蒸汽驅(qū)井用的柱塞總成及柱塞式抽油泵的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵，包括泵筒、固定閥組和柱塞總成，泵筒具有上下兩端開口的內(nèi)腔，泵筒的下端開設(shè)有入油口，泵筒的入油口與柱塞總成的第一入油孔相連通，泵筒的上端開設(shè)有出油口，泵筒的出油口與柱塞總成的第二出油孔相連通；固定閥組設(shè)置在泵筒的下部，其用于對泵筒的入油口進行關(guān)閉或?qū)?；柱塞總成在泵筒的?nèi)腔中沿豎直方向往復(fù)運動。本實用新型采用以上結(jié)構(gòu)，在柱塞體反復(fù)運動過程中，砂粒被帶出抽油泵，減少了砂粒在泵筒中的粘結(jié)，防止了由于砂粒而產(chǎn)生的磨損和腐蝕，減少了漏失提高了泵的生產(chǎn)效率；防止了由于泵筒的高溫而引起的各部件的變形造成的干涉；避免因為停止生產(chǎn)或更換部件產(chǎn)生的費用。
【專利說明】蒸汽驅(qū)井用的柱塞總成及柱塞式抽油泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及了一種應(yīng)用于蒸汽驅(qū)井舉升的采油裝備，尤其涉及一種蒸汽驅(qū)井用的柱塞總成及柱塞式抽油泵。
【背景技術(shù)】
[0002]蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵是采用蒸汽驅(qū)井法對原油進行開采的一種設(shè)備。蒸汽驅(qū)井法廣泛應(yīng)用于稠油或高凝油的開采。稠油是指浙青質(zhì)和膠質(zhì)含量較高、粘度較大的原油。高凝油是指凝固點在40°C以上，含蠟量高的原油。
[0003]在對稠油或高凝油進行開采時，一般會優(yōu)先使用蒸汽吞吐法。蒸汽吞吐法的基本工藝步驟如下:首先，向油井內(nèi)注入一定量的蒸汽；其次，關(guān)閉油井，使得蒸汽的熱能向油層擴散；最后，打開油井開采稠油。由于受到關(guān)閉油井時的壓強和空間的限制，因而注入蒸汽的數(shù)量有限。注入油層的蒸汽僅能對油井周圍的一小部分油層進行加熱。因此，該方法只能采出各個油井附近的稠油。當(dāng)油井之間的間隔較大時，便會產(chǎn)生死油區(qū)。死油區(qū)是指蒸汽吞吐法無法開采的區(qū)域。
[0004]在蒸汽吞吐法之后，往往會采用蒸汽驅(qū)井法。蒸汽驅(qū)井法能夠解決死油區(qū)中的稠油無法抽出的問題。蒸汽驅(qū)井法，或稱蒸汽驅(qū)法，是指在油井的附近設(shè)置一個注汽井，在注汽井中連續(xù)不斷的注入高溫蒸汽。蒸汽不斷加熱油層，可以大大降低稠油的粘度。同時，蒸汽作為載熱流體和驅(qū)動介質(zhì)，有利于驅(qū)趕原本位于死油區(qū)內(nèi)的降低粘度后的原油至油井附近。最后，利用柱塞式抽油泵將位于油井附近的原油從各個油井中抽出。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)中，柱塞式抽油泵包括泵筒、位于泵筒內(nèi)且可做往復(fù)運動的柱塞總成以及位于泵筒下方的固定閥。柱塞總成包括柱塞體以及位于柱塞體內(nèi)的游動閥。柱塞體可在泵筒內(nèi)沿泵筒長度方向做往復(fù)運動。柱塞體的外緣與泵筒的內(nèi)壁之間具有一定的間隙。這一間隙是必不可少的。在柱塞式抽油泵工作過程中，該間隙中會存有一定量的原油。
[0006]游動閥和固定閥將抽油泵分割為上腔、中腔和下腔三個部分。上腔是指位于游動閥上方的部分。中腔是指位于游動閥和固定閥之間的部分。下腔是指位于固定閥下方的部分。
[0007]在抽油泵中的柱塞體向上運動時，上腔中的原油被排出抽油泵。中腔的體積變大形成負壓腔，從而使得游動閥關(guān)閉和固定閥打開。此時，中腔和下腔開始吸油。在抽油泵中的柱塞體向下運動時，固定閥在其自身重力作用下關(guān)閉，中腔的體積變小而形成高壓腔，從而使得游動閥打開。中腔內(nèi)的原油通過游動閥進入上腔。反復(fù)上述兩個步驟，原油不斷從油井中被抽至地面。
[0008]但是，本發(fā)明人在經(jīng)過多次研究和實踐后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中的柱塞式抽油泵的生產(chǎn)效率較低。
實用新型內(nèi)容
[0009]經(jīng)過大量研究和實踐，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的柱塞式抽油泵的生產(chǎn)效率較低是由油井中含有砂粒和原油的高溫而引起的。
