CN112576484A - 一种稠油井用抽油泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种稠油井用抽油泵，包括泵筒总成和可轴向移动地设于泵筒总成内的柱塞总成，还包括外管组件和坐封组件，所述泵筒总成的底部通过坐封组件坐封于所述外管组件中，所述柱塞总成在上行至一定行程时与所述泵筒总成限位配合，以带动所述泵筒总成解封上行。本发明具有满足稠油井原油开采需求，且成本低、检修效率及作业安全性高等优点。

Description

一种稠油井用抽油泵

技术领域

本发明涉及稠油开采领域，尤其涉及一种稠油井用抽油泵。

背景技术

目前，在油田稠油井原油开采领域，抽稠泵的泵筒总成通常直接连接在油管上，当泵出现故障需检修时，需提出整个油管柱、取出泵筒进行检查或更换，其检修作业周期长、成本高。

为解决上述问题，中国发明专利CN208089517U公开了一种“插入式抽稠油泵”，其为顶部坐封锁紧固定杆式泵结构。当需取泵检修时，只需通过抽油杆柱解封泵体提出井外即可，无需动油管柱，其更换方便。但其需在柱塞总成下部配加重杆来克服稠油阻力，结构复杂、柱塞总成受力状况差，易导致柱塞拉断；同时，当需注气或洗井作业时必须解封泵体，其降低了杆式泵机械坐封锁紧机构的寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种满足稠油井原油开采需求，且成本低、检修效率及作业安全性高的稠油井用抽油泵。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种稠油井用抽油泵，包括泵筒总成和可轴向移动地设于泵筒总成内的柱塞总成，还包括外管组件和坐封组件，所述泵筒总成的底部通过坐封组件坐封于所述外管组件中，所述柱塞总成在上行至一定行程时与所述泵筒总成限位配合，以带动所述泵筒总成解封上行。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述柱塞总成包括依次连接的进油段、过流段及出油段，所述进油段及出油段分别与所述泵筒总成密封配合，以围合形成上部油管腔及下部泵腔；所述出油段与所述上部油管腔连通，所述过流段与所述下部泵腔连通。

所述柱塞总成还包括进油单向阀和出油单向阀，其中，所述进油单向阀设于所述进油段与所述过流段之间；所述出油单向阀设于所述出油段内。

所述柱塞总成还包括带动柱塞总成轴向移动的拉杆，所述拉杆连接于所述出油段的上端；所述泵筒总成包括保证拉杆沿轴向移动的拉杆导向套，所述拉杆穿设于所述拉杆导向套内。

所述泵筒总成包括泵筒加长段、与出油段密封配合的第一密封段，以及与进油段密封配合的第二密封段，所述泵筒加长段、第一密封段及第二密封段依次连接；所述泵筒加长段的直径大于所述第一密封段的直径，所述第一密封段的直径大于所述第二密封段的直径，以在所述柱塞总成上提时与所述泵筒总成之间形成供注气介质或洗井介质注入的注入环空。

