CN204113601U - 一种双流向抽油泵 - Google Patents
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Abstract
一种双流向抽油泵，由外筒(10)、其上端孔串接的泵筒上接头(1)和其下端孔串接的固定阀罩(14)构成油泵外壳，在固定阀罩(14)内孔中串接有泵下接头(15)；在泵筒上接头(1)内孔中设有周向深浅相间的导槽并自上而下装设有变位器压帽(2)，变位器压盖(3)及变位齿轮(4)，其下部套装有复位器压套(5)，阀座(13)上孔口处置放与其上孔口相吻合的阀球(12)；复位器压套(5)外周装有缓冲弹簧压帽(6)，其依次连接缓冲弹簧(7)、缓冲弹簧压盖(8)及启球楔(11)。本实用新型实现油井正反洗井、水平井及直井泄油、注采一次管柱泵技术及其他正向注入技术需求，因此减少了作业时间和成本，适用范围广。
Description
技术领域
本实用新型属于石油开采技术中的生产配套装置领域，尤其涉及一种双流向抽油泵。
技术背景
传统杆式抽油泵的固定底阀大多采用的是球阀，而球阀的特点就是单向流阀。因此，油管柱和套管环空被固定底阀隔断，油流只能通过单向流阀进入泵筒举升至地面，而不能重新流回地层连通通道。
(1)随着油井开采工艺的发展需要，新的采油方式不断出现，比如降凝工艺中采用的闭式热水循环系统、环套空间带有封隔器的油井，传统的抽油泵无法实现反洗井，一旦井下抽油泵发生砂堵、砂卡等故障或其他工艺需求，只能将井下所有管柱提出地面进行检修，整体施工成本过高、作业时间加长。
(2)针对目前水平井泄油方面，因为泵挂深度大多处于井斜角度较大区域，因此传统投棒式泄油器易受井斜影响，所投的棒体不易将泄油开关打开。另外采用的憋压式泄油器也因地面操作复杂、成本过高使用效果也不明显。
(3)针对蒸汽吞吐注采一次管柱泵技术，缩短注采转换时间，有利于延长吞吐生产时效。
综合上述问题，发现只需改变传统的抽油泵单向流球阀为双流向球阀即可解决上述生产问题。
实用新型内容
本实用新型涉及一种双流向抽油泵，使传统单向流球阀转变成双向流球阀控制技术，其原理是依靠柱塞抽汲力产生的负压柔性操控固定阀内阀球启出、座封动作。
一种双流向抽油泵，其特征在于：
由外筒10、与外筒10上端孔串接的泵筒上接头1和与外筒10下端孔串接的固定阀罩14构成油泵外壳，在固定阀罩14内孔中串接有泵下接头15；
在泵筒上接头1内孔中设有周向深浅相间的导槽并自上而下装设有变位器压帽2，变位器压盖3及变位齿轮4，变位器压盖3与变位齿轮4相互套装并通过相接触的端点相互啮合，变位齿轮4下部套装有复位器压套5，在固定阀罩14与泵下接头15上端之间固定有阀座13，阀座13上孔口处置放与其上孔口相吻合的阀球12；
复位器压套5外周装有缓冲弹簧压帽6，缓冲弹簧压帽6依次连接缓冲弹簧7、缓冲弹簧压盖8及启球楔11，固定阀罩14上端孔为斜环面，启球楔11与缓冲弹簧压盖8连接并随斜环面沿轴向浮动实施对阀球12的收放。
进一步，缓冲弹簧压帽6螺纹连接复位器压套5的外壁，其外壁呈台阶状，当变位机构压缩成低位时，复位器压套5连带缓冲弹簧压帽6一起向下压缩，启球楔11与阀球12接触，启球楔11受长度限制即没有足够力量撬起阀球12，但受缓冲弹簧7的压缩作用，对阀球12实现软包球。
进一步，当泵内柱塞上行抽汲时，阀球12上部作用力逐渐减小，产生负压；同时，当上述作用力小于缓冲弹簧7的弹力时，缓冲弹簧7推动缓冲弹簧压盖8及启球楔11继续向下撬起形成抓球，阀球12被打开。
