CN101608612B - 一种双柱塞旋转抽油泵 - Google Patents

Abstract

一种双柱塞自旋转抽油泵，有柱塞及泵筒，柱塞至少为两节，各节之间通过柱塞接头相互螺接，在整体柱塞的上及下端各依次联有推力器及定心机构；主泵筒套于柱塞外侧，主泵筒两端带有接头及定心机构，主泵筒上端含盖了全柱塞及其推力器、定心机构，并继续向上连接泵筒推力器，该泵筒推力器经旋转轴与抽油杆接头连接，在泵筒推力器内置泵筒出油阀偶件；外泵筒套于主泵筒外，经接头分别与主泵筒的两端口套接，外泵筒套含了全主泵筒及其上端的推力器等部件；一外泵筒上接头套在泵筒头端；柱塞下端连推力器再接固定阀组件；外泵筒下端与柱塞下推力器外管连接；最下端由尾管固定阀接头将固定阀组件及下推力器外管锁定；在各节柱塞间分设有柱塞体定心机构。

Description

一种双柱塞旋转抽油泵

技术领域

本发明涉及一种双柱塞自旋转抽油泵。 

背景技术

目前国际和国内用于有杆抽油井的泵都是美式的柱塞泵，其特点是抽油机拉动抽油杆，再由抽油杆拉动柱塞在泵筒内作上下往复运动，将井内的原液吸取上来，此种结构的泵目前在国际国内均占统治地位，然而当前世界各国乃至中国各油田自喷后都必需用泵来抽汲。 

目前抽油机井普遍存在的问题： 

从当前的大庆，胜利、辽河等各大油田所统计出来的情况来看：美式抽油泵所不能解决的问题是砂卡、抽油杆弯曲造成的对油管偏磨，使修井作业频繁，增加了油田的采油成本，针对这种普遍存在的情况，各大油田的采油研究院、各采油厂的工艺研究所的有关人员都在不遗余力的想办法解决这个问题，但都没能搞出比较理想解决问题的产品。 

发明内容

本发明的目的是提供一种泵效高且防砂卡效果好的双柱塞自旋转抽油泵。 

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案： 

一种双柱塞自旋转抽油泵，包括有柱塞及外套的泵筒，所述的柱塞至少为两节以上，各节之间通过柱塞接头相互螺纹连接，柱塞的上端带有出油阀，在柱塞出油阀的外头端及柱塞的下头端分别联有推力器，柱塞上、下端推力器的外侧有定心机构； 

所述的泵筒为两层：内层的主泵筒套于柱塞外侧，两端带有泵筒上、下接头及主泵筒定心机构，主泵筒上端含盖了全柱塞及柱塞的推力器及定心机构，并由泵筒上接头继续向上连接一泵筒推力器，该泵筒推力器经旋转轴部件与外接抽油杆的抽油杆接头连接，在泵筒推力器内置泵筒出油阀偶件；外层的外泵筒套于主泵筒外侧，通过上、下泵筒接头分别与内层的主泵筒的上、下两端口 套接，外泵筒套含了全主泵筒及主泵筒上端的泵筒推力器、旋转轴部件与抽油杆接头；一主泵筒上接头套封外泵筒。 

所述的柱塞下端连接一下推力器，下推力器下端接有固定阀组件；外泵筒的下端经外泵筒下接头与柱塞的下推力器外管连接；最下端由尾管固定阀接头将固定阀组件及下推力器外管锁定； 

所述的各节柱塞间分设有定心珠，定心珠所设位置可架设柱塞使在泵腔内只有定心珠外径点和主泵筒腔内径点接触。 

本发明双柱塞自旋转抽油泵主要用于油稠、砂重、抽油杆易弯的油区，可提高油井泵效，保护油井。 

本发明的优点是： 

1、泵筒和柱塞的旋转运行，使泵腔、柱塞腔油管内的原液呈旋流状，砂垢均减少堆积、凝结的机率，可有效的防止砂卡、垢卡，延长泵的使用寿命，减少检修作业次数，降低采油成本，为油田增加效益。 

2、泵筒旋转运行化解原液的下行和上行阻力，减少抽油机的负荷，达到节能的目的，同样给油田降低采油成本，为油田创造效益。 

3、泵效高，比美式泵可提高8％以上；使用寿命长，一台泵可相当于2-3台美式泵的寿命； 

4、保护油井，能消除抽油杆偏磨的弊病，降低大量的作业费用。 

5、保护环境减少污染，少作业不作业，对环保也有益。 

附图说明

图1为本发明结构示意图(a为上段部分，b为下段部分) 

图2为本发明柱塞体结构示意图 

图3为本发明柱塞接头结构示意图 

图4为柱塞体定心机构结构示意图(a为主视图，b为侧视图) 

图5a为上柱塞推力器结构示意图 

图5b为图5a中A-A剖面图 

图6a为下柱塞推力器结构示意图 

图6b为图6a中A-A剖面图 

图7为柱塞下定心机构结构示意图(a为主视图，b为侧剖视图) 

