专利名称：驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种棒体投放装置，特别是涉及一种用于油田气井的泡沫排水棒自动投放装置。
背景技术：
在油田技术领域，为了提高油田气井(尤其是低压小产气井)内对天然气的采收率，工作人员需要对气井内的积液进行处理，其中一种方法是利用投棒装置向气井内投放泡沫排水棒，泡沫排水棒与气井内的积液相溶起泡，由于泡沫具有良好的携液能力，从而使得井底积液由产生的泡沫携带排出井外，从而达到改善井底环境、进而实现增加天然气采收率的目的。现有技术中的泡沫排水棒投放装置如图1、图2所示，包括壳体1’，壳体1’内竖直设有芯轴2’，芯轴2’固定在壳体1’上，芯轴2’的上端通过上轴承3’连接有棘轮4’，棘轮 4’上设有沈个轮齿，每个轮齿代表一个工位，棘轮4’与上转盘5’固定相连，芯轴2’的下端通过下轴承6’连接有下转盘7’，上转盘5’与下转盘7’之间竖直设有13个储棒筒8’， 每个储棒筒底部均转动连接有可以向下打开的托盘，13个储棒筒8，的轴线到芯轴2’轴线的距离相等，储棒筒8’的上、下开口分别穿过上、下转盘5’、7’ ；棘轮4’上方的芯轴2’上固定连接有限位块9’与限位杆10’、转动连接有转杆11’，限位杆10’上设有压缩弹簧12’， 转杆11’ 一端与压缩弹簧12’相接触，转杆11’另一端固定连接有棘爪13’，棘爪13’上通过传动销转动连接有拨杆14’，拨杆14’上固定连接有衔铁15’，壳体1’ 一侧设有电磁驱动器，电磁驱动器外设有固定连接在壳体1’上的防爆盒16’，衔铁15’与电磁驱动器内的电磁铁芯17，的对应端面间有间隙；壳体1’上端口通过上法兰18，固定密封，投棒筒19’设于上法兰18’上，投棒筒19’可在上转盘5’转动时对准储棒筒8，的上端筒口进行投棒；上法兰18’上还设有压力表20’，压力表20’外端安装有截止阀21’;壳体1’下端口与井口法兰22，固定密封相连，井口法兰22’上开设有法兰通孔23’，法兰通孔23，的轴线与投棒筒 19’的轴线错开，使得泡排棒不会在装入时直接掉入法兰通孔23’中，法兰通孔23’的上端口可在下转盘7’转动时对准储棒筒8’的下端口，法兰通孔23’的下端口与气井的井口相连通。本装置在使用时，装棒时，关闭油田气井井口的顶部阀门，从压力表20’上的截止阀21’处泄压放空，直至压力表20’显示为零，拧紧泄压螺钉，打开投棒筒19’上的油壬冒， 给电磁驱动器内电磁铁芯17’上的线圈24’通电，于是与拨杆14’固定相连的衔铁15’吸附在电磁铁芯17’上，拨杆14’通过传动销带动棘爪13’进而带动棘轮4’转动一个工位， 将线圈24’断电，衔铁15’与电磁铁芯17’之间没有吸附力，被压缩的压缩弹簧12’给转杆 11’ 一个回复力，转杆11’带动棘爪13’回复初始位置，同时衔铁15’复位；当线圈24’再次通电时，循环上述过程，棘轮4’又转动一个工位，此时棘轮4’转动两个工位，则投棒筒19’ 会对准一个储棒筒8’，此时向投棒筒19’中装入泡排棒，则泡排棒由于重力掉入储棒筒8’ 中；循环往复，直至12个储棒筒8’中均装入了泡排棒。投棒时，将投棒筒19’顶部的油壬冒拧紧，缓慢打开油田气井井口装置的顶部阀门，此时第一支泡排棒落入井口装置中，循环上述给线圈24’得电断电的动作，则当下转盘V上的储棒筒8’每转动两个工位，到与井口连接的法兰通孔23’位置时，该储棒筒8’下方的托盘自动下翻打开，泡排棒靠自重掉入气井中，从而实现泡排棒的投放。然而，现有技术中的上述泡排棒投放装置，由于电磁驱动器与棘轮棘爪装置均设置在壳体内，壳体直接与天然气出口相通，棘轮棘爪在摩擦过程中容易生电，且电磁驱动器在得电断电过程中也会产生电火花，容易引燃天然气发生爆炸，并因此损害壳体内的储棒筒等装置，整个投棒装置的安全性没有保障；此外，井内混杂各种气体的天然气上升到壳体中后，与棘轮棘爪及电磁驱动器直接接触，易对其产生腐蚀，缩短了电磁驱动器和棘轮棘爪的使用寿命；且本装置由于要将电磁驱动器及棘轮棘爪安装在壳体内，需要较高的壳体高度，因此也会使得壳体质量较大，进而使得壳体的整体加工成本较高；并且，电磁驱动器与棘轮棘爪装置位于壳体内，一旦上述驱动机构出现故障，需要调试与维修时都要打开上法兰，操作起来比较麻烦。