[0010]在油井開采過程中，油井附近的地層結(jié)構(gòu)容易遭到破壞，使得油井中產(chǎn)生大量砂粒。在蒸汽驅(qū)趕稠油過程中，地層中的砂粒伴隨著稠油的流動而被帶入各個油井內(nèi)。柱塞體在往復(fù)運動過程中，不僅會將稠油抽出，還必然會將砂粒帶出。帶出的砂粒附著在泵筒內(nèi)壁，凝結(jié)形成固體粘結(jié)物。傳統(tǒng)的柱塞式抽油泵，在柱塞體往復(fù)運動過程中，固體粘結(jié)物使得柱塞體外緣和泵筒內(nèi)壁進行反復(fù)的摩擦。泵筒和柱塞體在反復(fù)摩擦的過程中會產(chǎn)生磨損和劃傷。泵筒內(nèi)壁與柱塞體外緣的間隙變大。隨著間隙變大，稠油從間隙中的產(chǎn)生的漏失也隨之變大，這樣會導(dǎo)致泵的生產(chǎn)效率降低。此外，大部分蒸汽驅(qū)井中含有H2s。H2S容易對產(chǎn)生磨損的部位產(chǎn)生腐蝕。產(chǎn)生腐蝕后的抽油泵,泵的可用生產(chǎn)周期還會縮短。
[0011]蒸汽驅(qū)井法需要對油井內(nèi)注入高溫蒸汽。高溫蒸汽大幅提升了油井中原油的溫度。柱塞式抽油泵在工作過程中，柱塞體的溫度受到原油的影響維持在一個較高值。當(dāng)柱塞體的溫度超過材料的受熱極限值時，柱塞體會產(chǎn)生膨脹變形。當(dāng)柱塞體與泵筒的間隙過小時，膨脹后的柱塞體便會與泵筒產(chǎn)生摩擦。但是，一旦增大柱塞體和泵筒的間隙，抽油泵的密封性能會降低，原油便會從間隙中產(chǎn)生大量的漏失，泵的生產(chǎn)效率隨之降低。
[0012]本實用新型的實用新型目的在于，提供了一種蒸汽驅(qū)井用的柱塞總成和一種蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵，其生產(chǎn)效率高。
[0013]本實用新型公開了一種蒸汽驅(qū)井用的柱塞總成，包括沿豎直方向排布的第一柱塞單元、連接機構(gòu)和第二柱塞單元；其中，所述第一柱塞單元位于最下方，其包括第一柱塞體、第一下接頭、第一上接頭和第一游動閥組；所述第一柱塞體具有上下兩端開口的第一腔體，所述第一柱塞體具有第一柱塞體的下端面和第一柱塞體的外緣面，所述第一柱塞體的下端面與所述第一柱塞體的外緣面相鄰接且垂直，所述第一柱塞體的下端面與所述第一柱塞體的外緣面形成第一刮砂結(jié)構(gòu)；所述第一下接頭插設(shè)在所述第一柱塞體的下端，所述第一下接頭開設(shè)有第一入油孔，所述第一入油孔與所述第一柱塞體的第一腔體的下端相連通；所述第一上接頭插設(shè)在所述第一柱塞體的上端，所述第一上接頭開設(shè)有第一出油孔，所述第一出油孔與所述第一柱塞體的第一腔體的上端相連通；所述第一游動閥組設(shè)置在所述第一柱塞體的第一腔體中，其用于打開或關(guān)閉所述第一柱塞體的第一腔體；所述第二柱塞單元位于最上方，其包括第二柱塞體、第二上接頭、第二下接頭和第二游動閥組；所述第二柱塞體具有上下兩端開口的第二腔體，所述第二柱塞體具有第二柱塞體的上端面和第二柱塞體的外緣面，所述第二柱塞體的上端面與所述第二柱塞體的外緣面相鄰接且垂直，所述第二柱塞體的上端面與所述第二柱塞體的外緣面形成第二刮砂結(jié)構(gòu)；所述第二下接頭開設(shè)有第二入油孔，所述第二入油孔與所述第二柱塞體的第二腔體的下端相連通；所述第二上接頭的外壁上開設(shè)有第二出油孔，所述第二出油孔與所述第二柱塞體的第二腔體的上端相連通；所述第二游動閥組設(shè)置在所述第二柱塞體的第二腔體中，其用于打開或關(guān)閉所述第二柱塞體的第二腔體，所述第一游動閥組與所述第二游動閥組的導(dǎo)通方向相同；所述連接機構(gòu)設(shè)置在所述第一柱塞單元和所述第二柱塞單元之間，其使得所述第一上接頭的第一出油孔和所述第二下接頭的第二入油孔相連通。
[0014]優(yōu)選地，所述第二上接頭的外壁開設(shè)有沿其自身圓周方向均勻排布的多個第二出油孔。
[0015]優(yōu)選地，所述第一游動閥組和所述第二游動閥組分別包括至少兩個的沿豎直方向排列的游動閥，所述每個游動閥的導(dǎo)通方向相同。
[0016]優(yōu)選地，所述連接機構(gòu)包括第一連接件和第二連接件，所述第一連接件與所述第一上接頭相固定，所述第二連接件與所述下接頭相固定，所述第一連接件與所述第二連接件相活動連接，所述第一連接件與所述第二連接件上設(shè)置有導(dǎo)流通道，該導(dǎo)流通道的下端與第一柱塞體的第一出油孔相連通，該導(dǎo)流通道的上端與第二入油孔相連通。
[0017]優(yōu)選地，所述第一柱塞體的下端面和所述第二柱塞體的上端面為平面。
