CN110617202A - 桥式注抽防砂泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥式注抽防砂泵,包括上下相连接的采油总成和桥式注汽总成两部分;所述的采油总成和桥式注汽总成之间通过抽油杆柱相连接;所述采油总成包括柱塞部分和泵筒部分;所述柱塞部分由上至下依次设有上接头、拉杆、柱塞上罩、游动阀、上罩连接头、柱塞、小阀罩、顶紧头;其中,所述游动阀由一个阀球和一个环形阀座组成,所述柱塞部分包括两套游动阀,即上游动阀和下游动阀,所述上游动阀的阀座位于柱塞上罩中,上罩连接头和柱塞上罩通过螺纹连接,顶紧阀座端面,阀球位于柱塞上罩和阀座形成的独立空间中;本发明的优点在于:降低了频繁修井劳动强度,延长了工作寿命,降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田采油泵,具体地说是一种桥式注抽防砂泵,属于油田采油泵领域。
背景技术
稠油井,经常采用注汽吞吐工艺,使稠油降粘,提高生产率。但是目前常用的注抽两用工具存在问题:
1,注汽和抽油时,介质通过泵筒总成内孔或其他唯一通道,注汽时,容易在内壁结垢,发生柱塞卡住等事故,或缩短密封工作筒寿命;
2,注汽时,高温蒸汽快速通过泵筒,造成泵体剧烈甩动,撞击油管内壁,导致泵体或油管损坏变形,缩短整体管杆寿命;
3,抽油时,油液中的砂粒等固体杂质,落到泵筒内部,造成砂磨,甚至砂卡停产事故。
发明内容
为了解决上述问题,本发明设计了一种桥式注抽防砂泵,降低了频繁修井劳动强度,延长了工作寿命,降低了生产成本。
本发明的技术方案为:
桥式注抽防砂泵,包括上下相连接的采油总成和桥式注汽总成两部分;所述的采油总成和桥式注汽总成之间通过抽油杆柱相连接;
安装时,先把桥式注汽总成下到井里,再用抽油杆柱连接采油总成,下放到桥式注汽总成里面;密封芯轴和密封支撑衬套由配合的限位座封面,两个面接合后,皮碗也处于衬套中辅助密封。
所述采油总成包括柱塞部分和泵筒部分;
柱塞部分和泵筒部分装配后,拉杆通过泵筒部分的防砂罩、防砂环、泵筒连接头三个部件的内孔伸出,可以上、下轴向运动,但是不能完全拿出来。下井安装时,只要提起柱塞部分的上接头,就可以把整个采油总成提起来。
所述柱塞部分的柱塞部件,在泵筒部件中,柱塞表面和泵筒内壁都有防腐层,且经过精磨加工,属于金属间隙密封。
所述柱塞部分由上至下依次设有上接头、拉杆、柱塞上罩、游动阀、上罩连接头、柱塞、小阀罩、顶紧头;
其中,所述游动阀由一个阀球和一个环形阀座组成,所述柱塞部分的其余部件均为轴类零件。
所述柱塞部分包括两套游动阀,即上游动阀和下游动阀,所述上游动阀的阀座位于柱塞上罩中,上罩连接头和柱塞上罩通过螺纹连接,顶紧阀座端面,阀球位于柱塞上罩和阀座形成的独立空间中;在重力作用下,阀球起到单向阀的作用。
同样的连接方式,下游动阀的阀座和阀球位于小阀罩中。
所述柱塞部分的其余部件都是通过螺纹固定连接。
所述泵筒部分由上至下依次设有防砂罩、防砂环、泵筒连接头、上加长管、泵筒、下加长管、固定阀、大阀罩、打捞密封部分;
所述固定阀是由一个阀球和一个环形阀座组成,所述泵筒部分的其余部件均为轴类零件。
泵筒连接头和防砂罩通过螺纹连接后,形成封闭空间,防砂环位于该封闭空间中,是浮动的;当柱塞部分和泵筒部分组装后,防砂环套在拉杆上;在重力作用下,防砂环可沿拉杆落在泵筒连接头的端面上,可防止砂粒通过拉杆和泵筒连接头的内孔,进入泵筒部分内部空间,避免砂粒在柱塞和泵筒间隙积累,造成砂磨,砂卡等事故。
所述固定阀包括固定阀球和固定阀罩,连接方式和工作原理与游动阀相同。
所述泵筒部分的其余零件都是通过螺纹固定连接。
其中,所述打捞密封部分由上至下依次设有密封芯轴、加长管、加长接头、脱接轨道;所述打捞密封部分的各部件均为轴类零件,通过螺纹固定连接。
