CN114352510A - 一种气动抽油泵 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种气动抽油泵，涉及石油开采机械设备领域，该气动抽油泵包括泵筒、气压缸、第一固定阀、游动阀和第二固定阀，泵筒具有上下贯通的导流腔，气压缸、第一固定阀、游动阀和第二固定阀由上至下顺序间隔设置在导流腔内，第一固定阀、游动阀和第二固定阀均为仅允许液体向上流动的单流阀，第一固定阀和第二固定阀与泵筒的内壁密封固定连接，游动阀与泵筒的内壁密封滑动配合，气压缸的输出端贯穿第一固定阀并与游动阀相连接，游动阀在气压缸的驱动下上下移动。本发明提出的气动抽油泵无需安装抽油杆即可实现对井内液体的抽吸，避免了检泵时起出抽油杆的作业工序。

Description

一种气动抽油泵

技术领域

本发明涉及石油开采机械设备领域，特别涉及一种气动抽油泵。

背景技术

抽油泵是指由抽油机带动把井内原油举升到地面的井下装置，常见的抽油泵主要有杆式抽油泵和管式抽油泵。

无论是管式抽油泵还是杆式抽油泵都需要搭配抽油机才能实现游动阀的上下运动，而抽油机占用面积大。

尤其在油田生产的过程中，常规有杆式抽油泵都需要在油管中下入抽油杆来推动抽油泵的游动阀上下运动，实现对井筒流体的抽吸。在修井或者检泵的过程中，往往都需要起出抽油杆，过程比较复杂，消耗时间多，修井工期长，开发成本高。除此之外，杆式抽油泵的泵挂深度必须在井筒液面以下才能顺利进行抽吸。

有鉴于此，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，经过反复试验设计出一种气动抽油泵，以期解决现有技术存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气动抽油泵，无需安装抽油杆即可实现对井内液体的抽吸，避免了检泵时起出抽油杆的作业工序。

为达到上述目的，本发明提出一种气动抽油泵，其中，所述气动抽油泵包括泵筒、气压缸、第一固定阀、游动阀和第二固定阀，所述泵筒具有上下贯通的导流腔，所述气压缸、所述第一固定阀、所述游动阀和所述第二固定阀由上至下顺序间隔设置在所述导流腔内，所述第一固定阀、所述游动阀和所述第二固定阀均为仅允许液体向上流动的单流阀，所述第一固定阀和所述第二固定阀与所述泵筒的内壁密封固定连接，所述游动阀与所述泵筒的内壁密封滑动配合，所述气压缸的输出端贯穿所述第一固定阀并与所述游动阀相连接，所述游动阀在所述气压缸的驱动下上下移动。

如上所述的气动抽油泵，其中，所述第一固定阀包括第一固定阀座和第一阀球，所述第一固定阀座的外壁与所述泵筒的内壁固定连接，所述第一固定阀座上开设有上下贯通的第一阀腔，所述第一阀球设置在所述第一固定阀座上方并能封闭所述第一阀腔，所述气压缸的输出端贯穿所述第一固定阀座并与所述第一固定阀座密封滑动配合。

如上所述的气动抽油泵，其中，所述游动阀包括游动阀座和游动阀球，所述游动阀座的外壁与所述泵筒的内壁密封滑动配合，所述游动阀座上开设有上下贯通的游动阀腔，所述游动阀球设置在所述游动阀座上方并能封闭所述游动阀腔，所述气压缸的输出端与所述游动阀座固定连接并能驱动所述游动阀座上下移动。

如上所述的气动抽油泵，其中，所述游动阀座的顶端还设置有能够防止所述游动阀球脱出的限位结构。

如上所述的气动抽油泵，其中，所述第二固定阀包括第二固定阀座和第二阀球，所述第二固定阀座的外壁与所述泵筒的内壁固定连接，所述第二固定阀座上开设有上下贯通的第二阀腔，所述第二阀球设置在所述第二固定阀座上方并能封闭所述第二阀腔。

如上所述的气动抽油泵，其中，所述气压缸包括气缸本体，隔板、第一活塞、第二活塞和输气管，所述气缸本体内部中空并形成容置腔，所述隔板沿竖直方设置并将所述容置腔分隔为互不连通的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体的上部具有与所述输气管相连通的进气口，所述第一腔体的下部具有与大气相连通的排气孔，所述活塞下方的所述第二腔体内填充有气体，所述第一活塞设置水平在所述第一腔体内并与所述第一腔体的内壁密封滑动配合，所述第二活塞设置水平在所述第二腔体内并与所述第二腔体的内壁密封滑动配合，所述气压缸的输出端包括两个连接支杆，两个所述连接支杆竖向平行设置，两个所述连接支杆分别与所述第一活塞、第二活塞的底端固定连接，两个所述连接支杆的底端分别向下贯穿所述气缸本体并与所述气缸本体密封滑动配合。

