專利名稱：柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵。
背景技術(shù)：
目前我國乃至世界各油田所使用的抽油泵均為美國六十年代所設(shè)計(jì)的柱塞泵，它的主體結(jié)構(gòu)由泵筒、柱塞及固定閥三部分組成，泵筒內(nèi)置柱塞、柱塞的兩端分設(shè)上、下進(jìn)出油閥和固定閥，泵筒兩端帶接箍。美式整筒泵結(jié)構(gòu)雖然簡單、使用比較方便，但工藝要求精確，通過多年的使用，暴露它存在許多弊端，特別是在采油中后期，需要利用注水、注氣、注各種化學(xué)注劑來輔助采油，且油井中含砂及其各種腐蝕物，這種美國六十年代整筒抽油泵的技術(shù)已經(jīng)無法解決目前各油田在采油過程中所出現(xiàn)的實(shí)際問題諸如砂卡、桿柱斷脫、柱塞對(duì)泵筒的定向磨損、抽油桿接箍對(duì)油管的不定向磨損，砂沉，砂埋---等諸易弊端，造成采油作業(yè)頻繁，而每項(xiàng)作業(yè)都帶來一定的環(huán)境污染，停產(chǎn)損失，用泵量的增加、人工的耗費(fèi)，帶來的結(jié)果是采油成本增高、油田的實(shí)際效益不高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種砂卡、防磨損、防偏磨、防桿柱斷脫的柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案一種柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵，由兩端帶上、下接箍、內(nèi)置柱塞的泵筒構(gòu)成，柱塞的上、下端分設(shè)進(jìn)、出油閥，柱塞上頭端接一萬向旋轉(zhuǎn)器；柱塞下頭端接一帶分流槽的旋槳推力器，柱塞內(nèi)上、下端分設(shè)有碳纖維縮漲功能單元。
所述的碳纖維縮漲功能單元由帶有三個(gè)限位軸的半球柱閥及帶有三個(gè)滑道孔的碳纖維縮漲環(huán)組合構(gòu)成，碳纖維縮漲環(huán)的滑道孔軸線與柱塞軸線成錐度角，半球柱閥的限位軸置于碳纖維縮漲環(huán)的滑道孔內(nèi)并可上下移動(dòng)。
所述的旋槳推力器的上端開有聯(lián)接螺紋，中端外側(cè)帶有三條30左旋角螺旋線槽，下端帶有法向角60°、左旋角30°的扭矩線槽。
所述的萬向旋轉(zhuǎn)器由抽油桿接頭、轉(zhuǎn)動(dòng)軸及滾針軸承組合構(gòu)成，抽油桿接頭的內(nèi)凹腔槽緊扣在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的球形頭端上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸中端外側(cè)裝有滾針軸承，滾針軸承外罩有聯(lián)接在抽油桿接頭上的軸承殼。
進(jìn)油閥再通過下接箍接一固定閥單元體，該固定閥單元體再與接頭相連，所述的固定閥單元體包括一凸輪軸及套置在其上的球閥、與接頭相螺接的閥座，所述的凸輪軸上開有斜向鍵槽，套置在其上的球閥為固定閥半球，閥座上置有氈刷。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、安置在柱塞內(nèi)上、下的碳纖維縮漲功能單元使柱塞工作段始終保持良好工作狀態(tài)，提高了抽汲力，使泵具有極高的泵效。
2、旋槳推力器及萬向旋轉(zhuǎn)器的設(shè)置，保證了柱塞旋轉(zhuǎn)順暢。
3、進(jìn)油閥與接頭之間接一固定閥單元，保證進(jìn)油順暢，封油密閉性好。
4、綜合各改進(jìn)結(jié)構(gòu)，真正消除了抽油桿對(duì)油管的偏磨，杜絕了卡泵、砂卡，延長了泵的使用壽命；保護(hù)了油井，減少作業(yè)次數(shù)，降低采油成本，為油田增加效益。


圖1-(a)為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖(上端部分，不包括泵筒及頭端的上接箍)圖1-(b)為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖(下端部分，不包括泵筒及頭端的下接箍)圖2-(a)為半球柱閥結(jié)構(gòu)示意圖(主視)圖2-(b)為半球柱閥結(jié)構(gòu)示意圖(俯視)圖3-(a)為碳纖維縮漲功能單元結(jié)構(gòu)示意圖(主剖視)圖3-(b)為碳纖維縮漲功能單元結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