CN2285832Y - 四凡尔管式抽油泵 - Google Patents

Abstract

一种石油开采用的四凡尔管式抽油泵,它的抽油管道内有游动活塞及其下方的固定活塞。游动活塞组成包括上凡尔罩,罩壳内有钢球,钢球下方为嵌在罩壳中可上下移动的空心小活塞,小活塞下方为钢球,钢球下方为下球座。固定活塞的结构和游动活塞相似,也包括上凡尔罩、小活塞,小活塞上、下各有一个钢球,下钢球下方为下球座。本实用新型具有上、下活塞中双球同启和双球同闭的特点,密封性能好,抽油效率高。

Description

四凡尔管式抽油泵

本实用新型涉及一种油田机械采油用的四凡尔管式抽油泵。

在现有技术中，用于石油开采的油田机械采油抽油泵普遍采用三凡尔式抽油泵，它的结构包括工作筒、内衬钢套，它们构成抽油管道，管道内有与钢套内径相匹配的游动活塞，游动活塞上部旁侧开有出油孔，出油孔和抽油管道相通，游动活塞顶部和抽油杆相接，抽油杆和地面的升降机相连。游动活塞中有上、下两个钢球，两个钢球下方各有环状球座。游动活塞的下方有由环状球座和球座上方的钢球组成的凡尔，钢球上方有固定圆盘，圆盘上有通油孔。当抽油泵活塞下冲程吸油时，管道内原油加上抽油杆重量大于油层中原油的流动压力，固定圆盘下方的钢球受上面压力作用座落在其下方的环状球座上，下凡尔关闭，游动活塞和下凡尔之间的原油压力上升，向上顶开游动活塞中两个环形球座上方的两个钢球，原油向上冲入抽油管道内。当游动活塞上冲程时，游动活塞中两个钢球向下分别座落在环形球座上，游动活塞关闭，游动活塞和下凡尔之间形成局部空间，它们之间压力小于地层原油的压力，地层原油顶开下凡尔固定环形球座上的钢球，下凡尔打开，地层原油进入泵内。这样不断往复工作，形成抽油过程。

三凡尔式抽油泵的下凡尔为单球密封，容易引起原油泄漏。一般情况下，游动活塞中的两个钢球中上球起封密作用，下球不起作用，只有当上球密封泄漏较大时，下球才起密封作用，所以实际上，游动活塞中还是单球密封，密封性能较差，易引起原油泄漏，因此泵效不高。

本实用新型的目的是提供一种密封性能好，抽油效率高，上、下活塞中双球同启和双球同闭的四凡尔管式抽油泵。

本实用新型是这样实现的，这种油田机械采油用的四凡尔管式抽油泵包括工作筒、工作筒内衬钢套，构成抽油管道，管道内有与钢套内径相匹配的游动活塞，游动活塞上部旁侧开有出油孔，游动活塞顶部和抽油杆相接，抽油杆和地面的升降机相连，其特点是：游动活塞上部有圆柱形上凡尔罩，上凡尔罩的上、下圆盘中间各开有圆孔，上圆盘上还有通油孔，通油孔与游动活塞上部的抽油管道相通，上凡尔罩的内腔中有钢球，下圆盘圆孔中嵌有可上下移动的圆柱形小活塞，小活塞中部有凸起的圆柱形限位台阶，小活塞中间为圆形通油管，限位台阶下方的小活塞圆柱体侧旁开有进油孔，其与通油管相通，小活塞下方有钢球，其下方为环状下球座，在游动活塞的下方有固定在抽油管道管壁上的固定活塞，固定活塞的结构和上述游动活塞的结构相似，其组成包括上凡尔罩，上凡尔罩的上、下圆盘中间各开有圆孔，上圆盘上还有通油孔，其与活塞上部的抽油管道相通，上凡尔罩的内腔中有钢球，下圆盘圆孔中嵌有可上下移动的圆柱形小活塞，小活塞中部有凸起的圆柱形限位台阶，小活塞中间为圆形通油管，限位台阶下方的小活塞圆柱体侧旁开有进油孔，其与通油管相通，小活塞下方有钢球，其下方为环状下球座，下球座下方连接尾管。其工作原理是：游动活塞和固定活塞中的四个钢球、环状下球座和小活塞的通油管的进出口构成四个凡尔。当四凡尔管式抽油泵的游动活塞下冲程吸油时，游动活塞向下移动，管道内原油加抽油杆重量大于油层中原油的流动压力，固定活塞中的上钢球座封小活塞通油管的出口，同时，下钢球座封环状下球座，固定活塞中两凡尔同时关闭。这时，游动活塞和固定活塞之间的原油压力上升，顶开环形球座上的钢球，小活塞向上移动，由于限位台阶卡在上凡尔罩下端面，小活塞停止不动，原油经小活塞通油管顶开管口钢球，游动活塞中两个凡尔同时开启，原油经上凡尔罩上的出油孔冲入抽油管道内。反之，当抽油泵游动活塞上冲程时，游动活塞中上钢球受通油管内原油压力作用座封在小活塞通油管出口上，小活塞下行，压住下钢球，座封于环状下球座上，游动活塞中两个凡尔同时关闭。游动活塞和固定活塞之间形成空间，它们之间的压力小于地层原油压力，地层油流经尾管顶开固定活塞环形下球座上的钢球，使固定活塞的小活塞上移，限位台阶卡在上凡尔罩下端面，油流从小活塞进口经小活塞通油管顶开上方钢球，固定活塞的两个凡尔同时开启，地层原油进入泵内，填补游动活塞和固定活塞之间的空间。这样不断往复工作形成抽油过程。由于游动活塞中的两个凡尔和固定活塞中两个凡尔双启双闭，开关迅速，密封性能比三凡尔抽油泵提高一倍，抽油泵的抽油效率提高10-20％。

