CN101737020A - 抽油状态转换与增效装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于常规管式泵采油中，能使抽油泵的正常抽油状态和畅通状态相互转换的控制装置，特别是一种抽油状态转换与增效装置。将其安装在抽油泵固定阀的位置，取代原泵的固定阀。借助于柱塞碰泵的常规动作作为状态转换的信号和动力；依靠一套状态转换机构，使抽油泵在正常抽油状态和畅通状态之间转换。需要正洗井时，在地面用简单的碰泵操作，将抽油泵转换为畅通状态，便可在不动管柱的条件下完成正冲砂、清蜡、注气等作业，从而避免对油井的伤害，提高作业效率，减少作业成本。洗井完成后，再次碰泵(测防冲距)，抽油泵便重新转换为正常抽油状态。特殊的阀球控制机构使该装置具有明显的增加泵效的功能。

Description

抽油状态转换与增效装置

技术领域  本发明涉及到一种用于有杆泵采油中，能使抽油泵的正常抽油状态和畅通状态相互转换的控制装置，特别是一种抽油状态转换与增效装置。特别适用于需要经常洗井的常规管式泵采油中。

技术背景  在机械采油过程中，往往由于油井结蜡、结垢、积砂等原因，造成筛管、油管等过流通道的堵塞，使抽油机悬点负荷增大，泵效降低；严重地影响了采油工作效率，不得不进行洗井、解堵作业。高效的洗井方法是在不动管柱情况下进行洗井，但由于常规管式抽油泵固定阀的存在，只能反洗。这种反洗井需要较高的泵压(克服固定阀的阻力)和较大的流量，设备的负荷大，效率低；而且较高的泵压可能造成井漏，污染油层，损害套管；另一方面这种反洗对解除筛管的砂堵、垢堵不利。即使固定法可打捞式抽油泵，现场作业中也不得不增加固定阀的打捞作业，以便进行正洗井。

发明内容  本发明的目的在于提供一种结构简单、可靠的抽油转态转换与增效装置，使抽油泵在正常抽油状态和畅通状态之间转换，以便于需要洗井时，在不动管柱的条件下完成正洗井作业，避免对油井的伤害，提高作业效率，减少作业成本。

本发明的技术解决方案是：设计一种可在地面控制的抽油态转换与增效装置，将其安装在抽油泵固定阀的位置，取代原泵的固定阀。需要洗井时，借助于柱塞碰泵的常规动作作为状态转换的信号和动力；依靠一套状态转换机构，控制阀球的位置，以实现抽油泵状态转换。

在实施下泵作业时，将其安装在抽油泵固定阀的位置，取代原泵的固定阀，随抽油管柱一起下井。该抽油泵状态转换装置不动作，阀球远离阀座，使整个管柱处于畅通状态，可方便地进行下泵、替液、洗井等作业。

下入柱塞后，在测防冲距碰泵时，使抽油转态转换装置进行动作，使阀球落在阀座上，抽油泵转换为正常抽油状态。调好防冲距，座好井口后，开始正常生产。

需要正洗井时，再次碰泵，使抽油状态转换装置再次动作，阀球被提起，阀球远离阀座。若将抽油泵柱塞提出泵筒，则整个抽油泵处于畅通状态。可在不动管柱的条件下，方便地进行冲砂、清蜡、除垢、注气等作业。

洗井作业完成后，若再次进行碰泵，抽油泵再次转换为正常抽油状态。

该装置还设计了在正常抽油状态时，能使阀球迅速开启、快速回落的机构，以提高泵效。

使用该装置，特别是在需要经常洗井的抽油井中，可以大大的简化作业工序，提高作业效率，减少作业成本；显著减轻洗井作业时对套管和油层的伤害。使用该装置还可以取代固定阀、免装泄油器、提高泵效，具有显著的经济效益。

附图说明  附图公开了本发明的主要结构。图中1-上接头；2-滑动活塞；3-复位弹簧；4-转换压轮；5-转换套；6-转换转轮；7-弹簧垫圈；8-控制弹簧；9-中间短节；10-打捞爪；11-阀球；12-阀座；13-下接头。

具体实施方法以下将结合附图对本发明的实施作进一步阐述。

上接头(1)的上端加工有与泵筒连接的API标准油管外螺纹，以实现与泵筒的密封连接；下部为筒体以提供滑动活塞(2)、复位弹簧(3)和转换套(5)的工作空间；下端的细牙螺纹与中间短接(9)连接，用以压紧转换套(5)，用以实现转换套的定位和密封。

带杆的滑动活塞(2)顶部钻有通孔，以保证足够的通流面积；活塞杆上套装着转换压轮(4)和转换转轮(6)。

复位弹簧(3)的作用是使下行后的滑动活塞克服摩擦力复位。

转换压轮(4)外侧加工有导向翼，与转换套(5)的长槽配合实现周向定位；内部有孔，套装在活塞杆上；下端加工有拨齿，靠拨齿的斜面拨动转轮(6)转动一定角度。

转换套(5)装在上接头(1)，内上端为滑动活塞限位；中部内孔台肩作为复位弹簧座；内孔加工有长短槽，用以限定转换转轮(6)的高低工作位置；下端加工有导向齿，用以引导转换转轮进入不同的工作槽。

