CN105697344B - 大直径进油阀式液力反馈抽稠泵 - Google Patents

大直径进油阀式液力反馈抽稠泵 Download PDF

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Abstract

本发明专利涉及石油与天然气生产设备领域,具体为大直径进油阀式液力反馈抽稠泵,上泵筒内,抽油杆下端连接着上柱塞,上柱塞的外壁与上泵筒内壁密封,上柱塞有中心空腔,中心空腔顶部有过液通道与上泵筒上部空间连通;中心空腔下端有过液通道与上泵筒下部空间连通;中心空腔的中部有出油阀;上柱塞下端连接下柱塞,上泵筒下部与下泵筒之间有过油通道;下泵筒下端与进油阀罩相连接,进油阀罩有过液通道与下泵筒相通;进油阀罩内有进油阀。该泵改进常规液力反馈泵进油阀直径偏小的缺陷,又能解决进油阀侧移式液力反馈泵受力不均和入井困难的问题,不改变抽油泵入井方式,入井、检泵作业与常规管式泵相同,不增加额外工作量。

Description

大直径进油阀式液力反馈抽稠泵
技术领域
本发明专利涉及石油与天然气生产设备领域,具体为大直径进油阀式液力反馈抽稠泵。
背景技术
目前,深井、超深井稠油等难开采油藏越来越多。以塔河油田为例,其埋藏深度超过5000m,原油密度大、粘度高,摩擦阻力大,抽油杆下行阻力大,用常规泵生产时抽油杆下行将非常困难,不能正常顺利下井。若单纯依靠加重杆来解决杆柱下行问题,其上冲程悬点载荷也会相应增加,不利于深抽的实现,因此进行抽油泵结构的优化就成为解决稠油深抽的主要技术方向。为此,常规液力反馈泵应运而生,相较常规泵,其主要结构特点是采用上部大直径抽油泵与下部小直径抽油泵串接,依靠大小泵柱塞间环空来吸入和排出井底原油。但常规液力反馈泵依然存在很多缺陷,尤其是抽稠泵的泵阀结构存在很多问题。以常规液力反馈泵(56/38泵、70/44泵)为例,其最主要的问题就是受下柱塞结构尺寸的限制,抽油泵的进油阀直径偏小,较相同排量的常规泵进油阀直径小得多,导致泵的阀座通径较相同排量的常规泵明显偏小,其中56/38泵的流道面积较常规泵减小了27%左右,阀球入座速度增大,阀球入座冲击力增大,损坏阀座,造成漏失。
针对56/38和70/44等常规液力反馈抽油泵进油阀直径偏小的问题,还采用了一种改进的偏心大直径进油阀式液力反馈抽稠泵,但是,这种偏心大直径进油阀式液力反馈抽稠泵也有一些缺陷。进油阀及尾管偏心外突与泵筒不同心,检泵作业不方便;当泵的下部需要连接尾管时,泵筒不同心,从而导致整个抽油泵泵筒在工作过程中受力不均,在深井抽稠作业中加速了泵筒的疲劳损坏。
以上两种液力反馈抽稠泵在实际应用中都有明显的缺点,针对前面两种类型泵的缺陷,通过大量实验研究和理论分析,本专利提出了进油阀下移式液力反馈抽油泵的改进方案,可有效解决液力反馈泵进油阀直径偏小,泵筒不同心和受力不均等问题。
发明内容
针对上述技术问题,本发明提供一种能够提高稠油开采效率的大直径进油阀式液力反馈抽稠泵,解决常规液力反馈泵进油阀尺寸受限,阀座易损坏,进油阀漏失严重和抽油杆柱下行困难等问题。
具体的技术方案为:
大直径进油阀式液力反馈抽稠泵,包括依次连接的上泵筒、下泵筒、进油阀罩和尾管;
上泵筒内,抽油杆下端连接着上柱塞,上柱塞的外壁与上泵筒内壁密封,将上泵筒分为相互独立的上部空间和下部空间;
上柱塞有中心空腔,中心空腔顶部有过液通道与上泵筒上部空间连通;中心空腔下端有过液通道与上泵筒下部空间连通;中心空腔的中部有出油阀,出油阀包括出油阀球及其出油阀座;
上柱塞下端连接下柱塞,所述的下柱塞的下部位于下泵筒内,上泵筒下部与下泵筒之间有过油通道;
下泵筒下端与进油阀罩相连接,进油阀罩有过液通道与下泵筒相通;进油阀罩内有进油阀,进油阀包括进油阀球及其进油阀座,进油阀座下端有进油阀座支承,进油阀罩的下端连接有尾管。
本发明提供的大直径进油阀式液力反馈抽稠泵,进油阀下移,位于下柱塞以下,阀的直径将不受下柱塞结构尺寸的限制,直径增大,并可适当调整,相应的阀罩和阀座尺寸也可参照GB/18607-2008相应调整。下柱塞与下泵筒间的进油通道比常规液力反馈泵大得多,且通道面积可根据实际情况自由调整,减小进油阀球入座时对阀座的冲击力,降低阀球、阀罩损坏,减少漏失。此外,改进后的泵不改变液力反馈泵的主要性能,能较好地解决下冲程杆柱下行困难的问题。
本发明提供的大直径进油阀式液力反馈抽稠泵,通过将进油阀移至下柱塞以下,从而增大进油阀阀座、进油阀球、进油阀罩尺寸,使下部进油阀、尾管与泵筒同心,既能改进常规液力反馈泵进油阀直径偏小的缺陷,又能解决进油阀侧移式液力反馈泵受力不均和入井困难的问题。并且为满足长冲程的需要,还可以在下泵筒和进油阀罩之间增加油管短节。改进后的泵不改变抽油泵入井方式,最大外径为上泵筒直径,入井、检泵作业与常规管式泵相同,不增加额外工作量,又能提高抽稠泵的工作效率,延长液力反馈泵的使用寿命,节约成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的过油通道截面结构示意图。
具体实施方式
结合附图说明本发明具体实施方式。
如图1所示,大直径进油阀式液力反馈抽稠泵,包括依次连接的上泵筒5、下泵筒7、进油阀罩8和尾管12;
上泵筒5内,抽油杆1下端连接着上柱塞2,上柱塞2的外壁与上泵筒5内壁密封,将上泵筒5分为相互独立的上部空间和下部空间;
上柱塞2有中心空腔,中心空腔顶部有过液通道与上泵筒5上部空间连通;中心空腔下端有过液通道与上泵筒5下部空间连通;中心空腔的中部有出油阀,出油阀包括出油阀球3及其出油阀座4;
上柱塞2下端连接下柱塞6,所述的下柱塞6的下部位于下泵筒7内,上泵筒5下部与下泵筒7之间有过油通道;该过油通道如图2中A-A截面的三个通道口,这三个过油通道面积是可以根据过油要求适当调整的;
下泵筒7下端与进油阀罩8相连接,进油阀罩8有过液通道与下泵筒7相通;进油阀罩8内有进油阀,进油阀包括进油阀球9及其进油阀座10,进油阀座10下端有进油阀座支承11,进油阀罩8的下端连接有尾管12。
主要工作过程:当抽油杆1上行带动抽油泵上柱塞2、下柱塞6上行时,上柱塞2上的出油阀关闭,上柱塞2直径比下柱塞6的直径大,上柱塞2、下柱塞6与上泵筒5之间的环空体积增大,环空即上泵筒5下部空间内压力降低,进油阀打开,油井原油被吸入到环空中;反之,当抽油杆1带动上柱塞2、下柱塞6下行时,进油阀关闭,环空体积减小压力升高,出油阀打开,环空内原油在压力作用下通过上柱塞2中心空腔的过液通道转移到上柱塞2上部油管中,并最终排出井口。
本实施例提供的大直径进油阀式液力反馈抽稠泵,具有以下优点:
(1)进油阀下移到下柱塞6以下,直径可达到GB/18607-2008推荐值,并可以根据具体要求相应调节进油阀球9的直径,随着进油阀整体尺寸的增大,阀球直径、重量增加,其入座更容易;流道增大、流速降低,带动进油阀球9的冲击力降低,减轻对进油阀座10的破坏,有利于延长进油阀寿命,减少进油阀漏失。
(2)上泵筒5和下泵筒7是同心的,不存在偏心引起的泵筒下行困难和受力不均导致抽油泵损坏的情况。
(3)进油通道结构是可调的,进油面积也是可调的,适当的增大进油面积可有效减缓稠油的入泵阻力,减小进油阀的冲击损坏。
(4)该泵不改变抽油泵入井方式,最大外径为上泵筒5直径,入井、检泵作业与常规管式泵相同。