进一步，复位器压套5内壁装有复位弹簧9，当变位机构压缩成高位时，复位弹簧9推动复位压套5向上运动，缩回外筒10与复位器压盖5之间形成的环空内，阀球12自由落座于阀座13上，阀球12被关闭。
进一步，变位器压盖3外围设有和泵筒上接头1内导槽相滑配的花键3.1，其孔与变位齿轮4活动套装，在变位器压盖3外周下端沿环面设置有相间隔分布的棘齿3.2，棘齿3.2与变位齿轮4周边的相应花键相啮合，泵筒上接头1内孔底部导槽深浅相间并与变位齿轮4内孔周边花键相触离。
本实用新型一种双流向抽油泵，其核心内容是一种可柔性操控固定凡尔球启出、座封动作的多功能固定阀技术。只需将抽油杆柱及柱塞轻轻下放至井底，使柱塞依靠自重接触于该底阀上，而不需大力碰泵，此刻，固定阀内部的启球机构伸出启球楔，通过被压缩的缓冲弹簧，使启球楔对阀球形成软抓球动作；随后将柱塞提出泵筒，此刻，阀球受上部负压作用力减少并上行，压缩的缓冲弹簧释放，启球楔伸入到阀球和阀座间，将阀球实现真正抓起。这两步动作即可使固定阀球处于打开受控状态，使管柱中形成一个由油管、泵下、套管通道连通，方便于实施所需的相关工艺。
当措施工艺实施完毕后，油井需正常生产时，仍重复上述两步动作：首先，将提出泵筒的柱塞重新轻轻下放至井底；第二，地面井口即可将柱塞上提进行调防冲距，此刻，柱塞提起的瞬时过程中，固定阀内部启球机构变轨释放、启球楔缩回，阀球处于自由座封工作状态，抽油机开始工作。
在固定阀球的抓球和放球的动作执行中，启球楔始终不是依靠硬性的作用力橇启球，而是利用柱塞上行瞬时产生的负压使阀球自然上行后实施的抓抱球，因此又称软抓球动作，该技术不损伤固定阀球、阀座，保证了原有阀球阀座良好的密封性。
与现有技术相比，本实用新型依靠柱塞抽汲力产生的负压柔性操控固定阀内阀球启出、座封动作，从而仅需将井下抽油泵内柱塞下放至底阀上及提出泵筒两个动作，便可实现油井正反洗井、水平井及直井泄油、注采一次管柱泵技术及其他正向注入技术需求，因此减少了作业时间和成本，适用范围广。
附图说明
图1一种双流向抽油泵结构图；
图2一种双流向抽油泵高低变位转换结构图；
图3一种双流向抽油泵高低变位转换键槽结构图；
图4一种双流向抽油泵高低变位转换键槽展开结构图。
其中：
泵筒下接头1、变位器压帽2、变位器压盖3、变位齿轮4、复位器压套5、缓冲弹簧压帽6、缓冲弹簧7、缓冲弹簧压盖8、复位弹簧9、外筒10、启球楔11、阀球12、阀座13、固定阀罩14、泵下接头15；
泵筒下接头底部低端长斜齿面1.1；
泵筒下接头底部高端短斜齿面1.2；
泵筒下接头底部变位短斜齿面1.3；
变位器压盖花键3.1；
变位齿轮花键4.1。
具体实施方式
如图1，一种双流向抽油泵，由泵筒下接头1内螺纹连接在泵筒公扣上，泵筒下接头1内部设计有深浅相间的导槽，自上而下装有变位器压帽2、变位器压盖3、变位齿轮4，这三个配件相互套装，按压缩动作可实现高低变位功能。变位齿轮4下部套装有复位器压套5，复位器压套5内壁装有复位弹簧9，缓冲弹簧压帽6由螺纹连接在复位器压套5外壁，随复位器压套5运动压缩装在复位器压帽6与缓冲弹簧压盖8之间的缓冲弹簧7；缓冲弹簧压盖8自复位器压套5上部套装于复位器压套5外筒，受复位器压套5外筒外壁台阶影响，不能滑出复位器压套5；当变位机构压缩变成低位时，由复位器压套5向下压缩运动连带缓冲弹簧压帽6向下压缩运动，但由缓冲弹簧压盖8螺纹连接的启球楔11受长度限制即没有足够力量撬启阀球12，启球楔11不能向下伸缩，因此只能反向压缩缓冲弹簧