如上所述的气动抽油泵，其中，所述气压缸的输出端还包括连杆本体，所述连杆本体的顶端分别与两个所述连接支杆的底端固定连接，所述连杆本体的底端贯穿所述第一固定阀并与所述游动阀固定连接。

如上所述的气动抽油泵，其中，所述气缸本体的外径小于所述导流腔内径的一半。

如上所述的气动抽油泵，其中，所述气缸本体的外壁与所述泵筒的内壁固定连接。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：

本发明提出的气动抽油泵无需下入抽油杆即可实现对井下原油的抽吸，既保证了抽油泵的抽吸效果，又节省了检泵需起出抽油杆的作业工序，提高了工作效率；本发明提出的气动抽油泵无需将泵体沉入到动液面之下，泵体的安装深度不受限制，适应范围比较大。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明提出的气动抽油泵的结构示意图；

图2为本发明中游动阀下行的示意图；

图3为本发明中游动阀上行的示意图；

图4为本发明中气压缸的结构示意图；

图5为本发明中气压缸的活塞下行的示意图；

图6为本发明中气压缸的活塞上行的示意图；

图7为本发明中气压缸的活塞的结构示意图。

附图标记说明：

100、气动抽油泵； 10、泵筒；

11、导流腔； 12、上接头；

13、泵筒本体； 14、下接头；

20、气压缸； 21、气缸本体；

22、隔板； 23、第一活塞；

24、第二活塞； 25、连接支杆；

26、连杆本体； 27、输气管；

28、第一腔体； 29、第二腔体；

60、排气孔； 30、第一固定阀；

31、第一固定阀座； 32、第一阀球；

33、第一阀腔； 40、游动阀；

41、游动阀座； 42、游动阀球；

43、游动阀腔； 44、限位结构；

50、第二固定阀； 51、第二固定阀座；

52、第二阀球； 53、第二阀腔。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。

本文中所述的方位用语“上”、“下”、“顶”、“底”以图1所示为准，该些方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1至图7所示，本发明提出一种气动抽油泵100，该气动抽油泵100包括泵筒10、气压缸20、第一固定阀30、游动阀40和第二固定阀50，泵筒10具有上下贯通的导流腔11，气压缸20、第一固定阀30、游动阀40和第二固定阀50由上至下顺序间隔设置在导流腔11内，第一固定阀30、游动阀40和第二固定阀50均为仅允许液体向上流动的单流阀，第一固定阀30和第二固定阀50与泵筒10的内壁密封固定连接，游动阀40与泵筒10的内壁密封滑动配合，气压缸20与泵筒10内壁固定连接，且气压缸20的输出端竖直向下贯穿第一固定阀30并与游动阀40相连接，游动阀40在气压缸20的驱动下上下移动。

本发明提出的气动抽油泵100，利用气压缸20推动游动阀40上下移动，当游动阀40向下移动时，第一固定阀30、第二固定阀50处于关闭状态，游动阀40处于打开状态，流体沿游动阀腔43上流至游动阀40上方；当游动阀40向上移动时，游动阀40处于关闭状态，第一固定阀30和第二固定阀50处于打开状态，游动阀40上方的液体在游动阀40的推动下向上流动并通过第一固定阀30流至井口，并且在游动阀40上行时，气动抽油泵100下方的液体经第二固定阀50流至第二固定阀50的上方，这样循环运动，实现抽吸井内流体功能。由上述工作过程可知，本发明提出的气动抽油泵100无需下入抽油杆即可实现对井下原油的抽吸，既保证了抽油泵的抽吸效果，又节省了普通检泵起出抽油杆的作业工序，提高了工作效率。

在本发明一个可选的实施方式中，第一固定阀30包括第一固定阀座31和第一阀球32，第一固定阀座31的外壁与泵筒10的内壁密封固定连接，第一固定阀座31上开设有上下贯通的第一阀腔33，第一阀球32设置在第一固定阀座31上方并能封闭第一阀腔33，气压缸20的输出端贯穿第一固定阀座31并与第一固定阀座31密封滑动配合。

在该实施方式中，第一阀座31上开设有上下贯通的安装孔，安装孔位于第一阀腔33的一侧且不与第一阀腔33相连通，气压缸20的输出端贯穿上述安装孔并与安装孔的内壁密封滑动配合。

进一步的，安装孔与第一阀腔33之间需具有一定的间隔，以避免气压缸20的输出端对第一阀球32的运动产生干扰，保证第一固定阀30的正常使用。具体的间隔长度根据第一阀球32的外径确定，使气压缸20的输出端不干扰第一阀球32的正常起落即可。

