(6)安装在定滑轮(4)底座，用于检测钢丝绳载荷。