CN105840472A - 可互换作业的杆式抽油泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可互换作业的杆式抽油泵，包括：支承总成和抽油泵总成；所述支承总成至少支持两个具有不同泵径的所述抽油泵总成；所述支承总成，包括：机械支承上接头、机械支承座、机械支承座圈和机械支承下接头，所述机械支承上接头与所述机械支承座相连，所述机械支承座与所述机械支承座圈相互配合形成机械密封，所述机械支承座圈卡设在所述机械支承下接头内，所述机械支承下接头与油管连接。本发明提供的技术方案，同一尺寸的支承总成能够支持至少两个不同泵径的抽油泵总成，减少了调整泵径时的起油管次数，降低了作业成本，真正发挥了杆式抽油泵的技术优势。

Description

可互换作业的杆式抽油泵

技术领域

本发明涉及一种油田开发机械采油技术，尤其涉及一种可互换作业的杆式抽油泵。

背景技术

近年来，低渗透油田是我国石油开采的主要对象，由于其具有渗透率低、渗流阻力大、连通性差等特点，开采难度较大，单井产量也低，因此，进行石油开采时，对采油设备的选型要求非常严格。而抽油泵是石油开采过程中最常用的井下装置，利用抽油机的带动作用能够把井内的原油抽到地面，实现了原油的开采，促进了低渗透油田区域的采油发展。

目前，在低渗透油田的开采过程中，常用的抽油泵主要有管式抽油泵和杆式抽油泵，由于管式抽油泵在检泵时必须起出油管，修井工作量大，占井时间长，影响了原油产量。由于杆式抽油泵的最大优势是检泵作业时可以不起出油管，作业成本低，大大提高了原油的产量，得到了广泛的应用。

然而，上述杆式抽油泵按照GB/T 18607-2008《抽油泵及其组件规范》标准设计而成，不同泵径配不同的支承总成。因此，现有的杆式抽油泵在调整泵径时必须起出油管，并不能真正发挥杆式抽油泵的技术优势。

发明内容

本发明提供了一种可互换作业的杆式抽油泵，同一尺寸的支承总成能够支持至少两个不同泵径的抽油泵总成，解决了同一支承总成无法适用不同泵径的问题，减少了调整泵径时的起油管次数，降低了作业成本，真正发挥了杆式抽油泵的技术优势。

本发明提供的一种可互换作业的杆式抽油泵，包括：支承总成和抽油泵总成；所述支承总成至少支持两个具有不同泵径的所述抽油泵总成；

所述支承总成，包括：机械支承上接头、机械支承座、机械支承座圈和机械支承下接头，所述机械支承上接头与所述机械支承座相连，所述机械支承座与所述机械支承座圈相互配合形成机械密封，所述机械支承座圈卡设在所述机械支承下接头内，所述机械支承下接头与油管连接。

在本发明的一实施例中，所述机械支承座与所述机械支承座圈相互配合形成机械密封，具体包括：所述机械支承座的外径与所述机械支承座圈的内径尺寸一致。

在本发明的上述实施例中，所述机械支承座的外径和所述机械支承座圈的内径尺寸为59.54毫米。

在本发明的上述实施例中，所述机械支承座的下部开设有第一倒角，所述机械支承座圈的上部开设有与所述机械支承座相匹配的第二倒角，所述第一倒角和所述第二倒角为15°。

在本发明的另一实施例中，所述支承总成，还包括：机械支承芯轴、机械支承卡套、皮碗支承芯轴、支承皮碗、支承皮碗座圈、支承皮碗压帽和支承皮碗异径接头；

所述机械支承芯轴位于所述机械支承座与所述机械支承座圈的内部，所述机械支承卡套套设在所述机械支承芯轴的外部，所述机械支承卡套下部依次连接有所述皮碗支承芯轴、所述支承皮碗、所述支承皮碗座圈、所述支承皮碗压帽和所述支承皮碗异径接头。

在本发明的上述实施例中，所述抽油泵总成，包括：阀杆异径接头、第一锁紧螺帽、阀杆导向套、阀杆、加长接箍、第二锁紧螺帽、出油阀、柱塞、泵筒、进油阀、固定阀、泵筒阀罩异径接头；

所述阀杆异径接头通过所述第一锁紧螺帽与所述阀杆导向套锁紧连接，所述支承皮碗异径接头通过所述加长接箍与所述泵筒连接，所述阀杆与所述柱塞通过所述第二锁紧螺帽锁紧连接，所述出油阀和所述进油阀位于所述柱塞内，所述出油阀和所述进油阀用于控制原油从所述泵筒的下腔室进入到所述泵筒的上腔室；所述固定阀位于所述泵筒的下部，用于控制原油从油管流入所述泵筒的下腔室，所述泵筒的下部还连接有所述泵筒阀罩异径接头。

