CN110617203A - 泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵 - Google Patents

Abstract

一种泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵。本发明包括外管总成、泵筒总成、柱塞总成，外管总成的外管、双向进液接头、固定阀Ⅰ由上至下依次固定连接，双向进液接头设置有轴向进液通道和径向进液通道；泵筒总成的上泵筒、下泵筒、固定阀Ⅱ由上至下依次设置；上泵筒与外管总成固定连接；固定阀Ⅱ的上、下两端分别与下泵筒、外管总成的双向进液接头固定连接；柱塞总成的上柱塞、混流阀、下柱塞、游动阀Ⅰ由上至下依次固定连接，混流阀设置有轴向液流通道和径向液流通道。其有益效果是，在上、下柱塞之间安装混流阀，泵筒下端安装双向进液接头，将抽油泵的上、下冲程的液流通道分开，使抽油泵往复抽汲过程中实现双向进液、排液，提高抽油泵工作效率。

Description

泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵

技术领域

本发明涉及一种油气开发的抽油泵，尤其是涉及一种泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵，属于油气开发技术领域。

背景技术

当油田开发进入后期，随着开采技术的提升，高产液量井不断增加，致使对抽油泵的排液量产生更高需求，由于对生产成本控制越来越重要，降低生产成本的需求不断增大，目前，油田使用的抽油泵大部分是整筒抽油泵，少部分使用螺杆泵，特种抽油泵使用量较少，但随着油田开采技术的发展，井况越来越复杂，对特种抽油泵的需求越来越大。

目前，应用的大排液量泵多为整筒抽油泵，通过增大泵筒内径达到增加排液量的目的，但仅靠增大泵径来增加排液量存在泵筒和柱塞的直径增大以后加工难度大，尺寸不容易控制等问题；抽油泵单向出液，泵效低，耗能大，采油作业成本高。因此如何提高抽油泵的排液量，设计一种结构合理、易于生产加工、泵效高的抽油泵成为亟待解决的难题。

发明内容

为了克服现有抽油泵存在的通过增大泵径来增加排液量存在泵筒和柱塞的直径增大以后加工难度大，尺寸不容易控制，以及泵效低、耗能大、采油作业成本高的不足，本发明提供一种泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵，包括外管总成、泵筒总成、柱塞总成，外管总成的上、下两端与油管固定连接；泵筒总成的泵筒与外管总成固定连接；柱塞总成的上端与抽油杆固定连接，在抽油杆的带动下沿泵筒上下往复运动。

所述外管总成的外管、双向进液接头、固定阀Ⅰ由上至下依次固定连接，所述双向进液接头设置有轴向进液通道和径向进液通道。

所述泵筒总成包括上泵筒、下泵筒和固定阀Ⅱ，上泵筒、下泵筒、固定阀Ⅱ由上至下依次设置；所述上泵筒与外管总成固定连接；所述固定阀Ⅱ的上、下两端分别与下泵筒、外管总成的双向进液接头固定连接。

所述柱塞总成包括上柱塞、下柱塞、混流阀、游动阀Ⅰ，上柱塞、混流阀、下柱塞、游动阀Ⅰ由上至下依次固定连接；所述混流阀设置有轴向液流通道和径向液流通道。

所述外管总成的双向进液接头的径向进液通道、泵筒总成的固定阀Ⅱ、柱塞总成的游动阀Ⅰ、混流阀的轴向液流通道和上柱塞的内孔形成由下至上的出液通道Ⅰ。

所述外管总成下端的固定阀Ⅰ、双向进液接头的轴向进液通道、混流阀的径向液流通道和上柱塞的内孔形成由下至上的出液通道Ⅱ。

在所述下泵筒内，游动阀Ⅰ与固定阀Ⅱ之间构成泵筒腔体。

在所述外管内，固定阀Ⅰ与双向进液接头之间、外管与下泵筒径向之间、下泵筒与上柱塞的径向之间至混流阀构成外管腔体。

当所述柱塞总成向下运动时，泵筒腔体的体积减小、压力增大，固定阀Ⅱ关闭，游动阀Ⅰ开启，泵筒腔体内的井液通过开启的游动阀Ⅰ沿出液通道Ⅰ向上流动；同时，混流阀关闭，井筒内的液体将固定阀Ⅰ开启，并通过固定阀Ⅰ进入外管腔体。

