CN207513808U - 置换式杆式防气泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及置换式杆式防气泵，采用底部固定杆式泵结构，包括外工作筒和泵体；所述外工作筒包括底部泵座，所述底部泵座通过螺纹连接有外管，所述外管的顶部通过下接箍连接有密封筒，所述密封筒的顶部连接有上接箍；所述泵体包括泵筒总成和柱塞总成；能有效降低进入泵内含气原油的气液比，减少液力冲击，防止气锁，适用于含气比较高的油井，由于其采用底部固定杆式泵结构，承载能力强，可靠性好，作业成本低，亦适合于深井、超深井作业使用。

Description

置换式杆式防气泵

技术领域

本实用新型涉及一种油田采油用置换式杆式防气泵，属于含气油井开采机械领域，适用于在含气比较高的深井、超深井中使用，能有效降低进入泵内含气原油的气液比，减小液力冲击，防止气锁。

背景技术

随着油田开采进入中后期，泵挂深度不断加深，有的区块液面深度甚至已达三四千米，由于深井、超深井中含气量较高，在生产过程中，气体在泵筒内分离后无法排出，柱塞在上下运动时，导致气体压缩、膨胀，这部分气体最终形成气帽，柱塞上冲程时不能使泵腔内的压力低于泵的吸入压力，固定阀无法正常打开，发生上冲程抽空气锁现象，柱塞下冲程时泵腔内的排出压力低于油管腔的液柱压力，出油阀无法正常打开，发生下冲程液力冲击或气锁现象，最终导致油井产量下降或不出液。

含气油井中气体是影响泵效低的重要原因之一，而更为重要的是此类油井在作业时常发生液力冲击现象，造成有杆抽油系统的振动，加速了抽油杆、阀罩、泵阀的损坏，缩短了抽油泵的使用寿命。目前，国内外油田在含气深井、超深井机械采油生产作业中，解决气体影响的做法主要有两种：一种是气锚分离法，但目前市售气锚在深井中作业效果有限，并不能完全实现气液分离，依然容易导致抽油泵气锁；一种是采用特殊的抽油泵结构来实现，如采用强制启闭的出油阀来减少气体对出油阀的影响，采用气液空腔置换防气泵及两级压缩抽油泵结构降低泵腔内气液比来提高泵效，但以上特殊的抽油泵都是基于普通管式泵结构，结构复杂，加工难度大，作业成本高，在深井中使用可靠性差，不适用于深井、超深井作业。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种中间带置换腔的杆式泵，能有效降低进入泵内含气原油的气液比，减少液力冲击，防止气锁，适用于含气比较高的油井，由于其采用底部固定杆式泵结构，承载能力强，可靠性好，作业成本低，亦适合于深井、超深井作业使用。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：置换式杆式防气泵，采用底部固定杆式泵结构，包括外工作筒和泵体；

所述外工作筒包括底部泵座，所述底部泵座通过螺纹连接有外管，所述外管的顶部通过下接箍连接有密封筒，所述密封筒的顶部连接有上接箍；

所述泵体包括泵筒总成和柱塞总成；所述泵筒总成由拉杆导向套、顶部密封支承总成、短泵筒、中间接箍、长泵筒、进油阀及底部锁紧支承总成依次连接而成；所述柱塞总成由拉杆接头、拉杆、上阀罩、上出油阀、柱塞及下出油阀依次连接而成；

所述柱塞总成在泵筒总成内做直线往复运动；外工作筒与泵体之间通过底部锁紧支承总成上的弹性锁爪与底部泵座卡紧锁死固定。

所述泵筒总成的短泵筒和长泵筒之间通过中间接箍相连，并与外管之间行成环形置换腔室，所述短泵筒的其中一端上设置有一段圆周均匀分布的气液交换孔。

所述外工作筒与泵筒总成之间形成环形置换腔室，其上部由顶部密封支承总成与密封筒组成一组软硬密封机构，下部由底部锁紧支承总成与底部泵座组成一组软硬密封机构，实现置换腔室上、下部完全密封。

与现有防气抽油泵相比，本实用新型具备了以下有益效果：

1、在底部固定杆式泵结构基础上，增设了带密封筒的外管，将泵筒与外管之间的环形空间作为气液置换腔室，为泵内气体提供上升和排出通道，降低泵内气液比，防止抽油泵气锁，提高泵效，在杆式泵中实现了置换式防气功能，由于杆式泵的泵筒不需要承受油管柱及尾管等井下工具的载荷，使其能够满足更深的泵挂要求，且检修方便，因此比现有的基于管式泵的防气抽油泵具有更深的下泵深度，更低的作业成本。

2、泵筒设计成上部短泵筒和下部长泵筒通过中间接箍连接而成的组合泵筒型式，在短泵筒上开设气液交换孔，降低了直接在长管件泵筒上打孔的加工难度，且气液交换孔的长度及分布根据柱塞长度合理设计，实现了柱塞对中间孔的有效密封，不出现冲程损失。

3、环形置换腔室上部由顶部密封支承总成与密封筒组成一组软硬密封机构，下部由底部锁紧支承总成与底部泵座组成一组软硬密封机构，软硬密封组件主要由特殊设计的软密封环和硬密封环组成，软密封环主要起液体密封作用，硬密封环主要起支承作用，同时具备防液体冲击的作用，该组件具有耐磨性好，密封能力强的优点，置换腔上下部皆采用软硬密封设计，既可以使腔室的上下完全密封，保证其只有一个出口，实现气液高效置换功能，又可以对泵体上下部起到支承作用，防止抽油泵工作时因轻微摆动而出现卡泵和拉伤现象，提高了抽油泵的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型主剖视图。