本实用新型的游动活塞的上凡尔罩上面的活塞段表面和小活塞下面的活塞段表面开有与水平呈45°角的螺旋形流砂槽，流砂槽内分布进砂孔，进砂孔和游动活塞的内部通油管相通。游动活塞在上、下冲程工作时，原油中的砂子进入活塞段表面的流砂槽，再从流砂孔进活塞内腔，随原油一起抽吸至地面通油管，避免了砂子对活塞和钢套之间的磨损。流砂槽的螺旋式45°的走向使原油中的砂子容易进入防砂槽。增强防砂能力。延长了活塞和钢套的使用寿命。

本实用新型的游动活塞和固定活塞中的小活塞和上凡尔罩之间安装有“O”型橡胶密封圈。“O”型橡胶密封圈增强上凡尔罩和小活塞之间的密封性能，减少泄漏，提高抽油效率。

本实用新型适用于油田的井下石油开采。

本实用新型与现有技术比较，具有如下优点：一、游动活塞中的两个凡尔和固定活塞中的两个凡尔双启双闭，开关迅速，密封性能比三凡尔抽油泵提高一倍，抽油效率提高10-20％。二、由于在游动活塞表面开有流砂槽和进砂孔，避免了原油中砂子对活塞和钢套的磨损，延长了泵的使用寿命，使用平均周期超过3年，比三凡尔式抽油泵使用寿命增长2年。三、使用寿命长，减少了停产检修时间，节约人力、电力、财力和原材料。

