本實用新型涉及石油開采領域,尤其是一種三柱塞機械閥式水平井抽油泵。
背景技術:
石油在國民經(jīng)濟中的作用石油是重要能源,同煤相比,具有能量密度大(等重的石油燃燒熱比標準煤高50%)、運輸儲存方便、燃燒后對大氣的污染程度較小等優(yōu)點。從石油中提煉的燃料油是運輸工具、電站鍋爐、冶金工業(yè)和建筑材料工業(yè)各種窯爐的主要燃料。以石油為原料的液化氣和管道煤氣是城市居民生活應用的優(yōu)質(zhì)燃料。飛機、坦克、艦艇、火箭以及其他航天器,也消耗大量石油燃料。因此,許多國家都把石油列為戰(zhàn)略物資。近年來國內(nèi)原油需求隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展而日益增長,但國內(nèi)大部分油田已經(jīng)進入開發(fā)后期,特別是稠油水平井多輪次吞吐,地層能量差。轉抽開井后,由于含水高,液面下降快,常規(guī)斜井泵泵掛下深受到限制,且最大下泵深度到井斜50°左右,導致周期產(chǎn)量低,不能充分挖掘周期采油效益。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型旨在提供一種柱塞設計為多級彈性密封,各柱塞單元采用柔性連接,能夠在井斜85°左右的工況條件下,柱塞與泵筒間密封可靠的三柱塞機械閥式水平井抽油泵。
為實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供如下技術方案:三柱塞機械閥式水平井抽油泵,包括上接頭、泵筒、柱塞單元和固定閥總成,所述上接頭連接泵筒的上端,泵筒內(nèi)安裝柱塞單元,柱塞單元包括柱塞內(nèi)套、薄壁柱塞密封外套和帶扶正楞中心拉桿,帶扶正楞中心拉桿設于薄壁柱塞密封外套內(nèi),薄壁柱塞密封外套內(nèi)設有與帶扶正楞中心拉桿配合的柱塞內(nèi)套;帶扶正楞中心拉桿的兩端均設有柱塞扶正器,帶扶正楞中心拉桿的下端設有游動閥弧形閥芯,游動閥弧形閥芯與柱塞扶正器螺紋連接,游動閥弧形閥芯與游動閥弧形閥座密封配合,構成游動閥機構;泵筒的下部設有銷釘泄油器,泵筒下端設有固定閥總成,固定閥總成由下接頭、密封閥球、接箍、復位彈簧和密封閥罩組成,下接頭通過接箍固定在泵筒下端開口處,密封閥球設于密封閥罩內(nèi),密封閥罩的內(nèi)凸臺與下接頭之間安裝有閥座,密封閥球坐在閥座上,并連接密封閥罩內(nèi)的復位彈簧。
作為本實用新型的進一步方案:所述柱塞單元設有三個,由上至下分別是一級柱塞單元、二級柱塞單元和三級柱塞單元,一級柱塞單元與二級柱塞單元之間設有柱塞扶正器,該柱塞扶正器與二級柱塞單元的帶扶正楞中心拉桿連為一體,二級柱塞單元與三級柱塞單元之間設有柱塞扶正器,該柱塞扶正器與三級柱塞單元的帶扶正楞中心拉桿連為一體,一級柱塞單元的頂部設有柱塞扶正器,該柱塞扶正器與一級柱塞單元的帶扶正楞中心拉桿為一體,三級柱塞單元的底部設有柱塞扶正器。
作為本實用新型的進一步方案:所述帶扶正楞中心拉桿的上部與柱塞內(nèi)套連接,柱塞內(nèi)套與薄壁柱塞密封外套螺紋連接。
作為本實用新型的進一步方案:所述上接頭與油管相連,下接頭與尾管相連,帶扶正楞中心拉桿與抽油桿桿柱相連。
作為本實用新型的進一步方案:所述薄壁柱塞密封外套的厚度小于4mm。
作為本實用新型的進一步方案:所述密封閥罩設有導向筋。
與現(xiàn)有技術相比,本實用新型的有益效果是:該三柱塞機械閥式水平井抽油泵,結合斜井泵、閥式泵的結構特點,創(chuàng)新了抽油泵的設計理念,突破了抽油泵傳統(tǒng)的柱塞結構。柱塞設計為多級彈性密封,各柱塞單元采用柔性連接,能夠在井斜85°左右的工況條件下,柱塞與泵筒間密封可靠,并有效消除管桿大斜度造成的摩擦力增加,有效消除或減緩井下泵密封單元的偏磨,保證長期平穩(wěn)舉升工作狀態(tài)。
附圖說明
圖1為本實用新型的結構示意圖;
圖2為圖1的G-G剖視圖;
圖3為圖1的F-F剖視圖;
圖4為圖1的D-D剖視圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
請參閱圖1-4,本實用新型實施例中,三柱塞機械閥式水平井抽油泵,包括上接頭12、泵筒11、柱塞單元和固定閥總成,所述上接頭12連接泵筒11的上端,泵筒11內(nèi)安裝柱塞單元,柱塞單元包括柱塞內(nèi)套10、薄壁柱塞密封外套9和帶扶正楞中心拉桿8,帶扶正楞中心拉桿8設于薄壁柱塞密封外套9內(nèi),薄壁柱塞密封外套9內(nèi)設有與帶扶正楞中心拉桿8配合的柱塞內(nèi)套10;帶扶正楞中心拉桿8的兩端均設有柱塞扶正器7,帶扶正楞中心拉桿8的下端設有游動閥弧形閥芯,游動閥弧形閥芯與柱塞扶正器7螺紋連接,游動閥弧形閥芯與游動閥弧形閥座密封配合,構成游動閥機構;
