CN106593836B - 一种多级柱塞变排量抽油泵 - Google Patents

一种多级柱塞变排量抽油泵 Download PDF

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Abstract

本发明一种多级柱塞变排量抽油泵，包括泵筒、固定阀副、游动阀副、偏置阀副、柱塞等；其中，泵筒的中空腔体分为相连通的第一圆柱状泵腔和第二圆柱状泵腔，且第一圆柱状泵腔的内径小于第二圆柱状泵腔的内径，固定阀副连接在第一圆柱状泵腔的一端，柱塞设置在泵筒内，其形状与泵筒的中空腔体相匹配；游动阀副设置在第一圆柱状泵腔内的柱塞进液口处，偏置阀副设置在第一圆柱状泵腔内的柱塞上内，且靠近游动阀副处；出油阀罩与第二圆柱状泵腔内的柱塞顶端相连，拉杆与出油阀罩相连，并伸出至泵筒外。本发明的柱塞与泵筒均采用了两级结构，分别对应不同的泵径，使用不同的冲程实现不同的泵径间的切换，分别对应两种排量，大大扩展了抽油泵的排量范围。

Description

一种多级柱塞变排量抽油泵
技术领域：
本发明属于油田机械采油技术领域，具体涉及一种多级柱塞变排量抽油泵。
背景技术：
长庆油田由于自身“低渗”、“低压”和“低丰度”的“三低”特性，大部分地层由于储层致密，油井投产时需要进行压裂改造，才能形成工业油流。此类井在生产过程中，初期液量高，但递减较大，后期生产平稳，但液量较低。因此在生产的不同阶段，需要采用不同的抽汲参数，才能保证较高的举升效率。长庆油田主要采用抽油机加有杆泵的机械采油举升方式，油井抽汲参数的调整主要通过地面和井下两种方式进行。地面调参主要是通过调整抽油机冲程、冲次以及生产时间为主，井下调参主要是通过调整抽油泵泵径。由于长庆油田目前开采层位的埋深普遍较浅(小于3000米)，采用的抽油机均为十型以下抽油机，地面参数调整的幅度有限，要继续提高或降低抽汲能力就需要进行井下调参。但是井下调参要起出全部井下管柱，影响油井正常生产的同时还要产生相应作业费用。
为有效解决目前抽油机井地面调参范围有限、井下调参困难、抽汲参数与液量匹配难度大的问题，需研发一种可变排量的抽油泵，满足现场油井液量范围变化大、提高油井举升效率的需求。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种多级柱塞变排量抽油泵。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：
一种多级柱塞变排量抽油泵，包括泵筒、固定阀副、游动阀副、偏置阀副、柱塞、出油阀罩和拉杆；其中，
该泵筒具有中空腔体且两端开口，泵筒的中空腔体分为相连通的第一圆柱状泵腔和第二圆柱状泵腔，且第一圆柱状泵腔的内径小于第二圆柱状泵腔的内径，固定阀副连接在第一圆柱状泵腔的一端，柱塞设置在泵筒内，其形状与泵筒的中空腔体相匹配；
游动阀副设置在第一圆柱状泵腔内的柱塞进液口处，偏置阀副设置在第一圆柱状泵腔内的柱塞内，且靠近游动阀副处；
出油阀罩与第二圆柱状泵腔内的柱塞顶端相连，拉杆与出油阀罩相连，并伸出至泵筒外。
本发明进一步的改进在于，第一圆柱状泵腔和第二圆柱状泵腔的中间过渡部位设置有45度倒角。
本发明进一步的改进在于，柱塞的中间过渡部位有45度倒角。
本发明进一步的改进在于，柱塞底部为锥形结构。
本发明进一步的改进在于，泵筒与固定阀副中间还设置有泄油销钉。
本发明进一步的改进在于，偏置阀副进液口朝向柱塞进液口，出液口朝向柱塞内。
本发明具有如下的有益效果：
本发明提供的一种多级柱塞变排量抽油泵，在其它参数不变的情况下，改变抽油机冲程，可实现抽油泵相较于常规抽油泵排量范围的扩展。在抽油机小冲程时对应小排量生产状态，满足油井低液量生产需求，在抽油机大冲程时对应大排量生产状态，满足油井大液量生产需求。该泵实现了在不用动管柱进行操作的基础上，进行井下调参，满足了液量变化范围大的油井不同阶段的生产需求，保证了举升效率。
本发明的技术创新点是：柱塞与泵筒均采用了两级结构，分别对应不同的泵径，使用不同的冲程实现不同的泵径间的切换，分别对应两种排量，大大扩展了抽油泵的排量范围。同时增加了内置于柱塞的偏置阀副，增加了进液口面积，满足该泵在大泵筒工作状态时的进液需求。
附图说明：
图1为本发明一种多级柱塞变排量抽油泵的结构示意图。
图中：1-泵筒，2-固定阀副，3-泄油销钉，4-游动阀副，5-偏置阀副，6-柱塞，7-出油阀罩，8-拉杆。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明做出进一步的说明。
如图1所示，本发明一种多级柱塞变排量抽油泵，包括泵筒1、固定阀副2、泄油销钉3、游动阀副4、偏置阀副5、柱塞6、出油阀罩7和拉杆8；其中，泵筒1为两级结构，分别对应不同的直径，下部为第一圆柱状泵腔，上部为第二圆柱状泵腔的内径，中间过渡部位有45度倒角，且第一圆柱状泵腔的内径小于第二圆柱状泵腔的内径。泵筒1下端连接固定阀副2，泵筒1与固定阀副2中间有泄油销钉3。柱塞6与泵筒1配合，同为两级结构，分别对应不同的直径，下部与第一圆柱状泵腔配合，上部与第二圆柱状泵腔配合，中间过渡部位有45度倒角，柱塞6底部为锥形结构。游动阀副4在柱塞6最下部，偏置阀副5位于第一圆柱状泵腔内的柱塞6内，位于游动阀副4之上。偏置阀副5进液口朝向柱塞6进液口，出液口朝向柱塞6内。出油阀罩7下部与柱塞6顶端相连，上部与拉杆8相连。
为了对本发明进一步的了解，现对其工作原理做出如下说明：
该泵根据不同的冲程可分为小排量生产和大排量生产两种生产状态：
1、小排量生产状态：小直径柱塞始终在第一圆柱状泵腔里往复运动。上冲程，固定阀副2打开，游动阀副4关闭，第一圆柱状泵腔进液。下冲程，固定阀副2关闭，游动阀副4打开，泵筒1内液体通过出油阀罩7进入油管，直至下冲程结束。
2、大排量生产状态：上冲程，固定阀副2打开，游动阀副4关闭，第一圆柱状泵腔进液，随着上冲程继续，小直径柱塞脱出第一圆柱状泵腔，第二圆柱状泵腔进液。下冲程，固定阀副2关闭，游动阀副4打开，偏置阀副5打开，泵筒1内液体通过出油阀罩7进入油管。偏置阀副5的设计增加油流通道，满足大直径柱塞工作时的过流面积。随着下冲程继续，小直径柱塞进入小直径泵筒，柱塞6底部为锥形设计，引导小直径柱塞更易进入小直径泵筒。此时偏置阀副5关闭，游动阀副4打开，泵筒1内液体继续通过出油阀罩7进入油管，直至下冲程结束。
3、起泵泄油：需要起泵时，起出全部抽油杆8及柱塞6后，油管内投入一定重量的撞击杆，泄油销钉3撞断后，油管内液体通过泄油口流入井筒，保证油管内液体不会随着油管的起出流至地面，造成污染。

