CN106978990B - 一种旋流式变径抽油泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋流式变径抽油泵，涉及抽油井专用设备技术领域，包括中空杆及设置在所述中空杆两端的轴向定位上旋套及轴向定位下旋套，所述中空杆上端连有带钢珠的出油阀罩，中空杆外围设有变径体，所述变径体由三块以上的拼块构成，所述变径体内侧面圆周上设有轴向锥形凹槽，所述中空杆上外围设有在轴向锥形凹槽中轴向滑动的凸肩，所述凸肩向上或向下滑动时，能将整体式外套涨开或缩小，解决了抽油杆接箍不定向偏磨油管的弊端，泵腔排量增加，提高了泵效；加装了推力器，液流旋动起到了防沙防气的功能。本发明结构新颖，在抽油机带动抽油杆上下抽动时，不断反复将油井中原油抽汲到井口管道中，降低摩擦阻力，提高油井日产液量。

Description

一种旋流式变径抽油泵

技术领域

本发明属于抽油井专用设备技术领域，尤其涉及一种旋流式变径抽油泵。

背景技术

在油田采油过程中，抽油泵是在抽油机的带动下，将井内原油举升到地面的专用管道中，抽油杆利用抽油设备的往复运动传递给抽油泵，使活塞做往复运动，当抽油机带动抽油杆做上下往复运动时，易发生抽油杆接箍与油管磨、卡、碰等问题，加大了抽油机的上下冲击载荷，抽油杆交变载荷严重时，抽油杆的抖动造成弹性变形量大，发生抽油杆接箍偏磨油管、抽油杆断脱等现象，造成使用寿命短、污染环境，并且采油产量低、成本高等一系列问题。

发明内容

为解决现有的抽油杆接箍的不定向偏磨油管内壁，造成频繁作业，致使采油成本高、效率低等问题，本发明提供一种旋流式变径抽油泵，利用旋流变径作用原理，有效避免因抽油杆接箍不定向偏磨油管内壁，提高了使用寿命，增加了采油产量，节约能源，降低了成本。

本发明采用的技术方案是：一种旋流式变径抽油泵，包括中空杆，设置在所述中空杆两端的轴向定位上旋套及轴向定位下旋套，所述中空杆上端连有带钢珠的出油阀罩，中空杆外围设有变径体，所述变径体由三块以上的拼块构成，三块以上的拼块能拼接成为中空杆的整体式外套；所述整体式外套的内侧面圆周上设有一圈轴向锥形凹槽，所述中空杆外围设有在轴向锥形凹槽中轴向滑动的凸肩，所述凸肩向上滑动时，能将整体式外套上推涨开；

所述整体式外套内设有两圈以上轴向锥形凹槽，中空杆上设有两圈以上与两圈以上轴向锥形凹槽对应的凸肩；所述整体式外套的外圆周上设有复位弹簧，所述整体式外套的两端设有与上旋套和下旋套的齿数相匹配的径向离合齿。

作为优选，所述弹性复位件包括整体式外套外围设有两圈以上卡槽，所述卡槽内设有涨簧，能使变径体涨缩自如。

作为优选，轴向定位上旋套及轴向定位下旋套均绕中空杆转动。

作为优选，轴向定位上旋套及轴向定位下旋套均与整体式外套有一间隙，能使整体式外套在上旋套与下旋套之间轴向滑动。

作为优选，所述中空杆两端头外围设有外螺纹。

作为优选，所述中空杆两端外围靠近外螺纹处各设有定位销，使轴向固定上旋套及下旋套。

作为优选，所述整体式外套包括第一拼块、第二拼块及第三拼块，且三个拼块形状相同，均呈“Z”字型。

作为优选，所述出油阀罩由大端头与小端头构成，所述大端头与所述中空杆的上端螺纹连接。

作为优选，所述出油阀罩的大端头与小端头呈锥形结构布置，且中间位置设有通孔。

作为优选，所述中空杆的下端螺纹连接有推力器，所述推力器与中空杆配套使用。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、本发明的旋流式变径抽油泵，柱塞中空杆圆周上设置的凸肩能在抽油杆的带动下，沿着变径体整体式外套内侧面圆周上的锥形凹槽轴向滑动，成为一种可变径的柱塞泵，使变径体整体式外套涨开或缩小，并且实现变径体外径与泵筒内壁吻合与离开，将泵腔内原油抽汲到管道内，解决了抽油杆接箍偏磨油管内壁的问题；

