CN206158937U - 一种管式抽稠泵 - Google Patents

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刘树高
韩启清
李少甫
王瑀
郑小雄
陈文徽
王新红
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本实用新型公开了一种管式抽稠泵,属于抽油泵领域。所述管式抽稠泵包括泵筒组件总成和位于所述泵筒组件内部的柱塞组件总成;所述泵筒组件总成包括:上泵筒和与所述上泵筒连接的下泵筒;所述柱塞组件总成包括:依次串连的上柱塞、排液阀、进排液短节、进液阀、下柱塞;其特征在于,上泵筒的内径小于所述下泵筒的内径,上泵筒的长度小于下泵筒的长度,并且上柱塞的外径小于下柱塞的外径,上柱塞的长度大于下柱塞的长度,通过泵腔形成的真空负压反馈力,分担了杆柱对柱塞的压力,减小了下行阻力,避免了杆柱的弯曲、偏磨。

Description

一种管式抽稠泵
技术领域
本实用新型涉及抽油泵领域,特别涉及一种管式抽稠泵。
背景技术
随着油田开采技术的发展,出现了各种类型的抽油泵来满足不同的采油举升工艺需求。例如,常规使用的泵可分为管式抽油泵和杆式抽油泵,特种泵根据用途又可分为抽稠泵,防气泵、防砂泵等。其中管式抽稠泵可以用来适应稠油的开采,如何设计管式抽稠泵来有效的开采稠油,已经成为了油田开采研究领域人们关注的问题。
现有技术的管式抽稠泵由泵筒、柱塞、进液固定阀、排液游动阀和杆柱组成。泵筒上部与油管相连,柱塞位于泵筒内,进液固定阀位于泵筒底部将泵腔与外界隔开,柱塞上装有排液游动阀将泵腔上部与下部隔开,游动阀随着柱塞的移动而移动,杆柱与柱塞顶部垂直相连。当地面抽油机拉着杆柱带动泵筒内柱塞上行时,柱塞上的排液游动阀关闭,泵腔上部液体随着柱塞的上升被举升到油管中,同时,泵筒底部进液固定阀打开,液体由于形成的真空负压而通过阀孔进入泵腔下部,当柱塞上行到泵筒顶部时,即为将原泵腔中液体全部举升到油管中,同时泵外液体再次充满整个泵腔的过程;当泵筒内柱塞受杆柱和泵上部液柱压力下行时,柱塞上的排液游动阀打开,泵筒底部进液固定阀关闭,液体由泵腔的下部转移到泵腔的上部。柱塞在地面抽油机作用下做反复上下抽吸运动,实现了将井下原油举升到地面的过程。
在实现本实用新型的过程中,设计人发现现有技术至少存在以下问题:
当柱塞下行时,存在柱杆对柱塞加压的问题,当柱塞下液体压力大于或等于柱塞上液柱的压力时,柱塞上的排液游动阀才会打开,将液体由泵腔的下部转移到泵腔的上部,当液体是粘度很大的稠油时,柱塞下行阻力很大,容易导致杆柱弯曲、杆管偏磨、光杆与抽油机驴头打架。
实用新型内容
为了解决现有技术柱塞下行阻力很大的问题,本实用新型实施例提供了一种管式抽稠泵。所述技术方案如下:
一种管式抽稠泵,包括:泵筒组件总成和位于所述泵筒组件的内部的柱塞组件总成,其特征在于,
所述泵筒组件总成包括:上泵筒和与所述上泵筒连接的下泵筒;所述上泵筒的内径小于所述下泵筒的内径,所述上泵筒的长度小于所述下泵筒的长度;所述上泵筒用于与油管连接;
所述柱塞组件总成包括:依次串连的上柱塞、排液阀、进排液短节、进液阀、下柱塞;所述上柱塞的外径小于所述下柱塞的外径,所述上柱塞的长度大于所述下柱塞的长度;
所述上柱塞顶部用于与抽油杆柱连接,并且所述上柱塞可与油管连通;所述下柱塞将下泵筒的泵腔分为上泵腔和下泵腔;
