專利名稱：防卡式耐高溫桿式泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油田油井上使用的井下工具，特別是稠油井上的防卡式耐高溫桿式泵。
現(xiàn)有桿式抽油泵在座封技術(shù)上不過關(guān)，在油井出砂時，泵極易被砂卡住，并隨抽油桿上下拖動，失去抽吸功能。同時抽油泵的耐溫性能差，又產(chǎn)生高溫機械變形，造成卡泵問題，提高了原油生產(chǎn)成本，降低了工作效率，嚴重束縛了桿式抽油泵的廣泛應(yīng)用。
本實用新型的目的在于提供一種防卡式耐高溫桿式泵，它能夠有效地解決桿式抽油泵的座封鎖定及抽油泵遇高溫發(fā)生機械變形、油井出砂等造成的卡泵問題。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，它由液壓鎖、柱塞密封部分組成，液壓鎖部分包括懸掛(2)、懸掛座(3)、鎖套(4)、撥環(huán)(5)、卡簧(6)、限位套(7)、脹環(huán)(8)、鎖球(9)、推環(huán)(10)、復(fù)位柱塞(11)、鎖芯(12)、柱塞套(13)、液壓缸體(14)、“O”形圈(15)、導(dǎo)液套(16)、接箍(17)，柱塞密封部分包括襯管(18)、泵筒(19)、抽油桿接頭(20)、背帽(21)、卸砂環(huán)(22)、上柱塞體(23)、上游動凡爾球(24)、上游動凡爾罩(25)、游動凡爾球座(26)、密封環(huán)(27)、隔離環(huán)(28)、下柱塞體(29)、下游動凡爾罩(30)、下游動凡爾球(31)、游動凡爾球座(32)、絲堵(33)、固定凡爾罩(34)、固定凡爾球(35)、固定凡爾球座(36)、下接頭(37)、座封接箍(38)、座封管(39)、座封活塞(40)組成，懸掛座(3)上接有鎖套(4)、撥環(huán)(5)，其下依次有脹環(huán)(8)、鎖球(9)、推環(huán)(10)、復(fù)位柱塞(11)、鎖芯(12)、柱塞套(13)、液壓缸體(14)、“O”形圈(15)、導(dǎo)液套(16)、接箍(17)，接箍(17)下面依次與襯管(18)、座封接箍(38)、座封管(39)連接，懸掛座(3)內(nèi)有懸掛(2)，懸掛(2)下依次接有限位套(7)、泵筒(19)、固定凡爾罩(34)、下接頭(37)、座封活塞(40)連接，在泵筒(19)內(nèi)從上至下依次為抽油桿(1)、抽油桿接頭(20)、背帽(21)、卸砂環(huán)(22)、上柱塞體(23)、上游動凡爾球(24)、上游動凡爾罩(25)、游動凡爾球座(26)、密封環(huán)(27)、隔離環(huán)(28)、下柱塞體(29)、下游動凡爾罩(30)、下游動凡爾球(31)、游動凡爾球座(32)、絲堵(33)、固定凡爾球(35)、固定凡爾球座(36)，卡簧(6)卡在限位套(7)上，限位套(7)上有凹槽，抽油桿接頭(20)上均布孔眼，密封環(huán)(27)的外表與泵筒(19)彈性接觸，近似于無間隙密封；密封環(huán)(27)的兩端面與隔離環(huán)(28)端面接觸密封；隔離環(huán)(28)與上、下柱塞體(23、29)的密封通過“O”型圈(16)實現(xiàn)。
本實用新型由于采用了金屬軟密封柱塞和在泵的懸掛端設(shè)計液壓鎖的結(jié)構(gòu)，解決了桿式抽油泵的防卡泵問題，使其應(yīng)用范圍，適用條件得到擴展，以致取代管式抽油泵，將會在作業(yè)污染和降低油井作業(yè)費用等方面產(chǎn)生明顯效益。本實用新型設(shè)計合理，操作簡單，很適合現(xiàn)場推廣應(yīng)用。
附圖
為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