泵筒11的下部設有銷釘泄油器6,泵筒11下端設有固定閥總成,固定閥總成由下接頭1、密封閥球2、接箍3、復位彈簧4和密封閥罩5組成,下接頭1通過接箍3固定在泵筒11下端開口處,密封閥球2設于密封閥罩5內(nèi),密封閥罩5的內(nèi)凸臺與下接頭1之間安裝有閥座,密封閥球2坐在閥座上,并連接密封閥罩5內(nèi)的復位彈簧4。
上述,柱塞單元設有三個,由上至下分別是一級柱塞單元、二級柱塞單元和三級柱塞單元,一級柱塞單元與二級柱塞單元之間設有柱塞扶正器7,該柱塞扶正器7與二級柱塞單元的帶扶正楞中心拉桿8連為一體,二級柱塞單元與三級柱塞單元之間設有柱塞扶正器7,該柱塞扶正器7與三級柱塞單元的帶扶正楞中心拉桿8連為一體,一級柱塞單元的頂部設有柱塞扶正器7,該柱塞扶正器7與一級柱塞單元的帶扶正楞中心拉桿8為一體,三級柱塞單元的底部設有柱塞扶正器7。三個柱塞單元共同組成三柱塞機構,該三柱塞機構包含四個柱塞扶正器7。
上述,帶扶正楞中心拉桿8的上部與柱塞內(nèi)套10連接,柱塞內(nèi)套10與薄壁柱塞密封外套9螺紋連接。
上述,上接頭12與油管相連,下接頭1與尾管相連,帶扶正楞中心拉桿8與抽油桿桿柱相連。
本實用新型的結構特點及其原理:上沖程時,柱塞上行,固定閥開啟,游動閥關閉,下腔吸液入泵,上腔排液出井;下沖程時,柱塞下行,游動閥開啟,固定閥關閉,下腔液體進入到上腔。
柱塞采用等徑、等長的3個短柱塞單元,柱塞單元長度小于500mm,柱塞單元采用厚度小于4mm的薄壁柱塞密封外套9與保證柱塞強度的柱塞內(nèi)套10用螺紋的方式連接固定。
帶有扶正楞的中心拉桿與柱塞內(nèi)套10配合,確保游動閥弧形閥芯與弧形閥座能夠始終居中工作。
柱塞扶正器7與泵筒11配合,確保各柱塞單元在泵筒11內(nèi)居中,減小抽油泵在大斜度工況條件下彎曲變形造成抽油泵工作時泵筒11與柱塞單元偏磨帶來的摩擦力增大問題。
本實用新型具有以下優(yōu)點:一、采用相互完全獨立的三級密封單元結構,各級之間相互獨立,強開強閉。
二、將常規(guī)泵柱塞與泵筒11之間的硬性間隙變?yōu)閺椥蚤g隙,單級密封單元采用彈性間隙密封。上下沖程時,柱塞與泵筒11間的間隙值δ會隨著液柱壓力的升高和降低發(fā)生輕微彈性變形補償。由于采用薄壁柱塞(3.4mm,普通斜井泵柱塞壁厚9mm),上沖程時薄壁柱塞在內(nèi)壓下直徑微擴張0.02mm-0.03mm,補償泵筒11和柱塞之間的配合間隙,可以大幅度降低泵的漏失量,提高泵效。
三、柱塞上下部及各柱塞單元之間有專用四個扶正器,用于保證中心桿上的游動閥閥球居中,閥球和閥座完全密封。用于大斜度井及水平井時,桿柱的偏心力作用于導向塊,由導向塊承受偏磨,有效消除泵密封單元的偏磨。
四、帶有扶正楞的中心拉桿與柱塞內(nèi)套10配合,確保游動閥弧形閥芯與弧形閥座能夠始終居中工作。在大斜度工況條件下,抽油泵游動閥密封可靠,減少漏失,提高抽油泵的吸入系數(shù),提升泵效。
五、密封閥罩5設有導向筋,在彈簧和推桿的作用下,密封閥球強制關閉,避免大斜度井段閥球關閉不及時、密封不嚴的問題,可有效提高泵效。
六、配套銷釘泄油器6,檢泵時投桿可實現(xiàn)管柱泄油,避免噴提管柱,保障清潔生產(chǎn),有利于保護環(huán)境。
對于本領域技術人員而言,顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié),而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此,無論從哪一點來看,均應將實施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
此外,應當理解,雖然本說明書按照實施方式加以描述,但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領域技術人員應當將說明書作為一個整體,各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合,形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。