在本发明一个可选的实施方式中，游动阀40包括游动阀座41和游动阀球42，游动阀座41的外壁与泵筒10的内壁密封滑动配合，游动阀座41上开设有上下贯通的游动阀腔43，游动阀球42设置在游动阀座41上方并能封闭游动阀腔42，气压缸20的输出端与游动阀座41固定连接并能驱动游动阀座41上下移动。

在该实施方式中，气压缸20的输出端与游动阀座41的连接位置与游动阀腔43具有一定间隔，使气压缸20的输出端不干扰游动阀球42的正常起落即可。

在该实施方式一个可选的例子中，游动阀座41的顶端设置有防止游动阀球42脱出的限位结构44。

在一个可选的例子中，限位结构44为一具有镂空结构的球罩，且球罩内具有足够的空间保证游动阀球42能够向上移动一定距离完全将游动阀腔43打开，以保证液体的正常流动。

在本发明一个可选的实施方式中，第二固定阀50包括第二固定阀座51和第二阀球52，第二固定阀座51的外壁与泵筒10的内壁固定连接，第二固定阀座51上开设有上下贯通的第二阀腔53，第二阀球52设置在第二固定阀座51上方并能封闭第二阀腔53。

在本发明中，第一固定阀座31和第二固定阀座51均通过固定销钉固定连接在泵筒10上。

在本发明一个可选的实施方式中，如图4至图6所示，气压缸20包括气缸本体21，隔板22、第一活塞23、第二活塞24和输气管27，气缸本体21内部中空并形成容置腔，隔板22沿竖直方向设置并将容置腔分隔为互不连通的第一腔体28和第二腔体29，第一腔体28的上部具有与输气管27相连通的进气口，第一腔体28的下部具有与大气相连通的排气孔60，第二活塞24下方的第二腔体29内填充有气体，第一活塞23设置水平在第一腔体28内并与第一腔体28的内壁密封滑动配合，第二活塞24设置水平在第二腔体29内并与第二腔体29的内壁密封滑动配合，气压缸20的输出端包括连杆本体和26两个连接支杆25，两个连接支杆25竖向平行设置，两个连接支杆25分别与第一活塞23、第二活塞24的底端固定连接，两个连接支杆25的底端分别向下贯穿气缸本体21并与气缸本体21密封滑动配合，连杆本体26的顶端分别与两个连接支杆25的底端固定连接。采用上述结构，第一活塞23、第二活塞24分别通过连接支杆25与连杆本体26固定连接，实现第一活塞23、第二活塞24同步运动，通过输气管27可以不断充地向第一腔体28内充入气体，第一活塞23位于第一腔体28中的部分其上部气压增，当第一腔体28上部气压作用于第一活塞23的力大于第二腔体29下部密封气体作用于第二活塞24的力时候，第一活塞23和第二活塞24下行。待第一活塞23和第二活塞24下行到一定行程(第一活塞23下行至排气孔30下方)，排气孔20将第一腔体28上部的高压气体排掉，这时候第一活塞23上部泄压，第二腔体29下部的密封气体推动第一活塞23和第二活塞24上行。在上述过程中，与第一活塞23、第二活塞24固定连接的连杆主体26随第一活塞23、第二活塞24上下运动并带动游动阀40在导流腔11中上下运动。需要说明的是，在第一腔体28中的气体由排气孔30排出时，第一腔体28内的气压瞬间便下降到与大气压力相同，之后第二活塞24再在第二腔体29下部密封气体的推动下上行。

在该实施方式一个可选的例子中，连杆本体26的底端贯穿第一固定阀30并与游动阀40固定连接。

本发明提出的气动抽油泵100的游动阀40随着第一活塞23、第二活塞24不断下行、上行，泵筒10内会形成负压，只要油管下部深入在动液面之下，就会使得井内流体在泵的抽吸作用下，进入泵筒10内，沿着导流腔11向上流动。采用上述结构，便无需将泵筒10沉入到动液面之下，泵筒10的安装深度不受限制，适应范围比较大。

