CN204704100U - 组合式硬密封柱塞结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种组合式硬密封柱塞结构，包括浮动式柔性密封总成和内流通道总成，所述内流通道总成包括自上而下依次连接的排液通道、内流心管、闭式阀副，所述浮动式柔性密封总成设置在内流心管的外壁上。所述浮动式柔性密封总成分为外层主密封环与内层副密封环两部分，副密封环安装在内流心管外部，主密封环套装于副密封环外部，二密封环共同构成柱塞密封体。本实用新型使抽油泵柱塞具备自适应密封、局部微变形等功能，增强柱塞对弯曲泵筒的适应能力，避免柱塞与泵筒因高温下膨胀量不一致而卡抱、提高抽油泵在斜井段、水平段以及高温工况下的工作性能。

Description

组合式硬密封柱塞结构

技术领域

本实用新型涉及抽油泵，具体地说是一种组合式硬密封柱塞结构。

背景技术

传统抽油泵柱塞以整体式高精度圆柱面与泵筒配合实现密封，为了保证较好的密封效果，柱塞长度一般在1m以上。在斜井段、水平井段工作时，泵筒会发生微弯曲，较长的高精度柱塞易在微弯曲的泵筒内受卡、无法顺畅运动，导致磨损加快，严重时发生卡死。蒸汽驱采油井中井下温度较高，抽油泵柱塞与泵筒在高温下变形，膨胀量不协调时易抱死，导致油井停产检泵。

经过检索，在本技术领域没有发现相同技术的公开文献。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种组合式硬密封柱塞结构，使抽油泵柱塞具备自适应密封、局部微变形等功能，增强柱塞对弯曲泵筒的适应能力，避免柱塞与泵筒因高温下膨胀量不一致而卡抱、提高抽油泵在斜井段、水平段以及高温工况下的工作性能。

本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：

该组合式硬密封柱塞结构包括浮动式柔性密封总成和内流通道总成，所述内流通道总成包括自上而下依次连接的排液通道、内流心管、闭式阀副，所述浮动式柔性密封总成设置在内流心管的外壁上。

本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：

所述浮动式柔性密封总成分为外层主密封环与内层副密封环两部分，副密封环安装在内流心管外部，主密封环套装于副密封环外部，二密封环共同构成柱塞密封体。

所述主、副密封环为多个单节长度较短的短节环；主密封环是一种螺旋状结构，且端面和外圆面精度均达到柱塞外圆面同等精度等级，副密封环的内圆面和与主密封环接触的侧面具有同样的精度。

所述主、副密封环间靠轴向压力挤紧接触面实现密封，主密封环与泵筒、副密封环与内流心管间以间隙配合方式密封；副密封环组装至内流心管外部后，各环之间形成多个隔间；主密封环套装于隔间内，位于副密封环外侧，隔间轴向长度大于主密封环总长，外径小于主密封环内径，主密封环在隔间内能轴向移动，也能径向偏移。

所述内流通道总成一端搭配单流阀体，另一端为动力牵引机构预留接口。

本实用新型具有以下有益效果：

1、该柱塞表面具有沿柱塞轴线弯曲、沿柱塞径向变径、偏移的能力，针对斜井段泵筒变形的情况，较现有的整体式柱塞具有更好的适应性；

2、该柱塞表面具备变径能力，可避免抽油泵在高温环境下工作时，泵筒与柱塞膨胀量不一致而卡阻的可能性，较现有技术相比，应用范围和可靠性更好；

3、该柱塞元件可全部采用金属制造，较目前的非金属材料柔性柱塞具有更好的耐温和耐磨性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图中：排液通道1、副密封环2、主密封环3、内流心管4、副密封环5、副密封环6、闭式阀副7。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

根据图1，一种组合式硬密封柱塞结构，其由浮动式柔性密封部分和内流通道两部分构成。浮动式柔性密封部分负责柱塞与泵筒间密封，内流通道部分则起到承载浮动式柔性密封部分、承受油管内液柱载荷，构成液流通道的作用。

