CN104196714B - 油田柱塞抽油泵用动密封组合柱塞组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油田柱塞抽油泵用动密封柱塞组件，涉及采油设备。动密封组合柱塞组件包括：上补偿套、密封套和下补偿套。密封套的外管壁上套装多只钢质活塞环。活塞环内安装O形密封圈。当柱塞由下止点向上止点运动时，中心管中的高压通过传压槽传递至胶套腔体，压力通过胶套传递至密封环，从而实现密封段膨胀后与泵筒无间隙配合，减少上行程液体漏失。当柱塞由上止点向下止点运动时，柱塞上、下压差逐渐消失，即柱塞密封段承受压力逐渐降低直至消失，密封段处于回缩状态，密封套和钢质活塞环回缩，减少下行程时钢质活塞环与泵筒之间的摩擦，提高金属密封环的使用寿命。

Description

油田柱塞抽油泵用动密封组合柱塞组件

技术领域

本发明涉及一种用于油田采油设备，具体涉及一种油田柱塞抽油泵用动密封组合柱塞组件。

背景技术

现有油田机械举升采油中，柱塞抽油泵的使用率占大多数，而柱塞抽油泵在抽油过程中，柱塞与泵筒之间为刚性摩擦，柱塞抽油泵的密封性不能安全配合抽油机的往复运动规律，其密封性能呈逐减趋势；特别在稠油、油液中含沙量多、含聚合物油井中，随着时间和磨损的增加，柱塞抽油泵的漏失量逐渐增加，导致泵效低抽油机无效功增加，增大了采油成本。为了降低柱塞与与泵筒之间的摩擦阻力和磨损，近几年出现了多种含软体密封环、带有液压反馈密封的结构，以及弹性金属环密封结构；对于提高密封效果有一定的作用，但也存在如下不足之处：

1、软体液压反馈密封结构的缺陷在于，软体密封环与金属泵筒磨擦，密封环磨损快，

使用寿命短。

2、弹性金属环密封结构，虽然可以解决泵筒与柱塞的密封问题，但金属密封环在柱塞上、下冲程的移动过程中，弹性金属环始终与泵筒接触摩擦，大大减少金属密封环的使用寿命，故障率比较高。

发明内容：

为了解决所述技术问题，本发明提供一种油田柱塞抽油泵用动密封组合柱塞组件，当柱塞由下止点向上止点运动时，中心管中的高压通过传压槽传递至胶套腔体，压力通过胶套传递至密封环，从而实现密封段膨胀与泵筒无间隙配合，减少上行程液体漏失。当塞由上止点向下止点运动时，柱塞上、下压差逐渐消失，即柱塞密封段承受压力逐渐降低消失，密封段处于回缩状态，减少下行程工作摩擦，提高金属密封环的使用寿命。

本发明通过以下技术方案实现的：一种油田柱塞抽油泵用动密封组合柱塞组件，所述的动密封组合柱塞组件包括：从上至下依次套装在中心管外管壁上的上补偿套、密封套和下补偿套。所述的密封套的外管壁上套装活塞环；所述的活塞环为钢质圆管，圆管的母线上切割开口槽。活塞环有多只，分为上活塞环、中间活塞环和下活塞环，中间活塞环有多只；上、中、下活塞环依次无间隙排列；活塞环的外圆柱面与泵筒的内壁为密封面。所述的上补偿套上端通过上导向套与中心管连接并锁紧；所述的下补偿套下端通过下导向套与中心管连接并锁紧。下导向套内孔安装游动阀球和游动阀座，下导向套的下端连接阀罩接头。所述的中心管与组合柱塞组件接触的部位制作传压槽。其特征在于：所述的上、中、下三种活塞环的宽度不等，下活塞环的宽度最大，中间活塞环的宽度次之，上活塞环的宽厚度最窄。所述的活塞环内壁上制作环形槽，所述的环形槽内安装O形密封圈。所述的上补偿套的下端制作锥形套环，所述的上活塞环上端制作锥体，所述的锥形套环的锥度与所述的锥体的锥度相吻合。

所述的上活塞环、中间活塞环和下活塞环，每只活塞环上安装两只O形密封圈3。

所述的上补偿套与中心管的接触面之间设置O形密封圈。

所述的下补偿套与中心的接触面之间设置O形密封圈。

本发明的有益效果是：

1、根据抽油机工作原理，上、下冲程采用不同的密封举措，抽油机上冲程阶段，中心管中的高压通过传压槽传递至胶套腔体，压力通过胶套传递至密封环，从而实现密封段膨胀与泵筒无间隙配合，减少上行程液体漏失。下行程阶段密封环回缩，减少密封环与泵筒之间的无功磨损，降低的密封环损耗，提高使用寿命。