在本发明的又一实施例中，所述可互换作业的杆式抽油泵的下端固定安装有筛管，所述筛管下端固定安装有防喷器推杆，所述防喷器推杆用于防止原油溢出井口。

在本发明的上述实施例中，所述筛管为加长筛管，所述加长筛管用于保证抽油泵供液充足，使原油沿打开的流道顺利进入油管。

在本发明的上述实施例中，所述柱塞为实心柱塞。

本发明实施例提供的可互换作业的杆式抽油泵，通过支承总成的机械支承座和机械支承座圈匹配连接，并且设计的支承总成可以支持至少两个具有不同泵径的抽油泵总成，因此，本发明实施例提供的可互换作业的杆式抽油泵，具有支承总成可通用、抽油泵的泵径可互换作业的特点，因而减少了起出油管的作业频次，降低了抽油作业的成本，能够充分发挥杆式抽油泵调整泵径不需要起出油管的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的可互换作业的杆式抽油泵的支承总成的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的可互换作业的杆式抽油泵的机械支承座的尺寸图；

图3为本发明实施例二提供的可互换作业的杆式抽油泵的机械支承座圈的尺寸图；

图4为本发明实施例三提供的可互换作业的杆式抽油泵的抽油泵总成的结构示意图。

附图标记说明：

11：机械支承上接头；

12：机械支承座；

13：机械支承座圈；

14：机械支承下接头；

101：机械支承芯轴；

102：机械支承卡套；

103：皮碗支承芯轴；

104：支承皮碗；

105：支承皮碗座圈；

106：支承皮碗压帽；

107：支承皮碗异径接头；

201：阀杆异径接头；

202：第一锁紧螺帽；

203：阀杆导向套；

204：阀杆；

205：加长接箍；

206：第二锁紧螺帽；

207：出油阀；

208：柱塞；

209：泵筒；

210：进油阀；

211：固定阀；

212：泵筒阀罩异径接头；

3：筛管；

4：防喷器推杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着石油勘探开发时间的延长，中高渗透等常规油田逐步减少，低渗透等非常规油田不断增加，低渗透油气藏的重要性便日益凸显，因此，低渗透油田成为近年来我国石油开采的主要对象。然而，由于低渗透油田具有渗透率低、渗流阻力大、连通性差等特点，不仅开采难度较大，而且单井产量低，在进行石油开采时，需要具有特定功能要求的采油设备。抽油泵能够在抽油机的带动作用下将井内的原油抽到地面，进而实现原油开采的目的，促进了低渗透油田区域的采油发展，因此，抽油泵是最常用的采油设备。

目前，常用的抽油泵主要分为管式抽油泵和杆式抽油泵两类，虽然管式抽油泵的结构简单，成本低，在相同油管直径下允许下入的泵径比杆式抽油泵的泵径大，排量大，但是，在进行油泵检修时必须将油管起出，修井的工作量大，效率低，影响了原油的产量。而杆式抽油泵的最大优势恰恰是在进行检泵作业时不必起出油管，作业成本低，大大提高了原油的产量，应用越来越广泛，国外杆式抽油泵的应用总量占有杆泵总量的85～90％，国内应用的情况却恰恰相反，杆式抽油泵的用量非常小，不足有杆泵的10％。

然而，目前使用的杆式抽油泵都是按照GB/T 18607-2008《抽油泵及其组件规范》标准设计而成，其特点是支承总成必须与其连接的抽油泵相互匹配，对于不同的泵径，支承总成的配合尺寸不同，例如，泵径为28mm的抽油泵其支承总成的配合尺寸为48.5mm。因此，利用按照上述组件规范设计的杆式抽油泵在调整泵径时，必须首先起出油管，再进行调整抽油泵的泵径。杆式抽油泵的这个结构特点，使得在调整泵径时必须起出油管，作业成本高，并不能真正发挥杆式抽油泵的技术优势。下面以长庆油田为例，进行简单的说明：杆式抽油泵检泵周期约为管式抽油泵的2/3，利用杆式抽油泵进行井下抽油作业的总量比管式抽油泵的总量高15％，利用杆式抽油泵进行抽油作业时，起油管比例占杆式抽油泵作业总量的70％。

