[發明專利]頁巖氣井砂水排送柱塞器

有效

• 申請號: 201811285706.1
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109236245B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 錢玉寶;凌振芳;嚴梁柱;楊青華;劉梓鵬;桂志偉;魯鄭
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: E21B43/02
• 分類號: E21B43/02;E21B43/00
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

1.一種頁巖氣井砂水排送柱塞器，其特征在于，包括

主軸；水平軸承套設在所述主軸上、且直徑與頁巖氣井直徑配合設置的水平扇葉組件，所述水平扇葉組件包括沿主軸周向均勻分布活動設置的多個水平扇葉，多個所述水平扇葉旋轉至水平設置時能夠合圍形成一與頁巖井軸向橫截面一致的密封面；

縱向軸承套設在主軸下端的縱向扇葉組件，所述縱向扇葉組件包括縱向渦輪和套設在縱向渦輪外側的防護網，所述縱向渦輪的旋轉中心軸與所述主軸中心軸垂直設置；

彈性套設在水平扇葉組件上方主軸上的扇葉開啟軸套，所述扇葉開啟軸套上端軸向突出主軸設置，下端周向均勻分布有多個與水平扇葉一一對應的軸向下延部，所述軸向下延部指向水平扇葉旋轉支點的一側設置，并在彈性下壓時軸向向下抵接水平扇葉一側，直至水平扇葉傾斜開啟；

彈性套設在水平扇葉組件下方主軸上的扇葉關閉軸套，所述扇葉關閉軸套下端軸向突出于主軸、并與縱向扇葉組件連接設置，上端周向均勻分布有多個與水平扇葉一一對應的軸向上延部，所述軸向上延部相對所述軸向下延部指向水平扇葉旋轉支點的另一側設置，并在彈性上壓時軸向向上抵接水平扇葉另一側，直至水平扇葉水平合圍形成密封面；

所述水平扇葉組件通過一球形軸承套裝在主軸上，所述球形軸承包括圓形內環和球形外環，所述內環固定套裝在主軸上，所述水平扇葉沿球形外環的最大圓周周向均勻分布活動設置球形外環上，且所述水平扇葉內側的弧度與球形外環的弧度一致；所述扇葉開啟軸套與所述球形軸承之間的主軸上套設有第二彈性部件，所述第二彈性部件一端抵接扇葉開啟軸套內側設置的階梯部上，另一端抵接在球形軸承上；

所述縱向扇葉組件包括活動套設在主軸下端的下端軸套組件，自下端軸套組件下部自由端連接有軸向對稱向下延伸設置的安裝支架，以及軸承套裝在安裝支架安裝端的縱向渦輪，所述縱向渦輪的旋轉中心軸與所述主軸中心軸垂直設置；

所述主軸中空設置，其桿體內部設有與上端軸向連通設置的第一空腔和與下端軸向連通設置的第二空腔，所述第二空腔內設有第四彈性部件，所述第一空腔內設有連桿鎖扣組件，所述連桿鎖扣組件包括連桿機構和彈簧扣件，所述連桿機構的一端突出主軸上端與中心軸套筒內設置的連桿滑塊鉸接設置，所述連桿滑塊設置在第一彈性部件與主軸上端之間，所述連桿滑塊與主軸上端之間設有第五彈性部件，所述連桿機構的另一端與彈簧扣件的旋轉支點固定設置；

所述下端軸套組件包括下軸桿和外套桿，所述下軸桿的上端活動套裝在主軸下端軸向設置的第二空腔內，且所述下軸桿的上端與第二空腔腔底之間設所述第四彈性部件，所述下軸桿的下端與安裝支架連接設置，所述安裝支架的軸向寬度大于外套桿的內徑寬度，所述外套桿套裝在扇葉關閉軸套下方的主軸上，且所述外套桿與扇葉關閉軸套之間設有第三彈性部件，所述第三彈性部件一端抵接扇葉關閉軸套下端內壁設置的階梯部，另一端抵接于外套桿上端。

2.根據權利要求1所述頁巖氣井砂水排送柱塞器，其特征在于，所述主軸上端設有水平同軸設置的圓形扶正盤，所述扶正盤沿其中心軸向下延伸出一中心軸套筒，所述中心軸套筒通過第一彈性部件同軸套裝在主軸上端，所述中心軸套筒的下端與扇葉開啟軸套的上端相對設置。

3.根據權利要求1所述頁巖氣井砂水排送柱塞器，其特征在于，所述球形外環的最大圓周上周向均勻分布有多個安裝盲孔，每一個所述安裝盲孔的一側均設有以安裝盲孔為中心的弧形旋轉槽，所述水平扇葉的內側徑向設有旋轉支點，所述旋轉支點的一側設有旋轉滑塊，所述水平扇葉的旋轉支點活動安裝在安裝盲孔中，且一側的旋轉滑塊對應設置在所述弧形旋轉槽中。

4.根據權利要求1所述頁巖氣井砂水排送柱塞器，其特征在于，所述第一空腔相對扇葉關閉軸套的腔壁上開設有一鎖扣通孔，所述彈簧扣件的鎖扣端相對鎖扣通孔設置，所述扇葉關閉軸套的內壁內凹設有一鎖扣槽，當鎖扣槽運動至與鎖扣通孔相對的位置時，所述彈簧扣件的鎖扣端突出鎖扣通孔卡入鎖扣槽中。

5.根據權利要求1所述頁巖氣井砂水排送柱塞器，其特征在于，所述水平扇葉組件包括直徑與頁巖氣井內徑配合設置的支撐抵接環，所述支撐抵接環周向環繞設置在水平扇葉外側，通過徑向支撐桿與主軸固定連接。