本實用新型由液壓鎖、柱塞密封部分組成，液壓鎖部分包括懸掛2、懸掛座3、鎖套4、撥環(huán)5、卡簧6、限位套7、脹環(huán)8、鎖球9、推環(huán)10、復(fù)位柱塞11、鎖芯12、柱塞套13、液壓缸體14、“O”形圈15、導(dǎo)液套16、接箍17，柱塞密封部分包括襯管18、泵筒19、抽油桿接頭20、背帽21、卸砂環(huán)22、上柱塞體23、上游動凡爾球24、上游動凡爾罩25、游動凡爾球座26、密封環(huán)27、隔離環(huán)28、下柱塞體29、下游動凡爾罩30、下游動凡爾球31、游動凡爾球座32、絲堵33、固定凡爾罩34、固定凡爾球35、固定凡爾球座36、下接頭37、座封接箍38、座封管39、座封活塞40組成。
常規(guī)金屬柱塞的密封表面是通過噴焊或鍍鉻工藝制造而成的，與泵筒配合一定的間隙數(shù)值實現(xiàn)密封；金屬軟密封柱塞無噴層，與泵筒19的密封是通過安裝在柱塞外表的一系列密封環(huán)實現(xiàn)的。密封環(huán)27的外表與泵筒19彈性接觸，近似于無間隙密封；密封環(huán)29的兩端面與隔離環(huán)30端面接觸密封；密封環(huán)27的開口漏失量通過調(diào)整開口間隙和密封環(huán)27的級數(shù)得到控制(根據(jù)流體動力學(xué)原理設(shè)計)隔離環(huán)30與上、下柱塞體23、29的密封通過“O”型圈16實現(xiàn)；通過以上結(jié)構(gòu)就可以達到金屬軟密封柱塞外表與泵筒19的密封目的。
柱塞防泵筒變形及油井出砂等原因造成的卡泵原理金屬軟密封柱塞與泵筒19的接觸密封面，是一系列密封環(huán)27的外表，除密封環(huán)27以外的所有柱塞部件外徑均小于泵筒19內(nèi)徑1mm左右，使進入柱塞外表與泵筒19內(nèi)徑間隙內(nèi)的各種砂粒能自由通過；同時在泵筒發(fā)生較嚴重變形時，柱塞仍可通過進行正常工作；密封環(huán)27截面形狀是方形直角開口環(huán)，與泵筒19彈性接觸具有刮砂作用，防止砂粒進入柱塞與泵筒間隙內(nèi)；在上柱塞體23裝有排砂結(jié)構(gòu)，當柱塞上行時，落于柱塞上部砂粒及附著泵筒19內(nèi)壁上的砂粒被密封環(huán)刮落，通過卸砂環(huán)22和上柱塞體23的卸砂孔進入柱塞內(nèi)部，待柱塞下行排油時砂粒被重新排出，防止砂粒進入柱塞與泵筒間隙而卡泵，通過以上結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了防各種卡泵目的。
液壓鎖工作原理一、液壓鎖的組成由件2--17件組成，件3--17組成鎖殼，在下井使用時，首先將件3--件17組成的鎖殼由件3連接在油管最下部；二、鎖定抽油泵過程當泵筒19由抽油桿1下放通過鎖殼時，懸掛2帶動卡簧6，推動撥環(huán)5，脹環(huán)8向下移動，鎖環(huán)9由此被脹環(huán)8推入限位套7的環(huán)形槽內(nèi)，將泵鎖住，同時懸掛2懸掛在懸掛座3上。
三、抽油泵解鎖過程復(fù)位柱塞11是一個不等徑柱塞，與柱塞套15、13液壓缸體14形成一個密封腔，在液壓缸體14上有一小孔使密封腔與外部連通恒壓，當需要給泵筒解鎖時，從井口向油管內(nèi)注入液體，產(chǎn)生一定的壓力，這時在復(fù)位柱塞11的兩端產(chǎn)生一定的壓力差，使復(fù)位柱塞11向推環(huán)10方向移動，推動推環(huán)10和脹環(huán)8復(fù)位。使鎖球9離開限位套7，這時上提抽油桿1便可帶動限位套7脫離鎖殼，實現(xiàn)解鎖目的。
在泵的密封端設(shè)計為插入座封結(jié)構(gòu)，可以使泵在一定上下移動范圍內(nèi)保證密封。在泵的懸掛端設(shè)計液壓鎖，以確保泵在工作時的穩(wěn)固性，在需要將泵提出時，先向油管內(nèi)注入液體，產(chǎn)生一定壓力使液壓鎖打開即可。
設(shè)計一種金屬軟密封柱塞，該柱塞的密封外表面直徑可以產(chǎn)生0.1--03mm的彈性變形，與泵筒內(nèi)壁進行軟密封，從而實現(xiàn)防卡泵目的。