Claims (4)

1.一种多级柱塞变排量抽油泵，其特征在于，包括泵筒(1)、固定阀副(2)、游动阀副(4)、偏置阀副(5)、柱塞(6)、出油阀罩(7)和拉杆(8)；其中，
该泵筒(1)具有中空腔体且两端开口，泵筒(1)的中空腔体分为相连通的第一圆柱状泵腔和第二圆柱状泵腔，且第一圆柱状泵腔的内径小于第二圆柱状泵腔的内径，固定阀副(2)连接在第一圆柱状泵腔的一端，柱塞(6)设置在泵筒(1)内，其形状与泵筒(1)的中空腔体相匹配；
游动阀副(4)设置在第一圆柱状泵腔内的柱塞(6)进液口处，偏置阀副(5)设置在第一圆柱状泵腔内的柱塞(6)内，且靠近游动阀副(4)处；
出油阀罩(7)与第二圆柱状泵腔内的柱塞(6)顶端相连，拉杆(8)与出油阀罩(7)相连，并伸出至泵筒(1)外；
泵筒(1)与固定阀副(2)中间还设置有泄油销钉(3)；
偏置阀副(5)进液口朝向柱塞(6)进液口，出液口朝向柱塞(6)内。
2.根据权利要求1所述的一种多级柱塞变排量抽油泵，其特征在于，第一圆柱状泵腔和第二圆柱状泵腔的中间过渡部位设置有45度倒角。
3.根据权利要求1所述的一种多级柱塞变排量抽油泵，其特征在于，柱塞(6)的中间过渡部位有45度倒角。
4.根据权利要求1所述的一种多级柱塞变排量抽油泵，其特征在于，柱塞(6)底部为锥形结构。
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