CN1730943A - 负压抽油泵 - Google Patents
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Abstract
一种负压抽油泵，应用于有杆抽油技术领域，有固定凡尔、游动凡尔和泵筒组成，其特征在于：在柱塞的上部装有环形固定凡尔，柱塞穿过环形固定凡尔中心孔，柱塞下部连接活塞，活塞内有游动凡尔，在游动凡尔与环形固定凡尔之间也形成一个负压油腔。本发明的效果：1)采用双负区压抽油，减小隙比对泵效影响，提高抽油泵效率。2)降低柱塞承受的液柱压力，降低抽油机上行载荷。3)加大了生产压差。负压抽油泵结构的改进打破了抽油泵单负压区传统结构，为抽油泵引入双负压区新概念。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种油田开发抽油泵，特别涉及一种机械采油所使用的深井有杆抽油泵。
背景技术
采用油泵采油。有杆泵采油是国内外油田较普遍使用的采油方式。有杆泵包括：杆式抽油泵、管式抽油泵。如中国专利公开号1556327，提供一种双腔抽油泵，为了分抽两个油层的油，避免两个油层间干扰，分别从各层采油。又如中国专利公告号1018279，提供了一种悬挂固定式抽油泵，为实现深井采油，减轻抽油泵承受的重力。中国专利公告号1128929，提供了一种金属弹性密封抽油泵。这些都属于有杆抽油泵，各具特色。一般有杆抽油泵采用固定凡尔、游动凡尔和泵筒组成，抽油杆带动游动凡尔在泵筒内上下往复运动，固定凡尔与游动凡尔交替开启或关闭，实现举升井液的目的。有杆泵在抽油杆下行程时，柱塞与固定凡尔之间腔体内的液体被压缩。当腔体内压力大于油管液柱压力和回压之和时，腔体内高压液体才能推开游动凡尔，并通过游动凡尔进入油管柱。因此，在抽油杆下行程时，柱塞与固定凡尔之间腔体内混合液体压力较高，一般达到15-17MPa。一方面，在较高的压力情况下腔体内液体漏失严重；另一方面，对于低产井，有时活塞已经到了下死点但腔体内压力仍小于油管液柱压力和回压压力之和，因此游动凡尔不能被打开，液体被残留在腔体内。当发生这种情况时，表现出油井气液比不高，但功图显示往往是气锁。液体漏失对抽油泵工作效率的影响比较严重，采油效率降低。普通的抽油泵仅在抽油杆上行程时，固定凡尔和活塞之间形成负压区，并且在上一个下行程过程中活塞与固定凡尔间的残留液体影响了负压的效果，造成固定凡尔进液效果不好。总之现有的普通抽油泵缺点是：1、在低产液井使用时，容易发生气锁现象；2、下腔体内液体漏失严重，泵效低；3、对固定凡尔的耐压要求较高，在结构上存在缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种负压抽油泵，在抽油杆上行程时，游动凡尔上部形成局部负压区，增加游动凡尔上、下压差。在局部负压的作用下，游动凡尔下部的液体提高通过游动凡尔的能力，达到提高抽油泵充满度，提高抽油泵的工作效率。并且，降低柱塞承受油管液柱压力，从而降低抽油机上行载荷。克服现有抽油泵结构上存在的缺陷和采油效率低的不足。
本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是：在柱塞的上部装有环形固定凡尔，柱塞穿过环形固定凡尔中心孔。柱塞下部连接活塞，活塞内有游动凡尔。这样，在游动凡尔与下固定凡尔之间形成一个油腔；在游动凡尔与环形固定凡尔之间也形成一个油腔。环形固定凡尔一方面可配合柱塞隔离柱塞上下的液柱；另一方面柱塞下行时，环形固定凡尔和游动凡尔之间的油腔内形成负压空间，加大游动凡尔上下两个油腔的压差，有利于游动凡尔和下固定凡尔之间的井液通过游动凡尔，进入游动凡尔上部负压油腔。应特别指出的是：游动凡尔与环形固定凡尔之间形成的油腔是本发明的关键所在。