Claims (1)

1.大直径进油阀式液力反馈抽稠泵,其特征在于:包括依次连接的上泵筒(5)、下泵筒(7)、进油阀罩(8)和尾管(12);上泵筒(5)内,抽油杆(1)下端连接着上柱塞(2),上柱塞(2)的外壁与上泵筒(5)内壁密封,将上泵筒(5)分为相互独立的上部空间和下部空间;
上柱塞(2)有中心空腔,中心空腔顶部有过液通道与上泵筒(5)上部空间连通;中心空腔下端有过液通道与上泵筒(5)下部空间连通;中心空腔内有出油阀,出油阀包括出油阀球(3)及其出油阀座(4);
上柱塞(2)下端连接下柱塞(6),所述的下柱塞(6)的下部位于下泵筒(7)内,上泵筒(5)下部与下泵筒(7)之间有过油通道;上柱塞(2)直径比下柱塞(6)的直径大,上泵筒(5)和下泵筒(7)是同心;
进油阀包括进油阀罩(8)、进油阀球(9)及其进油阀座(10);进油阀安置在下泵筒(7)下部即整台泵的下部;下泵筒(7)下端与进油阀罩(8)相连接,进油阀罩(8)有过液通道与下泵筒(7)相通;进油阀座(10)下端有进油阀座支承(11),进油阀罩(8)的下端连接有尾管(12)。
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