2、另外，在中空杆的下端安装有推力器，所述推力器与中空杆配套使用；当柱塞中空杆下行时，井下的液流冲击柱塞中空杆下端的推动器，所述推力器上设计制造有旋流推力线，使液流旋动着冲开进油阀，进入泵腔，液流上升冲开出油阀进入油管，这样不断地往复运行将原液抽汲到井口输送到专用管线中。优点是，液流的旋动改变了液流在泵腔内的运行状态，使沙和气在油液中难以凝结和集聚，从而也起到防沙和防气的功能；

3、再者，当变径柱塞中空杆下行时，将所有的流油通道打开，使液流顺利进入泵腔，增加了泵腔内储量泵的排量，从而提高了泵效，提高油井日产液量。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的主视图：

图3为本发明实施例变径体结构示意图；

图4为图3中的A-A剖面图；

图5为图4中的B处放大图；

图6为图3中的左视图；

图7为图3中的第一拼块结构示意图；

图8为图7中的俯视图；

图9为本发明的中空杆结构示意图；

图10为图9中的剖面图；

图11为本发明的上旋套结构示意图；

图12为图11中的左视图；

图13为本发明的出油阀罩结构示意图；

图14为图13的A-A剖面图；

图15为本发明的涨簧结构示意图；

图16为本发明的推力器结构示意图；

图17为本发明实施例的使用状态图。

图中，1、中空杆；2、变径体；3、上旋套；4、下旋套；5、钢珠；6、出油阀罩；7、涨簧；8、推力器；9、泵筒；10、接箍；11、凸肩；12、外螺纹；13、定位销；21、锥形凹槽；22、离合齿；23、卡槽；24、第一拼块；25、第二拼块；26、第三拼块；61、大端头；62、小端头；63、通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

为叙述方便，下文中所称的“左”“右”“上”“下”与附图本身的左、右、上、下方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。

请参阅图1-图2，本发明实施例提供的一种旋流式变径抽油泵结构示意图，一种旋流式变径抽油泵，包括中空杆1，设置在所述中空杆1两端的轴向定位上旋套3及轴向定位下旋套4，所述中空杆1上端连有带钢珠5的出油阀罩6，中空杆1外围设有变径体2，所述变径体2由三块以上的拼块构成，三块以上的拼块能拼接成为中空杆1的整体式外套；所述整体式外套的内侧面圆周上设有一圈轴向锥形凹槽21，所述中空杆1外圆周上设有在轴向锥形凹槽21中轴向滑动的凸肩11，轴向定位上旋套3及轴向定位下旋套4均与整体式外套有一间隙，所述凸肩11向上滑动时，能将整体式外套上推涨开。

所述整体式外套内设有两圈以上轴向锥形凹槽21，所述中空杆1上设有两圈以上与两圈以上轴向锥形凹槽21对应的凸肩11；所述整体式外套的外圆周上设有弹性复位件，所述整体式外套的两端设有与上旋套3和下旋套4的齿数相匹配的径向离合齿22，且整体式外套绕一个方向转动。本发明中所述的柱塞中空杆1上的凸肩11能在抽油杆的带动下沿着变径体2整体式外套内侧面圆周上的锥形凹槽21轴向滑动，能将整体式外套涨开或缩小，成为一种可变径的柱塞泵。

当柱塞中空杆1上行时，所述中空杆1上的凸肩11沿着位于变径体2内侧面圆周上的锥形凹槽21滑道上滑，使变径体2涨开，同时变径体2的外径和泵筒9内壁吻合，将泵筒9内原油抽汲；当柱塞中空杆1在重力的作用下下行时，所述中空杆1上的凸肩11会沿着变径体2内侧面圆周上的轴向锥形凹槽21滑道下滑，使变径体2的外径回缩，同时与泵筒内壁之间的间隙变大，使柱塞中空杆1顺利下行至井下，这样很大程度上化解了柱塞下行的阻力，增加了泵腔内储量泵的流量，将泵腔内原油抽汲到抽油杆内，杜绝了抽油杆接箍10偏磨油管内壁的问题，提高了泵效。

