CN1179128C - 一种抗砂抽油泵 - Google Patents

Abstract

本发明所述的“一种抗砂抽油泵”是油田机械采油中使用的有杆抽油泵。该泵的特点是防硬卡能力提高，泵效提高，检泵期延长。该泵由泵筒、柱塞，进出油球阀，带弹性的大螺旋刮砂筒组成。弹性的螺旋刮砂筒安装于柱塞二顶端。工作时，刮砂筒在自身弹力及液柱压力作用下，可径向伸缩微动，紧贴泵筒内壁滑动，既可实现顶端刮砂，又可实现侧面刮砂。从而阻止砂粒进入泵摩擦付间隙，减小间隙漏失量，防止砂卡抽油泵。其次，该泵的间隙漏失量是普通泵的1/2～1/3。

Description

一种抗砂抽油泵

技术领域：

本发明涉及一种油田机械采油中使用的深井有杆抽油泵，属油田机械类。

背景技术：

有杆泵采油是国内外油田普遍使用的采油方式。这种方式简单易行，其问题主要是泵的磨损与砂卡。由此造成泵效降底，生产周期缩短，维修费用上升，尤其在含砂量大的油井中，防砂、治砂问题，急迫需要解决。

在现有技术中，解决方法一般有三种：第一种是在油井中采用先期防砂与后期防砂技术，使危害抽油泵工作的砂粒留在油层内，不使其进入井筒；第二种是在泵的吸入口处加装沉砂，滤砂装置，使原油中的砂粒在进泵前得以部分分离与沉降。无论如何优良的设计，所抽汲的原油中含砂是无法避免和根绝的。第三种方式，必须研制各种减磨、防卡、高效的抽油泵装置。人们已作大量的研究与尝试，如：a、采用非金属软柱塞防卡。b、采用活塞环柱塞防卡。c、采用磁密封技术防卡。d、采用带螺旋刮砂槽的柱塞防卡。该泵的柱塞二端安装有带大螺旋槽的刮砂装置，使刮下的泥砂随油流带走，不使进入摩擦间隙。这是目前应用较多，抗卡能力强的一种有前途的防砂卡抽油泵。好处是坚固耐用。但是，其刮砂体与柱塞是固定式的，刮砂体不能随泵筒内径的变化而变化，砂粒仍然可进入摩擦副的间隙，造成砂磨损，抗砂卡能力不如e种泵。

e、专利：ZL96200039.6，抗砂抽油泵。

该泵的优点是克服了普通抽油泵的“楔形间隙”。安装于柱塞二顶端的圆弧形刮砂舌片的弹性力及液柱压力作用下紧贴泵筒内壁滑动，间隙仅为滑动磨擦间隙。刮砂舌片的作用既减小间隙漏失量又有效阻止砂粒进入泵磨擦副间隙。在出砂油井中工作，基本上解决了泵的砂硬卡问题。其次，该泵的特殊结构设计，其间隙漏失量仅为普通泵的1/2-1/3。这是目前抗卡增效能力最强的一种抽油泵，可取代普通抽油泵用于所有有杆抽油机井上，起到有砂防砂、无砂增效的作用。但是该泵的弱点是刮砂舌片易折、易磨损。当顶端的刮砂刃一旦磨损失效，侧面刮砂刃矩离短，容易失去抗砂卡能力。

如前所述，要防止抽油泵砂硬卡，就不能让大于间隙值的砂粒进入抽油泵磨擦副间隙，要提高泵效就必须减小抽油泵的间隙漏失量，但不能减小必要的间隙值。

发明内容：

本发明的目的是在于提供一种坚固耐用，长寿命的可防砂卡，可增产量的抗砂抽油泵。

本发明以如下方式实现。此种抽油泵具有前述d种抽油泵的优点，又具有e种抽油泵的优点，即为防止砂粒进入泵磨擦副间隙，必须使柱塞二端的刮砂刀刃紧贴泵筒内壁滑动，刮砂刃受到径向力的作用，并可沿径向作微动伸缩，使其紧贴泵筒内壁，同时为使其坚固耐用，使用顶端刮砂与侧面刮砂双重作用的大螺旋刮砂体。

本发明采用了可伸缩的螺旋刮砂刀刃。螺旋刮砂刀刃以如下方式实现：在一钢质圆筒上，其一端加工有内联结的母螺纹，在距螺纹5mm处的外圆表面均布地钻3个适当自径的圆孔，如φ8mm。以圆孔为起点在柱面上加工三条倾斜的割缝，割缝宽6-8mm，割缝与径向成30°夹角，割缝在柱面上沿轴向旋转至240°角，至距刮砂体另一顶端10mm处停止。然后用窄片铣刀将10mm宽的刮砂体沿轴向切开，使筒状刮砂体形成3道可径向伸缩的螺旋刮砂刀刃。为保证刮砂效果，可将割缝中起刮砂作用的那一边加工成锐角形态，如向内倾斜10°-20°左右。为保证顶端刮砂效果，在加工倾斜割缝之前，将刮砂筒端面加工成向轴向倾斜的倒角，如45°角，形成顶端刮砂的刀刃。如此，钢质圆筒将变成具有3条可伸缩的筒状的大螺旋刮砂刀刃体。

