CN104912782B - 组合式泵筒小直径抽油泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是组合式泵筒小直径抽油泵，这种组合式泵筒小直径抽油泵包括泵筒总成、柱塞总成、进油阀总成，上罩、闭式出油阀罩、游动阀球、游动阀座、柱塞扶正器设置在油管短接内，上罩与闭式出油阀罩螺纹连接，游动阀球和游动阀座设置在闭式出油阀罩内，闭式出油阀罩为带导向筋的梅花瓣形出油孔结构，油管短接上端部连接油管接箍，油管短接下端连接上泵筒接箍，空心柱塞连接在游动阀总成下端，空心柱塞下部开有矩形平衡槽；上泵筒上端连接上泵筒接箍，下端与下泵筒螺纹连接，下泵筒内径比上泵筒大1mm；下泵筒连接下泵筒接箍。本发明可使抽油泵间隙漏失减小，降低泵筒与柱塞间磨损度。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业中的机械采油装备技术领域，具体涉及组合式泵筒小直径抽油泵。
背景技术
在油田开采过程中，由于地层供油能力的下降、油井产液量的降低，低产油井普遍存在供采不平衡问题，常规抽油泵由于受泵的结构及加工技术限制，泵径不能做的更小，排量与油井供液不匹配，导致对低产油井的开采效率很低。同时，抽油泵正常运行时，由于柱塞与泵筒之间存在间隙，间隙两端存在较大的压差，导致间隙漏失，降低泵效，另间隙中的油液不均匀分布形成液压卡紧力，这使得柱塞在往复运动中受力不均匀，且摩擦力增大，从而导致柱塞偏心运动，空心柱塞与泵筒内壁偏磨，这会降低空心柱塞强度，而且偏磨会导致间隙增大，泄漏量增大，从而进一步降低泵效。而对于阀球工作时，由于阀球的滞后关闭导致阀球处液体的流失，也会增加泵的泄漏量。对于小直径抽油泵需要进一步缩小柱塞及泵筒的直径，而在机械加工中轴的加工难度要易于孔的加工难度，因此，细长泵筒更加的难于加工，且精度难以保证。小直径抽油泵游动阀罩还存在由于阀球在出油室内频繁磨损以及来自抽油管杆柱的交变载荷和高速、高压液流的冲击而导致疲劳断裂的情况，也将进一步缩短检泵周期。
发明内容
本发明的目的是提供一种组合式泵筒小直径抽油泵，它用于解决现有技术中小直径抽油泵柱塞泵筒间隙泄漏及其偏磨造成柱塞强度降低增大泄漏的问题，以及由于阀球在出油室内频繁磨损等因素导致出油阀罩疲劳断脱和阀球滞后关闭导致泄漏增大的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种组合式泵筒小直径抽油泵包括泵筒总成、柱塞总成、进油阀总成，柱塞总成包括上罩、闭式出油阀罩、游动阀球、游动阀座、柱塞扶正器、空心长柱塞，上罩、闭式出油阀罩、游动阀球、游动阀座、柱塞扶正器设置在油管短接内，上罩有外螺纹，闭式出油阀罩有内螺纹，上罩与闭式出油阀罩螺纹连接，游动阀球和游动阀座设置在闭式出油阀罩内，闭式出油阀罩为带导向筋的梅花瓣形出油孔结构，柱塞扶正器位于闭式出油罩下，油管短接上端部连接油管接箍，油管短接下端连接上泵筒接箍，空心柱塞连接在游动阀总成下端，空心柱塞下部与下泵筒配合部位均匀开有矩形平衡槽；上泵筒上端连接上泵筒接箍，下端与下泵筒螺纹连接，下泵筒内径比上泵筒内径大1mm；下泵筒连接下泵筒接箍，下泵筒接箍连接进油阀总成的进油阀罩，进油阀总成的进油阀罩下端连接进油阀座接箍，进油阀罩为带导向筋的梅花瓣形出油孔结构；游动阀总成由上罩、闭式出油阀罩、游动阀球、游动阀座构成。
