CN220015140U - 一种井下自动换向无杆泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种井下自动换向无杆泵，包括泵筒组件和活塞组件，泵筒组件包括插头、内管、短泵筒、长泵筒、外管、上限位短泵筒和排采泵筒，泵筒组件固定于井筒内；活塞组件包括驱动长活塞杆、驱动活塞、喷嘴、连接长活塞杆和排采活塞，活塞组件在泵筒组件内可往复运动；连接长活塞杆上设有开关孔，同时与开关孔配合设有开关装置，开关装置通过换向触发机构与连接长活塞杆的上行、下行动作联动起来，实现对开关孔的关闭或打开。本实用新型实现井下自动换向，相对于现有技术中采用地面设备换向来驱动井下泵组的方案，故障率低，效率高。

Description

一种井下自动换向无杆泵

技术领域

本实用新型涉及井下泵组技术领域，具体涉及一种井下自动换向无杆泵。

背景技术

《煤层气井同心管水力活塞排采装置及方法》为申请人于2012年07月12日申请的发明专利，公告号CN102758602B。该技术方案中，采用地面设备换向来驱动井下泵组，存在两个缺点：1、换向冲击导致地面设备故障高；2、井筒内高低压切换时产生油管受压膨胀，导致注入水量加大，从而效率低。

为了解决上述问题，申请人研究改进，提出了一种井下自动换向无杆泵。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的问题，提供一种井下自动换向无杆泵。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种井下自动换向无杆泵，包括泵筒组件和活塞组件，其中：

泵筒组件包括插头、内管、短泵筒、长泵筒、外管、上限位短泵筒和排采泵筒，泵筒组件固定于井筒内；

插头上端与中心管密封连接固定，插头下端与内管上端密封连接固定；内管、短泵筒、长泵筒、上限位短泵筒和排采泵筒由上至下依次同轴设置，且相互密封连接固定，形成内管组件；内管组件固定于外管内；

活塞组件包括驱动长活塞杆、驱动活塞、喷嘴、连接长活塞杆和排采活塞，活塞组件在泵筒组件内可往复运动；

驱动活塞安装于长泵筒内并与其滑动密封连接，驱动长活塞杆由短泵筒滑动密封穿过并与驱动活塞固定连接；喷嘴固定在驱动活塞的下侧；排采活塞安装于排采泵筒内并与其滑动密封连接，连接长活塞杆由上限位短泵筒滑动密封穿过，且连接长活塞杆的上端与驱动活塞固定连接，连接长活塞杆的下端与排采活塞固定连接；

插头内形成中心管通道A，油管与中心管直接形成环形的通道B，内管组件与外管之间形成环形的通道G，通道G与通道B连通；

驱动长活塞杆上设有轴向的第一流道，驱动活塞上设有轴向的第二流道，第二流道将第一流道和喷嘴连通；

连接长活塞杆上设有轴向的第三流道，第三流道的上端与喷嘴连通，同时连接长活塞杆上设有径向的第四流道；长泵筒在驱动活塞和上限位短泵筒之间形成泵腔D，第四流道连通第三流道和泵腔D；

长泵筒在短泵筒和驱动活塞之间形成泵腔H，泵腔H处设有向外连接到井筒的外呼吸孔；

排采泵筒在上限位短泵筒和排采活塞之间形成泵腔K，排采泵筒上设有内排液孔，内排液孔连通泵腔K和通道G；

连接长活塞杆上设有开关孔，开关孔连通第三流道和泵腔K，同时与开关孔配合设有开关装置，开关装置通过换向触发机构与连接长活塞杆的上行、下行动作联动起来，实现对开关孔的关闭或打开；

排采泵筒在排采活塞以下形成泵腔J，泵腔J位置处分别设有排液阀和固定阀，排液阀连通泵腔J和通道B，且排液阀为从泵腔J到通道B单向导通；固定阀连通泵腔J和井筒，且固定阀为从井筒倒泵腔J单向导通。