2、动密封柱塞组件体积小，且两端设有连接螺纹；改装常规柱塞或组装动密封柱塞泵都十分方便，其动密封柱塞组件的适应性强、稳定性高、推广性高、成本低，维修更换方便。

3、活塞环采用逐级增加宽度的结构，在柱塞由下冲程到上冲程瞬间切换时，用以减缓对下活塞环带来的冲击损伤，实现切换瞬间整体密封的可靠性。

4、上补偿套与上活塞环之间采用圆锥面接触面，在密封段膨胀时，自动关闭轴向间隙，可以同时实现轴向、径向密封，避免环与环之间的径向剪切。

5、在每组活塞环上安装两只独立的O形密封圈，实现动态效果下的金属活塞环与软体保护套之间的密封。

6、在上、下补偿套与中心管的接触面之间均设置O形密封圈，提高上、下补偿套与中心管之间的密封效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为发明结构示意图。

图2为图1的B处局部放大图。

图3图1的A-A剖面放大图。

图中：1、中心管，1-1、传压槽，2、上导向套，3、O形密封圈，4、上补偿套，4-1、锥形套环，5、密封套，6、上活塞环，7、中间活塞环，7-1、开口槽，8、下活塞环，9、泵筒，10、下补偿套，11、下导向套，12、游动阀球，13、游动阀座，14、阀罩接头。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示：一种油田柱塞抽油泵用动密封组合柱塞组件，所述的动密封组合柱塞组件包括：从上至下依次套装在中心管1外管壁上的上补偿套4、密封套5和下补偿套10。所述的密封套5的外管壁上套装活塞环；所述的活塞环为钢质圆管，圆管的母线上切割开口槽7-1。活塞环有多只，分为上活塞环6、中间活塞环7和下活塞环8，其中中间活塞环7有多只，上、中、下活塞环依次无间隙排列。活塞环的外圆柱面与泵筒9的内壁为密封面。所述的上补偿套4上端通过上导向套2与中心管1连接并锁紧。所述的下补偿套10下端通过下导向套11与中心管1连接并锁紧。下导向套11内孔安装游动阀球12和游动阀座13，下导向套11的下端连接阀罩接头14。所述的中心管1与组合柱塞组件接触的部位制作传压槽1-1；其特征在于：所述的活塞环内壁上制作环形槽，所述的环形槽内安装O形密封圈3。每只活塞环上安装两只O形密封圈3，O形密封圈3的作用是实现动态效果下的金属活塞环与软体密封套5之间的密封效果。

由于在柱塞由下冲程到上冲程瞬间切换时，瞬间压力下在活塞环8部位最大，并且越往上越小，为了减缓对下8活塞环带来的冲击损伤，实现切换瞬间整体密封的可靠性，本实施例所述的采取上、中、下三种活塞环的宽度不等，下活塞环8的宽度最大，中间活塞环7的宽度次之，上活塞环6的宽度最薄。

所述的上补偿套4的下端制作锥形套环4-1，所述的上活塞环6上端制作锥体，所述的锥形套环4-1的锥度与所述的锥体的锥度相吻合。上补偿套4与上活塞环6之间采用圆锥面接触，在密封段膨胀时，自动关闭轴向间隙，可以同时实现轴向、径向密封，避免环与环之间的径向剪切。

所述的上补偿套4与中心管1的接触面之间和下补偿套10与中心管1的接触面之间均设置O形密封圈3，其作用是提高上、下补偿套4、10与中心管1之间的密封效果。

Claims (4)

1.一种油田柱塞抽油泵用动密封组合柱塞组件，所述的动密封组合柱塞组件包括：从上至下依次套装在中心管(1)外管壁上的上补偿套(4)、密封套(5)和下补偿套(10)；所述的密封套(5)的外管壁上套装活塞环；所述的活塞环为钢质圆管，圆管的母线上切割开口槽(7-1)；活塞环有多只，分为上活塞环(6)、中间活塞环(7)和下活塞环(8)，中间活塞环(7)有多只；上、中、下活塞环依次无间隙排列；活塞环的外圆柱面与泵筒(9)的内壁为密封面；所述的上补偿套(4)上端通过上导向套(2)与中心管(1)连接并锁紧；所述的下补偿套(10)下端通过下导向套(11)与中心管(1)连接并锁紧；下导向套(11)内孔安装游动阀球(12)和游动阀座(13)，下导向套(11)的下端连接阀罩接头(14)；所述的中心管(1)与组合柱塞组件接触的部位制作传压槽(1-1)；其特征在于：所述的上、中、下活塞环的宽度不等，下活塞环(8)的宽度最大，中间活塞环(7)的宽度次之，上活塞环(6)的宽度最窄；所述的活塞环内壁上制作环形槽，所述的环形槽内安装O形密封圈(3)；所述的上补偿套(4)的下端制作锥形套环(4-1)，所述的上活塞环(6)上端制作锥体，所述的锥形套环(4-1)的锥度与所述的锥体的锥度相吻合。

2.根据权利要求1所述的油田柱塞抽油泵用动密封组合柱塞组件，其特征在于：所述的上活塞环(6)、中间活塞环(7)和下活塞环(8)，每只活塞环上安装两只O形密封圈(3)。

3.根据权利要求1所述的油田柱塞抽油泵用动密封组合柱塞组件，其特征在于：所述的上补偿套(4)与中心管(1)的接触面之间设置O形密封圈(3)。

4.根据权利要求1所述的油田柱塞抽油泵用动密封组合柱塞组件，其特征在于：所述的下补偿套(10)与中心管(1)的接触面之间设置O形密封圈(3)。