本发明提供了一种可互换作业的杆式抽油泵，适用于油田开发采油技术，按照特殊结构设计的杆式抽油泵，使得支承总成能够支持至少两个不同泵径的抽油泵总成，具有支承总成可通用和抽油泵可互换的特点，减少了调整泵径时的起油管次数，降低了作业成本。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的可互换作业的杆式抽油泵的支承总成的结构示意图。如图1所示，本发明实施例一提供的一种可互换作业的杆式抽油泵，包括：支承总成和抽油泵总成；其中，支承总成至少支持两个具有不同泵径的抽油泵总成。

支承总成包括：机械支承上接头11、机械支承座12、机械支承座圈13和机械支承下接头14。如图1所示，本发明实施例一也同时给出了支承总成各部件之间的简单连接关系，机械支承上接头11与机械支承座12相连，机械支承座12与机械支承座圈13相互配合以形成机械密封，机械支承座圈13卡设在机械支承下接头14内，机械支承下接头14连接油管。

具体的，支承总成主要用于实现顶部固定杆式抽油泵的机械密封特点，顶部固定是杆式抽油泵的一个种类，具体可参考GB/T 18607-2008《抽油泵及其组件规范》标准，机械密封主要靠机械支承座12和机械支承座圈13的匹配连接实现，密封形式类似于球阀、球座。由于支承总成能够至少支持两个具有不同泵径的抽油泵总成，所以当采用本发明实施例一提供的杆式抽油泵能够保证支承总成的结构统一，而抽油泵总成中的泵径可以调整。需要说明的是，机械支承座12和机械支承座圈13是实现杆式抽油泵的泵径可互换和支承总成通用的关键密封件。

本发明实施例提供的可互换作业的杆式抽油泵，通过将支承总成的机械支承座和机械支承座圈进行匹配连接，并且设计的支承总成可以支持至少两个具有不同泵径的抽油泵总成，因此，本发明实施例提供的可互换作业的杆式抽油泵，具有支承总成可通用、抽油泵的泵径可互换作业的特点，因而减少了起出油管的作业频次，降低了抽油作业的成本，能够充分发挥杆式抽油泵调整泵径不需要起出油管的优势。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的可互换作业的杆式抽油泵的机械支承座的尺寸图；图3为本发明实施例二提供的可互换作业的杆式抽油泵的机械支承座圈的尺寸图。本发明实施例二是在实施例一的基础上，对实施例一中机械支承座和机械支承座圈匹配关系的详细说明。

如图2和图3所示，本发明实施例二提供的可互换作业的杆式抽油泵，机械支承座12与机械支承座圈13相互匹配连接，具体包括：机械支承座12的外径与机械支承座圈13的内径尺寸一致。

本发明实施例都不对机械支承座12与机械支承座圈13的尺寸作具体的限定，只要能够实现两者匹配使用的尺寸都可以被采用，设计的具体尺寸需要参见实际井下抽油作业时抽油管的直径和GB/T 18607-2008《抽油泵及其组件规范》进行设定。

可选的，如图2和图3所示，本发明实施例二提供的可互换作业的杆式抽油泵，机械支承座12的外径和机械支承座圈13的内径尺寸为59.54毫米。也即，当机械支承座12与机械支承座圈13的配合尺寸为59.54mm时，该支承总成能够支持具有28mm、32mm、38mm三个不同泵径的抽油泵总成，所以，泵径为28mm、32mm、38mm的三个抽油泵总成都能够与支承总成配合尺寸为59.54mm的支承总成连接，因此，在支承总成配合尺寸不变的情况下，可互换使用泵径不同的抽油泵，实现了调整抽油泵泵径时不需要起出油管的目的，减少了起油管的作业频次，提高了采油效率。

进一步地，如图2和图3所示，本发明实施例二提供的可互换作业的杆式抽油泵，机械支承座12的下部开设有第一倒角，机械支承座圈13的上部开设有与机械支承座12相匹配的第二倒角，所述第一倒角和所述第二倒角为15°。

本实施例提供的可互换作业的杆式抽油泵，通过在机械支承座的下部开设第一倒角，在机械支承座圈的上部开设与机械支承座相匹配的第二倒角，能够更容易使机械支承座与机械支承座圈实现匹配形成机械密封，进而达到机械密封的良好效果，将第一倒角和第二倒角设置为15°，既能够实现机械支承座与机械支承座圈的准确配合，又可以保证两者的密封效果，是一个最优的倒角角度选择。