所述泵筒总成还包括与上行至一定行程的柱塞总成限位配合的柱塞限位段，所述柱塞限位段设于所述泵筒加长段的上端；所述出油段的上端面为与所述柱塞限位段限位配合的配合面。

所述坐封组件包括弹性锁爪和限位凸起，所述弹性锁爪设于所述泵筒总成上，所述限位凸起设于所述外管组件上；在所述泵筒总成坐封时，所述弹性锁爪与所述限位凸起卡紧配合。

所述泵筒总成还包括连接筒及密封件，所述连接筒连接于所述第二密封段与所述弹性锁爪之间，所述密封件设于所述连接筒与所述外管组件之间。

所述泵筒总成与外管组件之间设有扶正环，所述扶正环上设有竖向布置的过流槽。

所述外管组件包括外管主体、连接外部油管的上接箍、连接外部尾管的下接箍，所述上接箍及下接箍分设于所述外管主体的两端。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明设置有外管组件，泵筒总成的底部通过坐封组件坐封于外管组件中，即通过外管组件的设置将坐封组件由泵筒总成内部移至泵筒总成外，且抽油泵采用底部坐封锁紧的方式固定。相比于现有的在泵筒内、泵筒顶部设置坐封件的固定方式，本发明的坐封组件不占用泵筒总成的内部空间，同时在下井时柱塞总成无需通过坐封组件，使得柱塞总成的外径尺寸不受泵筒总成的内径尺寸限制，抽油泵有足够的空间设置液压反馈泵结构来提供向下的液压反馈力，其避免了采油加重杆克服稠油阻力导致的柱塞总成受力状况差、易拉断的问题。同时，柱塞总成在上行至一定行程时与泵筒总成限位配合，以带动泵筒总成解封上行，其操作简单、解封方便。即本发明在实现了不动油管柱即可检泵的同时，提高了柱塞总成的作业可靠性，其满足了稠油井原油开采需求，且大幅降低了修井作业费用，大大提高了检修效率及作业安全性。

进一步地，本发明的筒总成设置为泵筒加长段、与出油段密封配合的第一密封段，以及与进油段密封配合的第二密封段，泵筒加长段的直径大于第一密封段的直径，第一密封段的直径大于第二密封段的直径，使得柱塞总成在上提时与泵筒总成之间形成有注入环空，注入环空与油套环空连通，以供注气介质或洗井介质通过。本发明在抽油泵不解封、不动油管柱的情况下，可实现注气或洗井作业，其操作方便、作业效率高，且避免了坐封组件重复解封导致的使用寿命短的问题。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是本发明稠油井用抽油泵在正常工作时的结构示意图。

图2是本发明稠油井用抽油泵在注气或洗井时的结构示意图。

图中各标号表示：

1、泵筒总成；11、拉杆导向套；12、泵筒加长段；13、第一密封段；14、第二密封段；15、柱塞限位段；16、连接筒；17、密封件；2、柱塞总成；21、进油段；22、过流段；23、出油段；24、进油单向阀；25、出油单向阀；26、拉杆；3、外管组件；31、外管主体；32、上接箍；33、下接箍；4、坐封组件；41、弹性锁爪；42、限位凸起；5、上部油管腔；6、下部泵腔；7、注入环空；8、扶正环。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例的稠油井用抽油泵，包括泵筒总成1、柱塞总成2、外管组件3及坐封组件4。其中，柱塞总成2可轴向移动地设于泵筒总成1内，以将井内原油抽至地面；泵筒总成1的底部通过坐封组件4坐封于外管组件3中，外管组件3具有保护泵体的作用。同时，柱塞总成2在上行至一定行程时与泵筒总成1限位配合，以带动泵筒总成1解封上行。

本发明通过外管组件3的设置将坐封组件4由泵筒总成1内部移至泵筒总成1外，且抽油泵采用底部坐封锁紧的方式固定。相比于现有的在泵筒内、泵筒顶部设置坐封件的固定方式，本发明的坐封组件4不占用泵筒总成1的内部空间，同时在下井时柱塞总成2无需通过坐封组件4，使得柱塞总成2的外径尺寸不受泵筒总成1的内径尺寸限制，抽油泵有足够的空间设置液压反馈泵结构来提供向下的液压反馈力，其避免了采油加重杆克服稠油阻力导致的柱塞总成受力状况差、易拉断的问题。同时，柱塞总成2在上行至一定行程时与泵筒总成1限位配合，以带动泵筒总成1解封上行，其操作简单、解封方便。即本发明在实现了不动油管柱即可检泵的同时，提高了柱塞总成2的作业可靠性，其满足了稠油井原油开采需求，且大幅降低了修井作业费用(平均单井可降低30万元以上)，大大提高了检修效率及作业安全性。

本实施例中，柱塞总成2包括依次连接的进油段21、过流段22及出油段23，进油段21及出油段23分别与泵筒总成1密封配合，以围合形成上部油管腔5及下部泵腔6。其中，进油段21供井内稠油输入；过流段22与下部泵腔6连通，以供进油段21的稠油流至下部泵腔6；出油段23与上部油管腔5连通，以供下部泵腔6的稠油输出至上部油管腔5，从而实现井内原油的输出。