进一步的，所述开关装置为滑动套设在连接长活塞杆上的开关滑套；

所述换向触发机构包括在排采活塞上设置的换向推杆，以及在上限位短泵筒上设置的换向挡块；换向推杆和换向挡块与开关滑套触发配合；

换向推杆沿轴向穿过排采活塞并与其滑动密封配合，换向推杆上、下伸出排采活塞；换向挡块固定在上限位短泵筒下侧并向下凸出。

进一步的，所述泵腔J内固定设有换向推板，换向推板与换向推杆触发配合。

进一步的，所述内管与短泵筒螺纹连接，短泵筒与长泵筒螺纹连接，长泵筒与上限位短泵筒螺纹连接，上限位短泵筒与排采泵筒螺纹连接。

进一步的，所述外管上端与油管螺纹连接且密封，外管下端与排采泵筒固定连接且密封。

进一步的，所述驱动长活塞杆与驱动活塞螺纹连接。

进一步的，所述驱动活塞的下侧设有安装槽，喷嘴位于安装槽内，连接长活塞杆上端与驱动活塞螺纹连接，将喷嘴限位固定在安装槽中。

进一步的，所述连接长活塞杆的下端与排采活塞螺纹连接。

进一步的，所述喷嘴为文丘里喷嘴。

本实用新型的有益效果是：

1. 本实用新型实现井下自动换向，相对于现有技术中采用地面设备换向来驱动井下泵组的方案，故障率低，效率高。

2. 本实用新型通过换向挡块、开关滑套、换向推杆组成换向触发机构，可以与连接长活塞杆的上行、下行动作联动起来，实现对开关孔的关闭或打开。

3.本实用新型的喷嘴采用文丘里结构，以配合实现井下自动换向。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本实施例公开了一种井下自动换向无杆泵，包括插头1、内管2、驱动长活塞杆3、短泵筒4、长泵筒5、外管6、驱动活塞7、文丘里喷嘴8、连接长活塞杆9、上限位短泵筒10、开关滑套11、排采泵筒12、排采活塞13、换向推杆14、排液阀15和固定阀16。其中：

插头1上端与中心管螺纹连接固定，插头1下端插入内管2的上接头内，依靠密封圈密封。本实施例中，插头1选用内插连接形式，其也可以选用外插连接形式。

内管2、短泵筒4、长泵筒5、上限位短泵筒10和排采泵筒12由上至下依次同轴设置，且相互密封连接固定，形成内管组件；内管组件固定于外管6内。

本实施例中，内管2与短泵筒4螺纹连接，短泵筒4与长泵筒5螺纹连接，长泵筒5与上限位短泵筒10螺纹连接，上限位短泵筒10与排采泵筒12螺纹连接。上述部件螺纹连接且密封后安装固定于外管6内。外管6上端与油管螺纹连接且密封，外管6下端与排采泵筒12固定连接且密封。

上述插头1、内管2、短泵筒4、长泵筒5、上限位短泵筒10、排采泵筒12和外管6部件组成井下泵组的泵筒组件固定于井筒内。

驱动活塞7安装于长泵筒5内并与其滑动密封连接，驱动长活塞杆3由短泵筒4滑动密封穿过并与驱动活塞7固定连接；文丘里喷嘴8固定在驱动活塞7的下侧。排采活塞13安装于排采泵筒12内并与其滑动密封连接，连接长活塞杆9由上限位短泵筒10滑动密封穿过，且连接长活塞杆9的上端与驱动活塞7固定连接，连接长活塞杆9的下端与排采活塞13固定连接。

上述驱动长活塞杆3、驱动活塞7、喷嘴8、连接长活塞杆9和排采活塞部13部件组成井下泵组的活塞组件，在井下泵组内可往复运动。

驱动长活塞杆3与短泵筒4、长泵筒5与驱动活塞7、连接长活塞杆9与上限位短泵筒10、排采泵筒12与排采活塞13配合间隙很小形成往复运行密封， 可在设计行程内往复运动。

本实施例中，驱动长活塞杆3与驱动活塞7螺纹连接。驱动活塞4的下侧设有安装槽，文丘里喷嘴8位于安装槽内，连接长活塞杆9上端与驱动活塞7螺纹连接，将文丘里喷嘴8限位固定在安装槽中。连接长活塞杆9的下端与排采活塞13螺纹连接。