7，因此由缓冲弹簧压盖8螺纹连接的启球楔11成为一体在外筒10和复位器压套5之间形成的环空内可以上下滑动；当抽油泵柱塞上行时阀球12上部压力减少，当阀球12上部作用力减少于缓冲弹簧7的弹力时，缓冲弹簧7推动缓冲弹簧压盖8螺纹连接的启球楔11向下运动，启球楔11伸出形成抱球动作，固定阀球12形成控制状态不能关闭；变位机构压缩转变成高位时，复位弹簧9推动阀内部所有机构向上运动，最终使启球楔11被复位器压套的台阶带起，缩回外筒10和复位器压套5之间形成的环空内，阀球12自由落座于阀座13上，恢复成自由工作状态；复位弹簧9下面是固定阀罩14，固定阀罩14内部装有阀球12和阀座13，最后由泵下接头15螺纹连接在固定阀罩14底部，并顶住阀座13。
如图2-4变位过程：
A高位自由状态：变位器压盖花键3.1与变位齿轮花键4.1同在泵筒下接头底部1的花键槽内，此刻，变位齿轮花键4.1的上斜齿面顶在1.2高端短斜齿面上，两者闭合，固定阀球处于自由工作状态。
B低位控制状态：当柱塞向下压缩使变位器压盖3向下运动，变位器压盖花键3.1顶住变位齿轮花键4.1一起向下运动，当变位齿轮花键4.1运动跨过泵筒下接头底部低端长斜齿面1.1的尖部时，变位齿轮4受复位弹簧9向上的作用力使变位齿轮花键4.1受斜面向上推力作用，向泵筒下接头底部长斜齿面1.1转动，变位齿轮花键4.1外径大于变位器压盖花键3.1，变位齿轮花键4.1只能通过泵筒下接头底部高端短斜齿面1.2的键槽内运动，但通不过泵筒下接头底部低端长斜齿面1.1的键槽，此刻变位齿轮花键4.1停留在泵筒下接头底部低端长斜齿面1.1处，形成低位控制状态。
C复位转换状态：当柱塞再次向下压缩使变位器压盖3向下运动时，变位器压盖花键3.1顶住变位齿轮花键4.1一起向下运动，当变位齿轮花键4.1运动跨过泵筒下接头底部变位短斜齿面1.3的尖部时，变位齿轮4受复位弹簧9向上的作用力使变位齿轮花键4.1受斜面向上推力作用，向泵筒下接头底部变位短斜齿面1.3转动，最终使变位齿轮花键4.1滑进泵筒下接头底部带有高端短斜齿面1.2的键槽内，恢复到状态A。
本实用新型利用柱塞及管柱下放的作用力及柱塞上行产生的负压抽汲力来柔性操控固定阀阀球的启出和座封动作，在避免凡尔球受损的前提下，维持了固定阀球座原有的密封性能的可靠性。通过准确的操控固定阀开启闭合动作实现油管柱至泵下的正向通道开启，因此可实现管柱泄油、正向洗井、正向注汽的多种工艺目的。另外，针对水平井或大斜度井泄油方面，油套间有封隔器或其他工具设施而无法实施反向洗井的油井及一次性注汽管柱应用领域都有广阔的市场应用前景。
一、控制固定阀，实现双流向通道开启：
第一步：将抽油杆柱及柱塞轻轻下放至井底，使柱塞依靠自重接触于该底阀上而不需大力碰泵以免损伤井下杆管泵设施。此刻，抽油泵内柱塞下行压缩变位器压盖3，促使变位机构压缩变至低位，由复位器压套5向下压缩运动连带缓冲弹簧压帽6向下压缩运动，但由缓冲弹簧压盖8螺纹连接的启球楔11受长度限制没有足够力量撬启阀球12，启球楔11不能向下伸缩，因此只能反向压缩缓冲弹簧7。
第二步：上提抽油杆柱及柱塞并提出泵筒，此时阀球12上部压力减少，当阀球12上部作用力减少于缓冲弹簧7提供给启球楔11的启球力时，缓冲弹簧7推动缓冲弹簧压盖8螺纹连接的启球楔11向下运动，启球楔11伸出并形成抱球动作，最终垫起并支撑在阀座13上部，使固定阀球12形成控制状态不能座封在阀座13上，通道打开固定阀受控无法关闭。此后，可实施多种工艺措施。
二、释放固定阀，实现双流向通道闭合：