視)圖4為旋槳推力器結(jié)構(gòu)示意圖(主局部剖視)圖4-(a)為圖4的A-A剖視圖圖4-(b)為圖4的B向側(cè)視圖圖5為固定閥結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖1-(a)及圖1-(b)所示(圖1-(a)及圖1-(b)組合一起為整體結(jié)構(gòu))，本實(shí)用新型柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵由兩端帶上、下接箍、內(nèi)置柱塞9的泵筒構(gòu)成，柱塞的兩端分設(shè)進(jìn)、出油閥10、6，柱塞上頭端接一萬向旋轉(zhuǎn)器2；柱塞下頭端接一帶分流槽的旋槳推力器3，柱塞內(nèi)上、下端分設(shè)有碳纖維縮漲功能單元。
所述的碳纖維縮漲功能單元由帶有三個(gè)限位軸15的半球柱閥7{參見圖2-(a)、圖3-(b)}及閥座8、帶有三個(gè)滑道孔的碳纖維縮漲環(huán)14{結(jié)構(gòu)參見圖3-(a)、圖3-(b)}組合構(gòu)成，碳纖維縮漲環(huán)14由三個(gè)獨(dú)立段拼合構(gòu)成，各獨(dú)立段包括一開有滑道孔1401的滑槽體1402、一外環(huán)體1403，外環(huán)體的端側(cè)呈斜面插口，與鄰接的外環(huán)體斜面插口相互對(duì)應(yīng)，使接合既嚴(yán)密又利于微量向外擴(kuò)張及向內(nèi)收縮，所述的碳纖維縮漲環(huán)上滑槽體的滑道孔帶有斜度，該滑道孔軸線與柱塞軸線成錐度角(上距大，下距小，3錐度角為佳)，半球柱閥的限位軸15置于碳纖維縮漲環(huán)滑槽體的滑道孔內(nèi)并可沿其上下移動(dòng)。
所述的旋槳推力器3的結(jié)構(gòu)參見圖4、圖4-(a)、圖4-(b)，其上端開有聯(lián)接螺紋，中端外側(cè)帶有三條30左旋角螺旋線槽301，下端帶有法向角60°、左旋角30°的扭矩線槽302。
所述的萬向旋轉(zhuǎn)器2由外接抽油桿接頭1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸201及滾針軸承202組合構(gòu)成，抽油桿接頭1的內(nèi)凹腔槽緊扣在轉(zhuǎn)動(dòng)軸201的球形頭端上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸中端外側(cè)裝有滾針軸承202，滾針軸承外罩有聯(lián)接在抽油桿接頭上的軸承殼203。
所述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸201由耐磨、耐壓類材質(zhì)制成。
本實(shí)用新型進(jìn)油閥通過下接箍18再接一固定閥單元體19，該固定閥單元體19再與接頭20相連，所述的固定閥結(jié)構(gòu)參見圖5，包括一凸輪軸1901及套置在其上的球閥1903、與接頭相螺接的閥座1904，凸輪軸1901上開有斜向鍵槽1906，套置在其上的固定閥1903為固定閥半球，閥座1904上置有氈刷1908。氈刷1908通過一螺柱1905固定在閥座1904上；半球式固定閥軸向開有通腔，上腔體孔徑與固定在閥座1904上的螺柱1905相匹配，下腔體孔徑與凸輪軸1901相匹配，并留有容腔以容置分套于凸輪軸1901頭端及閥座上的螺柱頭端的滾針軸承1902及其間的彈簧1907。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理A.柱塞的旋槳推力器在柱塞的最下端，它的下外各側(cè)均制有在油流沖擊下能形成扭拒的扭矩線槽，當(dāng)柱塞下行時(shí)原液首先給它一個(gè)沖擊力，使柱塞自行旋轉(zhuǎn)；另當(dāng)原液進(jìn)入柱塞腔內(nèi)，原液在其左旋角螺旋線槽作用下，產(chǎn)生扭矩，推動(dòng)柱塞旋轉(zhuǎn)。
B.柱塞的萬向旋轉(zhuǎn)器是裝在柱塞的最上端，只要給它一個(gè)力它就轉(zhuǎn)動(dòng)。
C.碳纖維縮漲環(huán)為三瓣，相互斜面插口的接合及和滑道孔斜度的設(shè)計(jì)，使得不論怎樣縮漲都能達(dá)到密封的要求效果。
D.根據(jù)抽油泵運(yùn)用的規(guī)律，出柱塞下行時(shí)，柱塞和泵筒的筒間隙越大阻力越小，下行越快的原理，所以當(dāng)柱塞下行時(shí)，碳纖維縮漲環(huán)沿軸線徑向收縮柱塞和泵筒的筒最大可達(dá)到0.75mm，而柱塞上行時(shí)和泵筒之間的間隙幾乎為零，正達(dá)到整筒抽油泵的功能要求。