所述密封芯轴外由上至下依次设有上隔环、短内隔环、中隔环、长内隔环、下隔环、备帽;所述短内隔环外设有高温密封圈,所述高温密封圈的上端与所述上隔环的下端相连接。
所述密封芯轴的各部件均为轴类零件。
所述备帽通过螺纹与密封芯轴连接,把上隔环、短内隔环、中隔环、长内隔环、下隔环这些环形零件顶紧,这些环形零件的锥面之间过盈配合,实现密封作用。
所述桥式注汽总成由上至下依次设有上变扣接头、上部桥式注汽引导管、扶正接头、接箍、上部桥式注汽引导管、下变扣接头、密封支撑衬套;上述各零件均为轴类零件;所述桥式注汽总成的各零件都是通过螺纹固定连接密封,螺纹可以是锥形密封螺纹,也可以采用直螺纹端面密封。
抽油时,打捞密封部分处于密封支撑衬套中,为座封状态,注汽通道是堵住状态;
注汽前,直接上提柱塞部分,带动泵筒部分,最终使采油总成的打捞密封部分脱离密封支撑衬套;注汽孔处于打开状态,注汽通道打开;从井口油管中注入蒸汽,即可沿油管柱一直注到井下油层。
注汽和抽油过程,是通过桥式双通道实现的:注汽时,蒸汽通过桥式注汽总成和采油总成之间的环形空间注入地层;抽油时,油液经过采油工具中间流道进入上级油管;防止注汽时,泵筒内壁结垢,注汽后,柱塞在泵筒中运行不畅,甚至频繁卡泵。
注汽时,采油总成被上提到桥式注汽总成中,桥式注汽总成中部设计有扶正接头。即能通过蒸汽,又能扶正采油总成,防止在蒸汽流过时,采油总成在桥式注汽总成中甩动撞击,造成的受损变形。
泵筒部分有上加长管和下加长管,长度和柱塞配合,满足两个目的:
(1)采油时,柱塞在上死点、下死点时,泵筒全长都能磨到,防止有空白段,后期修井或注汽时,新泵筒段与柱塞卡死。示意图中,柱塞零件长度900mm,上加长管长度900mm,下加长管长度400mm;
(2)注汽时,柱塞被提到泵筒最上端,要求仍然有一段柱塞在泵筒中,游动阀、柱塞和泵筒配合密封,防止蒸汽经过泵筒内孔。防止结垢。
泵筒部分设计有防泵罩、防砂环、泵筒连接头,采油过程防止砂粒沉积到泵筒内孔,而造成砂卡砂磨。
打捞密封部分设有高温密封圈,以及上隔环、中隔环、下隔环、短内隔环、长内隔环等零件配合,实现长期稳定密封。如果一个高温密封圈受损,不会导致其他高温密封圈轴向蹿动,导致整体密封失效。打捞密封部分下部有脱接轨道,可配合专用不压井采油工具,完成对井下压力的封堵。
本发明的有益效果为:降低了频繁修井劳动强度,延长了工作寿命,降低了生产成本。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图;
图2为本发明实施例采油总成的结构示意图;
图3为本发明实施例柱塞部分的结构示意图;
图4为本发明实施例泵筒部分的结构示意图;
图5为本发明实施例桥式注汽总成的结构示意图;
图6为本发明实施例柱塞部分的详细结构示意图;
图7为本发明实施例泵筒部分的详细结构示意图;
图8为本发明实施例桥式注汽总成的详细结构示意图;
图9为本发明实施例打捞密封部分的结构示意图;
图10为本发明实施例锥面的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-9所示,一种桥式注抽防砂泵,包括上下相连接的采油总成1和桥式注汽总成2两部分;所述的采油总成1和桥式注汽总成2之间通过抽油杆柱相连接;
安装时,先把桥式注汽总成2下到井里,再用抽油杆柱连接采油总成1,下放到桥式注汽总成2里面;密封芯轴1291和密封支撑衬套27由配合的限位座封面,两个面接合后,皮碗也处于衬套中辅助密封。
所述采油总成1包括柱塞部分11和泵筒部分12;
柱塞部分11和泵筒部分12装配后,拉杆112通过泵筒部分12的防砂罩121、防砂环122、泵筒连接头123三个部件的内孔伸出,可以上、下轴向运动,但是不能完全拿出来。
下井安装时,只要提起柱塞部分11的上接头111,就可以把整个采油总成1提起来。
