專利名稱：平衡式單作用高揚(yáng)程水力活塞泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于液壓傳動(dòng)的，從石油井中抽汲石油的水力活塞泵的改進(jìn)，適合于小排量深動(dòng)液面水力活塞泵抽油井。
現(xiàn)有的水力活塞泵在技術(shù)上較先進(jìn)，應(yīng)用較多的是長(zhǎng)沖程雙作用水力活塞泵，例如美國(guó)專利US3849030。它們具有沖程長(zhǎng)，排量大等優(yōu)點(diǎn)，但由于液馬達(dá)與泵端活塞的作用面積之比都小于1，使動(dòng)力液壓力較高，泵的揚(yáng)程受到限制。因此，在用于低液面深井抽油時(shí)有困難。
除長(zhǎng)沖程雙作用泵外，還有用于低液面深井抽油的單作用水力活塞泵，例如CN85202850.4平衡式單作用水力活塞泵，其液馬達(dá)活塞與泵端活塞的作用面積之比大于1，在抽汲相同的動(dòng)液面條件下，動(dòng)力液操作壓力比雙作用泵降低，具有沖程長(zhǎng)，揚(yáng)程高的特點(diǎn)。為了使泵在上、下行程時(shí)的負(fù)載平衡和動(dòng)力液操作壓力平衡，泵的上、下活塞尺寸必須保持一定的比例關(guān)系，這樣就使泵的液馬達(dá)活塞與泵端活塞的作用面積之比是確定的不可調(diào)節(jié)的，也即在相同動(dòng)力液操作壓力下泵的揚(yáng)程是不能通過(guò)大范圍調(diào)節(jié)泵的的活塞尺寸實(shí)現(xiàn)的，使泵的揚(yáng)程同樣受到了限制。
為了克服上述兩種泵型在揚(yáng)程上的不足，近年來(lái)國(guó)內(nèi)一直大批采用一種不平衡式的單作用高揚(yáng)程水力活塞泵，其結(jié)構(gòu)如


圖1所示(現(xiàn)有技術(shù)圖)泵有兩個(gè)活塞[11]和[16]聯(lián)接組成活塞組[13]，換向閥[14]在兩活塞中間。兩個(gè)活塞中，有一個(gè)活塞直徑小于另一個(gè)活塞。泵只有一組吸入閥[18]和排出閥[19]，設(shè)在直徑較小的活塞這一端，直徑較大活塞的無(wú)桿端面始終作用著排出壓力P2，動(dòng)力液通過(guò)換向閥[14]交替作用于大活塞有桿端面[12]或小活塞有桿端面[15]。此種泵結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)動(dòng)力液作用于大活塞有桿端面[12]的吸入行程時(shí)，因液馬達(dá)活塞大于泵端活塞，作用面積之比大于1；當(dāng)動(dòng)力液作用于小活塞有桿端面[16]的排油行程時(shí)，因大活塞無(wú)桿端面[10]始終作用著排出壓力P2，泵端作用面積可視為零，作用面積之比可視為無(wú)窮大，所以此行程零動(dòng)力液操作壓力也可使泵運(yùn)轉(zhuǎn)，所以此結(jié)構(gòu)的泵可在方便地調(diào)節(jié)小活塞尺寸的條件下來(lái)改變泵的作用面積比，小活塞尺寸越小，作用面積比就越大，泵的舉升能力也就越強(qiáng)。但是，不平衡式單作用高揚(yáng)程水力活塞泵存在著兩個(gè)問(wèn)題1、泵的排油行程活塞組高速運(yùn)行，產(chǎn)行非常大的沖擊載荷，不僅降低了運(yùn)動(dòng)件的壽命，也對(duì)整個(gè)井下管柱產(chǎn)生非常不利的傷害。
2、由于泵排油行程動(dòng)力液操作壓力大幅度下降，使泵的吸排行程動(dòng)力液操作壓力不平衡，給地面泵的運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)不利的影響。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種改進(jìn)的裝有節(jié)流限速機(jī)構(gòu)的平衡式單作用高揚(yáng)程水力活塞泵。它能降低泵的排油行程活塞組運(yùn)行速度，使不平衡的吸、排行程動(dòng)力液操作壓力基本平衡。消除不平衡泵工作時(shí)帶來(lái)的不利影響，提高泵的使用壽命。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的在泵兩個(gè)活塞的遠(yuǎn)離端各裝有一個(gè)節(jié)流件，它在泵活塞組排油行程中起節(jié)流作用。通過(guò)節(jié)流件節(jié)流后，使泵活塞組排油行程中的載荷增加，可以設(shè)計(jì)一定節(jié)流孔口的大小，使其排油行程中的載荷等于吸油行程的載荷。這樣，即降低了活塞組排油行程的運(yùn)行速度，又使泵的吸、排行程動(dòng)力液操作壓力達(dá)到基本平衡。