[0018]本實用新型公開了一種蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵，包括泵筒、固定閥組和柱塞總成；其中，所述泵筒具有上下兩端開口的內(nèi)腔，所述泵筒的下端開設(shè)有入油口，所述泵筒的入油口與所述柱塞總成的第一入油孔相連通，所述泵筒的上端開設(shè)有出油口，所述泵筒的出油口與所述柱塞總成的第二出油孔相連通；所述固定閥組設(shè)置在所述泵筒的下部，其用于對泵筒的入油口進行關(guān)閉或?qū)ǎ凰鲋偝稍谒霰猛驳膬?nèi)腔中沿豎直方向往復(fù)運動，所述柱塞總成在泵筒的內(nèi)腔中向下運動時，所述泵筒向內(nèi)吸油，所述第一刮砂結(jié)構(gòu)對所述泵筒的內(nèi)壁進行刮鏟，所述柱塞總成在泵筒的內(nèi)腔中向上運動時，所述泵筒向外排油，所述第二刮砂結(jié)構(gòu)對所述泵筒的內(nèi)壁進行刮鏟。
[0019]優(yōu)選地，所述固定閥組包括至少兩個的沿豎直方向排布的固定閥，每個固定閥的導(dǎo)通方向相同。
[0020]優(yōu)選地，所述固定閥包括閥罩、固定閥座以及固定閥球；所述固定閥座設(shè)置在所述固定閥罩上，所述固定閥罩與所述固定閥座形成一空間，所述固定閥球可在該空間中往復(fù)運動，所述固定閥罩在與所述固定閥座的相對面上設(shè)置有倒角。
[0021]優(yōu)選地，所述泵筒的上部設(shè)置有上護帽。
[0022]優(yōu)選地，所述泵筒的下部設(shè)置有下護帽。
[0023]本實用新型采用以上結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點:
[0024]在柱塞體反復(fù)運動過程中，砂粒被帶出抽油泵，減少了砂粒在泵筒中的粘結(jié)，防止了由于砂粒而產(chǎn)生的磨損和腐蝕，減少了漏失提高了泵的生產(chǎn)效率；防止了由于泵筒內(nèi)高溫原油而引起的各部件的變形產(chǎn)生的干涉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型柱塞總成中的半剖視圖。
[0026]圖2是圖1中第一柱塞單元的半剖視圖。
[0027]圖3是圖1中第二柱塞單元的半剖視圖。
[0028]圖4是圖1中連接機構(gòu)的半剖視圖。
[0029]圖5是本實用新型蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵的半剖視圖。
[0030]圖6是圖5中泵筒的半剖視圖。
[0031]圖7是本實用新型蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵另一實施例中固定閥組的半剖視圖。
[0032]圖8是本實用新型蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵中另一實施例的半剖視圖。
[0033]附圖中:1、柱塞總成；2、第一柱塞單元；21、第一柱塞體；211、第一腔體；212、第一柱塞體的下端面；213、第一柱塞體的外緣面；214、第一刮砂結(jié)構(gòu)；22、第一上接頭；221、第一出油孔；23、第一下接頭；231、第一入油孔；24、第一游動閥組；241、第一游動閥；242、第一游動閥座；243、第一游動閥罩；244、第一游動閥球；3、連接機構(gòu)；31、第一連接件；32、第二連接件；4、第二柱塞單元；41、第二柱塞體；411、第二腔體；412、第二柱塞體的上端面；413、第二柱塞體的外緣面；414、第二刮砂結(jié)構(gòu)；42、第二上接頭；421、第二出油孔；43、第二下接頭；431、第二入油孔；44、第二游動閥組；441、第二游動閥；442、第二游動閥座；443、第二游動閥罩；444、第二游動閥球；5、泵筒；51、內(nèi)腔；52、入油口 ；53、出油口 ；6、固定閥組；61、固定閥；62、固定閥座；63、固定閥罩；631、倒角；64、固定閥球；7、上護帽；8、下護帽；91、第一腔；92、第二腔；93、第三腔；94、第四腔。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，從而對本實用新型的保護范圍作出更為清楚明確的界定。
[0035]圖1顯示本實用新型中蒸汽驅(qū)井用的柱塞總成I的第一個實施例。如圖1所示，柱塞總成I包括第一柱塞單元2、連接機構(gòu)3和第二柱塞單元4。第一柱塞單元2、連接機構(gòu)3和第二柱塞單元4依次沿豎直方向排布。第一柱塞單元2位于最下方。第二柱塞單元4位于最上方。連接機構(gòu)3位于第一柱塞單元2和第二柱塞單元4之間。