柱塞部分11的柱塞部件,在泵筒部件中,柱塞表面和泵筒内壁都有防腐层,且经过精磨加工,属于金属间隙密封。
所述柱塞部分11由上至下依次设有上接头111、拉杆112、柱塞上罩113、游动阀114、上罩连接头115、柱塞116、小阀罩117、顶紧头118;
其中,游动阀114由一个阀球和一个环形阀座组成,所述柱塞部分11的其余部件均为轴类零件。
柱塞部分11包括两套游动阀114,即上游动阀和下游动阀,所述上游动阀的阀座位于柱塞上罩113中,上罩连接头115和柱塞上罩113通过螺纹连接,顶紧阀座端面,阀球位于柱塞上罩113和阀座形成的独立空间中;在重力作用下,阀球起到单向阀的作用。
同样的连接方式,下游动阀的阀座和阀球位于小阀罩117中。
所述柱塞部分11的其余部件都是通过螺纹固定连接(上、下相邻的两个零件之间通过螺纹连接)。
所述泵筒部分12由上至下依次设有防砂罩121、防砂环122、泵筒连接头123、上加长管124、泵筒125、下加长管126、固定阀127、大阀罩128、打捞密封部分129;
所述固定阀127是由一个阀球和一个环形阀座组成,所述泵筒部分12的其余部件均为轴类零件。
泵筒连接头123和防砂罩121通过螺纹连接后,形成封闭空间,防砂环122位于该封闭空间中,是浮动的;当柱塞部分11和泵筒部分12组装后,防砂环122套在拉杆112上;在重力作用下,防砂环122可沿拉杆112落在泵筒连接头123的端面上,可防止砂粒通过拉杆112和泵筒连接头123的内孔,进入泵筒部分12内部空间,避免砂粒在柱塞116和泵筒125间隙积累,造成砂磨,砂卡等事故。
所述固定阀127包括固定阀球和固定阀罩,连接方式和工作原理与游动阀相同。
所述泵筒部分12的其余零件都是通过螺纹固定连接(上、下相邻的两个零件之间通过螺纹连接)。
其中,所述打捞密封部分129由上至下依次设有密封芯轴1291、加长管1292、加长接头1293、脱接轨道1294;所述打捞密封部分129的各部件均为轴类零件,通过螺纹固定连接(上、下相邻的两个零件之间通过螺纹连接)。
所述密封芯轴1291外由上至下依次设有上隔环12911、短内隔环12912、中隔环12913、长内隔环12914、下隔环12915、备帽12916;所述短内隔环12912外设有高温密封圈12917,所述高温密封圈12917的上端与所述上隔环12911的下端相连接。
所述密封芯轴1291的各部件均为轴类零件。
所述备帽12916通过螺纹与密封芯轴1291连接,把上隔环12911、短内隔环12912、中隔环12913、长内隔环12914、下隔环12915这些环形零件顶紧,这些环形零件的锥面(如图10所示)12918之间过盈配合,实现密封作用。
所述桥式注汽总成2由上至下依次设有上变扣接头21、上部桥式注汽引导管22、扶正接头23、接箍24、上部桥式注汽引导管25、下变扣接头26、密封支撑衬套27;上述各零件均为轴类零件;所述桥式注汽总成2的各零件都是通过螺纹固定连接密封(上、下相邻的两个零件之间通过螺纹连接),螺纹可以是锥形密封螺纹,也可以采用直螺纹端面密封。本实施例图中是锥形密封螺纹。
抽油时,打捞密封部分129处于密封支撑衬套27中,为座封状态,注汽通道是堵住状态;
注汽前,直接上提柱塞部分11,带动泵筒部分12,最终使采油总成的打捞密封部分129脱离密封支撑衬套27;注汽孔处于打开状态,注汽通道打开;从井口油管中注入蒸汽,即可沿油管柱一直注到井下油层。
安装方法:
油管柱(统称,包括:尾管、桥式注汽总成、上部油管)安装:由下往上依次安装:尾管(指接在桥式注汽总成下面的几根油管,起到导向和沉砂的作用)、桥式注汽总成2、上部油管(接在桥式注汽总成上面一直到地表的油管,实际用量根据油层深度不同而变化)到井口;尾管和上部油管不属于本专利产品零件,图中未标出。
