CN115288997A - 一种内排气式的柱塞抽油泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内排气式的柱塞抽油泵，主要由泵筒、柱塞、固定凡尔等组成。在泵筒内壁之中下部位的环形面上，设有环形储气凹槽；在柱塞壁自上而下占总柱塞壁70％的区域上，开有排气孔。该柱塞抽油泵的“内排气”功能，是指抽油泵作业时：当上冲程时，溶解于井液中的气体会和井液一起进入泵腔，随着泵腔内压力减小，气体会从井液中游离出来并升至设定的环形储气凹槽内；而下冲程时，当柱塞壁上设定的排气孔与泵筒内壁设定的环形储气凹槽连通时，储气凹槽里的游离气体就会通过排气孔进入柱塞内，进而通过管柱而排走。如此，柱塞在上下循环往复的行程中，及时排出井液中多余气体，解决了井液因气体占据泵腔导致井液无法有效举升，甚至“气锁”造成抽油泵停产的难题。

Description

一种内排气式的柱塞抽油泵

技术领域

本发明涉及油田的采油设施，具体地说是一种可从泵腔内排出气体的柱塞抽油泵。

背景技术

柱塞抽油泵是石油开采用的重要设施。传统的柱塞抽油泵，主要由泵筒3、柱塞5、固定凡尔10等组成。柱塞5、泵筒3为圆筒形；柱塞5下方的泵腔9 底部，有固定凡尔10，柱塞5顶端与管柱1连接。柱塞5位于泵筒3内，抽油杆4带动柱塞5在泵筒3中上下移动。工作时，在地面动力的作用下，抽抽杆 4带动柱塞5在泵筒3内上下移动：当上冲程时，柱塞5上行，柱塞5内的游动凡尔8关闭，泵腔9内的压力下降，当泵腔9内的压力低于抽油泵入口的压力时，固定凡尔10打开，井液从井筒2流入抽油泵内，并通过管柱1向井外排出井液；当下冲程时，柱塞5下行，柱塞5内的游动凡尔8关闭，泵腔9内的压力升高，固定凡尔10关闭，泵腔9内井液通过游动凡尔10排出到柱塞5 内及柱塞上方的油管中，继而举升到井外。如此循环往复，便达到了从地层中提取石油的目的。

传统固定凡尔总成10存在的缺点是：当柱塞5上行时，泵腔9内压力逐渐降低，原来存在于液体中的凝析气、溶解气会从井液中游离出来，并快速膨胀，该过程一直持续到泵腔内压力降低于吸入口压力；而当柱塞5下行时，泵腔9 内压力逐渐升高，部分凝析气、溶解气会重新溶于井液中，抽油泵内剩余的游离气体随压力的增大而缩小，从而使气体占据的空间逐渐减小，该过程一直持续到泵腔9内压力升至排出压力以上，抽油泵才能进入排出过程。正是由于存在气体的反复膨胀和压缩的过程，导致抽油泵的效率降低，严重时，若泵腔9内的气体压力足够大时，会产生“气锁”现象——抽油泵上下往复运动仅仅是气体的膨胀和压缩所致，而抽油泵并不做功，进油口无液体流入。

对于油田开发的某些中后期的油井而言，许多油井都进入高含气开采阶段，加之大部油田采取气驱等采油措施，或对于动液面过低的油井而言，或尤其对高气液比的油井而言，泵腔9内的气体是影响抽油泵泵效的最主要因素——这些气体占据了泵腔的部分体积，导致泵效降低，液体无法举升，甚至“气锁”造成油井停产，或发生液压冲击，这种“液击”现象往往会造成抽油杆系统的振动，而加速损坏。

目前，各油田多采用优化抽吸参数或油气分离的配套装置等手段，其原理：一种是增大沉没度，降低冲次和采用各种气锚和适时放掉套来提高泵效；另一种是靠加大冲程长度，减少余隙空积比及采用特殊结构的放气泵，用强制开启或管柱内部排气的方法达到此目的。这些方法的负面结果是：或降低了产量，或工艺复杂而加大了生产成本，增加了操作难度，缩短了设备的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于，克服传统柱塞抽油泵存在的不足，提供一种可防止井液中的凝析气、溶解气对泵效造成的影响，即，既能提高泵效，又能防止因“气锁”而造成油井停产的事故，从而提高了生产效率，降低了生产成本。

本发明是这样实现的：

本发明之内排气式的柱塞抽油泵，由管柱1，泵筒3、抽油杆4，柱塞 5、游动凡尔8、固定凡尔10等构成。泵筒3、柱塞5为圆筒形。柱塞5下端有游动凡尔8，其顶端与抽油杆4连接；泵筒3的底部有固定凡尔10，柱塞5位于泵筒3内，抽油杆4带动柱塞5在泵筒3内(泵腔9)上下移动。

