防卡式耐高溫杆式泵的製作方法

2023-04-28 09:52:11 3

專利名稱：防卡式耐高溫杆式泵的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田油井上使用的井下工具，特別是稠油井上的防卡式耐高溫杆式泵。
現有杆式抽油泵在座封技術上不過關，在油井出砂時，泵極易被砂卡住，並隨抽油杆上下拖動，失去抽吸功能。同時抽油泵的耐溫性能差，又產生高溫機械變形，造成卡泵問題，提高了原油生產成本，降低了工作效率，嚴重束縛了杆式抽油泵的廣泛應用。
本實用新型的目的在於提供一種防卡式耐高溫杆式泵，它能夠有效地解決杆式抽油泵的座封鎖定及抽油泵遇高溫發生機械變形、油井出砂等造成的卡泵問題。
本實用新型的目的是這樣實現的，它由液壓鎖、柱塞密封部分組成，液壓鎖部分包括懸掛(2)、懸掛座(3)、鎖套(4)、撥環(5)、卡簧(6)、限位套(7)、脹環(8)、鎖球(9)、推環(10)、復位柱塞(11)、鎖芯(12)、柱塞套(13)、液壓缸體(14)、「O」形圈(15)、導液套(16)、接箍(17)，柱塞密封部分包括襯管(18)、泵筒(19)、抽油杆接頭(20)、背帽(21)、卸砂環(22)、上柱塞體(23)、上遊動凡爾球(24)、上遊動凡爾罩(25)、遊動凡爾球座(26)、密封環(27)、隔離環(28)、下柱塞體(29)、下遊動凡爾罩(30)、下遊動凡爾球(31)、遊動凡爾球座(32)、絲堵(33)、固定凡爾罩(34)、固定凡爾球(35)、固定凡爾球座(36)、下接頭(37)、座封接箍(38)、座封管(39)、座封活塞(40)組成，懸掛座(3)上接有鎖套(4)、撥環(5)，其下依次有脹環(8)、鎖球(9)、推環(10)、復位柱塞(11)、鎖芯(12)、柱塞套(13)、液壓缸體(14)、「O」形圈(15)、導液套(16)、接箍(17)，接箍(17)下面依次與襯管(18)、座封接箍(38)、座封管(39)連接，懸掛座(3)內有懸掛(2)，懸掛(2)下依次接有限位套(7)、泵筒(19)、固定凡爾罩(34)、下接頭(37)、座封活塞(40)連接，在泵筒(19)內從上至下依次為抽油杆(1)、抽油杆接頭(20)、背帽(21)、卸砂環(22)、上柱塞體(23)、上遊動凡爾球(24)、上遊動凡爾罩(25)、遊動凡爾球座(26)、密封環(27)、隔離環(28)、下柱塞體(29)、下遊動凡爾罩(30)、下遊動凡爾球(31)、遊動凡爾球座(32)、絲堵(33)、固定凡爾球(35)、固定凡爾球座(36)，卡簧(6)卡在限位套(7)上，限位套(7)上有凹槽，抽油杆接頭(20)上均布孔眼，密封環(27)的外表與泵筒(19)彈性接觸，近似於無間隙密封；密封環(27)的兩端面與隔離環(28)端面接觸密封；隔離環(28)與上、下柱塞體(23、29)的密封通過「O」型圈(16)實現。
本實用新型由於採用了金屬軟密封柱塞和在泵的懸掛端設計液壓鎖的結構，解決了杆式抽油泵的防卡泵問題，使其應用範圍，適用條件得到擴展，以致取代管式抽油泵，將會在作業汙染和降低油井作業費用等方面產生明顯效益。本實用新型設計合理，操作簡單，很適合現場推廣應用。
附圖
為本實用新型的結構示意圖。
以下結合附圖對本實用新型進一步說明。