转换转轮(6)套装在滑动活塞杆上，上端加工有与压轮(4)相应的斜齿，用以获得转动力；外侧加工有定位翼，与转换套(5)内孔的长、短槽配合。

转换装置的转换动作是由以上带杆的滑动活塞(2)、复位弹簧(3)、带拨齿的转换压轮(4)、带长短槽的转换套(5)、转换转轮(6)完成的。

弹簧垫圈(7)由聚四氟乙烯制成，用以缓解控制弹簧(8)与转换转轮(6)之间的摩擦。

控制弹簧(8)的作用是在滑动活塞运动到下死点时对转换转轮(6)提供转换动动力；在正常抽油时压迫打捞爪，并通过打捞爪控制阀球的升程，克服阀球回落时的惯性力，使阀球及时回落以提高泵效。

套装在活塞杆底部的打捞爪(10)下部为均布的弹性爪，且爪上加工有限位台阶，限定着阀球(11)的工作位置。

转换装置的控制机构是由活塞杆、控制弹簧(8)、打捞爪(10)和阀球(11)组成的。

中间短接(9)上下端分别与上、下接头螺纹连接，并分别与上、下接头夹紧转换套(5)和阀座(12)，用以实现它们的定位和密封。

下接头(13)的下部加工有API标准油管内螺纹，便于连接筛管或其他管具。

在实施下泵作业时，将该状态转换装置按规定力矩连接在抽油泵固定阀的位置，，取代原泵的固定阀，随抽油管柱一起下井。该抽油状态转换装置处于如附图所示的装配状态，滑动活塞处在上极限位置，阀球远离阀座，整个管柱上下畅通，可方便地进行下泵、替液、洗井等作业。

下入柱塞进行碰泵时，柱塞压下活塞(2)。转换转轮(6)与活塞杆一起下行，当其定位翼脱离转换套(5)的长槽时，转换压轮(4)下端的拨齿便拨动转轮(6)，迫使其转动一定角度。提起柱塞时，复位弹簧(3)则推动活塞(2)上升；活塞杆带动转轮(6)上升，外侧的定位翼便被导入转换套(5)的短槽内，不能继续上升，于是转轮(6)就将滑动活塞(2)锁定在底位。这时控制弹簧(8)也处于低位，将打捞爪(10)和阀球(11)压在阀座(12)上，抽油泵转换为抽油状态。

在正常抽油过程中，打捞爪(10)始终都限定阀球在阀座的正上方，使阀球开启和关闭的路径最短；且抽油泵吸入过程开始时，阀球不受控制弹簧作用而迅速打开；只有上升一定高度时，控制弹簧力才会作用在阀球上，而这个作用力就成为克服阀球惯性力、使阀球迅速关闭的动力，使该装置具有明显的增加泵效的效果。

需要正洗井时，再次碰泵，柱塞压下滑动活塞，转换转轮(6)与活塞杆一起下行，当其定位翼脱离转换套(5)的短槽时，转换压轮(4)下端的拨齿便拨动转轮(6)，迫使其转动一定角度。提起柱塞时，复位弹簧(3)则推动活塞(2)上升；活塞杆带动转轮(6)上升，外侧的定位翼便被导入转换套(5)的长槽内，随活塞一起上升到上极限位置，控制弹簧(8)、打捞爪(10)和阀球(11)均被提起，阀球远离阀座(12)，将柱塞提出泵筒后抽油泵转换为畅通状态。

洗井作业完成后，若再次进行碰泵，如前所述，抽油泵再次转换为抽油状态。

Claims (4)

1.抽油状态转换与增效装置。其特征是：它主要由上接头(1)、带杆的滑动活塞(2)、复位弹簧(3)、带拨齿的转换压轮(4)、带长短槽的转换套(5)、转换转轮(6)、弹簧垫圈(7)、控制弹簧(8)、中间短节(9)、打捞爪(10)、阀球(11)、阀座(12)及下接头(13)组成。

2.根据权利要求1所述的抽油状态转换与增效装置，其特征在于其转换动作是由带杆的滑动活塞(2)、复位弹簧(3)、带拨齿的转换压轮(4)、带长短槽的转换套(5)、转换转轮(6)完成的。

3.根据权利要求1所述的抽油状态转换与增效装置，其特征在于其控制机构是由活塞杆、控制弹簧(8)、打捞爪(10)和阀球(11)组成的。

4.根据权利要求1所述的抽油状态转换与增效装置，其特征在于抓捞爪(10)下部为均布的弹性爪，且爪上加工有限位台阶。

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