CN103883503A - 一种环形柱塞小排量杆式抽油泵 - Google Patents

Abstract

一种环形柱塞小排量杆式抽油泵，包括外泵筒、内泵筒、环形柱塞，外泵筒上端通过加长接箍与支撑皮碗总成连接，下端通过泵筒接箍与进油阀阀罩连接；内泵筒上端连接密封段接头，下端通过出油阀阀罩与泵筒接箍连接；内泵筒、外泵筒之间形成环形工作腔，环形柱塞与内泵筒、外泵筒小间隙配合，环形柱塞通过阀杆下接头与阀杆连接，进油阀阀罩下端通过下接头与尾管接头螺纹连接；环形柱塞随之向上运动，出油阀球关闭，进油阀球开启，井液被吸入，井口排出柱塞让出体积的液体，进油阀关闭，井液停止进入；下冲程时，向下挤压泵腔内的液体，液体经过出油阀总成，从阀杆导向套的出液口排入油管；具有效率高、不卡泵、不堵塞的特点。

Description

一种环形柱塞小排量杆式抽油泵

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，涉及一种抽油泵，特别涉及一种环形柱塞小排量杆式抽油泵。

背景技术

随着世界石油天然气工业的发展，易于开发的常规油气资源所占剩余油气资源总量的比重越来越小。因此，以前由于储层性质差、单井产量低且开发难度较大的超低渗油田成为我国油气开发的主要战场。此类油田，由于地层供液能力过低，以及地层出砂的影响，容易造成常规抽油系统效率低、泥砂卡泵现象严重。主要问题表现为：1）常规抽油泵最小理论排量大于地层供液量，导致泵效低且机械效率差，常规柱塞受内部流动通道直径及游动阀尺寸限制，泵径不能过小，难以降低抽油泵理论排量；2）常规抽油泵无防砂功能，受井底出砂影响，泵阀容易被泥沙堵塞。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种环形柱塞小排量杆式抽油泵，解决现用抽油泵理论排量难以降低导致泵效低下以及受井底泥沙影响引起的卡泵、堵塞的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种环形柱塞小排量杆式抽油泵，主要包括外泵筒、内泵筒、环形柱塞，外泵筒上端通过加长接箍与支撑皮碗总成连接，下端通过泵筒接箍与进油阀阀罩连接；内泵筒上端连接密封段接头，下端通过出油阀阀罩与泵筒接箍连接；内泵筒、外泵筒之间形成环形工作腔，环形柱塞与内泵筒、外泵筒小间隙配合，环形柱塞上端通过阀杆下接头与阀杆连接，出油阀阀罩内安装的出油阀球、出油阀座固定在阀座接头上端，进油阀阀罩下端通过下接头与尾管接头螺纹连接，进油阀阀罩内安装进油阀球、进油阀座。

所述的支撑皮碗总成自下而上依次设有支承皮碗异径接头、支承皮碗压帽、下支承皮碗、支承皮碗座圈、上支承皮碗和支承皮碗心轴。

所述出油阀阀罩内部结构采用标准槽型球室型闭式阀罩结构，阀罩外壁设有6个8mm的环状均布的过流通道，过流通道上端与内泵筒、外泵筒之间的环形工作腔连通，下端连通进油阀阀罩。