[0036]圖2是圖1中第一柱塞單元2的半剖視圖。如圖2所示，第一柱塞單元2包括第一柱塞體21、第一上接頭22、第一下接頭23和第一游動閥組24。第一柱塞體21為一沿豎直方向延伸的圓柱體。該圓柱體的內(nèi)部具有上下兩端開口且沿豎直方向延伸的第一腔91體211。第一柱塞體21具有第一柱塞體的下端面212和第一柱塞體的外緣面213。第一柱塞體的下端面212與第一柱塞體的外緣面213相鄰接且垂直。第一柱塞體的下端面212和外緣面組成了第一刮砂結(jié)構(gòu)214。第一刮砂結(jié)構(gòu)214可以對粘結(jié)在泵筒5內(nèi)壁上的砂粒進行刮除。
[0037]第一下接頭23插設(shè)在所述第一柱塞體21的下端。所述第一下接頭23開設(shè)有第一入油孔231。所述第一入油孔231與所述第一柱塞體21的第一腔91體211的下端相連通。原油可以自第一入油孔231進入第一下接頭23中，再從第一下接頭23中流入第一柱塞體21的第一腔91體211中。
[0038]第一上接頭22開設(shè)有第一出油孔221,第一出油孔221與所述第一柱塞體21的第一腔91體211的上端相連通。原油可以自第一柱塞體21的第一腔91體211流入第一上接頭22中，再從弟一上接頭22的弟一出油孔221流出弟一柱塞單兀2。
[0039]第一游動閥組24設(shè)置在所述第一柱塞體21的第一腔91體211中。第一游動閥組24可以打開或關(guān)閉第一柱塞體21的第一腔91體211。在本實施例中，第一游動閥組24包括兩個第一游動閥241。每個第一游動閥球244、第一游動閥罩243和第一游動閥座242。第一游動閥座242固定設(shè)置在第一柱塞體21的第一腔91體211中。第一游動閥罩243固定設(shè)置在第一游動閥座242上。第一游動閥座242位于第一游動閥罩243的下方。第一游動閥座242和第一游動閥罩243共同形成一個供第一游動閥球244滑動的滑動空間。在該滑動空間內(nèi)，第一游動閥球244向第一游動閥罩243滑動，即第一游動閥球244向上滑動時，第一游動閥241打開；第一游動閥球244向第一游動閥座242滑動，即第一游動閥球244向下滑動時，第一游動閥241關(guān)閉。在其他優(yōu)選的實施方式中，第一游動閥241可以為一個、三個、四個或者其他數(shù)量個。當(dāng)?shù)谝挥蝿娱y241的數(shù)量超過兩個時，每個第一游動閥球244的導(dǎo)通方向必須相同。復(fù)數(shù)個游動閥能夠減小原油自其中產(chǎn)生的漏失。但是，游動閥過多必然會增加成本，故而，在本實施例中，第一游動閥241的數(shù)量為兩個。
[0040]圖3是圖1中第二柱塞單元4的半剖視圖。如圖3所示，第二柱塞單元4包括第二柱塞體41、第二上接頭42、第二下接頭43和第二游動閥組44。第二柱塞體41為一沿豎直方向延伸的圓柱體。該圓柱體的內(nèi)部具有上下兩端開口且沿豎直方向延伸的第二腔92體411。第二柱塞體41具有第二柱塞體的上端面412和第二柱塞體的外緣面413。第二柱塞體的上端面412與第二柱塞體的外緣面413相鄰接且垂直。第二柱塞體的上端面412和外緣面組成了第二刮砂結(jié)構(gòu)414。第二刮砂結(jié)構(gòu)414可以對粘結(jié)在泵筒5內(nèi)壁上的砂粒進行刮除。
[0041]第二下接頭43插設(shè)在所述第二柱塞體41的下端。所述第二下接頭43開設(shè)有第二入油孔431。所述第二入油孔431與所述第二柱塞體41的第二腔92體411的下端相連通。原油可以自第二入油孔431進入第二下接頭43中，再從第二下接頭43中流入第二柱塞體41的第二腔92體411中。
[0042]第二上接頭42開設(shè)有第二出油孔421，第二出油孔421與所述第二柱塞體41的第二腔92體411的上端相連通。原油可以自第二柱塞體41的第二腔92體411流入第二上接頭42中，再從第二上接頭42的第二出油孔421流出第二柱塞單元4。