负压抽油泵具体是这样实现的：在下固定凡尔上端，螺纹连接泵筒。泵筒内径在60-80毫米之间，长度在2500-6000毫米之间。泵筒内有活塞，活塞与泵筒之间滑动配合。活塞内有游动凡尔。活塞上端连接柱塞。柱塞外形为圆柱形，直径25-60毫米，长度在1800-6500毫米之间。泵筒顶部采用两端有螺纹的连接套与中心管连接。中心管内径在28--80毫米之间，长度在150-1500毫米之间。中心管顶部连接有环形固定凡尔。环形固定凡尔中心孔与柱塞滑动配合。环形固定凡尔顶部螺纹连接上接头。在环形固定凡尔与活塞之间，以及柱塞与泵筒、中心管之间，形成一个环柱形油腔。
环形固定凡尔是单向阀。当柱塞向上运动上行程时，环形固定凡尔打开，油腔内井液通过环形固定凡尔；当柱塞向下运动下行程时，环形固定凡尔关闭，井液不能通过环形固定凡尔流回油腔。单向阀可以是环形单向滑阀，也可以是环形单向球阀。
为了使本发明负压抽油泵固定在套管内壁上，在中心管外部套有爪簧、挡环、支撑环，挡环与支撑环之间有密封环。
本发明的有益效果：本发明对现有的抽油泵结构进行了较大的改进。1)、采用双负压抽油，可减小隙比对泵效影响，提高抽油泵效率。2)、降低柱塞承受的液柱压力，从而降低抽油机上行载荷。3)、在不加深泵挂的情况下，加大了生产压差。克服了现有抽油泵在低产液井使用发生气锁现象；克服了泵效低以及对固定凡尔耐压要求较高的不足。
本发明利用环形固定凡尔与活塞配合，在抽油泵内产生双负压区，促使液体通过游动凡尔，达到了提高抽油泵采油效率，使其更具备实用性。负压抽油泵结构的改进打破了抽油泵单负压区传统结构，为抽油泵设计引入双负压区新概念。无论从抽油泵设计，还是抽油泵使用上，均符合产业的需要并产生了好用及实用的效果。是一项新颖、进步、实用的新设计。
附图说明
图1是本发明的原理图，是柱塞(8)、活塞(7)下行程示意图。环形固定凡尔(17)关闭，活塞(7)上部油腔(A)形成负压区。箭头所指的方向是井液通过游动凡尔(5)，流入油腔(A)内。
图2是本发明的原理图，是柱塞(8)、活塞(7)上行程示意图。环形固定凡尔(17)打开。活塞(7)下部油腔(B)形成负压区。箭头所指的方向是井液流动的方向。
图3是本发明的剖面结构示意图，是本发明的一个实施例。
图中，1、下固定凡尔接头，2、下固定凡尔座，3、下固定凡尔球，4、下固定凡尔罩，5、游动凡尔，6、泵筒，7、活塞，8、柱塞，9、连接套，10、中心管，11、爪簧，12、挡环，13、密封环，14、支撑环，15、出油接头，16、阀座，17、环形固定凡尔，18、上接头。
具体实施方式
实施例1：参阅附图3。下固定凡尔全部采用现有技术，不详细叙述。下固定凡尔包括下固定凡尔接头(1)、下固定凡尔座(2)、下固定凡尔球(3)和下固定凡尔罩(4)。在下固定凡尔上端，螺纹连接泵筒(6)。泵筒(6)内径为80毫米，长度为3500毫米。泵筒(6)内有活塞(7)，活塞(7)外径为80毫米，活塞(7)与泵筒(6)之间滑动配合。活塞(7)内有游动凡尔(5)。活塞(7)上端连接柱塞(8)。柱塞(8)外形为圆柱形，直径为50毫米，长度4000毫米。泵筒(6)顶部采用两端有螺纹的连接套(9)与中心管(10)连接。连接套(9)下端连接泵筒(6)；连接套(9)上端连接中心管(10)。中心管(10)内径为75毫米，长度为800毫米。中心管(10)顶部连接有环形固定凡尔(17)。环形固定凡尔(17)采用环形滑阀。柱塞(8)带动环形固定凡尔(17)滑块滑动。即柱塞(8)带动滑块向上运动，打开环形固定凡尔(17)；柱塞(8)带动滑块向下运动，关闭环形固定凡尔(17)。环形固定凡尔(17)中心孔直径与柱塞(8)外径相同，为50毫米。环形固定凡尔(17)中心孔与柱塞(8)滑动配合。环形固定凡尔(17)顶部螺纹连接上接头(18)。从附图3中清楚地看出：在环形固定凡尔(17)与活塞(7)之间，以及柱塞(8)与泵筒(6)、中心管(10)之间，形成一个环柱形油腔(A)。在中心管(10)外部套有爪簧(11)、挡环(12)、支撑环(14)，挡环(12)与支撑环(14)之间有密封环(13)，为的是将负压抽油泵安装、固定在套管内壁上。为配合环形固定凡尔(17)，使井液流入油管与套管之间环空，在中心管(10)上部螺纹连接一个出油接头(15)和阀座(16)。