所述进排液短节的侧面的上方带有排液长孔,且所述进排液短节的侧面的下方带有进液长孔。
优选地,所述上柱塞包括出液长孔;并且所述出液长孔位于所述上柱塞的上端侧面。
优选地,所述上泵筒的内径与所述上柱塞的外径相配合,所述下泵筒的内径与所述下柱塞的外径相配合。
优选地,所述进排液短节为一根带有孔的圆柱形钢柱。
优选地,所述排液长孔和进液长孔的起点为圆柱形钢柱两端中心轴处,终点为圆柱形钢柱的侧面。
优选地,所述排液长孔的起点与排液阀连通,所述进液长孔的起点与进液阀连通。
优选地,所述排液阀和所述进液阀为浮动凡尔球阀,包括阀球、球座和阀罩。所述阀罩孔壁为喇叭型,接近阀球的孔的直径大于远离阀球的孔的直径。
优选地,所述阀球的直径为30mm以上,所述进液阀的孔径为27mm以上。
优选地,所述下柱塞下端连接一个引流喇叭口。
优选地,所述上泵筒通过变扣接头与泵上油管连接,所述下泵筒也通过变扣接头与泵下油管连接。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本实用新型实施例没有固定阀,通过采用进排液短节上端连接排液阀下端连接进液阀的方式,液体通过进排液短节侧面的进排液长孔来进出阀孔,同时进液阀和排液阀的阀罩孔壁采用喇叭型,接近阀球的孔的直径大于远离阀球的孔的直径,液体更容易通过进液阀的孔,液体中含有的杂质不易在孔处堆积,同时液体进液和排液时从进入到离开阀的这段距离减小,从而减少阀孔在关闭时液体漏失量;并且增大进液阀的阀球直径和阀的孔径,液体通过的过流截面大,流道大,使得液流通过阀门的阻力大大减小,提高了进泵液流速度,减小杂质卡泵的几率,采用上泵筒的内径小于下泵筒的内径,上泵筒的长度小于下泵筒的长度,以及上柱塞的外径小于下柱塞的外径,并且上柱塞的长度大于下柱塞的长度的结构,下冲程时,泵腔内形成真空负压,柱塞在真空负压形成的反馈力以及柱塞上液柱的压力作用下往下移动,分担了杆柱对柱塞的压力,减小了下行阻力;从而提高了泵效,避免了杆柱弯曲,减少了杆管偏磨,延长了油井生产周期。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的管式抽稠泵的结构示意图。
附图标记分别为:
X、泵筒组件总成;Y、柱塞组件总成;1、上泵筒;2、下泵筒;3、上柱塞;4、排液阀5、进出液短节;6、进液阀;7、下柱塞;8、出液长孔;9、排液长孔;10、进液长孔。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示,图1是本实用新型实施例提供的管式抽稠泵的结构示意图。该管式抽稠泵包括:泵筒组件总成X和位于所述泵筒组件内部的柱塞组件总成Y;
所述泵筒组件总成X包括:上泵筒1和与上泵筒1连接的下泵筒2;上泵筒1的内径小于下泵筒2的内径,上泵筒1的长度小于下泵筒2的长度;所述上泵筒1用于与油管连接;
所述柱塞组件总成Y包括:依次串连的上柱塞3、排液阀4、进排液短节5、进液阀6和下柱塞7;其中,上柱塞3的外径小于下柱塞7的外径,上柱塞3的长度大于下柱塞7的长度;
所述上柱塞3顶部用于与抽油杆柱连接,并且所述上柱塞3可与油管连通;所述下柱塞7将下泵筒2的泵腔分为上泵腔和下泵腔;
所述进排液短节5的侧面的上方带有排液长孔9,且所述进排液短节5的侧面的下方带有进液长孔10。
本实用新型实施例提供的管式抽稠泵的工作原理是:
