CN105298813B - 一种排气式柱塞抽油泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种排气式柱塞抽油泵,由柱塞、泵筒、固定凡尔总成、上下接头等组成,其特征在于:在泵筒外侧之底部或中下部安装有排气凡尔总成。所述排气凡尔总成,由排气凡尔壳体、浮筒室、排气凡尔球、排气凡尔球座组成,即:在排气凡尔壳体的中上侧设有一个浮筒室,该浮筒室的一侧与泵腔相通,浮筒室内有可以上下移动的浮筒,浮筒顶部有排气凡尔球,浮筒室上方固定安装有排气凡尔球座,排气凡尔球座中部有垂直的通气孔。本发明之排气凡尔总成,既能大大提高泵效,又能降低使用成本,有效防止井液中凝析气和溶解气对泵效影响。
Description
技术领域
本发明涉及油田的采油设施,具体地说是柱塞抽油泵技术。
背景技术
柱塞抽油泵是石油开采用的重要设施,传统的柱塞抽油泵,主要由泵筒3、柱塞5、固定凡尔总成组成,柱塞5位于泵筒3内,固定凡尔总成位于柱塞抽油泵的下部。固定凡尔总成由固定凡尔壳体、固定凡尔球12及固定凡尔球座14构成,固定凡尔球座14位于固定凡尔球12的下方,固定凡尔球座14的中心轴处有井液进液孔。抽油泵的上端与管柱1固定连接,位于泵筒3内之柱塞5与上方的抽抽杆4连接。工作时,在地面动力的作用下,抽抽杆4带动柱塞5在泵筒3内上下移动:当上冲程时,柱塞5上行,柱塞5内的游动凡尔10关闭,泵腔11内的压力下降,当泵腔11内的压力低于抽油泵入口的压力时,固定凡尔球12打开,液体从井筒流入抽油泵内,并通过管柱1向井外排出井液;当下冲程时,柱塞5下行,柱塞5内的游动凡尔10开启,泵腔11内的压力升高,固定凡尔关闭,泵腔11内井液通过游动凡尔10排出到柱塞5内及柱塞上方的油管中,继而举升到井外。如此循环往复,便达到了从地层中提取石油的目的。
传统固定凡尔总成存在的缺点是:当柱塞5上行时,泵腔11内压力逐渐降低,原来存在于液体中的凝析气和溶解气会从井液中游离出来,并快速膨胀,该过程一直持续到泵腔内压力降低至低于吸入口压力;而当柱塞5下行时,泵腔11内压力逐渐升高,部分凝析气和溶解气会重新溶于井液中,抽油泵内剩余的游离气体随压力的增大而缩小,从而使气体占据的空间逐渐减小,该过程一直持续到泵腔内压力升至排出压力以上,抽油泵才能进入排出过程。正是由于存在气体的反复膨胀和压缩的过程,导致抽油泵的效率降低,严重时,在泵腔11内的气体压力足够大时,会产生“气锁”现象——抽油泵上下往复运动仅仅是气体的膨胀和压缩,抽油泵却不做功,进油口无液体流入。
对于油田开发的中后期的油井而言,或对于动液面过低的油井而言,尤其对高气液比的油井而言,泵腔11内的气体是影响抽油泵泵效的最主要因素——这些气体占据了泵腔的部分体积,导致泵效降低,液体无法举升,甚至“气锁”,并发生液压冲击,这种“液击”现象往往会造成抽油杆系统的振动,而加速损坏。
目前,各油田多采用优化抽吸参数或油气分离的配套装置等手段,其原理:一种是增大沉没度,降低冲次和采用各种气锚和适时放掉套来提高泵效;另一种是靠加大冲程长度,减少余隙空积比及采用特殊结构的放气泵,用强制开启或管柱内部排气的方法达到此目的。上述方法的负面结果是:或降低了产量,或工艺复杂而加大了生产成本,增加了操作难度,缩短了设备的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于,克服传统抽油泵存在的不足,提供一种既能大大提高泵效,又能降低使用成本,有效防止井液中凝析气和溶解气对泵效影响的柱塞抽油泵。
本发明是这样实现的:
本发明之排气式柱塞抽油泵,有管柱1、泵筒3、抽油杆4、上下接头、固定凡尔总成,在泵筒3内有柱塞5、游动凡尔10、泵腔12,固定凡尔总成由固定凡尔壳体13、固定凡尔球12及固定凡尔球座14构成。本发明的技术特征在于:在泵筒之中下部或中上部安装有排气凡尔总成。
所述排气凡尔总成,由排气凡尔壳体10、浮筒室7、排气凡尔球8、排气凡尔球座6组成,该排气凡尔壳体(10)一侧内的中上部设有一个浮筒室7,浮筒室7内有可以上下移动的浮筒9,浮筒9的顶部有排气凡尔球8;浮筒室7顶部固定安装有排气凡尔球座6,排气凡尔球座6的中部有垂直的通气孔;排气凡尔球8与该排气凡尔球座6的下端的通气孔活动接触。
排气凡尔壳体10内壁之上下部分别与泵筒3外壁之上泵筒3-1和下泵筒3-2固定连接,浮筒室7的一侧与泵腔1相通。
