CN204900231U

CN204900231U - 冗余式抽油泵固定阀

Info

Publication number: CN204900231U
Application number: CN201520696744.1U
Authority: CN
Inventors: 任勇; 赵月娥; 贾智明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2015-12-23
Anticipated expiration: 2025-09-10

Abstract

本实用新型提供了一种冗余式抽油泵固定阀，冗余式抽油泵固定阀包括：上接头；外壳上体；转动盘组件；外壳下体；弹簧限位组件；锁爪；阀球；下接头组件。冗余式抽油泵固定阀位于抽油泵泵筒与抽油泵固定阀之间，实现了在原油开采过程中，当原抽油泵固定阀失效时，不必起出井内管柱，仅仅通过地面抽油光杆下放、旋转等简单操作，在抽油杆及抽油泵柱塞的扭矩力传递下，启动该井下冗余装置，使其由冗余状态转换为工作状态，替代原失效的抽油泵固定阀进行工作，确保抽油泵继续正常运行，避免了修井作业和费用投入，延长了油井免修期。

Description

冗余式抽油泵固定阀

技术领域

本实用新型涉及采油工程技术领域，油井井下抽油泵配套使用的一种冗余式抽油泵固定阀。

背景技术

抽油泵是石油开采过程中的关键装置，放置于油井套管内几百米至上千米不等的深度，通过抽油泵的抽吸作用，将井筒内的石油通过油管通道举升至地面。抽油泵工作原理为：通过抽油泵柱塞部件的上下往复运动，带动柱塞内的游动阀与抽油泵末端的固定阀交替开关实现液体的抽吸，使液流从抽油泵以下源源不断地抽吸至抽油泵以上的油管内。

由于抽油泵固定阀不断的打开和闭合，阀座及阀球始终承受着交变载荷，同时井内的液体组分复杂，矿化度高及含H₂S等腐蚀性物质，并伴有砂粒和气体，抽油泵固定阀井下工作环境恶劣，因此工作一段时间后经常会由于固定阀关闭不严导致油井躺井，在以往情况下，需要通过重新起出井内管柱，更换抽油泵作业来恢复油井生产，作业需要投入大量的资金以及油井停产期间造成石油产量的较大损失。因此，期望能够提供一个井下冗余装置，在抽油泵固定阀失效时，不必起出井内管柱，仅仅通过地面的抽油光杆旋转等简单操作，经抽油杆及抽油泵柱塞的扭矩传递，启动该井下冗余装置，使其由备用状态转换为工作状态，替代失效的固定阀，使抽油泵恢复正常工作，减少修井作业的资金投入和石油产量的损失。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种冗余式抽油泵固定阀，其位于抽油泵泵体与抽油泵固定阀之间，在抽油泵正常工作时，冗余式抽油泵固定阀处于备用状态，不参与工作；当抽油泵固定阀失效时，在不起出井内管柱的情况下，冗余式抽油泵固定阀进入工作状态，使油井迅速恢复生产。

本实用新型的技术解决方案是：它具有上接头，上接头上部用于连接抽油泵泵筒下端，转动盘组件位于外壳上体内腔，由转动盘、顶杆、伸缩环、C型卡簧、固定接头组成转动盘组件，转动盘上端面有通孔，是液流通道，抽油泵柱塞下放后，转动盘上端面的通孔，能与抽油泵柱塞具有凸状的下端部相啮合，实现扭矩传递，顶杆为中空管，可通过部分液流，锁爪、阀球、弹簧限位组件位于外壳下体内腔，弹簧限位组件由弹簧、弹簧座套、紧固销钉组成，锁爪内外腔都有液流通道，锁爪的上部外端径向有四个对称的凸块，通过凸块径向螺纹与外壳下体的内螺纹连接，实现紧固限位，下接头组件由限位环、阀座、密封胶圈、下接头组成，下接头下部用于连接抽油泵固定阀，冗余状态时，转动盘组件中的转动盘与外壳上体的内壁通过外、内梯形螺纹连接，转动盘组件中的伸缩环位于转动盘和固定接头之间，通过转动盘和固定接头的螺纹连接实现伸缩环的定位，伸缩环为2片凸状半圆环，伸缩环内安装C型卡簧，使伸缩环处于弹性伸缩状态，外壳上体的内壁尺寸确保伸缩环的外径处于弹性压缩状态；转动盘组件中的顶杆位于弹簧限位组件中的弹簧内；锁爪的上部与外壳下体内壁通过外、内螺纹连接固定，阀球位于锁爪内腔；弹簧限位组件中的弹簧一端面座于弹簧座套内，另一端面座于旋转盘内端面，即顶杆根部，弹簧座套通过紧固销钉与锁爪上部紧固连接，弹簧限位组件中的弹簧座套下端与阀球球面接触，与锁爪共同固定阀球；启动操作时，卸掉抽油光杆上的载荷，此时抽油泵柱塞落在冗余式抽油泵固定阀的转动盘上端面，通过旋转抽油光杆，使抽油泵柱塞凸状的下端部，嵌入转动盘上端面的通孔内，实现扭矩传递，继续旋转抽油光杆数圈，进一步使转动盘与外壳上体内腔梯形螺纹脱开，转动盘组件下行，通过顶杆将抽油杆负荷加载到阀球上，阀球在下行载荷的作用下，涨开锁爪，阀球落在阀座上，锁爪又恢复原状，转动盘组件中的伸缩环下行通过外壳上体台阶处，伸缩环在C型卡簧的弹性力的作用下，外径变大，上提并重新悬挂抽油光杆时，伸缩环卡在外壳上体内壁的变径台阶上，同时弹簧限位组件中的弹簧处于弹性压缩状态，弹簧的弹性力向上作用于转动盘组件，使卡在变径台阶处的伸缩环处于固定状态，工作状态时，转动盘组件中的顶杆与锁爪共同构成阀球罩，与下接头组件的阀座形成一个工作腔，阀球被限制在阀罩与阀座之间运动；阀球与阀座配合，实现液流通道的开关功能。