实施例三

本发明实施例三在图1所示实施例一的基础上，分别对支承总成和抽油泵总成进行详细描述。

参照图1，本发明实施例三提供的可互换作业的杆式抽油泵，支承总成还包括：机械支承芯轴101、机械支承卡套102、皮碗支承芯轴103、支承皮碗104、支承皮碗座圈105、支承皮碗压帽106和支承皮碗异径接头107。

具体的，机械支承芯轴101位于机械支承座12与机械支承座圈13的内部，用于固定机械支承座12与机械支承座圈13的相对位置，机械支承卡套102套设在机械支承芯轴101的外部，起保护机械支承芯轴101的作用，机械支承卡套102下部依次连接有皮碗支承芯轴103、支承皮碗104、支承皮碗座圈105、支承皮碗压帽106和支承皮碗异径接头107，其中，支承皮碗104与支承皮碗座圈105也需要相互匹配，用于实现皮碗密封，支承皮碗压帽106位于支承皮碗座圈105的下部，使支承皮碗104与支承皮碗座圈105匹配密封后固定在皮碗支承芯轴103上。支承皮碗异径接头107用于实现与抽油泵总成异径连接。

图4为本发明实施例三提供的可互换作业的杆式抽油泵的抽油泵总成的结构示意图。

参照图1和图4，本发明实施例三提供的可互换作业的杆式抽油泵，抽油泵总成，包括：阀杆异径接头201、第一锁紧螺帽202、阀杆导向套203、阀杆204、加长接箍205、第二锁紧螺帽206、出油阀207、柱塞208、泵筒209、进油阀210、固定阀211、泵筒阀罩异径接头212。

具体的，阀杆异径接头201通过第一锁紧螺帽202与阀杆导向套203锁紧连接，进而实现与阀杆204的连接，支撑总成1的支承皮碗异径接头107通过加长接箍205与泵筒209连接，并通过第二锁紧螺帽206将阀杆204与柱塞208锁紧连接，出油阀207和进油阀210位于柱塞208内，出油阀207和进油阀210具体用于控制原油从泵筒209的下腔室进入到泵筒209的上腔室，固定阀211位于泵筒209的下部，具体用于控制原油从油管流入泵筒209的下腔室，泵筒209的下部还连接有泵筒阀罩异径接头212，泵筒阀罩异径接头212可以用于与不同孔径的其他部件连接。

需要说明的是，图1和图4分别本发明提供的可互换作业抽油泵的支承总成和抽油泵总成的结构示意图，只有两幅图共同作用，才能够实现杆式抽油泵的可互换作业，为了更准确的描述支承总成和抽油泵总成的结构，才采用两幅图逐一进行说明。

实施例四

本发明实施例四是在上述实施例三的基础上对杆式抽油泵结构的进一步完善。

参照图4，本发明实施例四提供的可互换作业的杆式抽油泵，杆式抽油泵的下端还固定安装有筛管3，筛管3下端安装有防喷器推杆4，防喷器推杆4用于防止原油溢出井口。

具体的，在杆式抽油泵的下端连接固定安装筛管3，可以使原油沿筛管3顺利进入油管，在筛管3下端安装有防喷器推杆4，当本实施例中的杆式抽油泵下入井底时，防喷器推杆4能够防止原油溢出井口。

进一步地，本发明实施例四提供的可互换作业的杆式抽油泵，所述筛管3为加长筛管，筛管加长后，能够保证杆式抽油泵供液充足，使原油沿打开的流道顺利进入油管。

可选的，本发明上述实施例提供的所述可互换作业的杆式抽油泵，柱塞还可以为实心柱塞，此时，当抽油杆带动实心柱塞上下运动时，原油不从柱塞内流到，改变了流道，柱塞上就可以不安装进油阀和出油阀，只依靠阀球的作用就可以实现原油的抽采，使杆式抽油泵工作的更加可靠。

实施例五

本发明实施例五为可互换作业的杆式抽油泵的具体实施方法，采用图1至图4提供的可互换作业的杆式抽油泵。

可互换作业的杆式抽油泵在进行采油作业时，首先需要满足支承总成之间机械密封的条件，随后才能进行原油的抽汲操作。

实现机械密封的具体步骤为：首先，将支承总成的机械支承定位部分连接到油管柱中，下到抽油泵的泵挂预定位置，其中，支承总成的机械支承定位部分包括机械支承上接头11、机械支承座圈13和机械支承下接头14；其次，将抽油杆与阀杆异径接头201相连，通过阀杆导向套203连接机械支承密封件，其中，支承密封件包括机械支承座12、机械支承卡套102和支承皮碗104；再次，通过支承皮碗异径接头107将抽油泵总成组成的原油抽汲部分连接到抽油杆柱的下端，随抽油杆柱一起下入抽油泵外筒的密封定位处，靠抽油杆自身重力实现杆式抽油泵的坐封。