本实用新型实施例的管式抽稠泵将井下地层液举升到地面的连续过程指泵筒内柱塞在抽油杆柱的作用下做上、下往复运动,连续地完成上冲程和下冲程,进而连续地将井下地层液举升到地面的过程。
在执行上冲程时,地面抽油机的驴头带动光杆,光杆带动抽油杆柱,抽油杆柱依次带动串连的上柱塞3、排液阀4、进排液短节5、进液阀6和下柱塞7向上移动,相对而言油管中液柱经柱塞3,对排液阀4产生向下的压力,排液阀4成为关闭状态,同时上泵腔内液体在下柱塞7的上行作用下压力增大,进液阀6成为关闭状态,当上泵腔内液体压力大于与所述上柱塞上连通的油管中的液柱压力时,上泵腔内液体通过排液长孔9,使得排液阀4打开,上泵腔内液体依次通过排液长孔9、排液阀4和上柱塞3排进油管,在下柱塞7向上移动的同时,下柱塞7与下泵腔之间形成真空负压,井下地层液在真空负压的作用下填充到下泵腔中。至上冲程完成时即上泵腔中液体排净的过程,也是下泵腔中液体充满的过程。
在执行下冲程时,地面抽油机的驴头带动光杆,光杆带动抽油杆柱,抽油杆柱依次带动串连的上柱塞3、排液阀4、进排液短节5、进液阀6和下柱塞7向下移动时,相对而言油管中液柱从上至下经上柱塞3,对排液阀4有向下的压力,排液阀4为关闭状态,并且油管中液柱对上柱塞3、排液阀4、进排液短节5、进液阀6和下柱塞7都有向下的推力,同时下柱塞7与上泵腔之间形成真空负压,进液阀6在真空负压的反馈力以及油管外液体经下泵腔向上的推力的同时作用下打开,液体通过进液阀6和进液长孔10进入上泵腔。至下冲程完成时即将上泵腔进满液体的过程。
从工作原理可以看出,在执行下冲程时,下柱塞7与上泵腔之间形成真空负压,使得柱塞在真空负压形成的反馈力以及油管中液柱向下的压力作用下往下推动,分担了杆柱对柱塞的压力,减小了下行阻力,避免了杆柱的弯曲。
进一步地,上泵筒1的内径小于下泵筒2的内径,并且上泵筒1的长度小于所述下泵筒2的长度;上柱塞3的外径小于下柱塞7的外径,上柱塞3的长度大于下柱塞7的长度。并且所述上泵筒1的内径与所述上柱塞3的外径相配合,所述下泵筒2的内径与所述下柱塞7的外径相配合。将柱塞组件总成Y全部放入泵筒组件总成X中时,使得外泵筒与内柱塞之间形成泵腔的结构,从而在执行下冲程时,使得管式抽稠泵可以利用泵腔体积的变化来形成真空负压。下柱塞7可将下泵筒2的泵腔分为上泵腔和下泵腔,上、下泵腔的体积随着下柱塞的移动而变化,比如,当下柱塞7在下泵筒2的最底部时,上泵腔体积为最大,而下泵腔的体积为最小。这样当执行下冲程时,下柱塞7由下泵筒2的顶部开始从上往下移动时,下柱塞7与上泵腔之间就可以形成真空负压,进而形成反馈力将下泵腔中液体抽吸进入上泵腔。
本实用新型不对泵筒尺寸作出限定,比如,上泵筒1为长1.2米内径44mm壁厚6mm的无缝钢管,以及下泵筒2为长8米内径70mm壁厚6mm的无缝钢管。本实用新型实施例同样不对柱塞尺寸作出限定,比如,上柱塞3为长8米外径44mm壁厚5mm与上泵筒1配套的无缝钢管,下柱塞7为长1.2米外径70mm壁厚6mm与下泵筒2配套的无缝钢管。
优选地,上泵筒1上端通过变扣接头与泵上油管连接,上泵筒1与下泵筒2通过变径接头连接,使得泵腔中液体通过泵上油管被举升到地面。下泵筒2下端连接一个引流喇叭口,并且下泵筒2下端通过变扣接头与泵下油管连接,使得井下地层液可以通过泵下油管和引流喇叭口引流进入管式抽稠泵,此为本领域的公知常识,本实用新型实施例在此不作详细阐述。
更进一步地,上柱塞3与排液阀4与进排液短节5与进液阀6与下柱塞7依次串连成长柱塞,使得管式抽稠泵在执行上冲程或者下冲程的时候,所述串连长柱塞能作为一个整体进行上、下移动。