当所述柱塞总成向上运动时，泵筒腔体的体积增大、压力降低，游动阀Ⅰ关闭，井筒内的井液通过双向进液接头的径向进液通道将固定阀Ⅱ开启，并进入泵筒腔体；同时，上泵筒内的压力降低，外管腔体内的井液将混流阀开启，并沿出液通道Ⅱ向上流动。

所述泵筒总成的上泵筒、下泵筒均采用一端悬挂、一端固定的安装方式。

进一步，所述上泵筒的下端与外管总成的变扣接箍固定连接；所述下泵筒的下端通过固定阀Ⅱ与外管总成的双向进液接头固定连接。

进一步，所述下泵筒的长度、直径大于所述上泵筒的长度、直径；与所述上泵筒配合的上柱塞的长度大于上泵筒的长度；与所述下泵筒配合的下柱塞的长度小于下泵筒的长度。

进一步，所述双向进液接头为厚壁筒状，径向进液通道与中心的盲孔Ⅰ连通，轴向进液通道设置在筒壁上。

进一步，所述混流阀包括阀体、阀座、阀球、出油阀罩、外罩、变径接头，所述外罩、阀体、变径接头由上至下依次固定连接。所述阀体为厚壁筒状，径向液流通道与阀体中心的盲孔Ⅱ连通，轴向液流通道设置在筒壁上。所述出油阀罩设置有出油孔，出油阀罩与阀体固定连接将所述阀座固定，阀球位于出油阀罩内。

所述外管总成的油管接箍、短接、变扣接箍、外管、双向进液接头、固定阀Ⅰ由上至下依次固定连接。

进一步，所述泵筒总成的上泵筒的下端与所述外管总成的变扣接箍固定连接；所述下泵筒、固定阀Ⅱ固定连接；固定阀Ⅱ的下端通过泵筒接头与外管总成的双向进液接头固定连接。

进一步，所述柱塞总成的上柱塞的上端通过出油接头与抽油杆连接，出油接头上有出油孔。

再进一步，所述柱塞总成的上柱塞与出油接头之间安装有游动阀Ⅱ。

本发明的有益效果是，结构设计合理，易于加工制造；在上、下柱塞之间安装混流阀，泵筒下端安装双向进液接头，将抽油泵的上冲程与下冲程的液流通道分开，互不干涉，使抽油泵在一个往复抽汲过程中能够实现双向进液、排液，有效提高抽油泵的工作效率，有利于减少能耗，降低生产作业成本。

附图说明

图1是本发明泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵的结构示意图。

图2是本发明的双向进液接头结构示意图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是本发明的混流阀结构示意图。

图中：1.泵筒腔体，2.外管腔体，

11.轴向进液通道，12.径向进液通道，13.盲孔Ⅰ，

31.轴向液流通道，32.径向液流通道，33.阀体，34.阀座，35.阀球，36.出油阀罩，37.外罩，38.变径接头，39.盲孔Ⅱ，

100.外管总成，101.外管，102.双向进液接头，103.固定阀Ⅰ，104.油管接箍，105.短接，106.变扣接箍，

200.泵筒总成，201.上泵筒，202.下泵筒，203.固定阀Ⅱ，204.泵筒接头，

300.柱塞总成，301.上柱塞，302.混流阀，303.下柱塞，304.游动阀Ⅰ，305.游动阀Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。

参见附图1-4。本发明一种泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵，包括外管总成100、泵筒总成200、柱塞总成300，游动阀、固定阀，外管总成100、泵筒总成200、柱塞总成300在径向由外至内依次设置；外管总成100的上、下两端与油管固定连接；泵筒总成200的泵筒与外管总成200固定连接；柱塞总成300的上端与抽油杆固定连接，在抽油杆的带动下柱塞总成300沿泵筒总成200上下往复运动。

