CN101825083B

CN101825083B - 一种柔性组合抽油泵柱塞

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Publication number: CN101825083B
Application number: CN2010101265016A
Authority: CN
Inventors: 石建设; 杨海滨; 陆华飞; 狄敏燕; 刘松林; 李汉周; 张格�
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2030-03-11
Also published as: CN101825083A

Abstract

一种柔性组合抽油泵柱塞，涉及石油机械开采技术领域，尤其涉及抽油泵内使用的柱塞，包括上游动阀，上游动阀的下端依次连接至少两段小段密封体，相邻两段小段密封体之间通过柔性连接器连接，最下端的小段密封体的下端连接所述下游动阀。每小段密封体之间采用柔性连接后，相互之间可转动、调偏心、弯曲(小角度)。解决了抽油泵在大斜度采油井中，柱塞与泵筒的刚性配合面长，下行阻力大，泵筒和柱塞偏磨严重等问题，并减少了柱塞的下行时形成的摩擦阻力，增加了柱塞的上行时的密封可靠性，同时延长了有效密封期。

Description

一种柔性组合抽油泵柱塞

技术领域

本发明涉及石油机械开采技术领域，尤其涉及抽油泵内使用的柱塞。

背景技术

目前油田常用的深井抽油泵柱塞，主要为金属硬柱塞，配合密封面长度达到1200mm，若满足深井采油的需要，要求其与泵筒的配合间隙很小。油井现场使用发现存在的主要问题如下：

1)、由于使用金属硬密封柱塞和上、下游动阀的连接均为刚性连接，对机械加工的精度要求很高；柱塞与泵筒的配合间隙大，漏失量较高，泵的寿命短；配合间隙小，易造成井下卡泵故障。

2)、刚性的金属柱塞与泵筒配合面长，增大了柱塞的下行阻力，造成泵筒和柱塞偏磨；当在斜井中使用时偏磨更加剧了，导致配合间隙增大，漏失量增高，泵效降低。

3)、柱塞偏心位移时产生的月牙形间隙，可进入较大的沙粒和机杂质，严重时造成柱塞、泵筒配合面拉成通槽。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种柔性组合抽油泵柱塞，减轻柱塞与泵筒偏磨，且柱塞下行阻力小，从而延长泵的使用寿命。

本发明的目的是这样实现的：一种柔性组合抽油泵柱塞，包括上游动阀和下游动阀，所述上游动阀包括上接头、上阀外壳、上阀罩、上阀球和上阀球座，所述上阀外壳螺纹连接在上接头的下端，所述上阀外壳的内侧径向设置上凸台，所述上阀球座设置在上凸台的上方，所述上阀罩设置在上阀球座的上方，所述上阀罩的上端抵紧在上接头的下端，所述上阀球设置在上阀罩内；所述下游动阀包括连接头、下阀体、下阀罩、下阀球和下阀球座，所述下阀体螺纹连接在连接头的下端，所述下阀体的内侧径向设置下凸台，所述下阀球座设置在下凸台的上方，所述下阀罩设置在下阀球座的上方，所述下阀罩的上端抵紧在连接头的下端，所述下阀球设置在下阀罩内；所述上游动阀的下端依次连接至少两段小段密封体，相邻两段小段密封体之间通过柔性连接器连接，最下端的小段密封体的下端连接所述下游动阀。

所述小段密封体为刚性小段密封体或软密封小段密封体中的至少一种。

所述最上端的小段密封体为软密封小段密封体，最下端的小段密封体为刚性小段密封体。

所述最上端的小段密封体为刚性小段密封体，最下端的小段密封体为软密封小段密封体。

所述柔性连接器包括球头连管、球头压帽、球头上支座、球头下支座和支承体，所述球头连管包括连接管和球头，球头固定在连接管的一端，所述球头上支座、球头下支座分别设置在球头的上、下两端，所述球头压帽套置在球头连管、球头上支座和球头下支座的外周，所述支承体与球头压帽螺纹连接用并帽锁紧。

所述刚性小段密封体为柱塞体。

所述软密封小段密封体包括调节环、至少一个L型密封件、支撑环、密封支撑环、密封圈和中心管，所述调节环、至少一个L型密封件、支撑环、密封支撑环和密封圈由上至下套置在中心管上；所述上阀外壳的下端内螺纹连接中心管，上阀外壳的下端外螺纹连接调节环，所述中心管的下端螺纹连接球头连管。

所述上阀外壳的下端内螺纹连接中心管，上阀外壳的下端外螺纹连接调节环，所述中心管的下端螺纹连接球头连管；所述柱塞体的上端螺纹连接支承体，柱塞体的下端螺纹连接连接头。