插头1内形成中心管通道A，油管与中心管直接形成环形的通道B，内管组件与外管6之间形成环形的通道G，通道G与通道B连通。

驱动长活塞杆3上设有轴向的第一流道，驱动活塞7上设有轴向的第二流道，第二流道将第一流道和文丘里喷嘴8连通。

连接长活塞杆9上设有轴向的第三流道，第三流道的上端与文丘里喷嘴8连通，同时连接长活塞杆9上设有径向的第四流道；长泵筒5在驱动活塞7和上限位短泵筒10之间形成泵腔D，第四流道连通第三流道和泵腔D。

长泵筒5在短泵筒4和驱动活塞7之间形成泵腔H，泵腔H处设有向外连接到井筒的外呼吸孔C。

排采泵筒12在上限位短泵筒10和排采活塞13之间形成泵腔K，排采泵筒12上设有内排液孔E，内排液孔E连通泵腔K和通道G。

连接长活塞杆9上设有开关孔F，开关孔F连通第三流道和泵腔K，同时与开关孔配合设有开关装置，开关装置通过换向触发机构与连接长活塞杆9的上行、下行动作联动起来，实现对开关孔的关闭或打开。

本实施例中，开关装置为滑动套设在连接长活塞杆9上的开关滑套11，连接长活塞杆9与开关滑套11配合间隙很小形成往复运行密封，可在设计行程内往复运动。

换向触发机构包括在排采活塞13上设置的换向推杆14，以及在上限位短泵筒10上设置的换向挡块17；换向推杆14和换向挡块17与开关滑套11触发配合。

换向推杆14沿轴向穿过排采活塞13并与其滑动密封配合，换向推杆14上、下伸出排采活塞，换向推杆14相对排采活塞13可小行程往复运行且密封。换向挡块17固定在上限位短泵筒10下侧并向下凸出。

排采泵筒12在排采活塞13以下形成泵腔J，泵腔J内还固定设有换向推板18，换向推板18与换向推杆14触发配合。

泵腔J位置处分别设有排液阀15和固定阀16，排液阀15连通泵腔J和通道B，且排液阀15为从泵腔J到通道B单向导通；固定阀16连通泵腔J和井筒，且固定阀16为从井筒倒泵腔J单向导通。

本实用新型的工作原理如下：

泵腔H处设有向外连接到井筒的外呼吸孔C，泵腔H压力与井筒内相同为低压腔。

下行：如图1所示，开关滑套11打开开关孔F，由无杆排采地面设备将高压水由中心管通道A，此高压水作用在驱动长活塞杆3上，产生向下的力；此高压水通过文丘里喷嘴8时形成射流产生负压，泵腔D为低压腔，通过文丘里喷嘴8的水流经过开关孔F从内排液孔E流入油管与中心管组成的通道B内，从而排出地面。经过内排液孔E时产生节流压力，此压力高于排采活塞13下部压力，从而产生向下的力，两个力的作用下推动活塞下行，固定阀16关闭，排液阀15打开，将排采活塞13下部液体排入油管与中心管组成的通道B内。完成排液过程。当换向推杆14碰到固定阀16上表面时，换向推杆14向上推动开关滑套11将开关孔F关闭。

上行：开关孔F关闭后，经过文丘里喷嘴8的高压水进入泵腔D，泵腔D为高压腔，驱动活塞7上部为低压，在此压力作用下产生向上的力，此力减去作用在驱动长活塞杆3上端面向下的力，推动活塞组件向上运动，固定阀16打开，排液阀15关闭，将井筒内的液体吸入，完成吸液过程。开关滑套11与上限位短泵筒10相碰后将开关孔F打开。

本实用新型实现井下自动换向，相对于现有技术中采用地面设备换向来驱动井下泵组的方案，故障率低，效率高。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (9)