[0043]第二游動閥組44設(shè)置在所述第二柱塞體41的第二腔92體411中。第二游動閥組44可以打開或關(guān)閉第二柱塞體41的第二腔92體411。在本實施例中，第二游動閥組44包括兩個第二游動閥441。每個第二游動閥球444、第二游動閥罩443和第二游動閥座442。第二游動閥座442固定設(shè)置在第二柱塞體41的第二腔92體411中。第一游動閥罩243固定設(shè)置在第一游動閥座242上。第二游動閥座442位于第二游動閥罩443的下方。第二游動閥座442和第二游動閥罩443共同形成一個供第二游動閥球444滑動的滑動空間。在該滑動空間內(nèi)，第二游動閥球444向第二游動閥罩443滑動，即第二游動閥球444向上滑動時，第二游動閥441打開；第二游動閥球444向第二游動閥座442滑動，即第二游動閥球444向下滑動時，第二游動閥441關(guān)閉。在其他優(yōu)選的實施方式中，第二游動閥441可以為一個、三個、四個或者其他數(shù)量個。當(dāng)?shù)诙蝿娱y441的數(shù)量超過兩個時，每個第二游動閥球444的導(dǎo)通方向必須相同。復(fù)數(shù)個游動閥能夠減小原油自其中產(chǎn)生的漏失。但是，游動閥過多必然會增加成本，故而，在本實施例中，第二游動閥441的數(shù)量為兩個。
[0044]圖4是圖1中連接機構(gòu)3的半剖視圖。如圖4所示，連接機構(gòu)3設(shè)置在所述第一柱塞單元2和所述第二柱塞單元4之間，其使得所述第一上接頭22的第一出油孔221和所述第二下接頭43的第二入油孔431相連通。當(dāng)該柱塞總成I位于井上還未完成裝配時，該連接機構(gòu)3能夠?qū)Φ谝恢麊卧?和第二柱塞單元4的相對位置進行調(diào)節(jié)。在該柱塞總成I位于井下時，連接機構(gòu)3保持第一柱塞單元2和第二柱塞單元4的相對靜止。具體的在本實施例中，連接機構(gòu)3包括第一連接件31和第二連接件32。所述第一連接件31與所述第一上接頭22相固定。所述第二連接件32與所述下接頭相固定。所述第一連接件31與所述第二連接件32上設(shè)置有導(dǎo)流通道。該導(dǎo)流通道的下端與第一出油孔221相連通。該導(dǎo)流通道的上端與第二入油孔431相連通。在其他優(yōu)選的實施方式中，第一連接件31與第二連接件32之間還設(shè)置有萬向節(jié)。第一連接件31和第二連接件32在允許的范圍內(nèi)可以進行一定的扭轉(zhuǎn)。
[0045]在本實施例中，柱塞總成I的上下形成有第一刮砂結(jié)構(gòu)214和第二刮砂結(jié)構(gòu)414。在柱塞總成I的上下滑動過程中，第一刮砂結(jié)構(gòu)214和第二刮砂結(jié)構(gòu)414能夠?qū)⑸傲ｇP除，減少了柱塞總成I與泵筒5之間的砂粒磨損，從而保證柱塞總成I的正常工作。同時，柱塞總成I由兩個柱塞單元構(gòu)成。由于工藝限制，一個柱塞單元的柱塞體的長度有限。當(dāng)長度超過極限值時，該柱塞體的強度硬度就無法得到保證。相較于傳統(tǒng)的僅包含一個柱塞單元的柱塞總成1，包含兩個柱塞單元的抽油泵延長了柱塞總成I的長度，也就是延長了抽油泵的密封長度。因此，在滿足密封要求的前提下，可以適度加大柱塞總成I與泵筒5之間的間隙。由于柱塞總成I與泵筒5之間的間隙增大，即使柱塞總成I在受到原油的高溫影響產(chǎn)生一定量的形變后，仍然不會與泵筒5產(chǎn)生干涉摩擦。因此，該柱塞總成I能夠克服砂粒和高溫帶來的不良影響。
[0046]在本實用新型中蒸汽驅(qū)井用的柱塞總成I的又一實施例中，該實施例與第一實施例的區(qū)別在于第二上接頭42的外壁開設(shè)有沿其自身圓周方向均勻排布的多個第二出油孔421。采用該種結(jié)構(gòu)能夠增大出油速度，能夠提高采用該種柱塞總成的抽油泵的效率。
[0047]在本實用新型中蒸汽驅(qū)井用的柱塞總成I的又一實施例中，柱塞總成I采用噴焊重熔技術(shù)制成，可以保證柱塞總成I長期具有耐蝕、耐磨、尺寸穩(wěn)定的特性。噴焊重熔技術(shù)是將熱噴焊與激光重熔技術(shù)相結(jié)合的一種新的表面改性技術(shù)，其利用高能量密度激光束的熱源集中、加熱和冷卻速度快的特點，不但處理的表面比較光潔且缺陷少，而且使熱噴焊層顯微組織得到良好的改善，可進一步提高其硬度和耐磨性，從而得到更好的使用性能。
[0048]圖5顯示本實用新型中蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵的一個實施例。如圖5所示，蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵包括泵筒5、固定閥組6和柱塞總成I。
[0049]圖6是圖5中泵筒5的半剖視圖。如圖6所示，泵筒5為沿豎直方向延伸的圓柱形。泵筒5開設(shè)有沿豎直方向延伸的上下兩端開口的內(nèi)腔51。所述泵筒5的下端開設(shè)有入油口 52。所述泵筒5的上端開設(shè)有出油口 53。
