一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵的制作方法
【專利摘要】一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵，包括外泵筒、內(nèi)泵筒、環(huán)形柱塞，外泵筒上端通過加長接箍與支撐皮碗總成連接，下端通過泵筒接箍與進油閥閥罩連接；內(nèi)泵筒上端連接密封段接頭，下端通過出油閥閥罩與泵筒接箍連接；內(nèi)泵筒、外泵筒之間形成環(huán)形工作腔，環(huán)形柱塞與內(nèi)泵筒、外泵筒小間隙配合，環(huán)形柱塞通過閥桿下接頭與閥桿連接，進油閥閥罩下端通過下接頭與尾管接頭螺紋連接；環(huán)形柱塞隨之向上運動，出油閥球關閉，進油閥球開啟，井液被吸入，井口排出柱塞讓出體積的液體，進油閥關閉，井液停止進入；下沖程時，向下擠壓泵腔內(nèi)的液體，液體經(jīng)過出油閥總成，從閥桿導向套的出液口排入油管；具有效率高、不卡泵、不堵塞的特點。
【專利說明】一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于石油開采【技術領域】，涉及一種抽油泵，特別涉及一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵。
【背景技術】
[0002]隨著世界石油天然氣工業(yè)的發(fā)展，易于開發(fā)的常規(guī)油氣資源所占剩余油氣資源總量的比重越來越小。因此，以前由于儲層性質(zhì)差、單井產(chǎn)量低且開發(fā)難度較大的超低滲油田成為我國油氣開發(fā)的主要戰(zhàn)場。此類油田，由于地層供液能力過低，以及地層出砂的影響，容易造成常規(guī)抽油系統(tǒng)效率低、泥砂卡泵現(xiàn)象嚴重。主要問題表現(xiàn)為:1)常規(guī)抽油泵最小理論排量大于地層供液量，導致泵效低且機械效率差，常規(guī)柱塞受內(nèi)部流動通道直徑及游動閥尺寸限制，泵徑不能過小，難以降低抽油泵理論排量；2)常規(guī)抽油泵無防砂功能，受井底出砂影響，泵閥容易被泥沙堵塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供了一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵，解決現(xiàn)用抽油泵理論排量難以降低導致泵效低下以及受井底泥沙影響引起的卡泵、堵塞的技術問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵，主要包括外泵筒、內(nèi)泵筒、環(huán)形柱塞，外泵筒上端通過加長接箍與支撐皮碗總成連接，下端通過泵筒接箍與進油閥閥罩連接；內(nèi)泵筒上端連接密封段接頭，下端通過出油閥閥罩與泵筒接箍連接；內(nèi)泵筒、外泵筒之間形成環(huán)形工作腔，環(huán)形柱塞與內(nèi)泵筒、外泵筒小間隙配合，環(huán)形柱塞上端通過閥桿下接頭與閥桿連接，出油閥閥罩內(nèi)安裝的出油閥球、出油閥座固定在閥座接頭上端，進油閥閥罩下端通過下接頭與尾管接頭螺紋連接，進油閥閥罩內(nèi)安裝進油閥球、進油閥座。
[0005]所述的支撐皮碗總成自下而上依次設有支承皮碗異徑接頭、支承皮碗壓帽、下支承皮碗、支承皮碗座圈、上支承皮碗和支承皮碗心軸。
[0006]所述出油閥閥罩內(nèi)部結構采用標準槽型球室型閉式閥罩結構，閥罩外壁設有6個8_的環(huán)狀均布的過流通道，過流通道上端與內(nèi)泵筒、外泵筒之間的環(huán)形工作腔連通，下端連通進油閥閥罩。
[0007]所述環(huán)形柱塞采用環(huán)形結構，環(huán)形柱塞內(nèi)徑根據(jù)內(nèi)泵筒外壁直徑確定，外徑根據(jù)外泵筒內(nèi)壁直徑確定，保證與泵筒形成良好配合。
[0008]所述閥桿下接頭徑向設有3組環(huán)狀均布的出液口，上端連通閥桿與加長接箍形成的出液環(huán)空，下端連通內(nèi)泵筒內(nèi)腔。
[0009]所述出油閥閥罩的球室內(nèi)設有復位彈簧。
[0010]所述環(huán)形柱塞采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼制造，柱塞表面設有噴焊涂層。