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便的驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置。本实用新型一种驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置，包括壳体、电磁铁组件、棘轮棘爪驱动装置，壳体上端口与上法兰固定密封连接，壳体下端口与井口法兰固定密封连接，壳体内竖直设有芯轴，以及围绕芯轴圆周排列的若干储棒筒，储棒筒的上下端分别与壳体内水平设置的上转盘、下转盘固定连接，上法兰上安装有投棒筒，投棒筒的下端口穿过上法兰至壳体内，投棒筒到芯轴的轴心距与储棒筒到芯轴的轴心距相等，上法兰上还安装有压力表，压力表外端安装有截止阀，井口法兰上开设有法兰通孔，法兰通孔到芯轴的轴心距与储棒筒到芯轴的轴心距相等，法兰通孔的轴线与投棒筒的轴线错开；电磁铁组件外部安装有防爆盒，棘轮棘爪驱动装置包括棘轮、棘爪、转杆、拨杆、压缩弹簧和衔铁，棘爪一端可与棘轮咬合，另一端固定在转杆的一端，转杆转动连接在上法兰上，转杆另一端转动连接有拨杆，固定块固定在上法兰上，拨杆穿过固定块的一端安装有压缩弹簧，压缩弹簧外端与电磁铁组件相接触，拨杆上固定连接有衔铁，衔铁与电磁铁组件中的电磁铁芯的对应端面间有间隙，电磁铁组件与棘轮棘爪驱动装置均安装在壳体外，位于上法兰上方，芯轴上端穿过上法兰与棘轮固定连接，芯轴下端通过轴承安装在壳体内，上转盘和下转盘均与芯轴固定连接。本实用新型驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置，其中所述储棒筒为13个，所述棘轮包括沈个轮齿。本实用新型驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置，还包括芯轴座、下轴承，芯轴座固定在壳体上，位于壳体内部，芯轴下端的轴承安装在芯轴座上，下转盘通过下轴承安装在芯轴座上。本实用新型驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置，其中所述电磁铁组件的电磁线圈上连接有时间控制器，可预先设定线圈的通电断电时间以自动控制装棒或投棒过程。本实用新型驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置，其中所述每个储棒筒下端均转动连接有托盘，所述托盘可在储棒筒对准法兰通孔时下翻打开。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是本实用新型驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置，通过将电磁铁组件及棘轮棘爪传动装置安装在壳体外部，并对相关结构做了相应改造，S卩由现有技术中的传动机构内置式改为本装置中的传动机构外置式，使得壳体内的天然气不能直接与电磁铁组件及棘轮棘爪传动装置相接触，从而在很大程度上避免了装棒投棒过程中可能因产生电火花而发生的爆炸波及壳体内的其他部件，同时也起到了防止气井内随天然气出来的杂质气体腐蚀电磁铁组件及棘轮棘爪传动装置；并且由于将整个驱动机构置于壳体外部，有利于对驱动机构的调试、维修与保养，操作起来比较方便；此外，由于进行了上述改进，使得壳体高度整体降低，减轻了壳体重量，同时也降低了加工成本。本实用新型通过在电磁线圈上安装时间控制器，通过设定线圈的通电断电时间来控制衔铁的吸附与回位，从而自动控制棘轮棘爪动作，带动传动盘转动进行装棒或投棒，不必人工操作，节省了人力。
以下结合附图对本实用新型的驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置作进一步说明。
图1为现有技术中的泡排棒投放装置的主视剖视图；图2为图1中沿A-A线的剖视图；图3为本实用新型驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置的主视剖视图；图4为图3中沿B-B线的剖视图。上述图中标号说明1.壳体，2.芯轴，4.棘轮，5.上转盘，6.下轴承，7.下转盘， 8.储棒筒，11.转杆，12.压缩弹簧，13.棘爪，14.拨杆，15.衔铁，16.防爆盒，18.上法兰， 19.投棒筒，20.压力表，21.截止阀，22.井口法兰，23.法兰通孔，30.固定块，31.平键， 32.滑动轴承，33.芯轴座。