所述环形柱塞采用环形结构，环形柱塞内径根据内泵筒外壁直径确定，外径根据外泵筒内壁直径确定，保证与泵筒形成良好配合。

所述阀杆下接头径向设有3组环状均布的出液口，上端连通阀杆与加长接箍形成的出液环空，下端连通内泵筒内腔。

所述出油阀阀罩的球室内设有复位弹簧。

所述环形柱塞采用优质中碳钢制造，柱塞表面设有喷焊涂层。

所述内泵筒为厚壁泵筒，选用冷拔无缝钢管，所述外泵筒为标准中厚壁泵筒。

所述密封段接头上装有星型密封圈，有四个密封唇，材料为聚四氟乙烯。

本发明的有益效果是：

本发明采用杆式泵结构，杆式泵在下泵、检修时只提抽油杆及抽油泵，减少提油管作业，使检泵工作量减少一半，安装方便；且本发明采用环形柱塞结构代替常规柱塞，环形柱塞的有效横截面积等于Φ22mm圆形横截面积，在不减小泵径的情况下实现泵排量的减小，泵整体结构不会减小，零件强度可靠性相对较高，更加适应超低渗油田的开采要求，增加了机械效率；另外，本发明采用双泵筒配合环形柱塞的结构，每个上冲程，双泵筒配合环形空间充满液体，下冲程环形空间液体流出，环形柱塞往复运动能使环形空间的液体产生漩涡运动，从而阻止进油阀处砂子的沉积，避免卡泵。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1剖视图，其中图2（a）为A-A向视图，图2（b）为B-B向视图。

图3为本发明的工作原理图，其中图3（a）为上冲程示意图，图3（b）为下冲程示意图；

图中，1、阀杆异径接头；2、阀杆；3、阀杆导向套；4、支承皮碗心轴；5、支承皮碗；6、支承皮碗座圈；7、支承皮碗；8、支承皮碗压帽；9、支承皮碗异径接头；10、加长接箍；11、阀杆下接头；12、密封段接头；13、密封圈；14、环形柱塞；15、内泵筒；16、外泵筒；17、泵筒接箍；18、出油阀阀罩；19、出油阀总成；20、进油阀阀罩； 21、进油阀总成；22、下接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见图1、2，一种环形柱塞小排量杆式抽油泵，包括外泵筒16、内泵筒15、环形柱塞14，外泵筒16与内泵筒15之间配合有环形柱塞总成14，外泵筒16的上端连接加长接箍10，加长接箍10上端连接有支撑皮碗总成，支撑皮碗总成自下而上依次设有支承皮碗异径接头9、支承皮碗压帽8、下支承皮碗7、支承皮碗座圈6、上支承皮碗5和支承皮碗心轴4，支撑皮碗总成上端连接有阀杆导向套3，

外泵筒16下端通过泵筒接箍17与进油阀阀罩20连接，进油阀阀罩20内部设有进油阀总成，进油阀总成21由阀球、阀座组成，进油阀阀罩下端连接下接头22；内泵筒15上端连接密封段接头12，在密封段接头与环形柱塞14之间装配有密封圈13，下端连接出油阀总成19，出油阀总成19由阀球、阀座、弹簧组成；环形柱塞14上端通过阀杆下接头11与阀杆2连接，阀杆2上端连接阀杆异径接头1。

参见图2（a），所述出油阀阀罩18内部结构采用标准槽型球室型闭式阀罩结构，阀罩外壁轴向设计6个8mm的环状均布的过流通道，过流通道上端与内、外泵筒之间的环形工作腔连通，下端连通进油阀罩。

所述出油阀阀罩18上端螺纹连接内泵筒，阀罩外壁连接泵筒接箍，因此它起到了约束内、外泵筒相对位移的作用。

参见图2（b），所述阀杆下接头11径向设计有3组环状均布的出液口，连通阀杆2与加长接箍10形成的出液环空和内泵筒15内腔，保证液体从工作泵筒流出。

所述出油阀阀罩18球室内安装有复位弹簧，保证出油阀球及时关闭。

所述阀杆导向套3对阀杆2有扶正作用。

所述环形柱塞14采用优质中碳钢制造，柱塞表面进行喷焊处理，保证其耐磨性和耐腐蚀性。

所述内泵筒15为厚壁泵筒，选用冷拔无缝钢管，内表面绗磨处理，所述外泵筒16为标准中厚壁泵筒。

所述密封接头12上装有星型密封圈，有四个密封唇，密封圈起双向密封作用，材料为聚四氟乙烯。

注：本抽油泵各组件连接都是螺纹连接，螺纹标准类别是UNS抽油泵专用螺纹，具有密封作用。

本发明的工作原理是：

上冲程时，图3（a）所示，抽油杆带动拉杆向上运动，环形柱塞随之向上运动，内、外泵筒之间空间的容积增大，此时，出油阀球在油管液柱压力下处于关闭状态，因此泵内压力减小，当进油阀总成下方的沉没压力大于泵内压力时，进油阀球开启，井液沿图中箭头方向被吸入泵内环空中，井口排出柱塞让出体积的液体。直到柱塞上冲程结束，进油阀球在自重的作用下关闭，井液停止进入，所以环形柱塞小排量抽油泵上冲程是井液进入泵内和井口排出液体的过程。

