CN220134178U - 一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵，包括泵筒组件和活塞组件，泵筒组件包括外密封插头、直通上接头、动力泵筒、短泵筒、中接头、外管、排采泵筒、加长管、第一筛管、第二筛管和第三筛管；直通上接头与动力泵筒密封连接固定，并安装固定于外管内的上半部；排采泵筒下端与加长管密封连接固定，并安装固定于外管内的下半部；排采泵筒下端与加长管密封连接固定，加长管的直径大于排采泵筒；动力泵筒向下同轴密封连接固定有短泵筒，短泵筒的直径小于动力泵筒，短泵筒上端与动力泵筒之间设有短泵筒扶正套；活塞组件包括动力柱塞、长活塞杆和排采柱塞。本实用新型可以在保证外形尺寸不变的情况下，增加泵排量。

Description

一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵

技术领域

本实用新型涉及井下泵组技术领域，具体涉及一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵。

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日申请的实用新型专利，公告号CN102758602B。在该技术方案中及其他现有技术中，所有涉及的井下无杆泵（包括定筒式单作用泵、双作用泵）都是含杂质的产出液经过柱塞内孔排出，这种方式易造成卡泵，且排量受限。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的问题，提供一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵，包括泵筒组件和活塞组件，其中：

泵筒组件包括外密封插头、直通上接头、动力泵筒、短泵筒、中接头、外管、排采泵筒、加长管、第一筛管、第二筛管和第三筛管，泵筒组件随油管下入井筒内固定不动；

外密封插头上端与中心管密封连接固定，外密封插头下端与直通上接头密封连接固定，直通上接头的下端口设有第一筛管；直通上接头与动力泵筒密封连接固定，并安装固定于外管内的上半部；排采泵筒下端与加长管密封连接固定，加长管的直径大于排采泵筒，排采泵筒与加长管安装固定于外管内的下半部，加长管的下端口设有第三筛管；外管中部与中接头密封连接固定，排采泵筒上端与中接头密封连接固定；加长管与外管下端同时与下接头密封连接固定；

动力泵筒向下同轴密封连接固定有短泵筒，短泵筒的直径小于动力泵筒，短泵筒上端与动力泵筒之间设有短泵筒扶正套，短泵筒下端位于中接头内并与其密封连接固定；第二筛管套设在短泵筒外，且第二筛管的上下端分别延伸到短泵筒扶正套和中接头；

外密封插头以及直通上接头内形成通道A；油管与中心管之间形成环形的通道B1，直通上接头以及动力泵筒与外管之间形成环形的通道B1，排采泵筒以及加长管与外管之间形成环形的通道B3，通道B1、通道B2和通道B3连通；

活塞组件包括动力柱塞、长活塞杆和排采柱塞，活塞组件在泵筒组件内可往复运动；

动力柱塞安装于动力泵筒内并与其滑动密封连接，排采活塞安装于排采泵筒内并与其滑动密封连接，长活塞杆的上端与动力柱塞固定连接，长活塞杆的下端与排采柱塞固定连接；同时，长活塞杆位于短泵筒内并与其滑动密封连接；

动力柱塞上设有轴向贯穿的第一流道，长活塞杆上设有轴向贯穿的第二流道，排采活塞上设有轴向延伸且上端开口、下端封闭的第三流道，第一流道、第二流道和第三流道连通；

排采活塞上设有径向布置的洗井孔E，洗井孔E内端与第三流道连通，洗井孔E外端贯穿排采活塞；

动力泵筒在动力柱塞以下和短泵筒扶正套以上形成泵腔C2，动力泵筒在短泵筒扶正套以下和中接头以上形成泵腔C2，泵腔C2和泵腔C1连通，泵腔C1与通道B2连通；

排采泵筒在排采活塞以上和中接头以下形成泵腔H，长活塞杆上设有连通孔D，泵腔H通过连通孔D与第二流道连通；

加长管内形成泵腔F，下接头内的上部形成泵腔G1，泵腔F和泵腔G1通过第三筛管分隔；下接头内的下部形成泵腔G2，泵腔G1和泵腔G2通过进出液通道a连通；下接头下端口设有固定阀，固定阀为从井筒到泵腔G2单向导通；