本发明的优点是：该刀刃体既可实现顶端刮砂，又可实现侧面刮砂，从而长期有效地防止砂进入泵摩擦副间隙，起到防卡，减磨的作用。此种柱塞总成与普通抽油泵筒总成组合将构成一种坚固耐用，既能抗砂卡，又能增产量的抗砂抽油泵，在油田具有广泛的使用价值。

附图说明：

图1为所述抗砂抽油泵的结构示意图。

图2为所述抗砂抽油泵柱塞的结构示意图。

图3为所述抗砂抽油泵刮砂筒的结构示意图。

具体实施方式：

实施例中的抗砂抽油泵(参考附图1)由泵筒上接头01、泵筒02、柱塞03、泵筒下接头04、固定阀球05、固定阀座06、固定阀罩07、抽油泵下接头08组成，其中泵筒总成基本上是常规结构，而柱塞3采用了新的设计。

新型柱塞3(参考附图2)由扶正接箍1、出油接头2、上刮砂筒3、出油阀罩4、出油阀球5、出油阀座6、阀座固定接头7、柱塞8、进油阀罩9、进油阀球10、进油阀座11、固定阀座接头12、下刮砂筒13、尾帽14等零件组成。整个柱塞可分为上中下三部分，上部分包括1-7等零件。扶正节箍1联接抽油杆和出油接头2，扶正节箍外表面有3个螺旋凸肩，起导向、扶正及保护上刮砂筒的作用。出油接头2联接出油阀罩4，并固定上刮砂筒3，其内加工有导油槽和导油孔。刮砂筒3结构如前述，可顶端刮砂、可侧面刮砂，可径向伸缩，阻止砂粒进入泵磨擦副的间隙，实现抗卡，减漏作用。出油阀罩4容纳阀球5、阀座6并与阀座固定接头7相联。零件7与柱塞体8相联。固定阀座接头7一端加工有便于搬手紧固的偏口，零件7以螺纹方式将零件6紧固在零件4内部。所有螺纹联结件紧固前螺纹处均涂敷厌氧胶，尔后紧固。柱塞的上部分主要在上冲程中刮削泵筒中的泥砂，并承受井筒液柱的压力。

柱塞下半部分包含零件9-14，主要结构是进油球阀和下刮砂筒装置。零件9为柱塞进油阀罩，它与进油接头12螺纹联结，容纳阀球10并固定阀座11在阀罩9内。进油接头12还起固定下刮砂筒13的作用，如附图2，为保证在下冲程中下刮砂筒刮下的泥砂进入油流，在进油接头柱面上加工若干沟槽，使泥砂进入油流。进油接头还螺纹联结尾帽14，尾帽14起对柱塞导向扶正作用，并保护下刮砂筒刀刃不被冲撞而损坏。柱塞的中间部分即零件8，它是柱塞的主体部分，外壁喷焊镍合金，二端加工有螺纹以联结柱塞的上下二部分附件构成完整的柱塞总成。为保证柱塞总成的坚固性、实用性，所有螺纹联结件均须涂厌氧胶粘牢固，尔后整体上外圆磨床研磨至同一直径。该新型柱塞安装于标准泵筒总成内即构成本发明所述的抗砂抽油泵。该泵既减磨损、防硬卡、又减漏失，增产量。

该泵与本人另专利ZL932144442.x配套使用将变成“磁性密封抗砂泵”。

该泵与本人另一专利ZL98200639.x配套使用，可达到以小径泵代大径泵的作用，并具抗砂、携砂、增效的作用。

该泵与本人另一专利ZL98239568.x配套使用变成“可正洗井抗砂抽油泵”。

Claims (2)

1、一种抗砂抽油泵，包括泵筒、柱塞、固定阀和游动阀，其特征在于：在柱塞的二端进出油口处分别安装有形状为筒状柱体的弹性螺旋刮砂体，每一个弹性螺旋刮砂体的一端由螺纹联结于柱塞，距螺纹5毫米处的外圆表面均布有3个适当直径的圆孔，以圆孔为起点，在柱面上还有三条倾斜的割缝，割缝与径向成30度夹角，割缝在柱面上沿轴向旋转至240度角，至距刮砂筒另一顶端10毫米处停止，刮砂筒为沿轴向切开，筒状刮砂体有3道可径向伸缩的螺旋刮砂刀刃，顶端一道，侧面3道，刮砂刃一侧为锐角形态。

2、根据权利要求1所述的一种抗砂抽油泵，其特征在于：螺旋刮砂体表面可采用喷焊硬质合金粉、渗C、N、B热处理工艺技术。

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