请参阅图3-图6，本发明的变径体结构示意图，所述变径体2包括第一拼块24、第二拼块25及第三拼块26。由第一拼块24、第二拼块25及第三拼块26组成一个整体式外套，所述三块拼块在轴向方向上及空间上上均呈“Z”字型结构，组合而成的三块拼块的折线也呈“Z”字型，且在圆周方向上紧密配合，在第一拼块24、第二拼块25及第三拼块26内侧面圆周上设有与凸肩11对应的圆周轴向锥形凹槽21，且配合准确。所述整体式外套的两端设有与上旋套3和下旋套4的齿数相匹配的离合齿22，且整体式外套绕一个方向转动。当中空杆1上行或下行时，第一拼块24、第二拼块25及第三拼块26均配合上旋套3与下旋套4的齿啮合旋转一定角度，达到旋流式变径的目的。

请参阅图7-图8，本发明的第一拼块结构示意图，所述变径体2是由三块拼块组成，其结构如图所示，所述三块拼块在轴向方向上及空间上上均呈“Z”字型结构，组合而成的三块拼块的折线也呈“Z”字型，组成的一个整体式外套，且周向紧密配合，优点是使变径体2在径向上均匀受力，组合结构更稳定；优选地，三个拼块轴向呈非直线型布置，所述非直线型布置包括拼块为具有折线状的结构或曲线状的结构；相对于一般的变径体2轴向呈直线布置的结构，此结构有较好的密封效果，拼块两端头的离合齿22与上旋套3和下旋套4配合紧密，经现场试验测定，变径体2旋转和啮合效果较好。

请参阅图9-图10，本发明的中空杆结构示意图，所述中空杆1两端头设有用于固定外接件的外螺纹12，所述中空杆1两端靠近外螺纹12处各设有定位销13，用于轴向固定上旋套3及下旋套4。所述定位销13与所述上旋套3及下旋套4匹配周向转动。中空杆1上设有两圈以上与两圈以上轴向锥形凹槽21对应的凸肩11，可沿着变径体2内侧面圆周轴向的锥形凹槽21滑动，所述凸肩11的高度小于锥形凹槽21内最大的深度，且大于锥形凹槽21内最小的深度，这样能实现变径体2的涨开或缩小、达到变径的目的。

请参阅图11-图12，本发明的上旋套结构示意图，所述上旋套3及下旋套4上设有与所述变径体2上的离合齿22相啮合的齿。在中空杆1的上端布置上旋套3，下端布置下旋套4，轴向定位上旋套3及轴向定位下旋套4均与整体式外套有一间隙，在柱塞中空杆1上行或下行过程中，所述变径体2可沿着同一旋转方向旋动一定角度，使变径体2涨开或回缩，实现了旋流变径的功能，避免了抽油杆不定向偏磨油管内壁的问题。

请参阅图13-图14，本发明的出油阀罩结构示意图，所述出油阀罩6由大端头61与小端头62构成，出油阀罩6的大端头61与所述中空杆1的上端外螺纹12连接，所述出油阀罩6的大端头61与小端头62呈锥形结构，且中间位置设有通孔63；相比于传统的出油阀罩，此结构具有较好的导流性，液体在阀罩内流通顺畅不堵塞。

请参阅图15，本发明的涨簧结构示意图，所述涨簧7为具有一个缺口的卡簧，所述涨簧7设在所述卡槽23内，可实现涨簧的大小变化，涨缩自如，适应不同半径的变径体，所述涨簧7将变径体2紧固在卡槽23内，防止跳出。在柱塞中空杆1上下冲程的运行中，所述涨簧7始终卡在变径体2的卡槽23内，不会因为变径体的涨开或回缩而离开变径体2，优点是结构稳定，不易变形。

请参阅图16，本发明的推力器结构示意图，所述中空杆1的下端螺纹连接有推力器8，所述推力器8与中空杆1配套使用。推力器8上设计制造有旋流推力线，使液流旋动着冲开进油阀，进入泵腔，上升冲开出油阀进入油管，液流的旋动改变了液流在泵腔内的运行状态，使沙和气在油液中难以凝结和集聚从而也起到防沙和防气的功能。