1.一种井下自动换向无杆泵，其特征在于：包括泵筒组件和活塞组件，其中：

泵筒组件包括插头、内管、短泵筒、长泵筒、外管、上限位短泵筒和排采泵筒，泵筒组件固定于井筒内；

插头上端与中心管密封连接固定，插头下端与内管上端密封连接固定；内管、短泵筒、长泵筒、上限位短泵筒和排采泵筒由上至下依次同轴设置，且相互密封连接固定，形成内管组件；内管组件固定于外管内；

活塞组件包括驱动长活塞杆、驱动活塞、喷嘴、连接长活塞杆和排采活塞，活塞组件在泵筒组件内可往复运动；

驱动活塞安装于长泵筒内并与其滑动密封连接，驱动长活塞杆由短泵筒滑动密封穿过并与驱动活塞固定连接；喷嘴固定在驱动活塞的下侧；排采活塞安装于排采泵筒内并与其滑动密封连接，连接长活塞杆由上限位短泵筒滑动密封穿过，且连接长活塞杆的上端与驱动活塞固定连接，连接长活塞杆的下端与排采活塞固定连接；

插头内形成中心管通道A，油管与中心管直接形成环形的通道B，内管组件与外管之间形成环形的通道G，通道G与通道B连通；

驱动长活塞杆上设有轴向的第一流道，驱动活塞上设有轴向的第二流道，第二流道将第一流道和喷嘴连通；

连接长活塞杆上设有轴向的第三流道，第三流道的上端与喷嘴连通，同时连接长活塞杆上设有径向的第四流道；长泵筒在驱动活塞和上限位短泵筒之间形成泵腔D，第四流道连通第三流道和泵腔D；

长泵筒在短泵筒和驱动活塞之间形成泵腔H，泵腔H处设有向外连接到井筒的外呼吸孔；

排采泵筒在上限位短泵筒和排采活塞之间形成泵腔K，排采泵筒上设有内排液孔，内排液孔连通泵腔K和通道G；

连接长活塞杆上设有开关孔，开关孔连通第三流道和泵腔K，同时与开关孔配合设有开关装置，开关装置通过换向触发机构与连接长活塞杆的上行、下行动作联动起来，实现对开关孔的关闭或打开；

排采泵筒在排采活塞以下形成泵腔J，泵腔J位置处分别设有排液阀和固定阀，排液阀连通泵腔J和通道B，且排液阀为从泵腔J到通道B单向导通；固定阀连通泵腔J和井筒，且固定阀为从井筒倒泵腔J单向导通。

2.根据权利要求1所述的井下自动换向无杆泵，其特征在于：所述开关装置为滑动套设在连接长活塞杆上的开关滑套；

所述换向触发机构包括在排采活塞上设置的换向推杆，以及在上限位短泵筒上设置的换向挡块；换向推杆和换向挡块与开关滑套触发配合；

换向推杆沿轴向穿过排采活塞并与其滑动密封配合，换向推杆上、下伸出排采活塞；换向挡块固定在上限位短泵筒下侧并向下凸出。

3.根据权利要求2所述的井下自动换向无杆泵，其特征在于：所述泵腔J内固定设有换向推板，换向推板与换向推杆触发配合。

4.根据权利要求1所述的井下自动换向无杆泵，其特征在于：所述内管与短泵筒螺纹连接，短泵筒与长泵筒螺纹连接，长泵筒与上限位短泵筒螺纹连接，上限位短泵筒与排采泵筒螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的井下自动换向无杆泵，其特征在于：所述外管上端与油管螺纹连接且密封，外管下端与排采泵筒固定连接且密封。

6.根据权利要求1所述的井下自动换向无杆泵，其特征在于：所述驱动长活塞杆与驱动活塞螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的井下自动换向无杆泵，其特征在于：所述驱动活塞的下侧设有安装槽，喷嘴位于安装槽内，连接长活塞杆上端与驱动活塞螺纹连接，将喷嘴限位固定在安装槽中。

8.根据权利要求1所述的井下自动换向无杆泵，其特征在于：所述连接长活塞杆的下端与排采活塞螺纹连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的井下自动换向无杆泵，其特征在于：所述喷嘴为文丘里喷嘴。