浮动式柔性密封部分的结构分为外层主密封环与内层副密封环两部分。副密封环安装在内流通道外部，主密封环套装于副密封环外部，二者共同构成柱塞密封体。主、副密封环为多个单节长度较短的短节。主密封环是一种螺旋状结构，具有高精度的端面和外圆面，在轴向压力作用下具有整体式柱塞的密封效果，可在内压作用下扩径，在外力作用下缩径。副密封环的内圆面和与主密封环接触的侧面同样具有较高的精度。主、副密封环间靠轴向压力挤紧接触面实现密封，主密封环与泵筒、副密封环与内流通道间以间隙配合方式密封。副密封环组装至内流通道外部后，各环之间形成多个隔间。主密封环套装于隔间内，位于副密封环外侧，隔间轴向长度大于主密封环总长，外径小于主密封环内径，主密封环在隔间内可轴向移动，也可径向偏移。主、副密封环组合具有填料式密封效果，将内流通道与泵筒间环空有效密封。柱塞整体装入泵筒后，副密封环不与泵筒内壁接触，仅起到隔开主密封环、控制其轴向窜动量、负责每个隔间内主密封环与内流通道之间密封的作用。

内流通道外侧承载柔性密封部分、一端搭配单流阀体，另一端为连接抽油杆等动力牵引机构预留接口，其本体承受油管内液柱载荷，内部作为液流通道。

该组合式柱塞全部采用金属元件构成，与泵筒间以硬密封面形成间隙配合，在油管内压力作用下，主密封环涨开贴紧泵筒内壁缩小配合间隙，轴向与副密封环压紧密封，副密封环与内流通道以间隙配合密封，从而实现常规柱塞的密封功能。当工作在斜井段时，由于主密封部分可以变径、能沿径向偏移且长度较短，在通过泵筒弯曲段时便可更好的适应泵筒内孔形状，使柱塞整体上具有“可弯曲”、“可变径”的柔性特征，降低卡阻几率；在高温环境下，变径能力可避免柱塞与泵筒因膨胀量不一致而抱死。从总体上来说，该组合方式可使柱塞更好地适应斜井段和高温环境下的工作。

内流心管4即为发明内容部分所述的内流通道的主要体现，其与闭式阀副7、排液通道1共同构成必要的、较完整的内流通道功能。副密封环6是发明内容部分所述副密封环的主要表现形式，副密封环2是发明内容部分所述副密封环设置在端部时的表现形式，副密封环5是为了优化发明内容部分所述副密封环的加工工艺而设置的仅用于调节“隔间”长度的调整零件。主密封环3即为发明内容部分所述的主密封环，图中所示为整段形式，也可设计采用多个更短的短节串接使用以增强柔性效果。

将副密封环2、副密封环5、主密封环3、副密封环6依次安装至内流心管4外侧，并在内流心管4两端安装闭式阀副7和排液通道1，即可得到具有变形能力的柔性组合式密封柱塞，将柱塞装入相应的泵筒即形成抽油泵成品，经检验测试后可投入使用。

应用该结构进行柱塞设计制造，用于抽油泵中，工作在斜井段时，由于主密封部分可以变径、能沿径向偏移且长度较短，在通过泵筒弯曲段时便可更好的适应泵筒内孔形状，使柱塞整体上具有“可弯曲”、“可变径”的柔性特征，降低卡阻几率；在高温环境下，变径能力可避免柱塞与泵筒因膨胀量不一致而抱死。从总体上来说，该组合方式可使柱塞更好地适应斜井段和高温环境下的工作，提高抽油泵应用范围和可靠性，减少开发单位油井维护投入。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。

Claims (5)

1.组合式硬密封柱塞结构，其特征在于，包括浮动式柔性密封总成和内流通道总成，所述内流通道总成包括自上而下依次连接的排液通道、内流心管、闭式阀副，所述浮动式柔性密封总成设置在内流心管的外壁上。

2.根据权利要求1所述的组合式硬密封柱塞结构，其特征在于，所述浮动式柔性密封总成分为外层主密封环与内层副密封环两部分，副密封环安装在内流心管外部，主密封环套装于副密封环外部，二密封环共同构成柱塞密封体。

3.根据权利要求2所述的组合式硬密封柱塞结构，其特征在于，所述主、副密封环为多个单节长度较短的短节环；主密封环是一种螺旋状结构，且端面和外圆面精度均达到柱塞外圆面同等精度等级，副密封环的内圆面和与主密封环接触的侧面具有同样的精度。

4.根据权利要求1所述的组合式硬密封柱塞结构，其特征在于，所述主、副密封环间靠轴向压力挤紧接触面实现密封，主密封环与泵筒、副密封环与内流心管间以间隙配合方式密封；副密封环组装至内流心管外部后，各环之间形成多个隔间；主密封环套装于隔间内，位于副密封环外侧，隔间轴向长度大于主密封环总长，外径小于主密封环内径，主密封环在隔间内能轴向移动，也能径向偏移。

5.根据权利要求1所述的组合式硬密封柱塞结构，其特征在于，所述内流通道总成一端搭配单流阀体，另一端为动力牵引机构预留接口。