本发明的创新之处在于：：在泵筒3壁内的中下部位的环形面上，设定有环形储气凹槽7，储气凹槽7的凹陷处与泵腔相通；在柱塞壁自上而下占总柱塞壁 70％区域的环形面上，开有排气孔6。所述泵筒3壁内环形面上设定有环形储气凹槽7，可以是1至多个环形储气凹槽7。每个环形储气凹槽7，其凹槽可以是一个完整环形的凹槽；也可以是整体为环形，但由多个被隔离开的凹槽组成。

所述泵筒3壁内之中下部位设定的环形储气凹槽7，是1个或几个环形储气凹槽7。

所述柱塞5壁上的排气孔6，该排气孔6有1个或多个。

该柱塞抽油泵作业时：当上冲程时，溶解于井液中的凝析气、溶解气和井液一起进入泵腔9。随着泵腔9内压力减小，凝析气、溶解气从井液中游离了出来，并进到设定的环形储气凹槽7内；而下冲程时，当柱塞5壁上设定的排气孔6与泵筒3壁内设定的环形储气凹槽7连通时，环形储气凹槽7里储存的游离气体就会通过排气孔6进入柱塞5内，进而通过管柱1排走。柱塞5如此循环往复，达到及时从泵腔内排出无用气体，提高泵效的目的。

本发明之内排气式的柱塞抽油泵，结构简单，有效解决了因游离气体导致柱塞运作受阻情况的发生。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

附图说明

图1.本发明实施例之内排气式柱塞壁抽油泵的结构原理示意图

图中，1是管柱，2是井筒，3是泵筒，4是抽油杆，5是柱塞，6是排气孔，7是环形储气凹槽，8是游动凡尔，9是泵腔，10是固定凡尔。

具体实施方式

实施例1.一种内排气式的柱塞壁抽油泵

图1显示了本实施例之排气式柱塞抽油泵的结构原理。该排气式柱塞抽油泵，主要由泵筒3、柱塞5、固定凡尔10等组成。抽油泵3位于井筒2内，柱塞5底部有游动凡尔8，泵筒3的底部有固定凡尔10，柱塞5在泵筒3内上下移动。

在泵筒3壁内中下部位的环形面上，设有一个环形储气凹槽7，凹槽宽 50mm，深2mm，在柱塞壁自上而下占总柱塞50％的区域上，开有1个排气孔6，排气孔之孔径10mm。

柱塞抽油泵工作时：抽油泵在上冲程时，泵腔9内井液中的凝析气、溶解气，随着压力的减小而游离出来并进入环形储气凹槽7；下冲程时当柱塞5壁上的排气孔6与环形储气凹槽7连通时，环形储气凹槽7里的游离气体就会通过柱塞5壁上的排气孔6进入，进而通过管柱1排出。从而防止了泵腔9内游离气体对井液通过游动凡尔8进入柱塞5的阻碍，保证了抽油泵的正常工作。

本实施例仅仅是本发明中诸多实施例之一，凡依本技术原理、技术方案作出的没有创造性劳动的实施例，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (4)

1.一种内排气式的柱塞抽油泵，主要由管柱(1)，泵筒(3)、抽油杆(4)，柱塞(5)、固定凡尔(10)构成；柱塞(5)、泵筒(3)为圆筒形；泵筒(3)底部有固定凡尔(10)，其顶端与管柱(1)连接；柱塞(5)位于泵筒(3)内，抽油杆(4)带动柱塞(5)在泵筒(3)中上下移动；其特征在于：在泵筒(3)壁内的中下部位，设定有环形储气凹槽(7)，储气凹槽(7)的凹陷处与泵腔相通；在柱塞(5)壁自上而下占总柱塞壁70％的区域上，开有排气孔(6)。

2.根据权利要求1所述内排气式的柱塞抽油泵，其特征在于：所述泵筒(3)壁内之中下部位设定的环形储气凹槽(7)，是1个或几个环形储气凹槽(7)。

3.根据权利要求1所述内排气式的柱塞抽油泵，其特征在于：所述柱塞(5)壁上的排气孔(6)，排气孔(6)有1个或多个。

4.根据权利要求1所述内排气式的柱塞抽油泵，其特征在于：所述每个环形储气凹槽(7)，其凹槽可以是一个完整环形的凹槽；也可以是整体为环形，但由多个被隔离开的凹槽组成。

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