[0011]所述內(nèi)泵筒為厚壁泵筒，選用冷拔無縫鋼管，所述外泵筒為標準中厚壁泵筒。[0012]所述密封段接頭上裝有星型密封圈，有四個密封唇，材料為聚四氟乙烯。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用桿式泵結構，桿式泵在下泵、檢修時只提抽油桿及抽油泵，減少提油管作業(yè)，使檢泵工作量減少一半，安裝方便；且本發(fā)明采用環(huán)形柱塞結構代替常規(guī)柱塞，環(huán)形柱塞的有效橫截面積等于Φ22_圓形橫截面積，在不減小泵徑的情況下實現(xiàn)泵排量的減小，泵整體結構不會減小，零件強度可靠性相對較高，更加適應超低滲油田的開采要求，增加了機械效率；另外，本發(fā)明采用雙泵筒配合環(huán)形柱塞的結構，每個上沖程，雙泵筒配合環(huán)形空間充滿液體，下沖程環(huán)形空間液體流出，環(huán)形柱塞往復運動能使環(huán)形空間的液體產(chǎn)生漩渦運動，從而阻止進油閥處砂子的沉積，避免卡泵。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0015]圖2為圖1剖視圖，其中圖2 (a)為A-A向視圖，圖2 (b)為B-B向視圖。
[0016]圖3為本發(fā)明的工作原理圖，其中圖3 (a)為上沖程示意圖，圖3 (b)為下沖程示意圖；
圖中，1、閥桿異徑接頭；2、閥桿；3、閥桿導向套；4、支承皮碗心軸；5、支承皮碗；6、支承皮碗座圈；7、支承皮碗；8、支承皮碗壓帽；9、支承皮碗異徑接頭；10、加長接箍；11、閥桿下接頭；12、S封段接頭；13、乾'封圈；14、環(huán)形柱塞；15、內(nèi)栗筒；16、外栗筒；17、栗筒接榧；18、出油閥閥罩；19、出油閥總成；20、進油閥閥罩；21、進油閥總成；22、下接頭。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明的結構原理和工作原理作進一步詳細說明。
[0018]參見圖1、2，一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵，包括外泵筒16、內(nèi)泵筒15、環(huán)形柱塞14，外泵筒16與內(nèi)泵筒15之間配合有環(huán)形柱塞總成14，外泵筒16的上端連接加長接箍10，加長接箍10上端連接有支撐皮碗總成，支撐皮碗總成自下而上依次設有支承皮碗異徑接頭9、支承皮碗壓帽8、下支承皮碗7、支承皮碗座圈6、上支承皮碗5和支承皮碗心軸4，支撐皮碗總成上端連接有閥桿導向套3，
外泵筒16下端通過泵筒接箍17與進油閥閥罩20連接，進油閥閥罩20內(nèi)部設有進油閥總成，進油閥總成21由閥球、閥座組成，進油閥閥罩下端連接下接頭22;內(nèi)泵筒15上端連接密封段接頭12，在密封段接頭與環(huán)形柱塞14之間裝配有密封圈13，下端連接出油閥總成19，出油閥總成19由閥球、閥座、彈簧組成；環(huán)形柱塞14上端通過閥桿下接頭11與閥桿2連接，閥桿2上端連接閥桿異徑接頭I。
[0019]參見圖2(a)，所述出油閥閥罩18內(nèi)部結構采用標準槽型球室型閉式閥罩結構，閥罩外壁軸向設計6個8_的環(huán)狀均布的過流通道，過流通道上端與內(nèi)、外泵筒之間的環(huán)形工作腔連通，下端連通進油閥罩。
[0020]所述出油閥閥罩18上端螺紋連接內(nèi)泵筒，閥罩外壁連接泵筒接箍，因此它起到了約束內(nèi)、外泵筒相對位移的作用。
[0021]參見圖2 (b)，所述閥桿下接頭11徑向設計有3組環(huán)狀均布的出液口，連通閥桿2與加長接箍10形成的出液環(huán)空和內(nèi)泵筒15內(nèi)腔，保證液體從工作泵筒流出。[0022]所述出油閥閥罩18球室內(nèi)安裝有復位彈簧，保證出油閥球及時關閉。
[0023]所述閥桿導向套3對閥桿2有扶正作用。
[0024]所述環(huán)形柱塞14采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼制造，柱塞表面進行噴焊處理，保證其耐磨性和耐腐蝕性。
[0025]所述內(nèi)泵筒15為厚壁泵筒，選用冷拔無縫鋼管，內(nèi)表面絎磨處理，所述外泵筒16為標準中厚壁泵筒。
[0026]所述密封接頭12上裝有星型密封圈，有四個密封唇，密封圈起雙向密封作用，材料為聚四氣乙火布。
[0027]注:本抽油泵各組件連接都是螺紋連接，螺紋標準類別是UNS抽油泵專用螺紋，具有密封作用。
[0028]本發(fā)明的工作原理是:
上沖程時，圖3 Ca)所示，抽油桿帶動拉桿向上運動，環(huán)形柱塞隨之向上運動，內(nèi)、外泵筒之間空間的容積增大，此時，出油閥球在油管液柱壓力下處于關閉狀態(tài)，因此泵內(nèi)壓力減小，當進油閥總成下方的沉沒壓力大于泵內(nèi)壓力時，進油閥球開啟，井液沿圖中箭頭方向被吸入泵內(nèi)環(huán)空中，井口排出柱塞讓出體積的液體。直到柱塞上沖程結束，進油閥球在自重的作用下關閉，井液停止進入，所以環(huán)形柱塞小排量抽油泵上沖程是井液進入泵內(nèi)和井口排出液體的過程。