[0050]柱塞總成I的結(jié)構(gòu)可參見圖1至圖4。柱塞總成I設(shè)置在泵筒5的內(nèi)腔51中。柱塞總成I可在泵筒5的內(nèi)腔51中做沿豎直方向的往復(fù)運動。第一柱塞體21和第二柱塞體的外緣面413分別與泵筒5的內(nèi)壁相尺寸配合。這里所指的尺寸配合是指第一柱塞體21和第二柱塞體的外緣面413分別與泵筒5具有一定的間隙。這個間隙既能夠保柱塞式證抽油泵的密封性，又能夠保證蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵不會產(chǎn)生故障。柱塞總成I的第一入油孔231與泵筒5的入油口 52相連通。柱塞總成I的第二出油孔421與泵筒5的出油口 53相連通。
[0051]如圖5所示，固定閥組6設(shè)置在所述泵筒5的下部。固定閥組6用于對泵筒5的入油口 52進行關(guān)閉或?qū)??？蛇x的，泵筒5與固定閥組6之間視實際情況可以設(shè)置一段連接管件(圖中未標出)。在本實施例中，固定閥組6包括一個固定閥61。該固定閥61包括固定閥罩63、固定閥座62和固定閥球64。固定閥座62設(shè)置在固定閥罩63上。固定閥罩63與泵筒5的下部相連接。固定閥座62與固定閥罩63相固定連接。固定閥罩63和固定閥座62之間形成一供固定閥球64滑動的空間。在該空間內(nèi)，固定閥球64向固定閥罩63滑動，即固定閥球64向上滑動時，固定閥61打開；固定閥球64向固定閥座62滑動，即固定閥球64向下滑動時，固定閥61關(guān)閉。[0052]如圖5所示，第一游動閥組24、第二游動閥組44、固定閥61將本實施例中的蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵分為四個部分。以下對這四個部分進行定義，位于第一游動閥組24上方的部分稱為第一腔91，位于第一游動閥組24與第二游動閥組44之間的部分稱為第二腔92，位于第二游動閥組44與固定閥組6之間的部分稱為第三腔93，位于固定閥組6下方的部分稱為第四腔94。
[0053]蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵中的柱塞總成I向上運動，第二柱塞單元4相對第一柱塞單元2向下滑動。第一腔91體211積變小，第二腔92體411積不變，第三腔93和第四腔94的體積變大。第一游動閥組24和第二游動閥組44關(guān)閉，固定閥61打開。此時，第三腔93中開始吸油。在此過程中，第二刮砂結(jié)構(gòu)414可以對粘結(jié)在泵筒5內(nèi)壁上的砂粒進行刮除。
[0054]蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵中的柱塞總成I向下運動，第二柱塞單元4相對第一柱塞單元2向上滑動。第一腔91體211積變小，第二腔92體411積不變，第三腔93和第四腔94的體積變大。第一游動閥組24和第二游動閥組44打開，固定閥61關(guān)閉。此時，第一腔91和第二腔92中開始吸油。第一刮砂結(jié)構(gòu)214可以對粘結(jié)在泵筒5內(nèi)壁上的砂粒進行刮除。
[0055]第一柱塞體的下端面212和第二柱塞體的上端面412為平面。平面的受力較均勻，能夠作用于泵筒5內(nèi)壁上較大的固體粘結(jié)物。在第一刮砂結(jié)構(gòu)214和第二刮砂結(jié)構(gòu)414的反復(fù)刮鏟下，固體粘結(jié)物逐漸脫離泵筒5內(nèi)壁。脫離泵筒5內(nèi)壁的固體粘結(jié)物流回到原油中，并伴隨著原油的抽出離開抽油泵。在柱塞體反復(fù)運動過程中，砂粒被帶出抽油泵，減少了砂粒在泵筒5中的粘結(jié)，防止了由于砂粒而產(chǎn)生的磨損和腐蝕，減少了漏失提高了泵的生產(chǎn)效率。
[0056]相較于傳統(tǒng)的柱塞總成I僅包含一個柱塞單元，兩個柱塞單元延長了柱塞總成I的長度，同時也延長了柱塞總成I的密封長度。經(jīng)過實驗證明，采用本實施例中的蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵的漏失量為I級，柱塞總成I和泵筒5的間隙配合為III級。因此，在滿足密封要求的前提下，可以適度加大柱塞總成I與泵筒5之間的間隙。由于柱塞總成I與泵筒5之間的間隙增大，即使柱塞總成I在受到原油的高溫影響產(chǎn)生一定量的形變后，仍然不會與泵筒5產(chǎn)生干涉。
[0057]柱塞總成I的抽油泵在克服了砂粒和高溫對抽油泵的不良影響后，其生產(chǎn)效率變聞。
