CN116146153B - 一种同轴双筒减阻举升装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种同轴双筒减阻举升装置，包括内工作筒、外工作筒、主工作单元和第一单向阀；所述内工作筒位于外工作筒内部，二者同轴；所述内工作筒和外工作筒的夹层设置有环状的所述主工作单元；所述主工作单元的内圈与所述内工作筒侧壁连接，所述主工作单元的外圈与外工作筒的侧壁连接，所述主工作单元包括若干第二单向阀，所述外工作筒底部设置有第一单向阀。本发明的有益效果是：所述主工作单元下方和第一单向阀上方部分构成缓冲室，极大的减少杂质对工作过程和设备的影响。本装置的内工作筒直径可以达到69.9毫米，举升能力大大增加。在装卸、运输、下井过程中受力时，外工作筒保护主工作筒不受损坏。

Description

一种同轴双筒减阻举升装置

技术领域

本发明属于油田采油领域，尤其是涉及一种同轴双筒减阻举升装置。

背景技术

在采油过程中，需要用到抽油泵进行抽油，但在井下，不但有液体（水、原油），也有气体（天然气和溶解气）和固体（地层砂和地面施工带入的固相颗粒）以及析出沉积垢（复合结晶盐）等。这些杂质在采油过程中没有办法避免，由于含有杂质，会对泵的举升效率产生影响。

井筒流体中的气体与液体混合进入泵内，既占据提升空间又影响凡尔关闭的速度，影响举升效率；固体与流体进入泵内，使凡尔关闭不严，严重时卡死凡尔使泵无法举升；流体中的盐分在压力、温度变化时析出沉积在途经处，使凡尔和凡尔座不严，影响举升。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种同轴双筒减阻举升装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种同轴双筒减阻举升装置，包括内工作筒、外工作筒、主工作单元和第一单向阀；

所述内工作筒位于外工作筒内部，二者同轴；

所述内工作筒和外工作筒的夹层设置有环状的所述主工作单元；

所述主工作单元的内圈与所述内工作筒侧壁连接，所述主工作单元的外圈与外工作筒的侧壁连接，所述主工作单元包括若干第二单向阀；

所述外工作筒底部设置有第一单向阀；

所述内工作筒的底部高于所述外工作筒的底部，所述主工作单元下方和第一单向阀上方部分构成缓冲室。

进一步的，所述第二单向阀包括凡尔罩、凡尔球和凡尔座；所述凡尔座为中间带有圆孔的底座，所述凡尔球放置于所述凡尔座上，所述凡尔球的直径大于圆孔的直径，所述凡尔罩为中空罩体，其底部固定在所述凡尔座上，将所述凡尔球罩在其中，所述凡尔罩上设置有通道，

进一步的，所述凡尔罩上的通道设置在侧壁上。

进一步的，若干所述第二单向阀在所述主工作单元上沿环状均匀分布。

进一步的，所述第二单向阀的数量为4-10个。

进一步的，还包括变扣接头和封头；

所述封头为中空柱体，侧壁上设置有若干通油孔；

所述外工作筒顶端与所述变扣接头的一端连接；

所述内工作筒顶端与所述封头的底端连接，所述封头的顶端与所述变扣接头连接。

进一步的，所述变扣接头由一大一小的两个中空圆柱体拼接而成。

进一步的，所述内工作筒内部设置有柱塞，所述柱塞为实心。

进一步的，所述内工作筒内部设置有柱塞，所述柱塞为中空，中空结构内设置有单向限流阀。

进一步的，所述外工作筒的底部内侧，即第一单向阀上部出口处设置有挡砂环。

本发明具有的优点和积极效果是：所述主工作单元下方和第一单向阀上方部分构成缓冲室，极大的减少杂质对工作过程和设备的影响。本装置的内工作筒直径可以达到69.9毫米，举升能力大大增加。在装卸、运输、下井过程中受力时，外工作筒保护主工作筒不受损坏；同时，内外工作筒一同受力抗弯曲能力增强，工况不受限。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中柱塞上行时的结构示意图；

图3是本发明中柱塞下行时的结构示意图；

图4是本发明中主工作单元的俯视图；

图5是本发明中凡尔罩的结构示意图；

图6是本发明中封头的结构示意图。

附图标记：

1-变扣接头；2-封头；3-内工作筒；4-外工作筒；5-主工作单元；

51-凡尔罩；52-凡尔球；53-凡尔座；6-第一单向阀；7-抽油杆；

8-上油管；9-套管；10-柱塞

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及高度的三维空间尺寸。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明包括变扣接头1、封头2、内工作筒3、外工作筒4、主工作单元5和第一单向阀6；

所述内工作筒3位于外工作筒4内部，二者同轴；

所述变扣接头1由一大一小的两个中空圆柱体拼接而成；

如图6所示，所述封头2为中空圆柱体，侧壁上设置有若干通油孔；

所述外工作筒4顶端通过螺纹与变扣接头1的大头连接；

所述内工作筒3顶端通过螺纹与封头2的底端连接，封头2的顶端与变扣接头1小头的内壁连接，变扣接头1小头的外壁与上油管8连接；

所述内工作筒3底部外侧设置有主工作单元5；

外工作筒4可以一体成型或者分段拼接组成。当分段拼接组成时，如图4所示，主工作单元5为环状结构，所述主工作单元5的内圈与内工作筒3侧壁连接，所述主工作单元5的外圈与外工作筒4下半段的侧壁连接，所述主工作单元包括8个沿环状均匀分布的第二单向阀；