所述外管总成100的外管101、双向进液接头102、固定阀Ⅰ103由上至下依次固定连接，所述双向进液接头102设置有轴向进液通道11和径向进液通道12。

所述泵筒总成200包括上泵筒201、下泵筒202和固定阀Ⅱ203，上泵筒201、下泵筒202、固定阀Ⅱ203由上至下依次设置。所述上泵筒201与外管总成100固定连接；所述固定阀Ⅱ203的上、下两端分别与下泵筒202、外管总成100的双向进液接头102固定连接。

所述柱塞总成300包括上柱塞301、下柱塞303、混流阀302、游动阀Ⅰ304，上柱塞301、混流阀302、下柱塞303、游动阀Ⅰ304由上至下依次固定连接；所述混流阀302设置有轴向液流通道31和径向液流通道32。

所述外管总成100、泵筒总成200、柱塞总成300安装完成后，形成2条出液通道，即：出液通道Ⅰ和出液通道Ⅱ，具体如下：

所述外管总成100的双向进液接头102的径向进液通道12、泵筒总成200的固定阀Ⅱ203、柱塞总成300的游动阀Ⅰ304、混流阀302的轴向液流通道31和上柱塞301的内孔形成由下至上的出液通道Ⅰ。

所述外管总成100下端的固定阀Ⅰ103、双向进液接头102的轴向进液通道11、混流阀302的径向液流通道32和上柱塞301的内孔形成由下至上的出液通道Ⅱ。

同时，本发明泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵还有2个腔体，即：泵筒腔体1和外管腔体2，具体如下：

在所述下泵筒202内，游动阀Ⅰ304与固定阀Ⅱ203的轴向之间构成泵筒腔体1；

在所述外管101下端部内，固定阀Ⅰ103与双向进液接头102轴向之间、外管101与下泵筒202径向之间、下泵筒202与上柱塞301的径向之间至混流阀302构成外管腔体2。

进一步，所述泵筒总成200的上泵筒201、下泵筒202均采用一端悬挂、一端固定的安装方式，当上泵筒201、下泵筒202均采用倒置悬挂结构，泵筒下部固定连接，上部倒置悬挂，泵筒不受自身和尾管重力影响，不易发生形变，减少疲劳损伤；而且倒置悬挂式泵筒可自由小幅度摆动来适应油井斜度，达到泵筒与抽油管柱的同轴度，降低偏磨，提升整泵使用寿命和降低功耗。具体的：所述上泵筒201的下端与外管总成100的变扣接箍106固定连接；所述下泵筒202的下端通过固定阀Ⅱ203与外管总成100的双向进液接头102固定连接。

进一步，所述下泵筒202的长度、直径大于所述上泵筒201的长度、直径。

与所述上泵筒201配合的上柱塞301的长度大于上泵筒201的长度（即：短泵筒长柱塞），抽油泵在工作过程中，上泵筒201的内孔始终有上柱塞301与其配合，阻止砂砾进入泵筒内，可以有效减少因砂卡导致抽油泵损坏，延长抽油泵的使用寿命。

与所述下泵筒202配合的下柱塞303的长度小于下泵筒202的长度（即长泵筒短柱塞），可以有效增加泵筒腔体1的体积。

参见附图2、3。所述双向进液接头102为厚壁筒状，中心设置有盲孔Ⅰ13，径向进液通道12与盲孔Ⅰ13连通；轴向进液通道11设置在筒壁上，轴向进液通道11可以是圆柱形通孔，也可以是弧形通孔，圆柱形通孔或弧形通孔的数量为2个或2个以上。

参见附图4。所述混流阀302包括阀体33、阀座34、阀球35、出油阀罩36、外罩37、变径接头38，所述阀体33为厚壁筒状，中心设置有盲孔Ⅱ39，径向液流通道32与盲孔Ⅱ39连通；轴向液流通道31设置在筒壁上，进一步，轴向液流通道31为圆柱形通孔，数量为2个或2个以上。

所述外罩37、阀体33、变径接头38由上至下依次固定连接；所述出油阀罩36设置有出油孔，出油阀罩36与阀体33固定连接将所述阀座34固定，阀球35位于出油阀罩36内。

