CN100385120C - 液压自封柱塞抽油泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压自封柱塞抽油泵，它是为了彻底解决由于抽油机柱塞与泵筒间的磨阻造成的抽油杆柱与油管的磨擦而设计的，包括柱塞、泵筒和游动凡尔，其中柱塞的中心杆筛管外套一层弹性密封体，在弹性体外套上钢性金属环和弹性密封环。本发明在抽油机上冲程中，柱塞内高压通过弹性密封体作用到耐磨弹性密封环上，使密封环与泵筒的间隙变小，强化密封，减少漏失；下冲程时柱塞两端压力相同，耐磨密封环收缩，增加间隙，减少柱塞下行阻力。本发明中密封环结构适用于所有液压柱塞或多柱塞泵，具有降低了泵的漏失量，提高了泵的容积效率，解决注聚合物驱稠油出砂抽油机井中杆管偏磨减少冲程损失，提高泵效的优点。

Description

液压自封柱塞抽油泵

技术领域：

本发明属于石油开采机械举升领域，具体涉及抽油机的柱塞抽油泵，是一种具有自封功能的液压柱塞抽油泵。

背景技术：

现有的抽油机柱塞泵(参见图2)在抽油过程中，由于柱塞2’与泵筒1’之间的摩擦力的作用，使抽油杆8’在下行时弯曲与油管9’磨擦，特别是在稠油、油中含砂量大及抽吸含聚合物驱流体的情况下，液体的粘弹性增加，柱塞下行阻力增大，常规柱塞与泵筒间的磨阻随着所抽液体粘度增大、含砂量增高而加大，随着柱塞2’与泵筒1’之间的间隙小而增大。柱塞与泵筒间的磨阻增加后，抽油杆在下行程时弯曲与油管摩擦，致使抽油杆磨断或者油管被磨漏，泵效降低。解决上述问题只能通过作业起出杆柱或油管柱，增加了原油开采的成本。

发明内容：

本发明的目的是为了彻底解决由于柱塞与泵筒之间的磨阻造成的抽油杆柱与油管的磨阻问题，提供一种低磨阻的具有自封功能的液压柱塞抽油泵。

本发明提供的液压自封柱塞抽油泵，包括柱塞、泵筒、游动凡尔，游动凡尔通过丝扣连接在柱塞内，柱塞与泵筒间隙配合，其中：所述柱塞是由中心杆筛管、套在所述中心杆筛管外的弹性密封体、套在弹性密封体外的耐压和耐磨变径密封环组成。

上述液压自封柱塞抽油泵，耐压和耐磨变径密封环是以间隔的方式套在弹性密封体外的多个刚性金属环和多个弹性环；可以每间隔多个弹性环放置一金属环；金属环和弹性环两端用压帽压住。

上述液压自封柱塞抽油泵，其中所述柱塞与泵筒间隙大小δ依据举升压力而调整，δ最好在0.1～0.2mm之间。

采用上述技术方案，本发明的柱塞泵，在柱塞的中心筛管外依次套上弹性密封体和弹性密封环，当柱塞上行时，泵中柱塞腔内加大的压力通过弹性密封体传到弹性密封环上，弹性环胀大后减小与泵筒之间的间隙而产生密封作用，压差越大，密封能力越强；柱塞下行时，柱塞腔内、外压力相同，弹性环收缩，柱塞与泵筒间隙扩大，减小下行阻力。为此，本发明提供的柱塞泵达到了上行密封提高泵效，下行阻力减小，减少磨阻，增加冲程长度，减少能耗的作用。

附图说明：

图1为本发明结构简图；

图1-A为图1中柱塞与泵筒结构局部放大图；

图2为已有常规柱塞泵结构简图；

图2-A为图2中柱塞与泵筒结构局部放大图。

具体实施方式：

常规的液压柱塞抽油泵，参见图2及图2A，包括泵筒1’、柱塞2’、游动凡尔7’、和固定凡尔10’，其中游动凡尔7’通过丝扣连接在柱塞2’内，柱塞2’与泵筒1’间隙配合；使用时，该泵筒1’与油管9’相连，柱塞2’与抽油杆8’相连，抽油杆8 ’带动柱塞2’及游动凡尔7’相对泵筒1’运动，下冲程时游动凡尔7’打开，举升液进入泵筒1’中的固定凡尔10’和柱塞2’之间，上冲程时，游动凡尔7’关闭，油通过柱塞被举升到地面。