所述第二单向阀包括凡尔罩51、凡尔球52和凡尔座53；所述凡尔座53为中间带有圆孔的底座(圆孔边缘设置有倒角)，所述凡尔球52放置于所述凡尔座53上，所述凡尔球52的直径大于圆孔的直径，所述凡尔罩51为顶部有遮挡的中空罩体，其底部固定在凡尔座53上，将凡尔球52罩在其中，所述凡尔罩51的侧壁上设置有通道，如图5所示。

所述外工作筒4底部设置有第一单向阀6。

所述内工作筒3的底部高于所述外工作筒4的底部；所述主工作单元5下方和第一单向阀6上方部分构成缓冲室。

所述外工作筒4的底部内侧，也就是第一单向阀6的阀座上部出口处设置有一圈凸出的挡砂环。

所述内工作筒3内部设置与抽油杆7连接的柱塞10，所述柱塞可为实心，或者中空，中空结构内设置有单向限流阀。

缓冲室容积可根据需要设计其大小，由于缓冲室直径大，流体到此速度急速变缓，进入的气体迅速扩散，减少进入内工作筒3的气体量；柱塞下行时，液体进入缓冲室挤压残留气体从第二单向阀排出；下一行程时柱塞上行，内工作筒3吸入的就是缓冲室内的纯液体，举升效率大大提高。

砂子、沉积垢等固体随流体进入缓冲室后沉在挡砂环外面，沉积在缓冲室内，减少对设备的影响，提高举升效率。

使用时，本装置放置于套管9中，上下与油管连通，上油管8的下端与变扣接头1的小头连通，抽油杆从油管探出，将柱塞伸入内工作筒3内，在其内部做竖向运动，并与其贴合；所述柱塞内设置有单向限流阀。

如图2所示，柱塞上行时，流体从下方顶开第一单向阀6进入内工作筒3内，此时第二单向阀关闭，位于柱塞上方的流体被举升至油管内。

如图3所示，当柱塞下行时，第一单向阀关闭，在柱塞效应和液击作用所产生的压力下，第二单向阀打开，位于柱塞下方的流体，穿过小单向阀，进入所述内工作筒3和外工作筒4之间的空隙，再穿过封头2的侧壁上的油孔，进入封头2中，再进入上油管。

如此循环，就可以将井内流体举升出来。

本发明上行保压，下行泄压，由于有缓冲室，可以消除柱塞往复移动时出现的柱塞效应、“液击”现象、杆柱中和点等，减轻柱塞下行压力，消除由于抽油杆弯曲产生的冲程损失，消除抽油杆与主工作筒及油管壁之间的偏磨，延长整个举升系统各部件寿命，延长检修周期，提高举升效率。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种同轴双筒减阻举升装置，其特征在于：包括内工作筒（3）、外工作筒（4）、主工作单元（5）和第一单向阀（6）；

所述内工作筒（3）位于外工作筒（4）内部，二者同轴；

所述内工作筒（3）和外工作筒（4）的夹层设置有环状的所述主工作单元（5）；

所述主工作单元（5）的内圈与所述内工作筒（3）侧壁连接，所述主工作单元（5）的外圈与外工作筒（4）的侧壁连接，所述主工作单元（5）包括若干第二单向阀；

所述外工作筒（4）底部设置有第一单向阀（6）；

所述内工作筒（3）的底部高于所述外工作筒（4）的底部，所述主工作单元（5）下方和第一单向阀（6）上方部分构成缓冲室；

所述内工作筒（3）内部设置有与抽油杆（7）连接的柱塞（10）；由于缓冲室直径大，流体到此速度急速变缓，进入的气体迅速扩散，进而减少进入所述内工作筒（3）的气体量；

当所述柱塞（10）下行时，液体进入缓冲室挤压残留气体从所述第二单向阀排出；到下一行程时，所述柱塞（10）上行，所述内工作筒（3）吸入的就是缓冲室内的纯液体。

2.根据权利要求1所述的同轴双筒减阻举升装置，其特征在于：所述第二单向阀包括凡尔罩（51）、凡尔球（52）和凡尔座（53）；所述凡尔座（53）为中间带有圆孔的底座，所述凡尔球（52）放置于所述凡尔座（53）上，所述凡尔球（52）的直径大于圆孔的直径，所述凡尔罩（51）为中空罩体，其底部固定在所述凡尔座（53）上，将所述凡尔球（52）罩在其中，所述凡尔罩（51）上设置有通道。

3.根据权利要求2所述的同轴双筒减阻举升装置，其特征在于：所述凡尔罩（51）上的通道设置在侧壁上。

4.根据权利要求2所述的同轴双筒减阻举升装置，其特征在于：若干所述第二单向阀在所述主工作单元（5）上沿环状均匀分布。

5.根据权利要求2所述的同轴双筒减阻举升装置，其特征在于：所述第二单向阀的数量为4-10个。

6.根据权利要求1所述的同轴双筒减阻举升装置，其特征在于：还包括变扣接头（1）和封头（2）；

所述封头（2）为中空柱体，侧壁上设置有若干通油孔；

所述外工作筒（4）顶端与所述变扣接头（1）的一端连接；

所述内工作筒（3）顶端与所述封头（2）的底端连接，所述封头（2）的顶端与所述变扣接头（1）连接。

7.根据权利要求6所述的同轴双筒减阻举升装置，其特征在于：所述变扣接头（1）由一大一小的两个中空圆柱体拼接而成。

8.根据权利要求1所述的同轴双筒减阻举升装置，其特征在于：所述内工作筒（3）内部设置有柱塞，所述柱塞为实心。

9.根据权利要求1所述的同轴双筒减阻举升装置，其特征在于：所述内工作筒（3）内部设置有柱塞，所述柱塞为中空，中空结构内设置有单向限流阀。

10.根据权利要求1所述的同轴双筒减阻举升装置，其特征在于：所述外工作筒（4）的底部内侧，即第一单向阀（6）上部出口处设置有挡砂环。

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