一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵的制作方法
【專利摘要】一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，泵筒上接箍與泵筒相連，泵筒與泵筒下接箍相連，泵筒下接箍通過加長短節(jié)與固定閥接頭相連，固定閥接頭通過固定閥罩與尾管接頭相連；在泵筒上接箍與泵筒的內(nèi)腔中設(shè)有拉桿，拉桿與閥桿異徑接頭相連，拉桿與閥桿導(dǎo)向接頭相連，閥桿導(dǎo)向接頭與機械閥拉桿相連，機械閥拉桿與導(dǎo)向錐閥相連，導(dǎo)向錐閥與機械閥座配合，機械閥座通過閥座接頭與下磨損環(huán)相連，柱塞心軸與柱塞上接頭相連；拉桿帶動機械閥拉桿向上運動，導(dǎo)向錐閥上移并與機械閥座嚙合，柱塞總成上移，固定閥球打開，井水從螺旋出口進入泵內(nèi)，防止煤粉聚集；導(dǎo)向錐閥與機械閥座強制分離，泵筒內(nèi)的液體通過過流槽進入油管，不卡泵、不堵塞和檢泵周期長。
【專利說明】一種煤層氣機械閥防堵防氣排水栗
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤層氣開采領(lǐng)域，特別涉及一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵。
【背景技術(shù)】
[0002]煤層氣又稱煤層瓦斯，是煤層在地質(zhì)史漫長的煤化過程中生成的以甲烷為主的天然氣。我國煤層氣資源儲量豐富，將煤層氣作為一種新型清潔能源和優(yōu)質(zhì)的化工原料進行開發(fā)利用，不但可以緩解我國緊張的能源需求，減少煤礦事故發(fā)生，還能減少溫室氣體的排放，實現(xiàn)綠色開采。
[0003]煤層氣排采需要一個連續(xù)降壓的過程，將盡量大范圍的煤層通過排水降低壓力，使煤層內(nèi)大量的吸附氣脫離煤層基質(zhì)的束縛進入煤層割理、裂隙系統(tǒng)或壓裂裂縫，最后進入井筒產(chǎn)出。目前排水作用主要采用常規(guī)油氣田使用的有桿抽油泵，該結(jié)構(gòu)受井水中攜出的煤粉影響較大，經(jīng)常出現(xiàn)卡泵、堵塞現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為:1)進入油管內(nèi)的煤粉顆粒沉降后，容易在柱塞與泵筒間隙內(nèi)堆積，加快泵筒磨損和卡泵幾率；2)游動閥和固定閥容易把煤粉堵塞，造成排水泵失效，縮短了檢泵周期，維修費用大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，解決現(xiàn)有抽油泵受煤層氣井水煤粉影響而產(chǎn)生的卡泵、堵塞情況，具有不卡泵、不堵塞和檢泵周期長的特點。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，包括有泵筒上接箍，泵筒上接箍下端與泵筒相連，泵筒下端與泵筒下接箍相連，泵筒下接箍通過加長短節(jié)與固定閥接頭相連，固定閥接頭通過固定閥罩與尾管接頭相連；在泵筒上接箍與泵筒的內(nèi)腔中設(shè)有拉桿，拉桿的上端與閥桿異徑接頭相連，拉桿的下端與閥桿導(dǎo)向接頭相連，閥桿導(dǎo)向接頭下端與機械閥拉桿相連，機械閥拉桿與導(dǎo)向錐閥相連，導(dǎo)向錐閥與設(shè)在閥桿導(dǎo)向接頭外的機械閥座相互配合，實現(xiàn)機械開閉，機械閥座上端連有閥座接頭，閥座接頭的上端通過鎖緊螺母與下磨損環(huán)相連，下磨損環(huán)上端通過隔離環(huán)、密封環(huán)與上磨損環(huán)相連，上磨損環(huán)上方的柱塞心軸與柱塞上接頭相連，位于閥桿導(dǎo)向接頭下端；