抽油杆柱(统称,包括采油总成、上部抽油杆、露出井口的1根光杆)安装:由下往上依次安装:采油总成1,上部按工艺设计连接抽油杆柱等配套工具,一直到井口,最后连接光杆(光杆是在地面直接挂在抽油机驴头上的一根杆,表面经过精磨处理,和采油树上的盘根盒之间形成密封,在上、下抽油时,防止油管中的油液喷出地表)。
抽油杆柱下放到底,打捞密封部分129被压入密封支撑衬套27中,实现座封到位。
通过在井口上提光杆,带动柱塞116上行,调好防冲距,即可抽油。
注汽和抽油过程,是通过桥式双通道实现的:注汽时,蒸汽通过桥式注汽总成2和采油总成之间的环形空间注入地层;抽油时,油液经过采油工具中间流道进入上级油管;防止注汽时,泵筒内壁结垢,注汽后,柱塞在泵筒中运行不畅,甚至频繁卡泵。
注汽时,采油总成被上提到桥式注汽总成中,桥式注汽总成中部设计有扶正接头。即能通过蒸汽,又能扶正采油总成,防止在蒸汽流过时,采油总成在桥式注汽总成中甩动撞击,造成的受损变形。
泵筒部分有上加长管和下加长管,长度和柱塞配合,满足两个目的:
(1)采油时,柱塞在上死点、下死点(上死点是指抽油机行程的最高位置,下死点是指抽油机行程的最低点。对应的柱塞在泵筒中也有相应的行程最高点和最低点,就是柱塞的上死点和下死点)时,泵筒全长都能磨到,防止有空白段,后期修井或注汽时,新泵筒段与柱塞卡死。示意图中,柱塞零件长度900mm,上加长管长度900mm,下加长管长度400mm;
(2)注汽时,柱塞被提到泵筒最上端,要求仍然有一段柱塞在泵筒中,游动阀、柱塞和泵筒配合密封,防止蒸汽经过泵筒内孔。防止结垢。
泵筒部分12设计有防泵罩、防砂环、泵筒连接头,采油过程防止砂粒沉积到泵筒内孔,而造成砂卡砂磨。
打捞密封部分设有高温密封圈,以及上隔环、中隔环、下隔环、短内隔环、长内隔环等零件配合,实现长期稳定密封。如果一个高温密封圈受损,不会导致其他高温密封圈轴向蹿动,导致整体密封失效。打捞密封部分下部有脱接轨道,可配合专用不压井采油工具,完成对井下压力的封堵。
Claims (8)
1.桥式注抽防砂泵,其特征在于:包括上下相连接的采油总成和桥式注汽总成两部分;所述的采油总成和桥式注汽总成之间通过抽油杆柱相连接;所述采油总成包括柱塞部分和泵筒部分;
所述柱塞部分由上至下依次设有上接头、拉杆、柱塞上罩、游动阀、上罩连接头、柱塞、小阀罩、顶紧头;其中,所述游动阀由一个阀球和一个环形阀座组成;
所述柱塞部分包括两套游动阀,即上游动阀和下游动阀,所述上游动阀的阀座位于柱塞上罩中,上罩连接头和柱塞上罩通过螺纹连接,顶紧阀座端面,阀球位于柱塞上罩和阀座形成的独立空间中。
2.根据权利要求1所述的桥式注抽防砂泵,其特征在于:所述的下游动阀的阀座和阀球位于所述小阀罩中。
3.根据权利要求1所述的桥式注抽防砂泵,其特征在于:所述泵筒部分由上至下依次设有防砂罩、防砂环、泵筒连接头、上加长管、泵筒、下加长管、固定阀、大阀罩、打捞密封部分。
4.根据权利要求3所述的桥式注抽防砂泵,其特征在于:所述固定阀是由一个阀球和一个环形阀座组成。
5.根据权利要求3所述的桥式注抽防砂泵,其特征在于:所述打捞密封部分由上至下依次设有密封芯轴、加长管、加长接头、脱接轨道。
6.根据权利要求5所述的桥式注抽防砂泵,其特征在于:所述密封芯轴外由上至下依次设有上隔环、短内隔环、中隔环、长内隔环、下隔环、备帽;所述短内隔环外设有高温密封圈,所述高温密封圈的上端与所述上隔环的下端相连接。
7.根据权利要求6所述的桥式注抽防砂泵,其特征在于:所述备帽通过螺纹与密封芯轴连接,把上隔环、短内隔环、中隔环、长内隔环、下隔环这些环形零件顶紧。
8.根据权利要求7所述的桥式注抽防砂泵,其特征在于:所述桥式注汽总成由上至下依次设有上变扣接头、上部桥式注汽引导管、扶正接头、接箍、上部桥式注汽引导管、下变扣接头、密封支撑衬套。
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