上述方案中下泵筒与空心柱塞之间的间隙宽度为1.045mm，矩形平衡槽有5道，每个矩形平衡槽的宽度1.5mm，深度2mm，槽间距20mm，距离空心柱塞下端面20mm为第一道，依次向上布置，这样，在达到降低入口流体的压力，减少泄漏的同时，使空心柱塞与泵筒的间距扩大，减少了空心柱塞与泵筒内壁偏磨的机会，实现防偏磨，而由于减少了偏磨，也进一步减少了泄漏。
上述方案中进油阀总成主要由进油阀罩、进油阀球、进油阀座和进油阀座接箍组成。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明将由上泵筒与内径稍比其大的下泵筒组成的组合式泵筒与下部带矩形平衡槽的空心柱塞式间隙密封结构相结合，既可使抽油泵间隙漏失减小，又解决偏磨造成开槽处易破坏情况，降低泵筒与柱塞间磨损度，减少维修费用，延长检泵周期。
2、抽油泵在工作过程中，游动阀罩上部在柱塞往复运动中既承担着较大的拉力和下行时的压力，又是泵内油流进入油管的通道,是整个泵中最容易受到损害的零件，本发明设计的游动阀罩由上罩与闭式出油阀罩组合而成，闭式出油阀罩只负责阀球的启、闭工作，而上罩只承担出油工作，这样可保证上罩壁厚，解决由于阀球在出油室内频繁磨损以及来自抽油管杆柱的交变载荷和高速、高压液流的冲击而导致疲劳断裂的情况，
3、本发明阀球全部外置于泵筒，使得阀球尺寸不受空心柱塞尺寸限制，可以选取国家标准尺寸的阀球，同时为了解决阀球泄漏问题，适当加大标准尺寸的阀球的质量。
4、本发明中闭式出油阀罩、固定阀阀罩为带导向筋的梅花瓣形出油孔结构均采用带导向筋结构的梅花瓣形出油孔结构，一是增大了原油进入泵腔的过流面积；二是导向筋利于抽油泵在斜井中使用时游动阀球的快速归位，有助于减少阀副漏失，提高泵效。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中游动阀总成的结构示意图；
图3是本发明中上泵筒、下泵筒、空心柱塞连接关系示意图；
图4是本发明图2中A-A剖面图。
图中：1油管接箍；2上罩；3 油管短接；4闭式出油阀罩；5进油阀罩；6柱塞扶正器；7上泵筒接箍；8上泵筒； 9空心柱塞；10下泵筒；11 矩形平衡槽；12下泵筒接箍；13进油阀总成；14进油阀座接箍。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
如图1所示，这种组合式泵筒小直径抽油泵包括泵筒总成、柱塞总成、进油阀总成13，柱塞总成包括上罩2、闭式出油阀罩4、游动阀球、游动阀座、柱塞扶正器6、长的空心柱塞9组成，上罩2、闭式出油阀罩4、游动阀球、游动阀座、柱塞扶正器6设置在油管短接3内，上罩2有外螺纹，闭式出油阀罩4有内螺纹，上罩2与闭式出油阀罩4螺纹连接，游动阀球和游动阀座设置在闭式出油阀罩4内，闭式出油阀罩4为带导向筋的梅花瓣形出油孔结构，柱塞扶正器6位于闭式出油罩4下，油管短接3上端部连接油管接箍1，油管短接3下端连接上泵筒接箍7，空心柱塞9连接在游动阀总成下端；上泵筒8上端连接上泵筒接箍7，下端与下泵筒10螺纹连接，下泵筒10内径比上泵筒8内径大1mm；下泵筒10连接下泵筒接箍12，下泵筒接箍12连接进油阀总成13，进油阀总成13主要由进油阀罩5、进油阀球、进油阀座和进油阀座接头组成，进油阀总成13下端连接进油阀座接箍14，进油阀罩5为带导向筋的梅花瓣形出油孔结构。
空心柱塞9下部与下泵筒10配合部位均匀开有矩形平衡槽11，下泵筒10与空心柱塞9之间的间隙宽度为1.045mm，矩形平衡槽11有5道，每个矩形平衡槽11的宽度1.5mm，深度2mm，槽间距20mm，距离空心柱塞9下端面20mm为第一道，依次向上布置。