[0058]圖7是本實用新型蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵另一實施例中固定閥組6的半剖視圖。在本實用新型中蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵的又一個實施例中，如圖7所示，與上述實施例的區(qū)別在于固定閥組6包括多個固定閥61。每個固定閥61包括固定閥罩63、固定閥座62和固定閥球64。固定閥座62設(shè)置在固定閥罩63上。固定閥罩63與泵筒5的下部相連接。固定閥座62與固定閥罩63相固定連接。固定閥罩63和固定閥座62之間形成一供固定閥球64滑動的空間。在該空間內(nèi)，固定閥球64向固定閥罩63滑動，即固定閥球64向上滑動時，固定閥61打開；固定閥球64向固定閥座62滑動，即固定閥球64向下滑動時，固定閥61關(guān)閉。由于原油中帶有砂粒，在固定閥球64往復(fù)運動以及砂粒的自身作用下，砂粒較容易聚積在固定閥座62上。砂粒不僅會造成固定閥球64和固定閥座62的磨損。同時，由于砂粒內(nèi)部具有一定的間隙，導(dǎo)致該固定閥61產(chǎn)生刺漏，從而使得該固定閥61無法產(chǎn)生密封。但是，由于設(shè)置有多個固定閥61。每個固定閥61的導(dǎo)通方向相同。一旦某個固定閥61出現(xiàn)砂粒聚積時，另一個固定閥61仍然能夠保證密封，確保固定閥組6的正常工作。同時，由于仍處于密封狀態(tài)，固定閥組6能夠形成負壓，進而對砂粒進行沖刷，從而使得固定閥組6恢復(fù)正常。
[0059]在一個優(yōu)選的實施方式中，固定閥罩63在與所述固定閥座62的相對面上設(shè)置有倒角。如圖7所示,倒角對固定閥球64的運動能夠起到導(dǎo)向限制作用。一方面,在固定閥球64向上運動時，固定閥球64能夠更順利的進入固定閥罩63中。另一方面，在固定閥球64向下運動時，固定閥球64的運動方向受到倒角的限制，使得固定閥球64沿豎直方向掉落，從而減少固定閥球64在掉落過程中的旋轉(zhuǎn)。因而，采用該結(jié)構(gòu)能夠使得固定閥球64的運動軌跡更加穩(wěn)定。
[0060]圖8是本實用新型蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵中另一實施例的半剖視圖。在本實用新型中蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵的又一個實施例中，如圖8所示，該實施例與上述實施例的區(qū)別在于:該抽油泵還包括設(shè)置在泵筒5上部的上護帽7和設(shè)置在固定閥61下部的下護帽8。上護帽7能夠起到保護泵筒5上部的作用。它能夠防止柱塞總成I由泵筒5上部穿出。在出現(xiàn)故障時，打開上護帽7打開泵筒5對抽油泵進行維修。下護帽8能夠起到保護泵筒5和固定閥61的作用。相較于固定閥61或柱塞總成1，下護帽8外壁的強度硬度較高。下護帽8插入油井中長期浸在油井的稠油中，保證柱塞總成I或固定閥61不必浸在油井中就能夠完成抽油工作。下護帽8與固定閥61之間采用可拆卸的連接，這樣，當(dāng)下護帽8出現(xiàn)腐蝕時，可對下護帽8進行單獨更換。
[0061]本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。
[0062]上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種蒸汽驅(qū)井用的柱塞總成，其特征在于:包括沿豎直方向排布的第一柱塞單元、連接機構(gòu)和第二柱塞單元；其中， 所述第一柱塞單元位于最下方，其包括第一柱塞體、第一下接頭、第一上接頭和第一游動閥組；所述第一柱塞體具有上下兩端開口的第一腔體，所述第一柱塞體具有第一柱塞體的下端面和第一柱塞體的外緣面，所述第一柱塞體的下端面與所述第一柱塞體的外緣面相鄰接且垂直，所述第一柱塞體的下端面與所述第一柱塞體的外緣面形成第一刮砂結(jié)構(gòu)；所述第一下接頭插設(shè)在所述第一柱塞體的下端，所述第一下接頭開設(shè)有第一入油孔，所述第一入油孔與所述第一柱塞體的第一腔體的下端相連通；所述第一上接頭插設(shè)在所述第一柱塞體的上端，所述第一上接頭開設(shè)有第一出油孔，所述第一出油孔與所述第一柱塞體的第一腔體的上端相連通；所述第一游動閥組設(shè)置在所述第一柱塞體的第一腔體中，其用于打開或關(guān)閉所述第一柱塞體的第一腔體； 