權(quán)利要求1.一種防卡式耐高溫桿式泵，它由液壓鎖、柱塞密封部分組成，液壓鎖部分包括懸掛(2)、懸掛座(3)、鎖套(4)、撥環(huán)(5)、卡簧(6)、限位套(7)、脹環(huán)(8)、鎖球(9)、推環(huán)(10)、復(fù)位柱塞(11)、鎖芯(12)、柱塞套(13)、液壓缸體(14)、“O”形圈(15)、導(dǎo)液套(16)、接箍(17)，柱塞密封部分包括襯管(18)、泵筒(19)、抽油桿接頭(20)、背帽(21)、卸砂環(huán)(22)、上柱塞體(23)、上游動凡爾球(24)、上游動凡爾罩(25)、游動凡爾球座(26)、密封環(huán)(27)、隔離環(huán)(28)、下柱塞體(29)、下游動凡爾罩(30)、下游動凡爾球(31)、游動凡爾球座(32)、絲堵(33)、固定凡爾罩(34)、固定凡爾球(35)、固定凡爾球座(36)、下接頭(37)、座封接箍(38)、座封管(39)、座封活塞(40)組成，其特征在于懸掛座(3)上接有鎖套(4)、撥環(huán)(5)，其下依次有卡簧(6)、脹環(huán)(8)、鎖球(9)、推環(huán)(10)、復(fù)位柱塞(11)、鎖芯(12)、柱塞套(13)、液壓缸體(14)、“O”形圈(15)、導(dǎo)液套(16)、接箍(17)，接箍(17)下面依次與襯管(18)、座封接箍(38)、座封管(39)連接，懸掛座(3)內(nèi)有懸掛(2)，懸掛(2)下依次接有限位套(7)、泵筒(19)、固定凡爾罩(34)、下接頭(37)、座封活塞(40)連接，在泵筒(19)內(nèi)從上至下依次為抽油桿(1)、抽油桿接頭(20)、背帽(21)、卸砂環(huán)(22)、上柱塞體(23)、上游動凡爾球(24)、上游動凡爾罩(25)、游動凡爾球座(26)、密封環(huán)(27)、隔離環(huán)(28)、下柱塞體(29)、下游動凡爾罩(30)、下游動凡爾球(31)、游動凡爾球座(32)、絲堵(33)、固定凡爾球(35)、固定凡爾球座(36)，卡簧(6)卡在限位套(7)上，限位套(7)上有凹槽，抽油桿接頭(20)上均布孔眼，密封環(huán)(27)的外表與泵筒(19)彈性接觸，近似于無間隙密封；密封環(huán)(27)的兩端面與隔離環(huán)(28)端面接觸密封；隔離環(huán)(28)與上、下柱塞體(23、29)的密封通過“O”型圈(16)實現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防卡式耐高溫桿式泵，其特征在于柱塞密封部分中與泵筒(19)的密封是在密封環(huán)(27)的外表與泵筒(19)彈性接觸，密封環(huán)(27)的兩端面與隔離環(huán)(28)端面接觸密封；“O”型圈(16)鑲嵌在隔離環(huán)(28)上，除密封環(huán)(27)以外的所有柱塞部件外徑均小于泵筒(19)內(nèi)徑1mm左右，密封環(huán)(27)截面形狀是方形直角開口環(huán)，在上柱塞體(23)裝有排砂口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防卡式耐高溫桿式泵，其特征在于液壓鎖部分中復(fù)位柱塞(11)是一個不等徑柱塞，在液壓缸體(14)上有一小孔。
專利摘要一種防卡式耐高溫桿式泵,它由液壓鎖、柱塞密封部分組成,本實用新型由于采用了金屬軟密封柱塞和在泵的懸掛端設(shè)計液壓鎖的結(jié)構(gòu),解決了桿式抽油泵的防卡泵問題,使其應(yīng)用范圍,適用條件得到擴展,以致取代管式抽油泵,將會在作業(yè)污染和降低油井作業(yè)費用等方面產(chǎn)生明顯效益。本實用新型設(shè)計合理,操作簡單,很適合現(xiàn)場推廣應(yīng)用。
文檔編號F04B47/00GK2405035SQ9922511
公開日2000年11月8日 申請日期1999年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月17日
發(fā)明者高彥生, 李久明 申請人:遼河石油勘探局高升采油廠, 盤錦維愛新技術(shù)開發(fā)中心