本发明一方面采用上泵筒8与内径稍比其大的下泵筒10组成的组合式泵筒，使柱塞在运动过程中不会出现由于常规抽油泵采用短柱塞长泵筒结构在工作过程中，由于柱塞不能抵达的泵筒内孔部位易结垢和结蜡，改变内孔尺寸，一但因调整防冲距或其他操作，柱塞抵达泵筒结垢和结蜡部位发生的卡泵现象；另一方面对空心柱塞9位于下死点时与下泵筒10配合部分均匀开设矩形平衡槽11，组合式泵筒与柱塞下半段开设平衡槽结构相结合的方法，既使抽油泵间隙漏失减小，又解决偏磨造成开槽处易破坏情况，降低泵筒与柱塞间磨损度，减少维修费用，延长检泵周期。
本发明工作原理为：抽油泵上冲程时，空心柱塞9随抽油杆上行，进油阀开启，游动阀关闭，游动阀总成随空心柱塞9 向上运动，整个泵腔体积增大、压力减小，当压力减小到泵口吸入压力时，固定阀开启，原油进入组合泵筒，与此同时，如图3所示，当原油由于柱塞两端存在压差导致已经流出泵筒的原油又从间隙泄漏回泵筒时，由于柱塞下部开有平衡槽，在流场中形成数个空腔，这些密封间隙的作用就是耗散掉一部分流体能量，使得进出口压力差减小，可有效的减少泄漏量。抽油泵下冲程时，空心柱塞9随抽油杆下行，固定阀关闭，游动阀总成随空心柱塞9 向下运动，此时整个泵腔体积减小、压力增大，当压力增大到泵的排出压力时，游动阀开启，原油排出泵筒。
本发明下泵作业程序为：泵筒总成和进油阀总成13先随抽油管柱下井，柱塞总成后随抽油杆柱下井。
Claims (3)
1.一种组合式泵筒小直径抽油泵，其特征在于：这种组合式泵筒小直径抽油泵包括泵筒总成、柱塞总成、进油阀总成（13），柱塞总成包括上罩（2）、闭式出油阀罩（4）、游动阀球、游动阀座、柱塞扶正器（6）、长的空心柱塞（9），上罩（2）、闭式出油阀罩（4）、游动阀球、游动阀座、柱塞扶正器（6）设置在油管短接（3）内，上罩（2）有外螺纹，闭式出油阀罩（4）有内螺纹，上罩（2）与闭式出油阀罩（4）螺纹连接，游动阀球和游动阀座设置在闭式出油阀罩（4）内，闭式出油阀罩（4）为带导向筋的梅花瓣形出油孔结构，柱塞扶正器（6）位于闭式出油罩（4）下，油管短接（3）上端部连接油管接箍（1），油管短接（3）下端连接上泵筒接箍（7），空心柱塞（9）连接在游动阀总成下端，空心柱塞（9）下部与下泵筒（10）配合部位均匀开有矩形平衡槽（11）；上泵筒（8）上端连接上泵筒接箍（7），下端与下泵筒（10）螺纹连接，下泵筒（10）内径比上泵筒（8）内径大1mm；下泵筒（10）连接下泵筒接箍（12），下泵筒接箍（12）连接进油阀总成（13）的进油阀罩，进油阀总成（13）的进油阀罩下端连接进油阀座接箍（14），进油阀罩（5）为带导向筋的梅花瓣形出油孔结构；游动阀总成由上罩（2）、闭式出油阀罩（4）、游动阀球、游动阀座构成。
2.根据权利要求1所述的组合式泵筒小直径抽油泵，其特征在于：所述的下泵筒（10）与空心柱塞（9）之间的间隙宽度为1.045mm，矩形平衡槽（11）有5道，每个矩形平衡槽（11）的宽度1.5mm，深度2mm，槽间距20mm，距离空心柱塞（9）下端面20mm为第一道，依次向上布置。
3.根据权利要求1所述的组合式泵筒小直径抽油泵，其特征在于：所述的进油阀总成（13）主要由进油阀罩（5）、进油阀球、进油阀座和进油阀座接箍（14）组成。
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