在该实施方式一个可选的例子中，气缸本体21和隔板22均由金属材质制作而成。

在该实施方式一个可选的例子中，连接杆24设置于第二腔体的一侧。

在该实施方式另一个可选的例子中，连接杆24设置于第一腔体26的一侧。

在该实施方式一个可选的例子中，气缸本体21的外径小于导流腔11内径的一半，以保证导流腔11内具有足够的空间用于液体的流动。

在该实施方式一个可选的例子中，气缸本体21的外壁与泵筒10的内壁固定连接。

在本发明一个可选的实施方式中，泵筒10包括由上至下顺序连接的上接头12、泵筒本体13和下接头14。

在一个可选的例子中，气压缸20和第一固定阀30分别固定连接在泵筒本体13上，第二固定阀50固定连接在下接头14上。

请参考图1至图6，现结合一实施例详细说明本发明提出的气动抽油泵100的具体使用过程：

该气动抽油泵100在连接生产管柱后，可以通过上部侧向的输气管25不断的向第一腔体26中充入高压气体，当右半部分活塞23(活塞23位于第一腔体26中的部分)上部气压不断升高，大于左半部分活塞23(活塞23位于第二腔体27中的部分)下部气体压力时候，活塞23向下运动，带动连接杆24推动游动阀40向下运动，这时候，游动阀40打开，液体从游动阀40下部流入上部导流腔11中；随着活塞23不断的向下移动，当活塞23运动至排气孔28部位时，压力卸掉，活塞23上部压力降低，第二腔体27下部的气体将推动活塞23向上运动，活塞23通过连接杆24，带动游动阀40向上运动，游动阀40关闭，将导流腔11内的流体向上挤出导流腔11。这样循环往复，实现气动抽油泵100的抽吸功能。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。

Claims (9)

1.一种气动抽油泵，其特征在于，所述气动抽油泵包括泵筒、气压缸、第一固定阀、游动阀和第二固定阀，所述泵筒具有上下贯通的导流腔，所述气压缸、所述第一固定阀、所述游动阀和所述第二固定阀由上至下顺序间隔设置在所述导流腔内，所述第一固定阀、所述游动阀和所述第二固定阀均为仅允许液体向上流动的单流阀，所述第一固定阀和所述第二固定阀与所述泵筒的内壁密封固定连接，所述游动阀与所述泵筒的内壁密封滑动配合，所述气压缸的输出端贯穿所述第一固定阀并与所述游动阀相连接，所述游动阀在所述气压缸的驱动下上下移动。

2.如权利要求1所述的气动抽油泵，其特征在于，所述第一固定阀包括第一固定阀座和第一阀球，所述第一固定阀座的外壁与所述泵筒的内壁固定连接，所述第一固定阀座上开设有上下贯通的第一阀腔，所述第一阀球设置在所述第一固定阀座上方并能封闭所述第一阀腔，所述气压缸的输出端贯穿所述第一固定阀座并与所述第一固定阀座密封滑动配合。

3.如权利要求1所述的气动抽油泵，其特征在于，所述游动阀包括游动阀座和游动阀球，所述游动阀座的外壁与所述泵筒的内壁密封滑动配合，所述游动阀座上开设有上下贯通的游动阀腔，所述游动阀球设置在所述游动阀座上方并能封闭所述游动阀腔，所述气压缸的输出端与所述游动阀座固定连接并能驱动所述游动阀座上下移动。

4.如权利要求3所述的气动抽油泵，其特征在于，所述游动阀座的顶端还设置有能够防止所述游动阀球脱出的限位结构。

5.如权利要求1所述的气动抽油泵，其特征在于，所述第二固定阀包括第二固定阀座和第二阀球，所述第二固定阀座的外壁与所述泵筒的内壁固定连接，所述第二固定阀座上开设有上下贯通的第二阀腔，所述第二阀球设置在所述第二固定阀座上方并能封闭所述第二阀腔。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的气动抽油泵，其特征在于，所述气压缸包括气缸本体，隔板、第一活塞、第二活塞和输气管，所述气缸本体内部中空并形成容置腔，所述隔板沿竖直方向设置并将所述容置腔分隔为互不连通的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体的上部具有与所述输气管相连通的进气口，所述第一腔体的下部具有与大气相连通的排气孔，所述活塞下方的所述第二腔体内填充有气体，所述第一活塞设置水平在所述第一腔体内并与所述第一腔体的内壁密封滑动配合，所述第二活塞设置水平在所述第二腔体内并与所述第二腔体的内壁密封滑动配合，所述气压缸的输出端包括两个连接支杆，两个所述连接支杆竖向平行设置，两个所述连接支杆分别与所述第一活塞、第二活塞的底端固定连接，两个所述连接支杆的底端分别向下贯穿所述气缸本体并与所述气缸本体密封滑动配合。

7.如权利要求6所述的气动抽油泵，其特征在于，所述气压缸的输出端还包括连杆本体，所述连杆本体的顶端分别与两个所述连接支杆的底端固定连接，所述连杆本体的底端贯穿所述第一固定阀并与所述游动阀固定连接。

8.如权利要求6所述的气动抽油泵，其特征在于，所述气缸本体的外径小于所述导流腔内径的一半。

9.如权利要求6所述的气动抽油泵，其特征在于，所述气缸本体的外壁与所述泵筒的内壁固定连接。

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