本实用新型的技术效果是：它具有操作简单，快速恢复油井生产的优点，当原抽油泵固定阀失效时，不必起出井内管柱，仅仅通过地面的抽油光杆下放、旋转等简单操作，在抽油杆及抽油泵柱塞的扭矩力传递下，启动井下冗余装置，使其由备用状态转换为工作状态，替代原失效的抽油泵固定阀进行工作，此时的冗余式固定阀在功能上等同于抽油泵固定阀，确保抽油泵继续正常运行，避免了修井作业，节省了修井作业费用，延长了油井免修期。

附图说明

图1为处于冗余状态下的结构示意图。

图2为处于工作状态下的结构示意图。

图中附图标记：1上接头，2外壳上体，3转动盘，4顶杆，5伸缩环，6C型卡簧，7固定接头，8锁爪，9弹簧，10弹簧座套，11紧固销钉，12阀球，13外壳下体，14限位环，15阀座，16密封胶圈，17下接头。

具体实施方式

如图1所示，它包括上接头1；外壳上体2；转动盘组件，由转动盘3、顶杆4、伸缩环5、C型卡簧6、固定接头7组成；锁爪8；弹簧限位组件，由弹簧9、弹簧座套10、紧固销钉11组成；阀球12；外壳下体13；下接头组件，由限位环14、阀座15、密封胶圈16、下接头17组成，转动盘组件位于外壳上体内腔，锁爪8、弹簧限位组件、阀球12位于外壳下体13内腔；冗余状态时，转动盘组件位于外壳上体内，转动盘组件中的转动盘3与外壳上体2的内壁通过外、内梯形螺纹连接，转动盘组件中的伸缩环5内安装C型卡簧6，使伸缩环5处于弹性伸缩状态，外壳上体2的内壁尺寸确保伸缩环5的外径处于弹性压缩状态；转动盘组件中的顶杆4位于弹簧限位组件中的弹簧9内；锁爪8的上部位与外壳下体13内壁通过外、内螺纹连接固定，阀球12位于锁爪8内腔；弹簧限位组件中的弹簧9一端面座于弹簧座套10内，另一端面座于旋转盘3内端面，即顶杆4根部，弹簧座套10通过紧固销钉11与锁爪8上部紧固连接，弹簧限位组件中的弹簧座套10下端与阀球12球面接触，与锁爪8共同固定阀球12；启动操作时，卸掉抽油光杆上的载荷，此时抽油泵柱塞落在冗余式抽油泵固定阀的转动盘3上端面，通过旋转抽油光杆，使抽油泵柱塞凸状的下端部，嵌入转动盘3上端面的通孔内，实现扭矩传递，继续旋转抽油光杆数圈，进一步使转动盘3与外壳上体2内腔螺纹脱开，转动盘组件下行，通过顶杆4将抽油杆负荷加载到阀球12上，阀球12在下行载荷的作用下，涨开锁爪8，阀球12落在阀座上，锁爪8又恢复原状，同时转动盘组件中的伸缩环5下行通过外壳上体2内壁台阶处，伸缩环5在C型卡簧6的弹性力作用下，外径变大，上提并重新悬挂抽油光杆，伸缩环5卡在外壳上体2内壁的变径台阶处，同时弹簧限位组件中的弹簧9处于弹性压缩状态，弹簧9的弹性力向上作用于转动盘组件，使卡在变径台阶处的伸缩环5处于固定状态，工作状态时，如图2所示，转动盘组件中的顶杆4与锁爪8共同构成阀球罩，限制阀球12的行程距离；阀球12与下接头组件的阀座15配合，实现液流通道的开关功能。

所述转动盘3上端面有通孔，是液流通道，抽油泵柱塞下放后，抽油泵柱塞具有凸状的下端部能与转动盘3上端面的通孔相啮合，实现扭矩传递，通过右旋转动盘3数圈，完成转动盘3与外壳上体2内螺纹连接的脱开。