具体实施方式
如图3、图4所示，本实用新型驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置，包括壳体1、 电磁铁组件34、棘轮棘爪驱动装置，壳体1上端口与上法兰18通过螺栓螺母及密封垫圈密封连接，壳体1下端口与井口法兰22 —体成型，壳体1内竖直设有芯轴2，以及围绕芯轴2 圆周排列的13个储棒筒8，每个储棒筒8下端均转动连接有托盘，托盘可在储棒筒8对准法兰通孔23时下翻打开；芯轴座33焊接在壳体1内部，芯轴2通过滑动轴承32安装在芯轴座33上，储棒筒8的上下端分别焊接在壳体1内水平设置的上转盘5、下转盘7上，上转盘5通过螺栓螺母固定在芯轴2上，下转盘7通过下轴承6安装在芯轴座33上，上转盘5、 储棒筒8和下转盘7可随着芯轴8 一起转动，上法兰18上安装有投棒筒19，投棒筒19的下端口穿过上法兰18至壳体1内，投棒筒19到芯轴2的轴心距与储棒筒8到芯轴2的轴心距相等，使得投棒筒19可在上转盘5转动时对准储储棒筒8的上端口进行装棒，上法兰18 上还安装有压力表20，压力表20外端安装有截止阀21，以在装棒前打开截止阀21对壳体 1泄压放空，井口法兰22上开设有法兰通孔23，法兰通孔23到芯轴2的轴心距与储棒筒8到芯轴2的轴心距相等，使得法兰通孔23的上端口可在下转盘7转动时对准储棒筒8的下端口进行投棒，法兰通孔23的轴线与投棒筒19的轴线错开，防止在装棒时泡排棒直接通过法兰通孔23掉下；电磁铁组件34外部安装有防爆盒16，棘轮棘爪驱动装置包括棘轮4、棘爪13、转杆11、固定块30、拨杆14、压缩弹簧12和衔铁15，棘轮4包括沈个轮齿，棘爪13 与转杆11 一体成型，棘爪可与棘轮4上的轮齿咬合，转杆11转动连接在上法兰18上，转杆 11另一端铰接有拨杆14，固定块30焊接在上法兰18上，拨杆14穿过固定块30的一端安装有压缩弹簧12，压缩弹簧12外端与电磁铁组件34相接触，拨杆14上焊接有衔铁15，衔铁15与电磁铁组件34中的电磁铁芯的对应端面间有间隙，电磁铁组件34与棘轮棘爪驱动装置均安装在壳体1外，位于上法兰18上方，芯轴2上端穿过上法兰18与棘轮4通过平键 31固定连接，电磁铁组件34的电磁线圈上连接有时间控制器，可预先设定线圈的通电断电时间以自动控制装棒或投棒过程，即棘轮4每转动两个工位可进行投棒一次。本装置在使用时，装棒时，关闭油田气井井口的顶部阀门，如图3、图4所示，从压力表20上的截止阀21处泄压放空，直至压力表20显示为零，拧紧泄压螺钉，打开投棒筒 19上的油壬冒，给电磁铁组件34上的线圈通电，于是与拨杆14固定相连的衔铁15吸附在电磁铁组件34中的电磁铁芯上，此时压缩弹簧12由于衔铁15的吸附而被压缩，拨杆14由衔铁15牵引带动转杆11转动，从而使得位于转杆11 一端的棘爪13带动棘轮4转动一个工位，由于棘轮4与芯轴2固定连接，因而棘轮4在转动的同时带动芯轴2转动，芯轴2带动上转盘5与下转盘7转动，从而带动储棒筒8转动一个工位；经过设定t时间段后，时间控制器控制电磁线圈断电，衔铁15与电磁铁芯之间没有吸附力，被压缩的压缩弹簧12给拨杆14 一个回复力，拨杆14带动转杆11从而带动棘爪13回复初始位置，同时衔铁15复位； 当时间控制器经过t时间段后再次给电磁线圈通电时，循环上述过程，棘轮4又转动一个工位，此时棘轮4转动两个工位，则投棒筒19会对准一个储棒筒8，此时向投棒筒19中装入泡排棒，则泡排棒由于重力掉入储棒筒8中；循环往复，直至12个储棒筒8中均装入了泡排棒。投棒时，将投棒筒19顶部的油壬冒拧紧，缓慢打开油田气井井口装置的顶部阀门，此时第一支泡排棒落入井口装置中，由时间控制器控制，循环上述给电磁线圈通电断电的动作， 则当下转盘7上的储棒筒8每转动两个工位，到与井口连接的法兰通孔23位置时，该储棒筒8下方的托盘自动下翻打开，泡排棒靠自重掉入气井中，从而实现泡排棒的投放。以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