具体实施方式

如图1所示，本发明双柱塞自旋转抽油泵由中心层的柱塞(13、18)及外套的两层泵筒(外泵筒16及主泵筒19)构成，主泵筒相当于外泵筒内的柱塞，故本发明称之为双柱塞。 

所述的柱塞至少为两节以上，各节之间通过柱塞接头相互螺接，如图中所示，本实施例中示出柱塞是由4节(呈2组)分体构成，柱塞体13的结构参见图2，柱塞接头18参见图3，柱塞体两端口开有内螺纹，柱塞接头两端口开有外螺纹，且柱塞接头的中间段与内收的两端口段形成阶台，中间段的管径与柱塞体的管径相同，按照一柱塞体、一柱塞接头再一柱塞体、一柱塞接头的次序依次连接。对接中，使得柱塞体的管口端与柱塞接头的阶台留有间距，在间距段置有柱塞体定心机构17。 

所述的柱塞体定心机构可参见图4所示，由环形的定心机构支架171与一组定心珠172组合构成，定心机构支架上开有一组对应定心珠数目的球坑，定心珠则安置于其中，两者应对研，保证一定的光洁度，使定心珠转动顺畅；一般一组定心珠选3~10个，以6个均匀分布为佳。整体装配时，定心珠所设位置可架设柱塞体使在泵腔内只有定心珠外径点和主泵筒腔内径点接触。 

所述整体柱塞的上端及下端分别联有柱塞上、下推力器20、10。上推力器20的结构构成可参见图5a、图5b，其中下端为用于与柱塞实现连接的接头管201，上端的中心轴203用于实现与上端部件旋转轴的连接，主功能部件202是具有旋转桨叶的螺旋桨，本实施例中采用右旋，右旋升角30°。下推力器10的结构构成可参见图6a、图6b，构成原理与上推力器类同，主功能部件102也是具有旋转桨叶的螺旋桨，本实施例中采用右旋，右旋升角30°。 

如图1中所示，在柱塞的上端与上推力器20实现连接的接头管内腔中置有出油阀21。在上、下柱塞推力器20、10的外侧分别有柱塞上、下端定心机构11，柱塞上、下端定心机构11可采用相同的机构，参见图7，由环形的定心机构支架111与一组定心珠112组合构成，定心机构支架上开有一组对应定 心珠数目的球坑，在各球坑间可以开设槽孔113，定心珠则安置于其中，两者应对研，一组为3个即可。在定心机构的上侧盖有柱塞定心机构压帽。在柱塞下推力器的下端接有固定阀组件5，其间经过一组轴承单元传动，该轴承单元包括：一滚针轴承7、一止推轴承8和一限位轴9。 

所述的内层主泵筒19套于柱塞外侧，两端带有泵筒上、下接头及定心机构25，在定心机构的上端盖有压帽24；主泵筒定心机构25类同于柱塞体定心机构。 

主泵筒的上端含盖了全柱塞及柱塞的推力器及定心机构，并由泵筒上接头继续向上连接一泵筒推力器26，该泵筒推力器26经旋转轴28等部件(还有组合滚针轴承29及轴承套30)与外接抽油杆的抽油杆接头31连接，在泵筒推力器26内置泵筒出油阀偶件27。 

外层的外泵筒16套于主泵筒外侧，通过泵筒上、下接头分别与内层的主泵筒的上、下两端口套接，外泵筒16套含了全主泵筒19及主泵筒上端的泵筒推力器26、旋转轴部件与抽油杆接头31；一外泵筒上接头32套封外泵筒；外泵筒的下端经外泵筒下接头与柱塞的下推力器外管连接；最下端由尾管固定阀接头1将固定阀组件及下推力器外管6锁定，固定阀的结构形式可以同于美式泵的固定阀，采用整球式自由下落。 

上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本发明的申请专利范围。 

本发明双柱塞自旋转抽油泵的工作原理： 

柱塞原地左旋转(柱塞之所以能旋转，是因在柱塞各节与节间有类似轴承的定心珠，定心珠的作用是把柱塞架起来，使柱塞在泵腔内只有定心珠的外径点和主泵筒内径点接触，使主泵筒腔和柱塞外径无摩擦力，只有液流和柱塞有摩擦力。这样泵腔内和柱塞的摩擦力极小，使柱塞能顺利旋转)。 

柱塞上、下端均有右旋推力器，在液流的冲击下向左旋转，柱塞最底端有固定阀用二特制轴承(滚针轴承7、止推轴承8)固定，所以在液流的冲击下可以自由转动。 

主泵筒在抽油杆的牵动下，由泵筒推力器带动上下旋转着运行，主泵筒的上、下端均有泵筒推力器，在液流的冲击下向右旋转，主泵筒的上、下端具有 的定心珠外径与外泵筒点接触，内径与主泵筒定心位置点接触。这样在液流的冲击下能顺利的旋转运行，上、下运行都按螺纹旋紧方向运行。 