本實用新型由液壓鎖、柱塞密封部分組成，液壓鎖部分包括懸掛2、懸掛座3、鎖套4、撥環5、卡簧6、限位套7、脹環8、鎖球9、推環10、復位柱塞11、鎖芯12、柱塞套13、液壓缸體14、「O」形圈15、導液套16、接箍17，柱塞密封部分包括襯管18、泵筒19、抽油杆接頭20、背帽21、卸砂環22、上柱塞體23、上遊動凡爾球24、上遊動凡爾罩25、遊動凡爾球座26、密封環27、隔離環28、下柱塞體29、下遊動凡爾罩30、下遊動凡爾球31、遊動凡爾球座32、絲堵33、固定凡爾罩34、固定凡爾球35、固定凡爾球座36、下接頭37、座封接箍38、座封管39、座封活塞40組成。
常規金屬柱塞的密封表面是通過噴焊或鍍鉻工藝製造而成的，與泵筒配合一定的間隙數值實現密封；金屬軟密封柱塞無噴層，與泵筒19的密封是通過安裝在柱塞外表的一系列密封環實現的。密封環27的外表與泵筒19彈性接觸，近似於無間隙密封；密封環29的兩端面與隔離環30端面接觸密封；密封環27的開口漏失量通過調整開口間隙和密封環27的級數得到控制(根據流體動力學原理設計)隔離環30與上、下柱塞體23、29的密封通過「O」型圈16實現；通過以上結構就可以達到金屬軟密封柱塞外表與泵筒19的密封目的。
柱塞防泵筒變形及油井出砂等原因造成的卡泵原理金屬軟密封柱塞與泵筒19的接觸密封面，是一系列密封環27的外表，除密封環27以外的所有柱塞部件外徑均小於泵筒19內徑1mm左右，使進入柱塞外表與泵筒19內徑間隙內的各種砂粒能自由通過；同時在泵筒發生較嚴重變形時，柱塞仍可通過進行正常工作；密封環27截面形狀是方形直角開口環，與泵筒19彈性接觸具有刮砂作用，防止砂粒進入柱塞與泵筒間隙內；在上柱塞體23裝有排砂結構，當柱塞上行時，落於柱塞上部砂粒及附著泵筒19內壁上的砂粒被密封環刮落，通過卸砂環22和上柱塞體23的卸砂孔進入柱塞內部，待柱塞下行排油時砂粒被重新排出，防止砂粒進入柱塞與泵筒間隙而卡泵，通過以上結構實現了防各種卡泵目的。
液壓鎖工作原理一、液壓鎖的組成由件2--17件組成，件3--17組成鎖殼，在下井使用時，首先將件3--件17組成的鎖殼由件3連接在油管最下部；二、鎖定抽油泵過程當泵筒19由抽油杆1下放通過鎖殼時，懸掛2帶動卡簧6，推動撥環5，脹環8向下移動，鎖環9由此被脹環8推入限位套7的環形槽內，將泵鎖住，同時懸掛2懸掛在懸掛座3上。
三、抽油泵解鎖過程復位柱塞11是一個不等徑柱塞，與柱塞套15、13液壓缸體14形成一個密封腔，在液壓缸體14上有一小孔使密封腔與外部連通恆壓，當需要給泵筒解鎖時，從井口向油管內注入液體，產生一定的壓力，這時在復位柱塞11的兩端產生一定的壓力差，使復位柱塞11向推環10方向移動，推動推環10和脹環8復位。使鎖球9離開限位套7，這時上提抽油杆1便可帶動限位套7脫離鎖殼，實現解鎖目的。
在泵的密封端設計為插入座封結構，可以使泵在一定上下移動範圍內保證密封。在泵的懸掛端設計液壓鎖，以確保泵在工作時的穩固性，在需要將泵提出時，先向油管內注入液體，產生一定壓力使液壓鎖打開即可。
設計一種金屬軟密封柱塞，該柱塞的密封外表面直徑可以產生0.1--03mm的彈性變形，與泵筒內壁進行軟密封，從而實現防卡泵目的。