所述柱塞体的上端螺纹连接上阀外壳，柱塞体的下端螺纹连接球头连管；所述支承体的下端内螺纹连接中心管，支承体的下端外螺纹连接调节环，所述中心管的下端螺纹连接连接头。

按上述组装好的柔性软硬组合柱塞，放入泵筒中。当柔性软硬组合柱塞随杆柱下行时，柔性软硬组合柱塞与泵筒间隙配合；当柔性软硬组合柱塞随杆柱上行时，柔性软硬组合柱塞与泵筒间为密封结构，无漏失。软密封小段密封体上的L型密封件、支撑环、密封支撑环、密封圈有序组合，使多个密封件从上到下分批承受液力，减少柱塞的上行时多个密封件同时工作形成的摩擦阻力，同时延长其有效密封期。

发明的有益效果是：1)、可将刚性整柱塞密封体分为几段刚性小段密封体，每段之间采用柔性连接；每小段密封体连接后，之间可相互转动、调偏心、弯曲(小角度)。

2)、柔性组合柱塞可由刚性小段密封体与软密封小段密封体柔性连接构成，上下位置可任意组合。软密封小段密封体安置在上端时，密封件的端口可起到刮沙作用，可避免细沙进入刚性小段密封体与泵筒的间隙中，减轻其剧烈磨损，延长使用寿命。

3)、软密封小段密封体上的密封件截面为L型，安装时开口向上；柱塞上行在液力作用下密封件扩张，起密封作用，减少间隙漏失；柱塞下行时液力平衡，密封件收缩，间隙增大，减少柱塞的下行阻力。

4)、软密封小段密封体上的密封件、支撑压环、密封支撑压环和柱塞芯杆的有序组合，使多个密封件从上到下分批承受液力，减少柱塞的上行时多个密封件同时工作形成的摩擦阻力，同时延长其有效密封期。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为本发明的另一种结构示意图。

图中，1上接头，2上阀外壳，2-1上凸台，3上阀罩，4上阀球，5上阀球座，6上柱塞体，7球头连管，7-1连接管，7-2球头，8球头压帽，9球头上支座，10球头下支座，11支承体，12并帽，13连接头，14下阀体，14-1下凸台，15调节环，16L型密封件，17支撑环，18密封支撑环，19密封圈，20中心管，21下柱塞体，22下阀罩，23下阀球，24下阀球座。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，为两刚性组合的抽油泵柱塞，包括上游动阀、上柱塞体6、柔性连接器、下柱塞体18和下游动阀。

上游动阀包括上接头1、上阀外壳2、上阀罩3、上阀球4和上阀球座5，上阀外壳2螺纹连接在上接头1的下端，上阀外壳2的内侧径向固定上凸台2-1，上凸台2-1的上方顺序装入上阀球座5、上阀球4和上阀罩3，上阀罩3的上端抵紧在上接头1的下端。上阀外壳2的下端螺纹连接上柱塞体6。

柔性连接器包括球头连管7、球头压帽8、球头上支座9、球头下支座10和支承体11。球头连管7包括连接管7-1和球头7-2，球头7-2固定在连接管7-1的下端，球头连管7上按顺序装入球头上支座9、球头压帽8、球头下支座10，支承体11与球头压帽8螺纹连接用并帽12锁紧。球头连管7的上端螺纹连接上柱塞体6，支承体11的下端螺纹连接下柱塞体21。

下游动阀包括连接头13、下阀体14、下阀罩22、下阀球23和下阀球座24，下阀体14螺纹连接在连接头13的下端，下阀体14的内侧径向固定下凸台14-1，下凸台14-1的上方顺序装入下阀球座24、下阀球23和下阀罩22，下阀罩22的上端抵紧在连接头13的下端。连接头13的上端螺纹连接下柱塞体21。

附图1工作原理：按上述组装好的柔性组合柱塞，放入泵筒中，柔性组合柱塞与泵筒间隙配合；当柔性组合柱塞随杆柱上行时，柱塞下方泵腔体积增大，压力下降，上、下阀球4、23在油管液柱压力作用下落入上、下阀球座5、24上关闭通道，泵进液阀开启，为进液过程；当柔性组合柱塞随杆柱下行时，泵进液阀开阀关闭，柱塞下方泵腔体积减小，压力增大，上、下阀球4、23在液体作用下离开上、下阀球座5、24，通道被打开，进行排液。

实施例2

如图2所示，为刚柔性组合的抽油泵柱塞，包括上游动阀、上软密封小段密封体、柔性连接器、下柱塞体21′和下游动阀。

上游动阀包括上接头1′、上阀外壳2′、上阀罩3′、上阀球4′和上阀球座5′，上阀外壳2′螺纹连接在上接头1′的下端，上阀外壳2′的内侧径向固定上凸台2-1′，上凸台2-1′的上方顺序装入上阀球座5′、上阀球4′和上阀罩3′，上阀罩3′的上端抵紧在上接头1′的下端。上阀外壳2′的下端内螺纹连接中心管20，上阀外壳2的下端外螺纹连接调节环15。