图中：1—拉杆接头，2—拉杆导向套，3—顶部密封支承总成，4—拉杆，5—短泵筒，6—上阀罩，7—上出油阀，8—柱塞，9—中间接箍，10—下出油阀，11—长泵筒，12—进油阀，13—底部锁紧支承总成，14—弹性锁爪，15—上接箍，16—密封筒，17—下接箍，18—外管，19—底部泵座，20—油管腔，21—置换腔室，22—气液交换孔，23—泵腔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

如图1，置换式杆式防气泵，采用底部固定杆式泵结构，包括外工作筒和泵体；所述外工作筒包括底部泵座19，所述底部泵座19通过螺纹连接有外管18，所述外管18的顶部通过下接箍17连接有密封筒16，所述密封筒16的顶部连接有上接箍15。

进一步的，所述泵体包括泵筒总成和柱塞总成；所述泵筒总成由拉杆导向套2、顶部密封支承总成3、短泵筒5、中间接箍9、长泵筒11、进油阀12及底部锁紧支承总成13依次连接而成；所述柱塞总成由拉杆接头1、拉杆4、上阀罩6、上出油阀7、柱塞8及下出油阀10依次连接而成。

进一步的，所述柱塞总成在泵筒总成内做直线往复运动；外工作筒与泵体之间通过底部锁紧支承总成13上的弹性锁爪14与底部泵座19卡紧锁死固定。

进一步的，所述泵筒总成的短泵筒5和长泵筒11之间通过中间接箍9相连，并与外管18之间行成环形置换腔室21，所述短泵筒5的其中一端上设置有一段圆周均匀分布的气液交换孔22。

进一步的，所述外工作筒与泵筒总成之间形成环形置换腔室21，其上部由顶部密封支承总成3与密封筒16组成一组软硬密封机构，下部由底部锁紧支承总成13与底部泵座19组成一组软硬密封机构，实现置换腔室21上、下部完全密封。

本实用新型的工作过程和工作原理：

外工作筒连接在油管下部，随油管柱提前下入井下，当油井需要生产时，将泵体通过抽油杆直接下放到外工作筒内底部泵座19上卡紧锁死, 从而使泵体与外工作筒连成一体，抽油泵即可开始正常作业。

上冲程时，抽油杆带动柱塞总成向上运动，上出油阀7及下出油阀10在柱塞上部液柱压力的作用下关闭，同时由于泵腔23容积增大，压力下降，进油阀12在沉没压力的作用下打开，含气原油经进油阀12进入泵腔23内，在柱塞8不断向上运动过程中，当泵腔23内压力低于气体溶于原油的饱和压力时，泵腔23内原油中的气体从原油中分离逸出并集中在柱塞8尾部，当柱塞8运动到短泵筒5上的气液交换孔22上部时，置换腔室21与泵腔23连通，置换腔室21内的原油由于重力作用进入泵腔23与泵腔23内气体混合置换，柱塞8尾部气体被原油替换，同时置换腔室21内原油流入泵腔23后成为低压集气腔室。下冲程时，柱塞总成向下运动，上出油阀7及下出油阀10在柱塞8下部原油作用下打开，进油阀12关闭，当柱塞8运动到短泵筒5气液交换孔22下部时，置换腔室21与油管腔20连通，油管腔20内的原油在液柱压力作用下进入置换腔室21，与置换腔室21内气体混合置换，从而实现了通过柱塞总成的上下运动达到含气原油经抽油泵混合置换排出井外的目的。

当需要检修时，只需通过提起抽油杆，就可以提起泵体而不需动油管柱，非常便于检修，降低了作业成本。

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (3)

1.置换式杆式防气泵，其特征在于：采用底部固定杆式泵结构，包括外工作筒和泵体；

所述外工作筒包括底部泵座（19），所述底部泵座（19）通过螺纹连接有外管（18），所述外管（18）的顶部通过下接箍（17）连接有密封筒（16），所述密封筒（16）的顶部连接有上接箍（15）；

所述泵体包括泵筒总成和柱塞总成；所述泵筒总成由拉杆导向套（2）、顶部密封支承总成（3）、短泵筒（5）、中间接箍（9）、长泵筒（11）、进油阀（12）及底部锁紧支承总成（13）依次连接而成；所述柱塞总成由拉杆接头（1）、拉杆（4）、上阀罩（6）、上出油阀（7）、柱塞（8）及下出油阀（10）依次连接而成；

所述柱塞总成在泵筒总成内做直线往复运动；外工作筒与泵体之间通过底部锁紧支承总成（13）上的弹性锁爪（14）与底部泵座（19）卡紧锁死固定。

2.根据权利要求1所述的置换式杆式防气泵，其特征在于：所述泵筒总成的短泵筒（5）和长泵筒（11）之间通过中间接箍（9）相连，并与外管（18）之间行成环形置换腔室（21），所述短泵筒（5）的其中一端上设置有一段圆周均匀分布的气液交换孔（22）。

3.根据权利要求1所述的置换式杆式防气泵，其特征在于：所述外工作筒与泵筒总成之间形成环形置换腔室（21），其上部由顶部密封支承总成（3）与密封筒（16）组成一组软硬密封机构，下部由底部锁紧支承总成（13）与底部泵座（19）组成一组软硬密封机构，实现置换腔室（21）上、下部完全密封。