同时，柱塞总成2还包括进油单向阀24和出油单向阀25。其中，进油单向阀24设于进油段21与过流段22之间；出油单向阀25设于出油段23内。在柱塞总成2上行时，出油单向阀25在上部油管腔5液柱压力的作用下关闭，同时，由于下部泵腔6容积增大、压力下降，进油单向阀24在沉没压力的作用下打开，原油经进油单向阀24进入下部泵腔6内。在柱塞总成2向下时，下部泵腔6的容积减小、压力增大，下部泵腔6的压力使进油单向阀24关闭，出油单向阀25打开，原油经下部泵腔6进入上部油管腔5中排出。此时，由于上部油管腔5及下部泵腔6连通，压力相等，进油单向阀24上形成向下的液压反馈力，帮助柱塞总成克服下行时的稠油阻力。

本实施例中，出油单向阀25为两组，两组出油单向阀25沿出油段23的长度方向间隔布置。以提供双重密封保证，有效减少了原油的漏失，且使用寿命长。在其他实施例中，出油单向阀25的设置数量可根据具体情况进行调整，如设置为一组、三组等。

进一步地，柱塞总成2还包括拉杆26。拉杆26的下端与出油段23连接，拉杆26的上端与抽油杆连接，拉杆26通过抽油杆带动柱塞总成2轴向移动。泵筒总成1包括拉杆导向套11，拉杆26穿设于拉杆导向套11内，以保证拉杆26沿轴向移动。

更进一步地，进油段21及出油段23上设有环形槽，以使进入进油段21与泵筒总成1、出油段23与泵筒总成1之间的砂粒滞留在环形槽中，保护柱塞总成2的表面被拉伤。

如图2所示，泵筒总成1包括从上至下依次连接的泵筒加长段12、第一密封段13及第二密封段14。其中，第一密封段13与出油段23密封配合，第二密封段14与进油段21密封配合。本实施例中，泵筒加长段12的直径大于第一密封段13的直径，第一密封段13的直径大于第二密封段14的直径，以在柱塞总成2上提时与泵筒总成1之间形成注入环空7，注入环空7与油套环空连通，以供注气介质或洗井介质通过，实现注气或洗井作业。本发明在抽油泵不解封、不动油管柱的情况下，可实现注气或洗井作业，其操作方便、作业效率高、成本低，且避免了坐封件重复解封导致的使用寿命短的问题。本实施例中，泵筒加长段12及拉杆导向套11上均设有过流孔，以供稠油通过。

进一步地，泵筒总成1还包括柱塞限位段15，柱塞限位段15设于泵筒加长段12的上端。在泵检修时，柱塞总成2上行至一定行程时与柱塞限位段15限位配合，以带动泵筒总成1解封上行，进行泵体的检查、更换；出油段23的上端面为与柱塞限位段15限位配合的配合面。

本实施例中，柱塞限位段15为锥形限位段，配合面为锥形配合面。在其他实施例中，只要能够保证柱塞总成2与柱塞限位段15有效限位的柱塞限位段15结构均应在本发明的保护范围内，如将柱塞限位段15设置为水平限位段，配合面设置为水平配合面。

如图1所示，坐封组件4包括弹性锁爪41和限位凸起42。其中，弹性锁爪41设于泵筒总成1上，限位凸起42设于外管组件3上。在泵筒总成1坐封时，弹性锁爪41与限位凸起42卡紧配合；在泵筒总成1解封时，弹性锁爪41与限位凸起42脱离。

进一步地，泵筒总成1还包括连接筒16及密封件17。其中，连接筒16连接于第二密封段14与弹性锁爪41之间，以方便安装弹性锁爪41及密封件17。密封件17设于连接筒16与外管组件3之间，以保证泵筒总成1与外管组件3之间的环空有效密封，防止稠油漏出。

更进一步地，泵筒总成1与外管组件3之间设有扶正环8，以起到扶正泵体的作用，减少了泵体因单点支承出现角度偏斜导致柱塞总成2在泵筒总成1内偏磨的现象。同时，扶正环8上设有过流槽，过流槽沿竖向布置，以供稠油有效通过。

本实施例中，外管组件3包括外管主体31、上接箍32及下接箍33。其中，上接箍32与外部油管(油管柱)连接，下接箍33与外部尾管连接，上接箍32及下接箍33螺接于外管主体31的两端。其使得外部尾管的载荷全部作用在外管组件3上，泵体不承受外部尾管的载荷，满足了高载荷尾管挂载的要求。同时，外管组件3与泵筒总成1之间形成的环形空间具有沉砂沉垢作用，避免油管原油中沉淀的砂粒落入泵中造成砂埋。