本實(shí)用新型的工作原理當(dāng)活塞組[13]吸油行程時(shí)，如圖2左半部分的標(biāo)注所示,高壓動(dòng)力液作用于大活塞[11]的有桿端[12]，推動(dòng)活塞組[13]運(yùn)動(dòng)，其壓力為P1。大活塞[11]無(wú)桿端[10]的上腔室[9]大部分液流通過(guò)節(jié)流閥[7]排出，節(jié)流件[8]并聯(lián)于節(jié)流閥[7]上、下兩端，也同時(shí)排出小部分液流，其排出壓力為P2。小活塞[16]有桿端[15]的腔室[25]的乏動(dòng)力液則通過(guò)換向閥[14]的縮徑處排出，其排出壓力為P2。小活塞[16]無(wú)桿端[17]下腔室[24]則吸入地層井液，吸入壓力為P3，此時(shí)，吸入閥[18]開啟，排出閥[19]關(guān)閉，節(jié)流件[20]不起作用。
當(dāng)活塞組[13]排油行程時(shí)，如圖2右半部分的標(biāo)注所示。高壓動(dòng)力液作用于小活塞[16]的有桿端[15]，推動(dòng)活塞組[13]運(yùn)行，其壓力為P′1。大活塞[11]的有桿端[12]的腔室[26]的乏動(dòng)力液則通過(guò)換向閥[14]的縮徑處排出，其排出壓力為P2。大活塞[11]的無(wú)桿端[10]腔室[9]的全部液流則通過(guò)節(jié)流件[8]從油套環(huán)空吸入，因節(jié)流件[8]的節(jié)流作用，其壓力P4＜P2，此時(shí)節(jié)流閥[7]關(guān)閉。小活塞[16]的無(wú)桿端[17]腔室[24]的液流則通過(guò)節(jié)流件[20]排出，節(jié)流件[20]串聯(lián)于排出閥[19]的下流端(或上流端)，其壓力P5＞P2。此時(shí)吸入閥[18]關(guān)閉，排出閥[19]開啟?？稍O(shè)計(jì)節(jié)流件[8]和[20]孔口的大小使泵的吸、排行程達(dá)到操作壓力基本平衡即P1＝P′1本實(shí)用新型與已有的不平衡式單作用高揚(yáng)程水力活塞泵相比所具有的優(yōu)點(diǎn)是1、可在不平衡式單作用高揚(yáng)程水力活塞泵的基礎(chǔ)上改進(jìn)完成所，以實(shí)施容易，投資少，經(jīng)濟(jì)效益大。
2、解決了不平衡式泵因活塞組超速運(yùn)行造成的泵運(yùn)動(dòng)件壽命短的問(wèn)題，并消除了泵的不平衡沖擊載荷對(duì)井下管柱、地面泵的不利影響。
圖面說(shuō)明附
圖1是現(xiàn)有技術(shù)圖，附圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖中[1]為沉沒(méi)泵，[2]為泵工作筒，[3]為提升皮碗壓帽，[4]為提升皮碗，[5]為提升閥，[6]為密封圈，[7]為節(jié)流閥，[8]為上節(jié)流件，[9]為上泵缸室，[10]為上活塞無(wú)桿端面，[11]為上活塞，[12]為上活塞有桿端面，[13]為活塞組，[14]為換向閥，[15]為下活塞有桿端面，[16]為下活塞，[17]為下活塞無(wú)桿端面，[18]為下吸入閥，[19]為下排出閥，[20]為下節(jié)流件，[21]為固定閥，[22]為封隔器，[23]為固定閥球。
權(quán)利要求1.一種平衡式單作用高揚(yáng)程水力活塞泵，泵有兩個(gè)活塞[11]和[16]聯(lián)接組成活塞組[13]，換向閥[14]在兩活塞中間，兩個(gè)活塞中，有一個(gè)活塞直徑小于另一活塞，泵只有一組吸入閥[18]和排出閥[19]，設(shè)在較小的活塞這一端，直徑較大活塞的無(wú)桿端面始終作用著排出壓力P2，動(dòng)力液通過(guò)換向閥[14]交替作用于大活塞有桿端面[12]或小活塞有桿端面[15]，其特征在于在泵兩個(gè)活塞[11]和[16]的遠(yuǎn)離端各裝有一個(gè)節(jié)流件[8]和[20]。
2.如權(quán)利要求1所述的平衡式單作用高揚(yáng)程水力活塞泵，其特征在于節(jié)流件[8]并聯(lián)于節(jié)流閥[7]上、下流兩端。
3.如權(quán)利要求1所述的平衡式單作用高揚(yáng)程水力活塞泵，其特征在于節(jié)流件[20]串聯(lián)于排出閥[19]的下流端(或上流端)。
專利摘要一種平衡式單作用高揚(yáng)程水力活塞泵，其特征為在泵兩個(gè)活塞的遠(yuǎn)離端裝有一個(gè)節(jié)流件，它在泵活塞組排液行程中起節(jié)流作用。本實(shí)用新型適合于小排量深動(dòng)液面水力活塞泵抽油井。解決了不平衡泵因活塞組超速運(yùn)行造成泵的運(yùn)動(dòng)件壽命短，并消除了泵的不平衡沖擊載荷對(duì)井下管柱、地面泵的不利影響。
文檔編號(hào)F04B3/00GK2264259SQ95217620
公開日1997年10月8日 申請(qǐng)日期1995年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月13日
發(fā)明者邵雷, 陳建雄 申請(qǐng)人:勝利油田凱源石油開發(fā)有限責(zé)任公司