现结合附图对本实用新型的一个实施例作具体说明。

图1是本实用新型下冲程时的结构示意图

图2是本实用新型上冲程时的结构示意图

图3是本实用新型下冲程时的工作原理示意图

图4是本实用新型上冲程时的工作原理示意图

图中，泵内箭头表示原油的流动方向，泵外箭头表示游动活塞移动方向。

图中标号表示：

1-抽油杆，2-钢套，    3-出油孔，  4-工作筒，

5-通油机，6-钢球，    7-上凡尔罩，8-小活塞通油管，

9-“O”型橡胶密封圆， 10-进油孔， 11-钢球，

12-流砂槽，13-进砂孔，14-通油孔， 15-上凡尔罩，

16-钢球    17-小活塞，18-限位台阶，

19-进油孔，20-钢球，  21-环状下球座，

22-圆孔，23-小活塞通油管，24-固定活塞，

25-圆孔，26-环状下球座，  27-限位台阶，

28-圆孔，29-小活塞，30-游动活塞，31-圆孔。

下面是本实用新型的一个最佳实施例(参见附图)。

一种油田采油用的四凡尔管式抽油泵，包括工作筒〔4〕，内衬钢套〔2〕，它们构成抽油管道。钢套〔2〕的内径为φ56mm。管道内有与钢套内径相匹配的游动活塞〔30〕，它的上部旁侧开有出油孔〔3〕，游动活塞〔30〕顶部和抽油杆〔1〕相接。游动活塞〔30〕上部有上凡尔罩〔7〕，上凡尔罩〔7〕的外径为φ55mm，它的上、下圆盘中间各开有圆孔〔31〕、〔28〕，上圆盘上还有通油孔〔5〕，它与抽油管道相通。上凡尔罩〔7〕内腔有钢球〔6〕，下圆盘圆孔〔28〕中嵌有可上、下移动的小活塞〔29〕，它的外径为φ41mm，其中部有圆柱形限位台阶〔27〕，小活塞〔29〕中间为φ30mm的通油管〔8〕，小活塞〔29〕侧旁开有进油孔〔10〕，它与通油管〔8〕相通。小活塞〔29〕下方有钢球〔11〕，其下方为环状下球座〔26〕，钢球〔6〕和钢球〔11〕的直径为φ30mm。游动活塞〔30〕的下方有固定活塞〔24〕，固定活塞〔24〕的结构和上述游动活塞〔30〕的结构相似，其组成包括上凡尔罩〔15〕，它的上、下圆盘中间有圆孔〔25〕、〔22〕，上圆盘上还有通油孔〔14〕。上凡尔罩〔15〕的内腔中有钢球〔16〕，圆孔〔22〕中嵌有小活塞〔17〕，它的外径为φ45mm，其中部为限位台阶〔18〕，小活塞〔17〕中间为φ34mm的通油管〔23〕，小活塞〔17〕侧旁开有进油孔〔19〕，其与通油管〔23〕相通，小活塞〔17〕下方有钢球〔20〕，其下方为环状下球座〔21〕，钢球〔16〕和〔20〕的直径为φ38mm，下球座〔21〕下方连接尾管。游动活塞〔30〕的表面开有与水平呈45°角的螺旋形流砂槽〔12〕，流砂槽〔12〕内分布进砂孔〔13〕。小活塞〔29〕和上凡尔罩〔7〕之间以及小活塞〔17〕和上凡尔罩〔15〕之间安装有“O”型橡胶密封圈〔9〕。

Claims (3)

1、一种油田机械采油用的四凡尔管式抽油泵，包括工作筒〔4〕，工作筒〔4〕内衬钢套〔2〕。构成抽油管道，管道内有与钢套〔2〕内径相匹配的游动活塞〔30〕，游动活塞〔30〕上部旁侧开有出油孔〔3〕，游动活塞〔30〕顶部和抽油杆〔1〕相接，抽油杆〔1〕和地面的升降机相连，其特征在于：游动活塞〔30〕上部有圆柱形上凡尔罩〔7〕，上凡尔罩〔7〕的上、下圆盘中间各开有圆孔〔31〕、〔28〕，上圆盘上还有通油孔〔5〕，通油孔〔5〕与游动活塞〔30〕上部的抽油管道相通，上凡尔罩〔7〕的内腔中有钢球〔6〕，下圆盘圆孔〔28〕中嵌有可上、下移动的圆柱形小活塞〔29〕，小活塞〔29〕中部有凸起的圆柱形限位台阶〔27〕，小活塞〔29〕中间为圆柱形通油管〔8〕，限位台阶〔27〕下方的小活塞圆柱体侧旁开有进油孔〔10〕，其与通油管〔8〕相通，小活塞〔29〕下方有钢球〔11〕、其下方为环状球座〔26〕，在游动活塞〔30〕的下方有固定在抽油管道管壁上的固定活塞〔24〕，固定活塞〔24〕的结构和上述游动活塞〔30〕的结构相似，其组成包括上凡尔罩〔15〕，上凡尔罩〔16〕的上、下圆盘中间各开有圆孔〔25〕、〔22〕，上圆盘上还有通油孔〔14〕。其与活塞〔24〕上部的抽油管道相通，上凡尔罩〔15〕的内腔中有钢球〔16〕，下圆盘圆孔〔22〕中嵌有可上下移动的圆柱形小活塞〔17〕，小活塞〔17〕中部有凸起的圆柱形限位台阶〔18〕。小活塞〔17〕中间为圆形通油管〔23〕，限位台阶下方的小活塞〔17〕圆柱体侧旁开有进油孔〔19〕，其与通油管〔23〕相通，小活塞〔17〕下方有钢球〔20〕，其下方为环状下球座〔21〕，下球座〔21〕下方连接尾管。

2、如权利要求1所述的四凡尔管式抽油泵，其特征在于：游动活塞〔30〕的上凡尔罩〔7〕上面的活塞段表面和小活塞〔29〕下面的活塞段表面开有与水平呈45°角的螺旋形流砂槽〔12〕，流砂槽〔12〕内有分布进砂孔〔13〕进砂孔〔13〕和游动活塞〔30〕的内部通油管相通。

3、如权利要求1所述的四凡尔管式抽油泵，其特征在于：游动活塞〔30〕和固定活塞〔24〕中的小活塞〔29〕、〔17〕和上凡尔罩〔7〕、〔15〕之间安装有“O”型橡胶密封圈〔9〕。

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