下冲程时，图3（b）所示，拉杆连接环形柱塞向下运动挤压泵腔内的液体，由于进油阀球关闭，泵内压力持续增大，当泵内压力达到排出压力时，泵内液体顶开出油阀球，此时环空液体与内泵筒过流通道的液体连通，流动方向如图b中的箭头所示，液体经过出油阀总成，通过阀杆下接头的出液口，进入拉杆与支撑皮碗心轴之间的环空，从阀杆导向套的出液口排入油管，直到柱塞下冲程结束，出油阀球关闭，抽油泵停止排液。

综上所示，本发明不仅能够很好的解决超低渗油田开发过程中供采不平衡以及泥沙卡泵问题，提高了机械开采效率并延长了检泵周期，更为我国超低渗油田高效开采提供了一种有效手段，在油气田的开发现场具有广泛的应用前景。

Claims (9)

1.一种环形柱塞小排量杆式抽油泵，主要包括外泵筒(16)、内泵筒(15)和环形柱塞(14)，其特征在于，外泵筒(16)上端通过加长接箍10与支撑皮碗总成连接，下端通过泵筒接箍17与进油阀阀罩20连接；内泵筒(15)上端连接密封段接头(12)，下端通过出油阀阀罩(18)与泵筒接箍(17)连接；内泵筒(15)、外泵筒(16)之间形成环形工作腔，环形柱塞(14)与内泵筒(15)、外泵筒（16）小间隙配合，环形柱塞（14）上端通过阀杆下接头(11)与阀杆(2)连接，出油阀阀罩（18）内安装的出油阀球、出油阀座固定在阀座接头上端，进油阀阀罩（20）下端通过下接头(22)与尾管接头螺纹连接，进油阀阀罩（20）内安装进油阀球、进油阀座。

2.根据权利要求1所述的一种环形柱塞小排量杆式抽油泵，其特征在于，所述的支撑皮碗总成自下而上依次设有支承皮碗异径接头（9）、支承皮碗压帽（8）、下支承皮碗（7）、支承皮碗座圈（6）、上支承皮碗（5）和支承皮碗心轴（4）。

3.根据权利要求1所述的一种环形柱塞小排量杆式抽油泵，其特征在于，所述出油阀阀罩（18）内部结构采用标准槽型球室型闭式阀罩结构，阀罩外壁设有6个8mm的环状均布的过流通道，过流通道上端与内泵筒（15）、外泵筒（16）之间的环形工作腔连通，下端连通进油阀阀罩（20）。

4.根据权利要求1所述的一种环形柱塞小排量杆式抽油泵，其特征在于，所述环形柱塞（14）采用环形结构，其内径根据内泵筒（15）外壁直径确定，外径根据外泵筒（16）内壁直径确定。

5.根据权利要求1所述的一种环形柱塞小排量杆式抽油泵，其特征在于，所述阀杆下接头（11）径向设有（3）组环状均布的出液口，上端连通阀杆（2）与加长接箍（10）形成的出液环空，下端连通内泵筒(15)内腔。

6.根据权利要求1所述的一种环形柱塞小排量杆式抽油泵，其特征在于，所述出油阀阀罩（18）球室内设有复位弹簧。

7.根据权利要求1或4所述的一种环形柱塞小排量杆式抽油泵，其特征在于，所述环形柱塞（14）采用优质中碳钢制造，柱塞表面设有喷焊涂层。

8.根据权利要求1所述的一种环形柱塞小排量杆式抽油泵，其特征在于，所述内泵筒（15）为厚壁泵筒，选用冷拔无缝钢管，所述外泵筒（16）为标准中厚壁泵筒。

9.根据权利要求1所述的一种环形柱塞小排量杆式抽油泵，其特征在于，所述密封段接头（12）上装有星型密封圈，有四个密封唇，材料为聚四氟乙烯。

Images