当措施实施完毕，油井需要开井转抽，此时需要释放固定阀，实现双流向通道闭合。
第一步：将抽油杆柱及柱塞轻轻下放至井底，使柱塞依靠自重接触于该底阀上而不需大力碰泵以免损伤井下杆管泵设施。此刻，抽油泵内柱塞下行压缩变位器压盖3，促使变位机构压缩变并实现由低位转至高位状态，泵筒下接头1内部键盘槽全部转为的复位通道，阀内机构只受复位弹簧9推动阀内部所有机构有向上运动趋势。此时，地面人员可进行调整防冲距。
第二步：当地面调整好防冲距，油井即可开机转抽，此刻，由于上提抽油杆柱及柱塞，变位器压盖3上部没有作用力，因此复位弹簧9推动阀内部所有机构有向上运动最终使启球楔11被复位器压套的台阶带起，缩回外筒10和复位器压套5之间形成的环空内，阀球12自由落座于阀座13上，恢复成自由工作状态。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种双流向抽油泵，其特征在于：
由外筒(10)、与外筒(10)上端孔串接的泵筒上接头(1)和与外筒(10)下端孔串接的固定阀罩(14)构成油泵外壳，在固定阀罩(14)内孔中串接有泵下接头(15)；
在泵筒上接头(1)内孔中设有周向深浅相间的导槽并自上而下装设有变位器压帽(2)，变位器压盖(3)及变位齿轮(4)，变位器压盖(3)与变位齿轮(4)相互套装并通过相接触的端点相互啮合，变位齿轮(4)下部套装有复位器压套(5)，在固定阀罩(14)与泵下接头(15)上端之间固定有阀座(13)，阀座(13)上孔口处置放与其上孔口相吻合的阀球(12)；
复位器压套(5)外周装有缓冲弹簧压帽(6)，缓冲弹簧压帽(6)依次连接缓冲弹簧(7)、缓冲弹簧压盖(8)及启球楔(11)，固定阀罩(14)上端孔为斜环面，启球楔(11)与缓冲弹簧压盖(8)连接并随斜环面沿轴向浮动实施对阀球(12)的收放。
2.按照权利要求1所述的双流向抽油泵，其特征在于，缓冲弹簧压帽(6)螺纹连接复位器压套(5)的外壁，其外壁呈台阶状，当变位机构压缩成低位时，复位器压套(5)连带缓冲弹簧压帽(6)一起向下压缩，启球楔(11)与阀球(12)接触，启球楔(11)受长度限制即没有足够力量撬起阀球(12)，但受缓冲弹簧(7)的压缩作用，对阀球(12)实现软包球。
3.按照权利要求1或2所述的双流向抽油泵，其特征在于，当泵内柱塞上行抽汲时，阀球(12)上部作用力逐渐减小，产生负压；同时，当上述作用力小于缓冲弹簧(7)的弹力时，缓冲弹簧(7)推动缓冲弹簧压盖(8)及启球楔(11)继续向下撬起形成抓球，阀球(12)被打开。
4.按照权利要求3所述的双流向抽油泵，其特征在于，复位器压套(5)内壁装有复位弹簧(9)，当变位机构压缩成高位时，复位弹簧(9)推动复位压套(5)向上运动，缩回外筒(10)与复位器压盖(5)之间形成的环空内，阀球(12)自由落座于阀座(13)上，阀球(12)被关闭。
5.按照权利要求1或4所述的双流向抽油泵，其特征在于，变位器压盖(3)外围设有和泵筒上接头(1)内导槽相滑配的花键(3.1)，其孔与变位齿轮(4)活动套装，在变位器压盖(3)外周下端沿环面设置有相间隔分布的棘齿(3.2)，棘齿(3.2)与变位齿轮(4)周边的相应花键相啮合，泵筒上接头(1)内孔底部导槽深浅相间并与变位齿轮(4)内孔周边花键相触离。
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Granted publication date: 20150121 |