本发明之排气式柱塞抽油泵,其构造也可以是另种形式:所述排气凡尔壳体与固定凡尔壳体为一个整体;排气凡尔壳体的上部分10-1与排气凡尔壳体10相同,排气凡尔壳体的下部分10-2与传统固定凡尔壳体13的构造、作用相同,被固定在下接头16上。
本发明之浮筒9和排气凡尔球8的比重大于气体而小于井液。
该排气式柱塞抽油泵作业时:当上冲程时,溶解于井液中的凝析气和溶解气随压力减小,而游离出来。与此同时,浮筒9随着浮筒室7气体容积的增大而浮力减小,逐渐下降,排气凡尔打开,游离气随之排出,与此同时,井液充入浮筒室7,浮筒9随着浮力的增大而上升,排气凡尔逐渐关闭。如此循环往复,达到及时排出气体,提高泵效的目的。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
附图说明
图1.本发明实施例排气式柱塞抽油泵之结构形式之一
图2.本发明实施例排气式柱塞抽油泵之结构形式之二
图中,1管柱,2上接头,3泵筒,3-1上泵筒,3-2下泵筒,4抽油杆,5柱塞,6排气凡尔球座,7浮筒室,8排气凡尔球,9浮筒,10固定凡尔壳体,10-1上固定凡尔壳体,10-2下固定凡尔壳体,11游动凡尔,12泵腔,13固定凡尔壳体,14固定凡尔球,15固定凡尔球座,16下接头,17井筒。
具体实施方式
实施例1.一种排气式柱塞抽油泵的结构
图1显示了本实施例之排气式柱塞抽油泵。该排气式柱塞抽油泵,主要由泵筒3、柱塞5、固定凡尔总成和上下接头组成。抽油泵位于井筒17内;柱塞5位于泵筒3内;柱塞5底部有游动凡尔10,柱塞5的下方有泵腔12。
固定凡尔总成,由固定凡尔壳体13、固定凡尔球14及固定凡尔球座15构成。固定凡尔球座15的中心轴处有井液进液孔,固定凡尔球14的下方对应着固定凡尔球座15的井液进液孔。固定凡尔壳体13之上端与下泵筒3-2固定连接,固定凡尔壳体13之下端与下接头16固定连接。
本实施例之泵筒的中下部安装有排气凡尔总成。该排气凡尔总成由排气凡尔壳体10、浮筒室7、排气凡尔球座6组成,排气凡尔壳体10一侧内的中下部设有一个浮筒室7,浮筒室7内有可以上下移动的浮筒9,浮筒9顶部有排气凡尔球8;浮筒室7顶部固定安装有排气凡尔球座6,排气凡尔球座6的中部有垂直的通气孔;浮筒9可在浮筒室7内上下稳动,排气凡尔球8与排气凡尔球座6的下端通气孔活动接触。
排气凡尔壳体10内壁之上下部分别与泵筒外壁之的上部分3-1和下部分3-2固定连接。浮筒室7的一侧与泵腔12相通。
浮筒9和排气凡尔球8的比重大于气体而小于井液。
本实施例之此种结构,可以根据需要,将排气固定凡尔总成连接到泵筒中下部的多种位置处。
实施例2.本发明实施例排气式柱塞抽油泵之结构形式之二
图2显示了本实施例柱塞抽油泵之另一种排气凡尔总成的结构。该实施例之柱塞抽油泵的工作原理和结构形式和实施例1基本相同。不同之处在于:排气凡尔壳体与固定凡尔壳体为一个整体;排气凡尔壳体的上部分10-1与实施例1之排气凡尔壳体10的结构、形状相同,排气凡尔壳体的下部分10-2与传统固定凡尔壳体13的结构、作用相同,被固定在下接头16上。
Claims (3)
1.一种排气式柱塞抽油泵,有泵筒(3)、上下接头、固定凡尔总成;在泵筒(3)内有柱塞(5)、游动凡尔(11)、泵腔(12);固定凡尔总成由固定凡尔壳体(13)、固定凡尔球(14)及固定凡尔球座(15)构成;其特征在于:在泵筒之中下部或中上部安装有排气凡尔总成;
所述排气凡尔总成,由排气凡尔壳体(10)、浮筒室(7)、排气凡尔球座(6)组成,该排气凡尔壳体(10)一侧内的中上部设有一个浮筒室(7),浮筒室(7)内有可以上下活动的浮筒(9),浮筒(9)的顶部有排气凡尔球(8);浮筒室(7)顶部固定安装有排气凡尔球座(6),排气凡尔球座(6)中部有垂直的通气孔;排气凡尔球(8)与该排气凡尔球座(6)下端的通气孔活动接触;
排气凡尔壳体(10)内壁之上下部分别与泵筒之上泵筒(3-1)和下泵筒(3-2)固定连接,浮筒室(7)的一侧与泵腔(12)相通。
2.根据权利要求1所述排气式柱塞抽油泵,其特征在于:所述排气凡尔壳体有上部分(10-1)和下部分(10-2),排气凡尔壳体上部分(10-1)的构造与排气凡尔壳体(10)相同,排气凡尔壳体的下部分(17-2)与固定凡尔壳体(13)相同,被固定在下接头(16)上。
3.根据权利要求1所述排气式柱塞抽油泵,其特征在于:所述浮筒(9)和排气凡尔球(8)的比重大于气体而小于井液。
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