本发明的具体工作过程如下：在油井抽油过程中，当抽油机带动光杆、抽油杆，并拉动柱塞中空杆1时，由于轴向定位的上旋套3及轴向定位的下旋套4均与整体式外套有一间隙，当柱塞中空杆1上行时，此时变径体2轴向两端的离合齿22啮合下旋套4的齿，使变径体2旋转一定角度，同时中空杆1上的若干个凸肩11沿着变径体2内侧面圆周的轴向设置的锥形凹槽21滑道上行，使变径体2逐渐涨开，同时变径体2外径和泵筒9的内壁吻合，所述钢珠5在出油阀罩6的腔内下落时，离开中空杆1上的密封带，带动原油提升；当中空杆1的抽油杆的带动下，即依靠整个抽油杆群的重量下行时，上旋套3的齿与变径体2的离合齿22啮合旋转一定角度，同时中空杆1上的若干个凸肩11会沿着变径体2内内侧面圆周的轴向设置的锥形凹槽21滑道旋转下行，使变径体2缩小，同时增大了和泵筒9内壁间隙，增加了泵内腔储量泵的流量，这样不断反复的运行，将油井中原液抽汲到井口，进入专用管道。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、本发明的旋流式变径抽油泵，柱塞中空杆圆周上设置的凸肩能在抽油杆的带动下，沿着变径体整体式外套内侧面圆周上的锥形凹槽轴向滑动，成为一种可变径的柱塞泵，使变径体整体式外套涨开或缩小，并且实现变径体外径与泵筒内壁吻合与离开，将泵腔内原油抽汲到管道内，解决了抽油杆接箍偏磨油管内壁的问题；

2、另外，在中空杆的下端安装有推力器，所述推力器与中空杆配套使用；当柱塞中空杆下行时，井下的液流冲击柱塞中空杆下端的推动器，所述推力器上设计制造有旋流推力线，使液流旋动着冲开进油阀，进入泵腔，液流上升冲开出油阀进入油管，这样不断地往复运行将原液抽汲到井口输送到专用管线中。优点是，液流的旋动改变了液流在泵腔内的运行状态，使沙和气在油液中难以凝结和集聚，从而也起到防沙和防气的功能；

3、再者，当变径柱塞中空杆下行时，将所有的流油通道打开，使液流顺利进入泵腔，增加了泵腔内储量泵的排量，从而提高了泵效，提高油井日产液量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种旋流式变径抽油泵，其特征在于：包括中空杆（1），设置在所述中空杆（1）两端的轴向定位上旋套（3）及轴向定位下旋套（4），所述中空杆（1）上端连有带钢珠（5）的出油阀罩（6），中空杆（1）外围设有变径体（2），所述变径体（2）由三块以上的拼块构成，三块以上的拼块能拼接成为中空杆（1）的整体式外套；所述整体式外套的内侧面圆周上设有一圈轴向锥形凹槽（21），所述中空杆（1）外围设有在轴向锥形凹槽（21）中轴向滑动的凸肩（11），所述凸肩（11）向上滑动时，能将整体式外套上推涨开；

所述整体式外套内设有两圈以上轴向锥形凹槽（21），中空杆（1）外围设有两圈以上与两圈以上轴向锥形凹槽（21）对应的凸肩（11）；所述整体式外套的外圆周上设有弹性复位件；所述整体式外套的两端设有与上旋套（3）和下旋套（4）的齿数相匹配的径向离合齿（22）；

弹性复位件包括整体式外套外围设有两圈以上卡槽（23），所述卡槽（23）内设有涨簧（7），所述涨簧（7）涨缩自如，适应不同半径的变径体；

轴向定位上旋套（3）及轴向定位下旋套（4）均绕中空杆（1）转动。

2.根据权利要求1所述的一种旋流式变径抽油泵，其特征在于：轴向定位上旋套（3）及轴向定位下旋套（4）均与整体式外套有一间隙，能使整体式外套在上旋套（3）与下旋套（4）之间轴向滑动。

3.根据权利要求1所述的一种旋流式变径抽油泵，其特征在于：所述中空杆（1）两端头外围设有外螺纹（12）。

4.根据权利要求1所述的一种旋流式变径抽油泵，其特征在于：所述中空杆（1）两端外围靠近外螺纹（12）处各设有定位销（13），使轴向固定上旋套（3）及下旋套（4）。

5.根据权利要求1所述的一种旋流式变径抽油泵，其特征在于：所述整体式外套包括第一拼块（24）、第二拼块（25）及第三拼块（26），且三个拼块形状相同，均呈“Z”字型。

6.根据权利要求1所述的一种旋流式变径抽油泵，其特征在于：所述出油阀罩（6）由大端头（61）与小端头（62）构成，所述大端头（61）与所述中空杆（1）的上端螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的一种旋流式变径抽油泵，其特征在于：所述出油阀罩（6）的大端头（61）与小端头（62）呈锥形结构布置，且中间位置设有通孔（63）。

8.根据权利要求1所述的一种旋流式变径抽油泵，其特征在于：所述中空杆（1）下端螺纹连接有推力器（8），所述推力器（8）与中空杆（1）配套使用。

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