下接头上还设有排液通道b，排液通道b连通泵腔G2和通道B3，且排液通道b处设有排液阀，排液阀为从泵腔G2到排液通道b单向导通。

进一步的，所述短泵筒扶正套上设有扶正套轴向通孔，扶正套轴向通孔位于第二筛管内；泵腔C2和泵腔C1通过扶正套轴向通孔连通。

进一步的，所述中接头上设有中接头轴向通孔。

进一步的，所述动力泵筒下端与中接头上下间隔设置形成排液通道d，泵腔C与通道B2通过排液通道d连通。

进一步的，所述动力柱塞与动力泵筒、长活塞杆与短泵筒及排采柱塞与排采泵筒形成间隙密封。

进一步的，所述外密封插头为与直通上接头为内插或外插连接。

进一步的，所述短泵筒扶正套的内外环分别与短泵筒和动力泵筒螺纹连接且密封。

进一步的，所述直通上接头与动力泵筒螺纹连接，短泵筒下端与中接头螺纹连接且密封，中接头下部插入排采泵筒孔内依靠密封件密封，排采泵筒与加长管螺纹连接且密封，加长管和外管与下接头螺纹连接且密封。

进一步的，所述外管中部与中接头螺纹连接且密封。

进一步的，所述动力柱塞与长活塞杆上端螺纹连接，长活塞杆下端与排采柱塞螺纹连接且密封。

本实用新型的有益效果是：

1. 本实用新型设有三个筛管，即第一筛管、第二筛管和第三筛管，筛管可将注入液体、井内地层液内的杂质及钢制管材产生的铁锈进行阻挡，保证泵筒与柱塞运行介质清洁，不发生卡泵现象。

2. 本实用新型在排采柱塞上有洗井孔，保证高效运行的同时可实现大排量洗井，高速大排量洗井可携带更多的杂质。

3. 本实用新型可以在保证外形尺寸不变的情况下，增加泵排量。

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无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵，包括泵筒组件和活塞组件。具体的：

泵筒组件包括外密封插头1、直通上接头2、动力泵筒4、短泵筒7、短泵筒扶正套6、中接头9、外管10、排采泵筒13、加长管14、第一筛管3、第二筛管8和第三筛管15，泵筒组件随油管下入井筒内固定不动；

外密封插头1与中心管螺纹连接农民画插入直通上接头2内，依靠密封圈密封。直通上接头2的下端口设有第一筛管3。直通上接头2与动力泵筒4螺纹连接，并安装固定于外管10内的上半部；排采泵筒13下端与加长管14螺纹连接，加长管14的直径略大于排采泵筒13，排采泵筒13与加长管14安装固定于外管10内的下半部，加长管14的下端口设有第三筛管15。

外管10中部与中接头9密封连接固定，中接头9下部插入排采泵筒13孔内依靠密封件密封；加长管14与外管10下端同时与下接头17螺纹连接且密封。

动力泵筒4向下同轴密封连接固定有短泵筒7，短泵筒7的直径小于动力泵筒4，短泵筒7上端与动力泵筒4之间设有短泵筒扶正套6，短泵筒扶正套6的内外环分别与短泵筒6和动力泵筒4螺纹连接且密封，短泵筒7下端位于中接头9内并与其螺纹连接且密封。

第二筛管8套设在短泵筒7外，且第二筛管8的上下端分别延伸到短泵筒扶正套6和中接头9。

外密封插头1以及直通上接头2内形成通道A；油管与中心管之间形成环形的通道B1，直通上接头2以及动力泵筒4与外管10之间形成环形的通道B1，排采泵筒13以及加长管14与外管之间形成环形的通道B3，通道B1和通道B2连通。中接头9上设有中接头轴向通孔，通道B2和通道B3通过中接头轴向通孔连通。

活塞组件包括动力柱塞5、长活塞杆11和排采柱塞12，活塞组件在泵筒组件内可往复运动。

动力柱塞5安装于动力泵筒4内并与其滑动密封连接，排采活塞12安装于排采泵筒13内并与其滑动密封连接，长活塞杆11的上端与动力柱塞5螺纹连接且密封，长活塞杆11的下端与排采柱塞12螺纹连接且密封；同时，长活塞杆11位于短泵筒7内并与其滑动密封连接。

本实施例中，动力柱塞5与动力泵筒4、长活塞杆11与短泵筒7及排采柱塞12与排采泵筒13配合间隙很小且配合面较长（配合长度0.4-1米），在此长距离的配合间隙节流作用下形成间隙密封。

动力柱塞5上设有轴向贯穿的第一流道，长活塞杆11上设有轴向贯穿的第二流道，排采活塞12上设有轴向延伸且上端开口、下端封闭的第三流道，第一流道、第二流道和第三流道连通。