所述的拉桿、閥桿導(dǎo)向接頭、機械閥拉桿和導(dǎo)向錐閥組成泵內(nèi)拉桿總成，能隨抽油桿上下運動，為排水泵提供動力來源。
[0006]所述的柱塞上接頭、柱塞心軸、上磨損環(huán)、密封環(huán)、隔離環(huán)、下磨損環(huán)、鎖緊螺母、閥座接頭和機械閥座組成軟密封柱塞總成，軟密封材質(zhì)與所述泵筒形成柔性摩擦且能對間隙處的煤粉形成包容，減小了所述泵筒磨損和卡泵幾率，所述的軟密封柱塞總成上的機械閥座在所述拉桿的帶動下實現(xiàn)與導(dǎo)向錐閥的機械啟閉，達到抽汲和排出井水的作用；
所述的閉式固定閥罩和防砂罩組成固定閥罩，防砂罩連接在閉式固定閥罩上端，所述的防砂罩上開有3個旋轉(zhuǎn)出液口，不但能夠防止泵筒內(nèi)煤粉沉降入閉式固定閥罩內(nèi)，還能在上沖程時對吸入的井水產(chǎn)生向上的旋流作用，沖刷閥罩上方沉積的煤粉。[0007]所述的軟密封柱塞總成和拉桿總成均在所述的泵筒內(nèi)運動，所述柱塞心軸與機械閥拉桿之間形成流通環(huán)空，所述的機械閥座與柱塞心軸連接，位于導(dǎo)向錐閥的上端。
[0008]所述的泵筒上端螺紋連接泵筒上接箍，所述泵筒下端通過螺紋連接泵筒下接箍。
[0009]所述的泵筒下接箍下端通過錐螺紋連接所述的加長短節(jié)，加長短節(jié)與固定閥接頭錐螺紋連接。
[0010]所述閉式固定閥罩與所述固定閥接頭螺紋連接，防砂罩下端螺紋連接閉式固定閥罩的上端，防砂罩上開有3個螺旋出液口，閉式固定閥罩內(nèi)部設(shè)有固定閥球，固定閥座在固定閥球下方，尾管接頭與閉式固定閥罩下端螺紋連接。
[0011]所述的閥桿異徑接頭與拉桿上端螺紋連接，并由上緊固螺母鎖緊。
[0012]所述的拉桿下端螺紋連接閥桿導(dǎo)向接頭，由下固定螺母鎖緊。
[0013]所述的閥桿導(dǎo)向接頭均勻開有3個過流槽，其外壁面具有扶正作用，閥桿導(dǎo)向接頭下端與機械閥拉桿螺紋連接。
[0014]所述的導(dǎo)向錐閥上端外壁面處為錐面結(jié)構(gòu)，能夠與機械閥座形成良好座封，其外壁均勻開有3個導(dǎo)流槽，與機械閥拉桿螺紋連接。
[0015]所述柱塞心軸上自上而下依次安裝有上磨損環(huán)、密封環(huán)；隔離環(huán)、下磨損環(huán)、鎖緊螺母、閥座接頭和機械閥座，密封環(huán)為高分子復(fù)合材料。
[0016]本發(fā)明實施提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是，本發(fā)明相比與現(xiàn)有技術(shù):
I)設(shè)計機械錐閥結(jié)構(gòu)代替的常規(guī)游動閥結(jié)構(gòu)，將軟密封柱塞總成與拉桿總成分離，在軟密封柱塞總成下端設(shè)計機械閥座，可以在拉桿運動時帶動導(dǎo)向錐閥與機械閥座開啟關(guān)閉，優(yōu)點在于依靠抽油桿動力實現(xiàn)錐閥的強制啟閉，下沖程時及時釋放氣體，不但可以防止氣鎖，還能避免常規(guī)球閥依靠自身重力啟閉時受煤粉粘黏而不能正常啟閉等問題。
[0017]2)柱塞為軟密封柱塞，密封環(huán)與柱塞小間隙配合，柱塞往復(fù)運動時密封環(huán)膨脹實現(xiàn)液力自緊密封及磨損量自動補償，同時對間隙處的煤粉起到包容作用，避免了煤粉與泵筒的剛性磨損，不但提高了柱塞與泵筒的耐磨性，還能夠減小排水泵的漏失。