本实施例中，稠油井用抽油泵的工作原理为：

作业前，先将外管组件3随油管柱一起下入油井中的设定位置；再将柱塞总成2与抽油杆连接，以将泵筒总成1及柱塞总成2下放至井下，并坐封在外管组件3上。

上行程时，抽油杆带动柱塞总成2向上运动，出油单向阀25在上部油管腔5液柱压力的作用下关闭，同时，由于下部泵腔6容积增大、压力下降，进油单向阀24在沉没压力的作用下打开，原油经进油单向阀24进入下部泵腔6内。下行程时，柱塞总成2向下运动，此时下部泵腔6的容积减小、压力增大，下部泵腔6的压力使进油单向阀24关闭，出油单向阀25打开，原油经下部泵腔6进入上部油管腔5中排出。

当需要注气或洗井作业时，上提柱塞总成2，使柱塞总成2的进油段21及出油段23完全提出各自密封配合的泵筒总成1，此时注入环空7与油套环空连通形成循环通道，即可进行注气或洗井作业。当需要检泵时，无需动油管柱，上提柱塞总成2带动泵筒总成1从外管组件3中解封即可。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种稠油井用抽油泵，包括泵筒总成和可轴向移动地设于泵筒总成内的柱塞总成，其特征在于，还包括外管组件和坐封组件，所述泵筒总成的底部通过坐封组件坐封于所述外管组件中，所述柱塞总成在上行至一定行程时与所述泵筒总成限位配合，以带动所述泵筒总成解封上行。

2.根据权利要求1所述的稠油井用抽油泵，其特征在于，所述柱塞总成包括依次连接的进油段、过流段及出油段，所述进油段及出油段分别与所述泵筒总成密封配合，以围合形成上部油管腔及下部泵腔；所述出油段与所述上部油管腔连通，所述过流段与所述下部泵腔连通。

3.根据权利要求2所述的稠油井用抽油泵，其特征在于，所述柱塞总成还包括进油单向阀和出油单向阀，其中，所述进油单向阀设于所述进油段与所述过流段之间；所述出油单向阀设于所述出油段内。

4.根据权利要求3所述的稠油井用抽油泵，其特征在于，所述柱塞总成还包括带动柱塞总成轴向移动的拉杆，所述拉杆连接于所述出油段的上端；所述泵筒总成包括保证拉杆沿轴向移动的拉杆导向套，所述拉杆穿设于所述拉杆导向套内。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的稠油井用抽油泵，其特征在于，所述泵筒总成包括泵筒加长段、与出油段密封配合的第一密封段，以及与进油段密封配合的第二密封段，所述泵筒加长段、第一密封段及第二密封段依次连接；所述泵筒加长段的直径大于所述第一密封段的直径，所述第一密封段的直径大于所述第二密封段的直径，以在所述柱塞总成上提时与所述泵筒总成之间形成供注气介质或洗井介质注入的注入环空。

6.根据权利要求5所述的稠油井用抽油泵，其特征在于，所述泵筒总成还包括与上行至一定行程的柱塞总成限位配合的柱塞限位段，所述柱塞限位段设于所述泵筒加长段的上端；所述出油段的上端面为与所述柱塞限位段限位配合的配合面。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的稠油井用抽油泵，其特征在于，所述坐封组件包括弹性锁爪和限位凸起，所述弹性锁爪设于所述泵筒总成上，所述限位凸起设于所述外管组件上；在所述泵筒总成坐封时，所述弹性锁爪与所述限位凸起卡紧配合。

8.根据权利要求7所述的稠油井用抽油泵，其特征在于，所述泵筒总成还包括连接筒及密封件，所述连接筒连接于所述第二密封段与所述弹性锁爪之间，所述密封件设于所述连接筒与所述外管组件之间。

9.根据权利要求1至4中任意一项所述的稠油井用抽油泵，其特征在于，所述泵筒总成与外管组件之间设有扶正环，所述扶正环上设有竖向布置的过流槽。

10.根据权利要求1至4中任意一项所述的稠油井用抽油泵，其特征在于，所述外管组件包括外管主体、连接外部油管的上接箍、连接外部尾管的下接箍，所述上接箍及下接箍分设于所述外管主体的两端。

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