排采活塞12上设有径向布置的洗井孔E，洗井孔E内端与第三流道连通，洗井孔E外端贯穿排采活塞12。

动力泵筒4在动力柱塞5以上形成泵腔K，泵腔K连通通道A和第一流道。

动力泵筒4在动力柱塞5以下和短泵筒扶正套6以上形成泵腔C2，动力泵筒4在短泵筒扶正套6以下和中接头9以上形成泵腔C1，泵腔C2和泵腔C1连通，泵腔C1与通道B2连通。本实施例中，动力泵筒4下端与中接头9上下间隔设置形成排液通道d，泵腔C与通道B2通过排液通道d连通。短泵筒扶正套6上设有扶正套轴向通孔，扶正套轴向通孔位于第二筛管8内，泵腔C2和泵腔C1通过扶正套轴向通孔连通。

排采泵筒13在排采活塞12以上和中接头9以下形成泵腔H，长活塞杆11上设有连通孔D，泵腔H通过连通孔D与第二流道连通。

加长管14内形成泵腔F，下接头17内的上部形成泵腔G1，泵腔F和泵腔G1通过第三筛管15分隔。下接头17内的下部形成泵腔G2，泵腔G1和泵腔G2通过进出液通道a连通；下接头17下端口设有固定阀18，固定阀18为从井筒到泵腔G2单向导通。

下接头17上还设有排液通道b，排液通道b连通泵腔G2和通道B3，且排液通道b处设有排液阀16，排液阀16为从泵腔G2到排液通道b单向导通。

柱塞组件在泵筒组件内做上下往复运动，动力柱塞5上端面与第一筛管3相碰时为上止点，排采柱塞12下端面与第三筛管15相碰时为下止点，上下止点之间的距离为泵的冲程。

本实用新型的工作原理如下：

上行：井下泵组下入井内，由无杆排采地面设备将高压水由油管与中心管之间的环形通道B1注入，同时与外密封插头1连接的中心管通道A在地面设备的控制下放空，由油管与中心管组成的通道B1注入的高压水经过第二筛管8过滤后由短泵筒扶正套6的扶正套轴向通孔进入泵腔C2内，作用在动力柱塞5与长活塞杆11的面积差上，推动动力柱塞5上行，动力柱塞5通过长活塞杆11带动排采柱塞12上行，此时排液阀16关闭，固定阀18打开，对井筒地层液体进行抽吸，含杂质的液体经过泵腔G2和进出液通道a，进入泵腔G1内，第三筛管15过滤后进入泵腔F内，杂质被阻挡在泵腔G1内，进入排采泵筒13的杂质很少或者没有。动力柱塞5上行到与第一筛管3下端相碰，上行程结束，吸油完成。

下行：无杆排采地面设备将高压水中心管通道A内注入，同时油管与中心管组成的通道B3在地面设备控制下放空，高压水经过外密封插头1、直通上接头2及第一筛管3过滤后进入动力泵筒4内，此时排采柱塞12上的洗井孔E被排采泵筒13密封，动力泵筒4上部的高压水作用在动力柱塞5完整的圆形面积上，产生向下推力，同时此高压水通过长活塞杆11下部连通孔孔D作用在排采柱塞12上端面上，产生向下推力，在这两个合力的作用下柱塞组件下行。 泵腔F内的液体经过第三筛管13进入G1腔内，携带上行时沉积的杂质由进出液通道a进入排液阀16、固定阀18之间，在此压力下固定阀18关闭，排液阀16打开。由排液通道b进入通道B3及通道B2，最后进入油管与中心管组成的通道B1，从而排出到地面设备水箱内。下行到排采柱塞12上的连通孔D露出排采泵筒13，失去密封，由通道A注入的高压水卸压，柱塞失去推力，停止下行。

洗井功能：排采柱塞12上的洗井孔E露出排采泵筒13，地面设备持续由通道A注入，此注入液体以洗井孔E流出，由泵腔F、泵腔G1、进出液通道a、泵腔G2、排液通道b进入通道B3及通道B2，油管与中心管组成的通道B1，流回到地面设备水箱，完成洗井，高速水流将大部分井内杂质冲出到地面水箱内。

本实用新型中，第一筛管3、第二筛管8和第三筛管15可将注入液体、井内地层液内的杂质及钢制管材产生的铁锈进行阻挡，保证泵筒与柱塞运行介质清洁，不发生卡泵现象。

同时，排采柱塞12上有洗井孔E，保证高效运行的同时可实现大排量洗井，高速大排量洗井可携带更多的杂质。

本实用新型可以在保证外形尺寸不变的情况下，增加泵排量。

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 (10)