[0018]3)固定閥罩上部設(shè)計了防砂罩，可以防止泵筒中的煤粉直接落入固定閥罩內(nèi)，同時防砂罩的螺旋出液口可使井水產(chǎn)生旋流，沖刷防砂罩周圍沉積的煤粉，使其隨井水向上運動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為圖1中A-A向的剖視圖。
[0021 ] 圖3為圖1中B-B向的剖視圖。
[0022]圖4為圖1中C-C向的剖視圖。
[0023]圖5為本發(fā)明的工作原理示意圖，其中圖5 (a)為上沖程原理圖；5 (b)下沖程原理圖。
[0024]圖中:1-閥桿異徑接頭；2_泵筒上接箍；3_上緊固螺母；4-拉桿；5-泵筒；6-下緊固螺母-J-閥桿導(dǎo)向接頭；8_機械閥拉桿；9_柱塞上接頭；10_柱塞心軸；11_上磨損環(huán)；12_密封環(huán)；13_隔離環(huán)；14_下磨損環(huán)；15_鎖緊螺母；16_閥座接頭；17_機械閥座；18-導(dǎo)向錐閥；19-泵筒下接箍；20_加長短節(jié)；21_固定閥接頭；22_防砂罩；23_閉式固定閥罩；24_固定閥球；25_固定閥座；26_尾管接頭；27_螺旋出液口 ；28_柱塞內(nèi)部流動環(huán)空；29_過流槽。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進一步的詳細描述。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，外部整體由泵筒上接箍2、泵筒5、泵筒下接箍19、加長短節(jié)20、固定閥接頭21、固定閥罩23和尾管接頭26組成，泵筒上接箍2下端與泵筒5相連，泵筒5下端與泵筒下接箍19相連，泵筒下接箍19通過加長短節(jié)20與固定閥接頭21相連，固定閥接頭21通過固定閥罩23與尾管接頭26相連；泵內(nèi)拉桿總成由拉桿4、閥桿導(dǎo)向接頭7、機械閥拉桿8、導(dǎo)向錐閥18連接組成，能隨抽油桿上下運動,為排水泵提供動力來源；軟密封柱塞總成是由柱塞上接頭9、柱塞心軸10、上磨損環(huán)11、密封環(huán)12、隔離環(huán)13、下磨損環(huán)14、鎖緊螺母15、閥座接頭16和機械閥座17組成，軟密封材質(zhì)與泵筒5形成柔性摩擦且能對間隙處的煤粉形成包容，減小了泵筒磨損和卡泵幾率，軟密封柱塞總成上的機械閥座17在拉桿4的帶動下實現(xiàn)與導(dǎo)向錐閥18的機械啟閉，達到抽汲和排出井水的作用；所述的固定閥罩由閉式固定閥罩23和防砂罩22組成，防砂罩22上開有3個旋轉(zhuǎn)出液口，不但能夠防止泵筒5內(nèi)煤粉沉降入閉式固定閥罩23內(nèi)，還能在上沖程時對吸入的井水產(chǎn)生向上的旋流作用，沖刷閥罩上方沉積的煤粉。
[0027]所述的軟密封柱塞總成和拉桿總成均在所述的泵筒5內(nèi)運動，柱塞心軸10與機械閥拉桿8之間形成流通環(huán)空，機械閥座17與柱塞心軸10連接，位于導(dǎo)向錐閥18的上端，柱塞上接頭9與柱塞心軸10連接，位于閥桿導(dǎo)向接頭7下端，防砂罩22連接在閉式固定閥罩23上端，閉式固定閥罩23通過加長短節(jié)20連接在泵筒5的下端。
[0028]所述的泵筒5上端螺紋連接泵筒上接箍2，所述泵筒5下端通過螺紋連接泵筒下接箍19。
[0029]所述的泵筒下接箍19下端通過錐螺紋連接所述的加長短節(jié)20，所述加長短節(jié)20與所述的固定閥接頭21錐螺紋連接。
[0030]所述閉式固定閥罩23與所述固定閥接頭21螺紋連接，所述防砂罩22下端螺紋連接閉式固定閥罩23的上端，防砂罩22上開有3個螺旋出液口 27，如附圖4所示，所述固定閥球24在所述閉式固定閥罩23內(nèi)部，所述固定閥座25在所述固定閥球24下方，所述尾管接頭26與所述閉式固定閥罩23下端螺紋連接。