更进一步地,上柱塞3顶部通过变扣接头与抽油杆柱连接,使得管式抽稠泵在执行上冲程或者下冲程的时候,地面抽油机驴头带动光杆,光杆带动抽油杆柱,抽油杆柱就可以带动串连长柱塞进行上、下移动。
更进一步地,上柱塞3与油管连通。作为优选方案,上柱塞3上端侧面有四个出液长孔8,使得上柱塞3与泵上油管连通,在执行上冲程时,泵腔中液体可以通过上柱塞3上的出液长孔8排进泵上油管中。本实用新型不对上柱塞3与油管连通方式作出限定,也不对出液长孔8的个数、尺寸和位置进行限定。
更进一步地,进排液短节5为侧面上方带有排液长孔9,侧面下方带有进液长孔10,并且排液长孔9和进液长孔10的起点为圆柱形钢柱两端中心轴处,终点为圆柱形钢柱的侧面。作为优选方案,进排液短节5为一根带有孔的圆柱形钢柱,从钢柱两端中心轴处各向里钻孔,在一定深度处分别向外侧均铣3个排液长孔9和4个进液长孔10,排液长孔9和进液长孔10使得液体可以从侧面进入阀孔。本实用新型实施例以进排液短节5有3个排液长孔9和4个进液长孔10为例,但本实用新型不对进排液短节的形状作出具体限定,同样也不对钻孔的方式以及孔的个数和尺寸作出具体限定。比如,进排液短节5也可以是厚度足够承受进液和排液负荷强度的管状体,管状体中空,在管壁上留出多个长孔,用于进液和排液。
更进一步地,排液阀4和进液阀6为浮动凡尔球阀,包括阀球、球座和阀罩。所述阀罩孔壁为喇叭型,接近阀球的孔的直径大于远离阀球的孔的直径。使得液体过流面为斜向上的流线型,液体更容易通过排液阀4或者进液阀6的孔,液体中含有的杂质不易在孔处堆积,减小杂质卡泵的几率;也使得液体进液和排液时从进入到离开阀的这段距离减小,从而减少阀孔在关闭时由于阀球回到原位需要一定时间而产生的液体漏失量。
更进一步地,进液阀6为大通道阀,作为优选方案,阀球直径为38mm以上,孔径为32mm以上,但本实用新型不对进液阀6的尺寸作出任何具体限定。本实用新型实施例增大了进液阀的阀球直径和进液阀的孔径,液体通过的过流截面大,流道大,使得液流通过阀门的阻力大大减小,提高了进泵液流速度,减小杂质卡泵的几率。
更进一步地,进排液短节5通过丝扣上端连接排液阀4,下端连接进液阀6。进排液短节5上部的排液长孔9的起点与排液阀4连通,进排液短节5下部的我进液长孔10的起点与进液阀6连通。使得进排液短节5即可以满足排液阀4的排液需求,又可以满足大通道进液阀6的进液需求,本实用新型不对进排液短节5与排液阀4或者进液阀6的连接方式作出限定。比如,进排液短节5也可以直接通过进排液短节5上的螺纹拧进排液阀4或者进液阀6。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本实用新型实施例没有固定阀,通过采用进排液短节上端连接排液阀下端连接进液阀的方式,液体通过进排液短节侧面的进排液长孔来进出阀孔,同时进液阀和排液阀的阀罩孔壁采用喇叭型,接近阀球的孔的直径大于远离阀球的孔的直径,液体更容易通过进液阀的孔,液体中含有的杂质不易在孔处堆积,同时液体进液和排液时从进入到离开阀的这段距离减小,从而减少阀孔在关闭时液体漏失量;并且增大进液阀的阀球直径和阀的孔径,液体通过的过流截面大,流道大,使得液流通过阀门的阻力大大减小,提高了进泵液流速度,减小杂质卡泵的几率,采用上泵筒的内径小于下泵筒的内径,上泵筒的长度小于下泵筒的长度,以及上柱塞的外径小于下柱塞的外径,并且上柱塞的长度大于下柱塞的长度的结构,下冲程时,泵腔内形成真空负压,柱塞在真空负压形成的反馈力以及柱塞上液柱的压力作用下往下移动,分担了杆柱对柱塞的压力,减小了下行阻力;从而提高了泵效,避免了杆柱弯曲,减少了杆管偏磨,延长了油井生产周期。