权利要求1.一种驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置，包括壳体(1)、电磁铁组件(34)、棘轮棘爪驱动装置，壳体⑴上端口与上法兰(18)固定密封连接，壳体⑴下端口与井口法兰 (22)固定密封连接，壳体(1)内竖直设有芯轴O)，以及围绕芯轴(2)圆周排列的若干储棒筒(8)，储棒筒(8)的上下端分别与壳体(1)内水平设置的上转盘(5)、下转盘(7)固定连接，所述上法兰(18)上安装有投棒筒(19)，投棒筒(19)的下端口穿过上法兰(18)至壳体 (1)内，投棒筒(19)到芯轴( 的轴心距与储棒筒(8)到芯轴( 的轴心距相等，所述上法兰(18)上还安装有压力表(20)，压力表00)外端安装有截止阀(21)，所述井口法兰02) 上开设有法兰通孔(23)，法兰通孔03)到芯轴O)的轴心距与储棒筒(8)到芯轴O)的轴心距相等，法兰通孔03)的轴线与投棒筒(19)的轴线错开；电磁铁组件(34)外部安装有防爆盒(16)，所述棘轮棘爪驱动装置包括棘轮、棘爪(13)、转杆(11)、固定块(30)、 拨杆(14)、压缩弹簧(1 和衔铁(15)，棘爪(1 一端可与棘轮(4)咬合，另一端固定在转杆(11)的一端，转杆(11)转动连接在上法兰(18)上，转杆(11)另一端转动连接有拨杆 (14)，固定块(30)固定在上法兰(18)上，拨杆(14)穿过固定块(30)的一端安装有压缩弹簧(12)，压缩弹簧(1 外端与电磁铁组件(34)相接触，拨杆(14)上固定连接有衔铁(15)， 衔铁(1 与电磁铁组件(34)中的电磁铁芯的对应端面间有间隙，其特征在于所述电磁铁组件(34)与棘轮棘爪驱动装置均安装在壳体(1)外，位于上法兰(18)上方，所述芯轴(2) 上端穿过上法兰(18)与棘轮固定连接，芯轴( 下端通过轴承(3 安装在壳体(1) 内，上转盘(5)和下转盘(7)均与芯轴O)固定连接。
2.根据权利要求1所述的驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置，其特征在于所述储棒筒⑶为13个，所述棘轮⑷包括沈个轮齿。
3.根据权利要求2所述的驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置，其特征在于还包括芯轴座(33)、下轴承(6)，芯轴座(33)固定在壳体(1)上，位于壳体(1)内部，芯轴(2)下端的轴承(32)安装在芯轴座(33)上，下转盘(7)通过下轴承(6)安装在芯轴座(33)上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置，其特征在于所述电磁铁组件(34)的电磁线圈上连接有时间控制器，可预先设定线圈的通电断电时间以自动控制装棒或投棒过程。
5.根据权利要求4所述的驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置，其特征在于每个储棒筒(8)下端均转动连接有托盘，所述托盘可在储棒筒(8)对准法兰通孔时下翻打开。
专利摘要本实用新涉及一种用于油田气井增加天然气采收率的泡排棒投放装置。其目的是为了提供一种结构简单、操作简便的泡排棒投放装置。本实用新型驱动机构外置式泡沫排水棒投放装置，包括壳体、电磁铁组件、棘轮棘爪驱动装置，壳体上端口与上法兰固定密封连接，壳体下端口与井口法兰固定密封连接，壳体内竖直设有芯轴以及围绕芯轴圆周排列的若干储棒筒，电磁铁组件与棘轮棘爪驱动装置均安装在壳体外，位于上法兰上方，芯轴上端穿过上法兰与棘轮固定连接，芯轴下端通过轴承安装在壳体内，储棒筒与芯轴固定连接。采用上述驱动装置即电磁铁组件与棘轮棘爪驱动装置外置式的结构之后，本装置的防爆性与防腐蚀性进一步增强，且便于对驱动装置进行维修与保养。
文档编号E21B43/22GK202215219SQ20112028614
公开日2012年5月9日 申请日期2011年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者张晓瑞, 段维庆 申请人:北京恩瑞达科技有限公司