正常生产时，利用上述已实现机械密封的可互换作业的杆式抽油泵，进行原油的抽汲原理如下：

上冲程：出油阀207和进油阀210关闭，固定阀211打开，井内液体在抽油泵入口压力差的作用下，经过固定阀211进入到泵筒209中，与此同时，柱塞208向上移动，将抽油泵上腔室的液体排放至抽油泵上部的油管内；

下冲程：固定阀211关闭，出油阀207和进油阀210打开，抽油泵下腔室的液体经过出油阀207和进油阀210流到抽油泵的上腔室。

柱塞208随抽油杆上下连续往复运动，便将液体不断抽汲到井口，从而进入集输系统，从而实现了采油作业。

采用本发明实施例提供的可互换作业的杆式抽油泵，在进行检修采用泵时或者调整抽油泵泵径时，上提抽油杆，抽油泵就会随抽油杆起出，而油管则不动，因此，降低了起出油管的作业频次，实现了达到降低作业成本的目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种可互换作业的杆式抽油泵，其特征在于，包括：支承总成和抽油泵总成；所述支承总成至少支持两个具有不同泵径的所述抽油泵总成；

所述支承总成，包括：机械支承上接头、机械支承座、机械支承座圈和机械支承下接头，所述机械支承上接头与所述机械支承座相连，所述机械支承座与所述机械支承座圈相互配合形成机械密封，所述机械支承座圈卡设在所述机械支承下接头内，所述机械支承下接头与油管连接。

2.根据权利要求1所述的可互换作业的杆式抽油泵，其特征在于，所述机械支承座与所述机械支承座圈相互配合形成机械密封，具体包括：所述机械支承座的外径与所述机械支承座圈的内径尺寸一致。

3.根据权利要求2所述的可互换作业的杆式抽油泵，其特征在于，所述机械支承座的外径和所述机械支承座圈的内径尺寸为59.54毫米。

4.根据权利要求3所述的可互换作业的杆式抽油泵，其特征在于，所述机械支承座的下部开设有第一倒角，所述机械支承座圈的上部开设有与所述机械支承座相匹配的第二倒角，所述第一倒角和所述第二倒角为15^。。

5.根据权利要求1所述的可互换作业的杆式抽油泵，其特征在于，所述支承总成，还包括：机械支承芯轴、机械支承卡套、皮碗支承芯轴、支承皮碗、支承皮碗座圈、支承皮碗压帽和支承皮碗异径接头；

所述机械支承芯轴位于所述机械支承座与所述机械支承座圈的内部，所述机械支承卡套套设在所述机械支承芯轴的外部，所述机械支承卡套下部依次连接有所述皮碗支承芯轴、所述支承皮碗、所述支承皮碗座圈、所述支承皮碗压帽和所述支承皮碗异径接头。

6.根据权利要求5所述的可互换作业的杆式抽油泵，其特征在于，所述抽油泵总成，包括：阀杆异径接头、第一锁紧螺帽、阀杆导向套、阀杆、加长接箍、第二锁紧螺帽、出油阀、柱塞、泵筒、进油阀、固定阀、泵筒阀罩异径接头；

所述阀杆异径接头通过所述第一锁紧螺帽与所述阀杆导向套锁紧连接，所述支承皮碗异径接头通过所述加长接箍与所述泵筒连接，所述阀杆与所述柱塞通过所述第二锁紧螺帽锁紧连接，所述出油阀和所述进油阀位于所述柱塞内，所述出油阀和所述进油阀用于控制原油从所述泵筒的下腔室进入到所述泵筒的上腔室；所述固定阀位于所述泵筒的下部，用于控制原油从油管流入所述泵筒的下腔室，所述泵筒的下部还连接有所述泵筒阀罩异径接头。

7.根据权利要求1所述的可互换作业的杆式抽油泵，其特征在于，所述可互换作业的杆式抽油泵的下端固定安装有筛管，所述筛管下端固定安装有防喷器推杆，所述防喷器推杆用于防止原油溢出井口。

8.根据权利要求7所述的可互换作业的杆式抽油泵，其特征在于，所述筛管为加长筛管，所述加长筛管用于保证抽油泵供液充足，使原油沿打开的流道顺利进入油管。

9.根据权利要求8所述的可互换作业的杆式抽油泵，其特征在于，所述柱塞为实心柱塞。