本发明实际就是一个双柱塞自旋转抽油泵。有一个原地旋转的柱塞和一个上旋转运行的柱塞(指主泵筒)。本发明改变了目前美式抽油泵的结构和运行方式及运行特点，首先美式抽油泵是柱塞在泵筒内上下往复直线运行抽汲油液，空阀装在泵筒上，而本发明双柱塞自旋转抽油泵的柱塞只在原地旋转，泵筒旋转着上下运行，抽汲原液，固定阀装在柱塞的下推力器的下端。 

美式抽油泵是靠抽油杆拉动柱塞，而本发明双柱塞自旋转抽油泵是抽油杆拉动泵筒。 

本发明双柱塞自旋转抽油泵的工作过程：当抽油机启动，抽油杆拉动主泵筒19上行，固定阀偶件5打开通柱塞下端的推力器10，推动柱塞转动，转动方向左旋，柱塞原地左旋直至出油口推开出油阀偶件27的出油阀球进入泵腔，此时柱塞旋转带动柱塞外径的定心珠，定心珠力的传导到泵筒内径，由于力的传导，泵筒开始旋转，旋转方向柱塞左旋，定心珠右旋，由于定心珠是在泵筒内转动，所以泵筒也右旋，使螺纹旋紧方向；当原液通过出油阀端进入泵筒时有两种情况，当泵筒上行时，柱塞下端的固定阀开启，原液进入柱塞腔推动柱塞下端的推力器，继而推动柱塞旋转，原液不断上行，推开出油阀进入泵腔。此时柱塞上端的推力器在进入泵腔的原液推动下进行接力式带动柱塞旋转，柱塞旋转带动柱塞两端的定心珠转动，转动方向：柱塞原地左旋转，定心珠右转，力的传导使泵筒右转，这样泵筒旋转着上行(匀速)，泵筒运行到上死点开始下行，此时固定阀关闭，柱塞的上出油阀关闭，进油管和泵腔内的原液只有从泵筒的出油口推动泵筒上的出油阀进入油管，当此时泵筒上端的泵筒推力器26在液流的冲击下，旋转运动带动泵筒旋转，泵筒的旋转带动柱塞两端和泵筒内壁接触的定心珠，由于力的传导也开始转动，又带动柱塞转动，按原先的左旋方向连续转动，当泵筒运行到下死点转而上行时，此时固定阀开启，又开始重复上一个动作，所以本发明双柱塞自旋转抽油泵能够旋转着把原油抽汲上来。 

Claims (6)

1.一种双柱塞自旋转抽油泵，包括有柱塞及外套的泵筒，其特征在于：

所述的柱塞至少为两节以上，各节之间通过柱塞接头相互螺接，在整体柱塞的上端及下端分别联有柱塞上、下推力器；在柱塞的上端与上推力器接头管内腔中置有出油阀，在柱塞上、下推力器的外侧有定心机构；

所述的泵筒为两层：

内层的主泵筒套于柱塞外侧，两端带有上、下泵筒接头及主泵筒定心机构，主泵筒上端含盖了全柱塞及柱塞的上、下推力器及定心机构，并由上泵筒接头继续向上连接一泵筒推力器，该泵筒推力器经旋转轴部件与外接抽油杆的抽油杆接头连接，在泵筒推力器内置泵筒出油阀偶件；

外层的外泵筒套于主泵筒外侧，通过上、下泵筒接头分别与内层的主泵筒的上、下两端口套接，外泵筒套含了全主泵筒及主泵筒上端的泵筒推力器、旋转轴部件与抽油杆接头；一外泵筒上接头套封外泵筒；

所述的柱塞下端连接一下推力器，下推力器下端接有固定阀组件；外泵筒的下端经外泵筒下接头与柱塞的下推力器外管连接；外泵筒的最下端由尾管固定阀接头将固定阀组件及下推力器外管锁定；

所述的各节柱塞间分设有柱塞体定心机构。

2.根据权利要求1所述的双柱塞自旋转抽油泵，其特征在于：所述的柱塞两端口开有内螺纹，柱塞接头两端口开有外螺纹，且柱塞的中间段与内收的两端口段形成阶台，柱塞接头中间段的管径与柱塞的管径相同。

3.根据权利要求1所述的双柱塞自旋转抽油泵，其特征在于：所述的柱塞体定心机构由环形的定心机构支架与内置的一组滚珠组合构成。

4.根据权利要求3所述的双柱塞自旋转抽油泵，其特征在于：所述定心机构的滚珠的大小及所设位置使其可架设柱塞体且在泵腔内只有滚珠外径点和主泵筒腔内径点接触。

5.根据权利要求3所述的双柱塞自旋转抽油泵，其特征在于：所述的一组滚珠为3～10个。

6.根据权利要求5所述的双柱塞自旋转抽油泵，其特征在于：所述的一组滚珠为6个，均匀分布。

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