所述混流阀302的作用是将上、下冲程两个抽油系统抽吸的井液分成两个出液通道行进并汇聚到上柱塞内，之后经过上柱塞上方的出油接头排出后进入油管。

参见附图1。所述外管总成100的油管接箍104、短接105、变扣接箍106、外管101、双向进液接头102、固定阀Ⅰ103由上至下依次固定连接。

所述泵筒总成200包括上泵筒201、下泵筒202和固定阀Ⅱ203，上泵筒201、下泵筒202、固定阀Ⅱ203由上至下依次设置。所述泵筒总成200的上泵筒201的下端与所述外管总成100的变扣接箍106固定连接，上泵筒201的上端安装有扶正压帽，扶正压帽的外圆与所述外管总成100的短接105内孔之间有间隙。所述下泵筒202、固定阀Ⅱ203固定连接；固定阀Ⅱ203的下端通过泵筒接头204与外管总成100的双向进液接头102内螺纹固定连接。

所述柱塞总成300包括上柱塞301、下柱塞303、混流阀302、游动阀Ⅰ304，上柱塞301、混流阀302、下柱塞303、游动阀Ⅰ304由上至下依次固定连接。上柱塞301的上端通过出油接头与抽油杆连接，出油接头上有出油孔。

进一步，在所述柱塞总成300的上柱塞301与出油接头之间固定安装有游动阀Ⅱ305。在抽油泵正常运转工作过程中，游动阀Ⅱ处于开启状态，井液排出泵外进入油管柱。当抽油泵停止工作时，游动阀Ⅱ305将自动关闭，阻隔油管柱内的油液与泵内连通，可有效阻止砂砾进入柱塞总成内部造成卡泵情况的发生，有利于延长抽油泵整体使用寿命。

本发明泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵工作过程如下：

当所述柱塞总成300向下运动时（即：下冲程），泵筒腔体1的体积减小、压力增大，固定阀Ⅱ203关闭，游动阀Ⅰ304开启，泵筒腔体1内的井液通过开启的游动阀Ⅰ304沿出液通道Ⅰ向上流动；与此同时，混流阀302关闭，井筒内的液体将固定阀Ⅰ103开启，并通过固定阀Ⅰ103进入外管腔体2。在下冲程过程中，泵筒腔体1内的井液沿出液通道Ⅰ向上流动（排液），井筒内的液体通过固定阀Ⅰ103进入外管腔体2（吸液）。

当所述柱塞总成300向上运动时（即：上冲程），泵筒腔体1的体积增大、压力降低，游动阀Ⅰ304关闭，井筒内的井液通过双向进液接头102的径向进液通道12将固定阀Ⅱ203开启，并进入泵筒腔体1；同时，上泵筒201内的压力降低，外管腔体2内的井液将混流阀302开启，并沿出液通道Ⅱ向上流动。在上冲程过程中，外管腔体2内的井液沿出液通道Ⅱ向上流动（排液），井筒内的井液通过固定阀Ⅱ203进入泵筒腔体1（吸液）。

当泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵的柱塞总成300在抽油杆的驱动下，沿泵筒上下往复运动，无论是上冲程，还是下冲程，均可以实现吸液和排液同时进行，有效提高抽油泵的功效。

应该注意的是，上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计很多替代实施例而不脱离本专利的权利要求范围。

Claims (10)

1.一种泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵，包括外管总成、泵筒总成、柱塞总成，外管总成的上、下两端与油管固定连接；泵筒总成的泵筒与外管总成固定连接；柱塞总成的上端与抽油杆固定连接，在抽油杆的带动下沿泵筒上下往复运动，其特征是：

所述外管总成的外管、双向进液接头、固定阀Ⅰ由上至下依次固定连接，所述双向进液接头设置有轴向进液通道和径向进液通道；

所述泵筒总成包括上泵筒、下泵筒和固定阀Ⅱ，上泵筒、下泵筒、固定阀Ⅱ由上至下依次设置；所述上泵筒与外管总成固定连接；所述固定阀Ⅱ的上、下两端分别与下泵筒、外管总成的双向进液接头固定连接；