[0031]所述的閥桿異徑接頭I與拉桿4上端螺紋連接，并由上緊固螺母3鎖緊。
[0032]所述拉桿4下端螺紋連接閥桿導(dǎo)向接頭7，由下固定螺母6鎖緊。
[0033]所述的閥桿導(dǎo)向接頭7均勻開有3個過流槽29，如附圖2中A-A所示，其外壁面具有扶正作用，下端螺紋連接機械閥拉桿8。
[0034]所述的導(dǎo)向錐閥18上端外壁面為錐面結(jié)構(gòu)，能夠與機械閥座17形成良好座封，其外壁均勻開有3個導(dǎo)流槽，如附圖3所示，與機械閥拉桿8螺紋連接。
[0035]所述柱塞心軸10上自上而下依次安裝有所述的上磨損環(huán)11、密封環(huán)12 ;隔離環(huán)13、下磨損環(huán)14、鎖緊螺母15、閥座接頭16和機械閥座17，密封環(huán)為高分子復(fù)合材料。
[0036]本發(fā)明的工作原理: 參見附圖5,上沖程時,抽油桿帶動拉桿4向上運動,拉桿4通過閥桿導(dǎo)向接頭7帶動機械閥拉桿8向上運動，此時導(dǎo)向錐閥18上移并與柱塞心軸10下端的機械閥座17嚙合，泵筒5內(nèi)、導(dǎo)向錐閥18以下部位形成密封空間，隨著柱塞總成向上移動，泵筒5內(nèi)壓力降低，固定閥球24打開，井水通過閉式固定閥罩23，從防砂罩22的螺旋出口 27進入泵內(nèi)，通過沖刷加長短節(jié)20壁面，防止煤粉聚集。下沖程時，抽油桿帶動拉桿4向下運動，導(dǎo)向錐閥18與柱塞心軸10下端機械閥座17強制分離，泵筒5內(nèi)液體與柱塞內(nèi)部流動環(huán)空28的液體連通，閥桿導(dǎo)向接頭7下端的扶正環(huán)的下壁面接觸柱塞上接頭9的上端面，推動柱塞總成向下運動擠壓泵筒5內(nèi)的空間，泵筒5內(nèi)的液體通過導(dǎo)向錐閥18下端的導(dǎo)流通道進入柱塞內(nèi)部流動環(huán)空28，通過閥桿導(dǎo)向接頭7上的過流槽29進入油管。
[0037]綜上所示，本發(fā)明能夠能夠很好的解決煤層氣排采過程中煤粉卡泵、堵塞等情況，還能減小泵漏失量和泵筒磨損，延長了檢泵周期。本發(fā)明為煤層氣高效排采提供了一種有效手段，在煤層氣田的開發(fā)現(xiàn)場具有廣泛的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，包括有泵筒上接箍(2)，泵筒上接箍(2)下端與泵筒(5)相連，泵筒(5)下端與泵筒下接箍(19)相連，其特征在于，泵筒下接箍(19)通過加長短節(jié)(20)與固定閥接頭(21)相連，固定閥接頭(21)通過固定閥罩(23)與尾管接頭(26)相連；在泵筒上接箍(2)與泵筒(5)的內(nèi)腔中設(shè)有拉桿(4)，拉桿(4)的上端與閥桿異徑接頭(I)相連，拉桿(4)的下端與閥桿導(dǎo)向接頭(7)相連，閥桿導(dǎo)向接頭(7)下端與機械閥拉桿(8)相連，機械閥拉桿(8)與導(dǎo)向錐閥(18)相連，導(dǎo)向錐閥(18)與設(shè)在閥桿導(dǎo)向接頭(7)外的機械閥座(17)相互配合，機械閥座(17)上端連有閥座接頭(16)，閥座接頭(16 )的上端通過鎖緊螺母(15)與下磨損環(huán)(14)相連，下磨損環(huán)(14)上端通過隔離環(huán)(13)、密封環(huán)(12)與上磨損環(huán)(11)相連，上磨損環(huán)(11)上方的柱塞心軸(10)與柱塞上接頭(9)相連，位于閥桿導(dǎo)向接頭(7)下$而。