[0029]下沖程時，圖3 (b)所示，拉桿連接環(huán)形柱塞向下運動擠壓泵腔內(nèi)的液體，由于進油閥球關閉，泵內(nèi)壓力持續(xù)增大，當泵內(nèi)壓力達到排出壓力時，泵內(nèi)液體頂開出油閥球，此時環(huán)空液體與內(nèi)泵筒過流通道的液體連通，流動方向如圖b中的箭頭所示，液體經(jīng)過出油閥總成，通過閥桿下接頭的出液口，進入拉桿與支撐皮碗心軸之間的環(huán)空，從閥桿導向套的出液口排入油管，直到柱塞下沖程結束，出油閥球關閉，抽油泵停止排液。
[0030]綜上所示，本發(fā)明不僅能夠很好的解決超低滲油田開發(fā)過程中供采不平衡以及泥沙卡泵問題，提高了機械開采效率并延長了檢泵周期，更為我國超低滲油田高效開采提供了一種有效手段，在油氣田的開發(fā)現(xiàn)場具有廣泛的應用前景。
【權利要求】
1.一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵，主要包括外泵筒(16)、內(nèi)泵筒(15)和環(huán)形柱塞(14)，其特征在于，外泵筒(16)上端通過加長接箍10與支撐皮碗總成連接，下端通過泵筒接箍17與進油閥閥罩20連接；內(nèi)泵筒(15)上端連接密封段接頭(12)，下端通過出油閥閥罩(18)與泵筒接箍(17)連接；內(nèi)泵筒(15)、外泵筒(16)之間形成環(huán)形工作腔，環(huán)形柱塞(14)與內(nèi)泵筒(15)、外泵筒(16)小間隙配合，環(huán)形柱塞(14)上端通過閥桿下接頭(11)與閥桿(2)連接，出油閥閥罩(18)內(nèi)安裝的出油閥球、出油閥座固定在閥座接頭上端，進油閥閥罩(20)下端通過下接頭(22)與尾管接頭螺紋連接，進油閥閥罩(20)內(nèi)安裝進油閥球、進油閥座。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵，其特征在于，所述的支撐皮碗總成自下而上依次設有支承皮碗異徑接頭(9)、支承皮碗壓帽(8)、下支承皮碗(7)、支承皮碗座圈(6 )、上支承皮碗(5 )和支承皮碗心軸(4 )。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵，其特征在于，所述出油閥閥罩(18)內(nèi)部結構米用標準槽型球室型閉式閥罩結構，閥罩外壁設有6個8mm的環(huán)狀均布的過流通道，過流通道上端與內(nèi)泵筒(15)、外泵筒(16)之間的環(huán)形工作腔連通，下端連通進油閥閥罩(20)。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵，其特征在于，所述環(huán)形柱塞(14)采用環(huán)形結構，其內(nèi)徑根據(jù)內(nèi)泵筒(15)外壁直徑確定，外徑根據(jù)外泵筒(16)內(nèi)壁直徑確定。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵，其特征在于，所述閥桿下接頭(11)徑向設有(3 )組環(huán)狀均布的出液口，上端連通閥桿(2 )與加長接箍(10 )形成的出液環(huán)空，下端連通內(nèi)泵筒(15)內(nèi)腔。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵，其特征在于，所述出油閥閥罩(18)球室內(nèi)設有復位彈簧。
7.根據(jù)權利要求1或4所述的一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵，其特征在于，所述環(huán)形柱塞(14)采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼制造，柱塞表面設有噴焊涂層。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵，其特征在于，所述內(nèi)泵筒(15)為厚壁泵筒，選用冷拔無縫鋼管，所述外泵筒(16)為標準中厚壁泵筒。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)形柱塞小排量桿式抽油泵，其特征在于，所述密封段接頭(12)上裝有星型密封圈，有四個密封唇，材料為聚四氟乙烯。
【文檔編號】F04B47/12GK103883503SQ201410148613
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權日:2014年4月15日
【發(fā)明者】屈文濤, 孫旭光, 袁比飛, 曹滿利, 李寧 申請人:西安石油大學