上述所有可选技术方案,可以采用任意结合形成本公开的可选实施例,在此不再一一赘述。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,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 (10)

1.一种管式抽稠泵,包括:泵筒组件总成(X)和位于所述泵筒组件内部的柱塞组件总成(Y),其特征在于,
所述泵筒组件总成(X)包括:上泵筒(1)和与所述上泵筒(1)连接的下泵筒(2);所述上泵筒(1)的内径小于所述下泵筒(2)的内径,所述上泵筒(1)的长度小于所述下泵筒(2)的长度;所述上泵筒(1)用于与油管连接;
所述柱塞组件总成(Y)包括:依次串连的上柱塞(3)、排液阀(4)、进排液短节(5)、进液阀(6)、下柱塞(7);所述上柱塞(3)的外径小于所述下柱塞(7)的外径,所述上柱塞(3)的长度大于所述下柱塞(7)的长度;
所述上柱塞(3)顶部用于与抽油杆柱连接,并且所述上柱塞(3)可与油管连通;所述下柱塞(7)将下泵筒(2)的泵腔分为上泵腔和下泵腔;
所述进排液短节(5)的侧面的上方带有排液长孔(9),且所述进排液短节(5)的侧面的下方带有进液长孔(10)。
2.根据权利要求1所述的管式抽稠泵,其特征在于,所述上柱塞(3)包括出液长孔(8);并且所述出液长孔(8)位于所述上柱塞(3)的上端侧面。
3.根据权利要求1所述的管式抽稠泵,其特征在于,所述上泵筒(1)的内径与所述上柱塞(3)的外径相配合,所述下泵筒(2)的内径与所述下柱塞(7)的外径相配合。
4.根据权利要求1所述的管式抽稠泵,其特征在于,所述进排液短节(5)为一根带有孔的圆柱形钢柱。
5.根据权利要求1所述的管式抽稠泵,其特征在于,所述排液长孔(9) 和进液长孔(10)的起点为圆柱形钢柱两端中心轴处,终点为圆柱形钢柱的侧面。
6.根据权利要求1所述的管式抽稠泵,其特征在于,所述排液长孔(9)的起点与排液阀(4)连通,所述进液长孔(10)的起点与进液阀(6)连通。
7.根据权利要求1所述的管式抽稠泵,其特征在于,所述排液阀(4)和所述进液阀(6)为浮动凡尔球阀,包括阀球、球座和阀罩;所述阀罩孔壁为喇叭型,接近阀球的孔的直径大于远离阀球的孔的直径。
8.根据权利要求7所述的管式抽稠泵,其特征在于,所述阀球的直径为30mm以上,所述进液阀(6)的孔径为27mm以上。
9.根据权利要求1所述的管式抽稠泵,其特征在于,所述下柱塞(7)下端连接一个引流喇叭口。
10.根据权利要求1所述的管式抽稠泵,其特征在于,所述上泵筒(1)通过变扣接头与泵上油管连接,所述下泵筒(2)也通过变扣接头与泵下油管连接。
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CN107781130A (zh) * 2016-08-24 2018-03-09 中国石油天然气股份有限公司 一种管式抽稠泵

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