權利要求1.一種防卡式耐高溫杆式泵，它由液壓鎖、柱塞密封部分組成，液壓鎖部分包括懸掛(2)、懸掛座(3)、鎖套(4)、撥環(5)、卡簧(6)、限位套(7)、脹環(8)、鎖球(9)、推環(10)、復位柱塞(11)、鎖芯(12)、柱塞套(13)、液壓缸體(14)、「O」形圈(15)、導液套(16)、接箍(17)，柱塞密封部分包括襯管(18)、泵筒(19)、抽油杆接頭(20)、背帽(21)、卸砂環(22)、上柱塞體(23)、上遊動凡爾球(24)、上遊動凡爾罩(25)、遊動凡爾球座(26)、密封環(27)、隔離環(28)、下柱塞體(29)、下遊動凡爾罩(30)、下遊動凡爾球(31)、遊動凡爾球座(32)、絲堵(33)、固定凡爾罩(34)、固定凡爾球(35)、固定凡爾球座(36)、下接頭(37)、座封接箍(38)、座封管(39)、座封活塞(40)組成，其特徵在於懸掛座(3)上接有鎖套(4)、撥環(5)，其下依次有卡簧(6)、脹環(8)、鎖球(9)、推環(10)、復位柱塞(11)、鎖芯(12)、柱塞套(13)、液壓缸體(14)、「O」形圈(15)、導液套(16)、接箍(17)，接箍(17)下面依次與襯管(18)、座封接箍(38)、座封管(39)連接，懸掛座(3)內有懸掛(2)，懸掛(2)下依次接有限位套(7)、泵筒(19)、固定凡爾罩(34)、下接頭(37)、座封活塞(40)連接，在泵筒(19)內從上至下依次為抽油杆(1)、抽油杆接頭(20)、背帽(21)、卸砂環(22)、上柱塞體(23)、上遊動凡爾球(24)、上遊動凡爾罩(25)、遊動凡爾球座(26)、密封環(27)、隔離環(28)、下柱塞體(29)、下遊動凡爾罩(30)、下遊動凡爾球(31)、遊動凡爾球座(32)、絲堵(33)、固定凡爾球(35)、固定凡爾球座(36)，卡簧(6)卡在限位套(7)上，限位套(7)上有凹槽，抽油杆接頭(20)上均布孔眼，密封環(27)的外表與泵筒(19)彈性接觸，近似於無間隙密封；密封環(27)的兩端面與隔離環(28)端面接觸密封；隔離環(28)與上、下柱塞體(23、29)的密封通過「O」型圈(16)實現。
2.根據權利要求1所述的防卡式耐高溫杆式泵，其特徵在於柱塞密封部分中與泵筒(19)的密封是在密封環(27)的外表與泵筒(19)彈性接觸，密封環(27)的兩端面與隔離環(28)端面接觸密封；「O」型圈(16)鑲嵌在隔離環(28)上，除密封環(27)以外的所有柱塞部件外徑均小於泵筒(19)內徑1mm左右，密封環(27)截面形狀是方形直角開口環，在上柱塞體(23)裝有排砂口。
3.根據權利要求1所述的防卡式耐高溫杆式泵，其特徵在於液壓鎖部分中復位柱塞(11)是一個不等徑柱塞，在液壓缸體(14)上有一小孔。
專利摘要一種防卡式耐高溫杆式泵,它由液壓鎖、柱塞密封部分組成,本實用新型由於採用了金屬軟密封柱塞和在泵的懸掛端設計液壓鎖的結構,解決了杆式抽油泵的防卡泵問題,使其應用範圍,適用條件得到擴展,以致取代管式抽油泵,將會在作業汙染和降低油井作業費用等方面產生明顯效益。本實用新型設計合理,操作簡單,很適合現場推廣應用。
文檔編號F04B47/00GK2405035SQ9922511
公開日2000年11月8日 申請日期1999年9月17日 優先權日1999年9月17日
發明者高彥生, 李久明 申請人:遼河石油勘探局高升採油廠, 盤錦維愛新技術開發中心