2.根據(jù)權(quán)利要求1一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，其特征在于，所述的拉桿(4)、閥桿導(dǎo)向接頭(7)、機械閥拉桿(8)和導(dǎo)向錐閥(18)組成泵內(nèi)拉桿總成，所述的閥桿導(dǎo)向接頭(7)均勻開有3個過流槽(29)，閥桿導(dǎo)向接頭(7)下端與機械閥拉桿(8)螺紋連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，其特征在于，所述的柱塞上接頭(9)、柱塞心軸(10)、上磨損環(huán)(11)、密封環(huán)(12)、隔離環(huán)(13)、下磨損環(huán)(14)、鎖緊螺母(15)、閥座接頭(16)和機械閥座(1 7)組成軟密封柱塞總成，軟密封柱塞總成上的機械閥座(17)在拉桿4的帶動下實現(xiàn)與導(dǎo)向錐閥(18)的機械啟閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，其特征在于，所述的閉式固定閥罩(23)和防砂罩(22)組成固定閥罩，防砂罩(22)連接在閉式固定閥罩(23)上端，所述的防砂罩(22)上開有3個旋轉(zhuǎn)出液口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，其特征在于，所述的軟密封柱塞總成和拉桿總成均在泵筒(5)內(nèi)運動，所述柱塞心軸(10)與機械閥拉桿(8)之間形成流通環(huán)空，機械閥座(17)與柱塞心軸(10)連接，位于導(dǎo)向錐閥(18)的上端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，其特征在于，所述的泵筒(5)上端螺紋連接泵筒上接箍(2)，所述泵筒(5)下端通過螺紋連接泵筒下接箍(19);所述的泵筒下接箍(19)下端通過錐螺紋連接所述的加長短節(jié)(20)，加長短節(jié)(20)與固定閥接頭(21)錐螺紋連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，其特征在于，所述閉式固定閥罩(23)與所述固定閥接頭(21)螺紋連接，防砂罩(22)下端螺紋連接閉式固定閥罩(23)的上端，防砂罩(22)上開有3個螺旋出液口(27)，閉式固定閥罩(23)內(nèi)部設(shè)有固定閥球(24)，固定閥座(25)在固定閥球(24)下方，尾管接頭(26)與閉式固定閥罩(23)下端螺紋連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，其特征在于，所述的閥桿異徑接頭(I)與拉桿(4)上端螺紋連接，并由上緊固螺母(3)鎖緊；所述的拉桿(4)下端螺紋連接閥桿導(dǎo)向接頭(7)，由下固定螺母(6)鎖緊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，其特征在于，所述的導(dǎo)向錐閥(18)上端外壁面處為錐面結(jié)構(gòu)，能夠與機械閥座(17)形成良好座封，其外壁均勻開有3個導(dǎo)流槽，與機械閥拉桿(8 )螺紋連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1一種煤層氣機械閥防堵防氣排水泵，其特征在于，所述的密封環(huán)(12)為高分子復(fù) 合材料。
【文檔編號】F04B47/12GK103452833SQ201310362260
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】屈文濤, 郭怡瀟, 袁比飛, 孫艷萍, 孫旭光 申請人:西安石油大學(xué)