所述柱塞总成包括上柱塞、下柱塞、混流阀、游动阀Ⅰ，上柱塞、混流阀、下柱塞、游动阀Ⅰ由上至下依次固定连接；所述混流阀设置有轴向液流通道和径向液流通道。

2.根据权利要求1所述泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵，其特征是：

所述外管总成的双向进液接头的径向进液通道、泵筒总成的固定阀Ⅱ、柱塞总成的游动阀Ⅰ、混流阀的轴向液流通道和上柱塞的内孔形成由下至上的出液通道Ⅰ；

所述外管总成下端的固定阀Ⅰ、双向进液接头的轴向进液通道、混流阀的径向液流通道和上柱塞的内孔形成由下至上的出液通道Ⅱ；

在所述下泵筒内，游动阀Ⅰ与固定阀Ⅱ之间构成泵筒腔体；

在所述外管内，固定阀Ⅰ与双向进液接头之间、外管与下泵筒径向之间、下泵筒与上柱塞的径向之间至混流阀构成外管腔体。

3.根据权利要求2所述泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵，其特征是：

当所述柱塞总成向下运动时，泵筒腔体的体积减小、压力增大，固定阀Ⅱ关闭，游动阀Ⅰ开启，泵筒腔体内的井液通过开启的游动阀Ⅰ沿出液通道Ⅰ向上流动；同时，混流阀关闭，井筒内的液体将固定阀Ⅰ开启，并通过固定阀Ⅰ进入外管腔体；

当所述柱塞总成向上运动时，泵筒腔体的体积增大、压力降低，游动阀Ⅰ关闭，井筒内的井液通过双向进液接头的径向进液通道将固定阀Ⅱ开启，并进入泵筒腔体；同时，上泵筒内的压力降低，外管腔体内的井液将混流阀开启，并沿出液通道Ⅱ向上流动。

4.根据权利要求3所述泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵，其特征是：所述泵筒总成的上泵筒、下泵筒均采用一端悬挂、一端固定的安装方式。

5.根据权利要求4所述泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵，其特征是：

所述上泵筒的下端与外管总成的变扣接箍固定连接；

所述下泵筒的下端通过固定阀Ⅱ与外管总成的双向进液接头固定连接。

6.根据权利要求1-4任一所述泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵，其特征是：

所述下泵筒的长度、直径大于所述上泵筒的长度、直径；

与所述上泵筒配合的上柱塞的长度大于上泵筒的长度；

与所述下泵筒配合的下柱塞的长度小于下泵筒的长度。

7.根据权利要求6所述泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵，其特征是：所述双向进液接头为厚壁筒状，径向进液通道与中心的盲孔Ⅰ连通，轴向进液通道设置在筒壁上。

8.根据权利要求7所述泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵，其特征是：

所述混流阀包括阀体、阀座、阀球、出油阀罩、外罩、变径接头，所述外罩、阀体、变径接头由上至下依次固定连接；

所述阀体为厚壁筒状，径向液流通道与阀体中心的盲孔Ⅱ连通，轴向液流通道设置在筒壁上；

所述出油阀罩设置有出油孔，出油阀罩与阀体固定连接将所述阀座固定，阀球位于出油阀罩内。

9.根据权利要求8所述泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵，其特征是：

所述外管总成的油管接箍、短接、变扣接箍、外管、双向进液接头、固定阀Ⅰ由上至下依次固定连接；

所述泵筒总成的上泵筒的下端与所述外管总成的变扣接箍固定连接；所述下泵筒、固定阀Ⅱ固定连接；固定阀Ⅱ的下端通过泵筒接头与外管总成的双向进液接头固定连接；

所述柱塞总成的上柱塞的上端通过出油接头与抽油杆连接，出油接头上有出油孔。

10.根据权利要求9所述泵筒倒置悬挂上下冲程进排液抽油泵，其特征是：所述柱塞总成的上柱塞与出油接头之间安装有游动阀Ⅱ。