1.一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵，其特征在于：包括泵筒组件和活塞组件，其中：

泵筒组件包括外密封插头、直通上接头、动力泵筒、短泵筒、中接头、外管、排采泵筒、加长管、第一筛管、第二筛管和第三筛管，泵筒组件随油管下入井筒内固定不动；

外密封插头上端与中心管密封连接固定，外密封插头下端与直通上接头密封连接固定，直通上接头的下端口设有第一筛管；直通上接头与动力泵筒密封连接固定，并安装固定于外管内的上半部；排采泵筒下端与加长管密封连接固定，加长管的直径大于排采泵筒，排采泵筒与加长管安装固定于外管内的下半部，加长管的下端口设有第三筛管；外管中部与中接头密封连接固定，排采泵筒上端与中接头密封连接固定；加长管与外管下端同时与下接头密封连接固定；

动力泵筒向下同轴密封连接固定有短泵筒，短泵筒的直径小于动力泵筒，短泵筒上端与动力泵筒之间设有短泵筒扶正套，短泵筒下端位于中接头内并与其密封连接固定；第二筛管套设在短泵筒外，且第二筛管的上下端分别延伸到短泵筒扶正套和中接头；

外密封插头以及直通上接头内形成通道A；油管与中心管之间形成环形的通道B1，直通上接头以及动力泵筒与外管之间形成环形的通道B1，排采泵筒以及加长管与外管之间形成环形的通道B3，通道B1、通道B2和通道B3连通；

活塞组件包括动力柱塞、长活塞杆和排采柱塞，活塞组件在泵筒组件内可往复运动；

动力柱塞安装于动力泵筒内并与其滑动密封连接，排采活塞安装于排采泵筒内并与其滑动密封连接，长活塞杆的上端与动力柱塞固定连接，长活塞杆的下端与排采柱塞固定连接；同时，长活塞杆位于短泵筒内并与其滑动密封连接；

动力柱塞上设有轴向贯穿的第一流道，长活塞杆上设有轴向贯穿的第二流道，排采活塞上设有轴向延伸且上端开口、下端封闭的第三流道，第一流道、第二流道和第三流道连通；

排采活塞上设有径向布置的洗井孔E，洗井孔E内端与第三流道连通，洗井孔E外端贯穿排采活塞；

动力泵筒在动力柱塞以下和短泵筒扶正套以上形成泵腔C2，动力泵筒在短泵筒扶正套以下和中接头以上形成泵腔C2，泵腔C2和泵腔C1连通，泵腔C1与通道B2连通；

排采泵筒在排采活塞以上和中接头以下形成泵腔H，长活塞杆上设有连通孔D，泵腔H通过连通孔D与第二流道连通；

加长管内形成泵腔F，下接头内的上部形成泵腔G1，泵腔F和泵腔G1通过第三筛管分隔；下接头内的下部形成泵腔G2，泵腔G1和泵腔G2通过进出液通道a连通；下接头下端口设有固定阀，固定阀为从井筒到泵腔G2单向导通；

下接头上还设有排液通道b，排液通道b连通泵腔G2和通道B3，且排液通道b处设有排液阀，排液阀为从泵腔G2到排液通道b单向导通。

2.根据权利要求1所述的一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵，其特征在于：所述短泵筒扶正套上设有扶正套轴向通孔，扶正套轴向通孔位于第二筛管内；泵腔C2和泵腔C1通过扶正套轴向通孔连通。

3.根据权利要求1所述的一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵，其特征在于：所述中接头上设有中接头轴向通孔。

4.根据权利要求1所述的一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵，其特征在于：所述动力泵筒下端与中接头上下间隔设置形成排液通道d，泵腔C与通道B2通过排液通道d连通。

5.根据权利要求1所述的一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵，其特征在于：所述动力柱塞与动力泵筒、长活塞杆与短泵筒及排采柱塞与排采泵筒形成间隙密封。

6.根据权利要求1所述的一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵，其特征在于：所述外密封插头为与直通上接头为内插或外插连接。

7.根据权利要求1所述的一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵，其特征在于：所述短泵筒扶正套的内外环分别与短泵筒和动力泵筒螺纹连接且密封。

8.根据权利要求1所述的一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵，其特征在于：所述直通上接头与动力泵筒螺纹连接，短泵筒下端与中接头螺纹连接且密封，中接头下部插入排采泵筒孔内依靠密封件密封，排采泵筒与加长管螺纹连接且密封，加长管和外管与下接头螺纹连接且密封。

9.根据权利要求1所述的一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵，其特征在于：所述外管中部与中接头螺纹连接且密封。

10.根据权利要求1所述的一种无杆排采系统井下大排量外排液单作用泵，其特征在于：所述动力柱塞与长活塞杆上端螺纹连接，长活塞杆下端与排采柱塞螺纹连接且密封。