参见图1，本发明的液压自封柱塞抽油泵，同样包括泵筒1、柱塞2、游动凡尔7和固定凡尔10等部件，游动凡尔7通过丝扣连接在柱塞2内，柱塞2与泵简1间隙配合，该泵筒1与油管9相连，柱塞2与抽油杆8相连，泵筒1中设有固定凡尔10；参见图1A，本发明对柱塞2的结构进行了改进，柱塞2是由耐磨变径密封环23和24、弹性密封体25和中心杆筛管26组成，其中耐磨变径密封环是由金属环23和非金属材耐磨变径料制成的弹性环24间隔组成，变径密封环两端设压帽22；中心杆筛管26外圆上套一层弹性密封体25，在弹性密封体25之外再间隔套上多个钢性金属环23和多个弹性环24，两端用压帽22压住。由此，金属环23、弹性环24形成了柱塞2的外表面，其与泵筒1的间隙形成密封面，配合间隙δ，δ的大小可根据所抽液体中所含聚合物的浓度等因素来确定。

钢性金属环23和弹性环24间隔套在弹性密封体25外，金属环23起支撑和骨架作用，因此可以每间隔一个弹性环24套一个金属环23，也可以每间隔多个弹性环24套一个金属环23。

本发明的液压自封柱塞抽油泵工作中，抽油机上冲程时柱塞2承受高压，弹性密封体25在高压作用下胀大，并作用到耐磨的非金属弹性环24上，弹性环24与泵筒1间隙变小形成密封面，强化密封，减少漏失；下冲程时柱塞2两端压力相同，耐磨非金属弹性环24收缩，增大与泵筒1的间隙，减少柱塞2的下行阻力。

本发明通过改进柱塞的结构，使柱塞2上的弹性环24在上行和下行时依据柱塞腔内外压力变化而胀大或收缩，使柱塞与泵筒之间的间隙可以变化，可以减少冲程损失及下行阻力，提高泵效和效率，降低了泵的漏失，提高了泵的容积效率和机械效率。

柱塞与泵筒的间隙δ大小是依据所抽液体中聚合物浓度、原油粘度、含水量、以及含砂量等参数而定，当这些物质含量高时，间隙δ值增加，反之则减小δ值，一般δ值在0.1～0.2mm之间变化。

本发明提出的加入耐磨变径密封环的技术方案，可适用于所有液压自封柱塞泵及多柱塞泵。加入密封环后的液压柱塞抽油泵便具有自封功能，降低了泵的漏失量，提高了泵的容积效率，具有解决一般流体、注聚合物驱、稠油、出砂抽油机井中杆管偏磨、减少冲程损失、提高泵效的优点。

Claims (4)

1.液压自封柱塞抽油泵，包括柱塞、泵筒、游动凡尔，游动凡尔通过丝扣连接在柱塞内，柱塞与泵筒间隙配合，其特征在于：所述柱塞是由中心杆筛管、套在所述中心杆筛管外的弹性密封体、套在所述弹性密封体外的耐磨变径密封环组成；所述耐磨变径密封环为间隔套在弹性密封体外的多个刚性金属环和多个弹性环。

2.根据权利要求1所述液压自封柱塞抽油泵，其特征在于，所述金属环和弹性环形成的耐磨变径密封环两端用压帽压住。

3.根据权利要求1所述液压自封柱塞抽油泵，其特征在于，每间隔多个弹性环放置一金属环。

4.根据权利要求1至3任一所述的液压自封柱塞抽油泵，其特征在于：所述柱塞与泵筒间隙δ大小依据举升压力而调整，δ在0.1～0.2mm。

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