实施例2：参阅附图3。与实施例1基本相同，不同点是：环形固定凡尔(17)是环形单向球阀。即在环形固定凡尔(17)内圆周分布有2-6个球阀。本实施例2采用4个球阀。
简述本发明负压抽油泵的工作过程，有利于理解本发明。
参阅附图2。上行程时，柱塞(8)与活塞(7)同时向上运动。环形固定凡尔(17)在液体压力和柱塞(8)摩擦力的作用下打开，环形固定凡尔(17)通道打开，活塞(7)与环形固定凡尔(17)间液体进入到环形固定凡尔(17)以上；同时在活塞(7)和下固定凡尔间油腔(B)形成负压区，促使井内液体进入到活塞(7)和下固定凡尔间油腔(B)。
参阅附图1。下行程时，柱塞(8)与活塞(7)同时向下运动。环形固定凡尔(17)在液体压力和柱塞(8)摩擦力的作用下关闭，活塞(7)与环形固定凡尔(17)之间的油腔(A)形成负压区，促使活塞(7)与下固定凡尔间的液体进入到活塞(7)与环形固定凡尔(17)间油腔(A)。
总之，无论在活塞(7)上行程还是下行程，负压抽油泵中总有一个油腔(A、B)呈负压状态。
Claims (6)
1、一种负压抽油泵，应用于有杆抽油技术领域，由固定凡尔、游动凡尔(5)和泵筒(6)组成，其特征在于：在柱塞(8)的上部装有环形固定凡尔(17)，柱塞(8)穿过环形固定凡尔(17)中心孔，柱塞(8)下部连接活塞(7)，活塞(7)内有游动凡尔(5)，在游动凡尔(5)与环形固定凡尔(17)之间也形成一个油腔(A)。
2、如权利要求1所述的负压抽油泵，其特征在于：在下固定凡尔上端，螺纹连接泵筒(6)，泵筒(6)内径在60-80毫米之间，长度在2500-6000毫米之间，泵筒(6)内有活塞(7)，活塞(7)与泵筒(6)之间滑动配合，活塞(7)内有游动凡尔(5)，活塞(7)上端连接柱塞(8)，柱塞(8)外形为圆柱形，直径25-60毫米，长度在1800-6500毫米之间，泵筒(6)顶部采用两端有螺纹的连接套(9)与中心管(10)连接，中心管(10)内径在28--80毫米之间，长度在150-1500毫米之间，中心管(10)顶部连接有环形固定凡尔(17)，环形固定凡尔(17)中心孔与柱塞(8)滑动配合，环形固定凡尔(17)顶部螺纹连接上接头(18)，在环形固定凡尔(17)与活塞(7)之间，以及柱塞(8)与泵筒(6)、中心管(10)之间，形成一个环柱形油腔(A)。
3、如权利要求1或2所述的负压抽油泵，其特征在于：所述的环形固定凡尔(17)是环形单向滑阀。
4、如权利要求1或2所述的负压抽油泵，其特征在于：所述的环形固定凡尔(17)是环形单向球阀。
5、如权利要求4所述的负压抽油泵，其特征在于：环形固定凡尔(17)内圆周分布有2-6个环形单向球阀。
6、如权利要求1或2所述的负压抽油泵，其特征在于：在中心管(10)外部套有爪簧(11)、挡环(12)、支撑环(14)，挡环(12)与支撑环(14)之间有密封环(13)。
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|---|---|---|---|---|
| CN111425380A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-07-17 | 卫玮 | 抽油泵及凡尔结构 |
| CN116292217A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-06-23 | 胜利油田胜机石油装备有限公司 | 一种具有除砂功能柱塞的可打捞式抽油泵 |
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