上软密封小段密封体包括调节环15、多个L型密封件16、支撑环17、密封支撑环18、密封圈19和中心管20，调节环15、多个L型密封件16、支撑环17、密封支撑环18和密封圈19由上至下套置在中心管20上。

柔性连接器包括球头连管7′、球头压帽8′、球头上支座9′、球头下支座10′和支承体11′。球头连管7′包括连接管7-1′和球头7-2′，球头7-2′固定在连接管7-1′的下端，球头连管7′上按顺序装入球头上支座9′、球头压帽8′、球头下支座10′，支承体11′与球头压帽8′螺纹连接用并帽12′锁紧。球头连管7′的上端螺纹连接中心管20，支承体11′的下端螺纹连接下柱塞体21′。

下游动阀包括连接头13′、下阀体14′、下阀罩22′、下阀球23′和下阀球座24′，下阀体14′螺纹连接在连接头13′的下端，下阀体14′的内侧径向固定下凸台14-1′，下凸台14-1′的上方顺序装入下阀球座24′、下阀球23′和下阀罩22′，下阀罩22′的上端抵紧在连接头13′的下端。连接头13′的上端螺纹连接下柱塞体21′。

附图2工作原理：按上述组装好的柔性软硬组合柱塞，放入泵筒中。当柔性软硬组合柱塞随杆柱下行时，柔性软硬组合柱塞与泵筒间隙配合；当柔性软硬组合柱塞随杆柱上行时，柔性软硬组合柱塞与泵筒间为密封结构，无漏失。软密封小段密封体上的L型密封件16、支撑环17、密封支撑环18、密封圈19有序组合，使多个密封件从上到下分批承受液力，减少柱塞的上行时多个密封件同时工作形成的摩擦阻力，同时延长其有效密封期。

Claims

1.一种柔性组合抽油泵柱塞，其特征在于：包括上游动阀和下游动阀，所述上游动阀包括上接头、上阀外壳、上阀罩、上阀球和上阀球座，所述上阀外壳螺纹连接在上接头的下端，所述上阀外壳的内侧径向设置上凸台，所述上阀球座设置在上凸台的上方，所述上阀罩设置在上阀球座的上方，所述上阀罩的上端抵紧在上接头的下端，所述上阀球设置在上阀罩内；所述下游动阀包括连接头、下阀体、下阀罩、下阀球和下阀球座，所述下阀体螺纹连接在连接头的下端，所述下阀体的内侧径向设置下凸台，所述下阀球座设置在下凸台的上方，所述下阀罩设置在下阀球座的上方，所述下阀罩的上端抵紧在连接头的下端，所述下阀球设置在下阀罩内；所述上游动阀的下端依次连接至少两段小段密封体，相邻两段小段密封体之间通过柔性连接器连接，最下端的小段密封体的下端连接所述下游动阀。

2.根据权利要求1所述的柔性组合抽油泵柱塞，其特征在于：所述柔性连接器包括球头连管、球头压帽、球头上支座、球头下支座和支承体，所述球头连管包括连接管和球头，球头固定在连接管的一端，所述球头上支座、球头下支座分别设置在球头的上、下两端，所述球头压帽套置在球头连管、球头上支座和球头下支座的外周，所述支承体与球头压帽螺纹连接用并帽锁紧。

3.根据权利要求2所述的柔性组合抽油泵柱塞，其特征在于：最上端的所述小段密封体为软密封小段密封体，最下端的小段密封体为刚性小段密封体；所述刚性小段密封体为柱塞体；所述软密封小段密封体包括调节环、至少一个L型密封件、支撑环、密封支撑环、密封圈和中心管，所述调节环、至少一个L型密封件、支撑环、密封支撑环和密封圈由上至下套置在中心管上；所述上阀外壳的下端内螺纹连接中心管，上阀外壳的下端外螺纹连接调节环，所述中心管的下端螺纹连接球头连管，所述柱塞体的上端螺纹连接支承体，柱塞体的下端螺纹连接连接头。

4.根据权利要求2所述的柔性组合抽油泵柱塞，其特征在于：最上端的所述小段密封体为刚性小段密封体，最下端的小段密封体为软密封小段密封体；所述刚性小段密封体为柱塞体；所述软密封小段密封体包括调节环、至少一个L型密封件、支撑环、密封支撑环、密封圈和中心管，所述调节环、至少一个L型密封件、支撑环、密封支撑环和密封圈由上至下套置在中心管上；所述柱塞体的上端螺纹连接上阀外壳，柱塞体的下端螺纹连接球头连管；所述支承体的下端内螺纹连接中心管，支承体的下端外螺纹连接调节环，所述中心管的下端螺纹连接连接头。