所述伸缩环5位于转动盘3和固定接头7之间，通过转动盘3和固定接头7的螺纹连接实现伸缩环5的定位，伸缩环5为2片凸状半圆环。

所述锁爪8内外腔都有液流通道，锁爪8的上部外端径向有四个对称的凸出块，通孔为液流通道，通过凸出块径向外螺纹与外壳下体13内壁的内螺纹连接，实现紧固限位。

所述顶杆4为中空管，可通过部分液流。

所述工作状态时，弹簧9始终处于弹性压缩状态。

所述上接头1上部用于连接抽油泵泵筒下端，下接头17下部用于连接抽油泵固定阀。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例具有操作简单，快速恢复油井生产的优点，当原抽油泵固定阀失效时，不必起出井内管柱，仅仅通过地面的抽油光杆下放、旋转等简单操作，在抽油杆及抽油泵柱塞的扭矩力传递下，启动井下冗余装置，使其由备用状态转换为工作状态，替代原失效的抽油泵固定阀进行工作，此时的冗余式固定阀在功能上等同于抽油泵固定阀，确保抽油泵继续正常运行，避免了修井作业，节省了修井作业费用，延长了油井免修期。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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

1.一种冗余式抽油泵固定阀，其特征在于，所述冗余式抽油泵固定阀包括：上接头（1）；外壳上体（2）；转动盘组件（包括转动盘（3）、顶杆（4）、伸缩环（5）、C型卡簧（6）、固定接头（7））；锁爪（8）；弹簧限位组件（包括弹簧（9）、弹簧座套（10）、紧固销钉（11））；阀球（12）；外壳下体（13），下接头组件（包括限位环（14）、阀座（15）、密封胶圈（16）、下接头（17））；转动盘组件位于外壳上体内腔；锁爪（8）、弹簧限位组件、阀球（12）位于外壳下体（13）内腔；冗余状态时，转动盘组件位于外壳上体内，转动盘组件中的转动盘（3）与外壳上体（2）的内壁通过外、内梯形螺纹连接，转动盘组件中的伸缩环（5）内安装C型卡簧（6），使伸缩环（5）处于弹性伸缩状态，外壳上体（2）的内壁尺寸确保伸缩环（5）的外径处于弹性压缩状态；转动盘组件中的顶杆（4）位于弹簧限位组件中的弹簧（9）内；锁爪（8）的上部位与外壳下体（13）内壁通过外、内螺纹连接固定，阀球（12）位于锁爪（8）内腔；弹簧限位组件中的弹簧（9）一端面座于弹簧座套（10）内，另一端面座于旋转盘（3）内端面，即顶杆（4）根部，弹簧座套（10）通过紧固销钉（11）与锁爪（8）上部紧固连接，弹簧限位组件中的弹簧座套（10）下端与阀球（12）球面接触，与锁爪（8）共同固定阀球（12）；工作状态时，伸缩环（5）在C型卡簧（6）的弹性力的作用下，外径变大，卡在外壳上体（2）内壁的变径台阶上，同时弹簧限位组件中的弹簧（9）处于弹性压缩状态，弹簧（9）的弹性力向上作用于转动盘组件，使卡在变径台阶处的伸缩环（5）处于固定状态；转动盘组件中的顶杆（4）与锁爪（8）共同构成阀球罩，限制阀球（12）的行程距离；阀球（12）与下接头组件的阀座（15）配合，实现液流通道的开关功能。

2.如权利要求1所述的冗余式抽油泵固定阀，其特征在于，转动盘（3）上端面有通孔，是液流通道，抽油泵柱塞下放后，抽油泵柱塞具有凸状的下端部能与转动盘（3）上端面的通孔相啮合，实现扭矩传递，通过右旋转动盘（3）数圈，能完成转动盘（3）与外壳上体（2）内螺纹连接的脱开。

3.如权利要求1所述的冗余式抽油泵固定阀，其特征在于，伸缩环（5）位于转动盘（3）和固定接头（7）之间，通过转动盘（3）和固定接头（7）的螺纹连接实现伸缩环（5）的定位，伸缩环（5）为2片凸状半圆环。

4.如权利要求1所述的冗余式抽油泵固定阀，其特征在于，锁爪（8）内外腔都有液流通道，锁爪（8）的上部外端径向有四个对称的凸块，通孔为液流通道，通过凸块径向外螺纹与外壳下体（13）内壁的内螺纹连接，实现紧固限位。

5.如权利要求1所述的冗余式抽油泵固定阀，其特征在于，顶杆（4）为中空管，可通过部分液流。

6.如权利要求1所述的冗余式抽油泵固定阀，其特征在于，工作状态时，弹簧（9）始终处于弹性压缩状态。

7.如权利要求1所述的冗余式抽油泵固定阀，其特征在于，上接头（1）上部用于连接抽油泵泵筒下端，下接头（17）下部用于连接抽油泵固定阀。