所述第二柱塞單元位于最上方，其包括第二柱塞體、第二上接頭、第二下接頭和第二游動閥組；所述第二柱塞體具有上下兩端開口的第二腔體，所述第二柱塞體具有第二柱塞體的上端面和第二柱塞體的外緣面，所述第二柱塞體的上端面與所述第二柱塞體的外緣面相鄰接且垂直，所述第二柱塞體的上端面與所述第二柱塞體的外緣面形成第二刮砂結(jié)構(gòu)；所述第二下接頭開設(shè)有第二入油孔，所述第二入油孔與所述第二柱塞體的第二腔體的下端相連通；所述第二上接頭的外壁上開設(shè)有第二出油孔，所述第二出油孔與所述第二柱塞體的第二腔體的上端相連通；所述第二游動閥組設(shè)置在所述第二柱塞體的第二腔體中，其用于打開或關(guān)閉所述第二柱塞體的第二腔體，所述第一游動閥組與所述第二游動閥組的導(dǎo)通方向相同； 所述連接機構(gòu)設(shè)置在所述第一柱塞單元和所述第二柱塞單元之間，其使得所述第一上接頭的第一出油孔和所述第二下接頭的第二入油孔相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽驅(qū)井用的柱塞總成，其特征在于:所述第二上接頭的外壁開設(shè)有沿其自身圓周方向均勻排布的多個第二出油孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽驅(qū)井用的柱塞總成，其特征在于:所述第一游動閥組和所述第二游動閥組分別包括至少兩個的沿豎直方向排列的游動閥，所述每個游動閥的導(dǎo)通方向相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽驅(qū)井用的柱塞總成，其特征在于:所述連接機構(gòu)包括第一連接件和第二連接件，所述第一連接件與所述第一上接頭相固定，所述第二連接件與所述下接頭相固定，所述第一連接件與所述第二連接件相活動連接，所述第一連接件與所述第二連接件上設(shè)置有導(dǎo)流通道，該導(dǎo)流通道的下端與第一柱塞體的第一出油孔相連通，該導(dǎo)流通道的上端與第二入油孔相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽驅(qū)井用的柱塞總成，其特征在于:所述第一柱塞體的下端面和所述第二柱塞體的上端面為平面。
6.一種蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵，其特征在于:包括泵筒、固定閥組和如權(quán)利要求1至5之一所述的柱塞總成；其中， 所述泵筒具有上下兩端開口的內(nèi)腔，所述泵筒的下端開設(shè)有入油口，所述泵筒的入油口與所述柱塞總成的第一入油孔相連通，所述泵筒的上端開設(shè)有出油口，所述泵筒的出油口與所述柱塞總成的第二出油孔相連通；所述固定閥組設(shè)置在所述泵筒的下部，其用于對泵筒的入油口進行關(guān)閉或?qū)ǎ? 所述柱塞總成在所述泵筒的內(nèi)腔中沿豎直方向往復(fù)運動，所述柱塞總成在泵筒的內(nèi)腔中向下運動時，所述泵筒向內(nèi)吸油，所述第一刮砂結(jié)構(gòu)對所述泵筒的內(nèi)壁進行刮鏟，所述柱塞總成在泵筒的內(nèi)腔中向上運動時，所述泵筒向外排油，所述第二刮砂結(jié)構(gòu)對所述泵筒的內(nèi)壁進行刮伊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵，其特征在于:所述固定閥組包括至少兩個的沿豎直方向排布的固定閥，每個固定閥的導(dǎo)通方向相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵，其特征在于:所述固定閥包括閥罩、固定閥座以及固定閥球；所述固定閥座設(shè)置在所述固定閥罩上，所述固定閥罩與所述固定閥座形成空間，所述固定閥球可在該空間中往復(fù)運動，所述固定閥罩在與所述固定閥座的相對面上設(shè)置有倒角。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵，其特征在于:所述泵筒的上部設(shè)置有上護帽。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸汽驅(qū)井用的柱塞式抽油泵，其特征在于:所述泵筒的下部設(shè)置有下護帽。
【文檔編號】F04B47/00GK203685532SQ201320652748
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】曲明藝, 孫福群, 靳建光, 彭美華, 盧躍海, 張輝, 周翔, 曾濤, 刑心, 孫翠榮, 胡勝勇, 徐巖松, 劉磊, 馬志剛, 朱斌, 由春坤 申請人:中國石油天然氣股份有限公司