本實(shí)用新型的具體工作過程當(dāng)柱塞上行時(shí)，柱塞內(nèi)固定閥腔內(nèi)的半球1903沿凸輪軸的凸輪槽旋轉(zhuǎn)上行，原液由油層進(jìn)入泵腔，此時(shí)，進(jìn)入柱塞腔的原液推動(dòng)半球柱閥7開始上行，則三個(gè)限位軸隨之向上移動(dòng)，由于限位軸和柱塞軸線成上大下小的錐度，限位軸在碳纖維縮漲環(huán)滑槽體的滑道孔內(nèi)向上滑動(dòng)，推動(dòng)三瓣碳纖維縮漲環(huán)沿柱塞徑向漲開，直到和泵筒內(nèi)壁接觸，此功能結(jié)果使泵筒和柱塞為無間隙配合。安置在柱塞內(nèi)上、下的碳纖維縮漲功能單元使柱塞工作段保持無間隙密封，提高了抽汲力，由于碳纖維縮漲環(huán)為塑性非金屬材料，具有良好的耐蝕、耐磨性能，所以使柱塞有很大的抽汲力，使泵具有極高的泵效。
當(dāng)柱塞下行時(shí)，柱塞腔內(nèi)的半球柱閥7開始下行，并帶動(dòng)半球柱閥的限位軸沿碳纖維縮漲環(huán)滑槽體的滑道孔內(nèi)上行，此時(shí)推動(dòng)三瓣碳纖維縮漲環(huán)沿柱塞徑向內(nèi)縮，柱塞變細(xì)，使柱塞下行，如此同時(shí)，固定閥旋轉(zhuǎn)下行，氈刷刷干凈閥座的密封帶，關(guān)閉。使原液進(jìn)入，沖擊柱塞下端的旋槳推力器左旋角螺旋線槽，對(duì)柱塞形成扭力，推動(dòng)柱塞旋轉(zhuǎn)下行。由于柱塞本體尺寸比泵筒尺寸小于常規(guī)泵的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)δ≥1mm，所以柱塞能順利下行，柱塞下行順利，消除對(duì)抽油桿的不定向磨損，延長了泵的使用壽命，杜絕了卡泵、砂卡、抽油桿對(duì)油管的偏磨。
權(quán)利要求1.一種柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵，由兩端帶上、下接箍、內(nèi)置柱塞的泵筒構(gòu)成，柱塞的上、下端分設(shè)進(jìn)、出油閥，其特征在于柱塞上頭端接一萬向旋轉(zhuǎn)器；柱塞下頭端接一帶螺旋線槽及扭矩線槽的旋槳推力器，柱塞內(nèi)上、下端分設(shè)有碳纖維縮漲功能單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵，其特征在于所述的碳纖維縮漲功能單元由帶有三個(gè)限位軸的半球柱閥及帶有三個(gè)滑道孔的碳纖維縮漲環(huán)組合構(gòu)成，碳纖維縮漲環(huán)的滑道孔軸線與柱塞軸線成錐度角，半球柱閥的限位軸置于碳纖維縮漲環(huán)的滑道孔內(nèi)并可上下移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵，其特征在于所述的碳纖維縮漲環(huán)的滑道孔軸線與柱塞軸線成3錐度角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵，其特征在于所述的旋槳推力器的上端開有聯(lián)接螺紋，中端外側(cè)帶有三條30左旋角螺旋線槽，下端帶有法向角60°、左旋角30°的扭矩線槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵，其特征在于所述的萬向旋轉(zhuǎn)器由抽油桿接頭、轉(zhuǎn)動(dòng)軸及滾針軸承組合構(gòu)成，抽油桿接頭的內(nèi)凹腔槽緊扣在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的球形頭端上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸中端外側(cè)裝有滾針軸承，滾針軸承外罩有聯(lián)接在抽油桿接頭上的軸承殼。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵，其特征在于所述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸由耐磨、耐壓類材質(zhì)制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵，其特征在于進(jìn)油閥通過下接箍接一固定閥單元體，該固定閥單元體再與接頭相連，所述的固定閥單元體包括一凸輪軸及套置在其上的球閥、與接頭相螺接的閥座，所述的凸輪軸上開有斜向鍵槽，套置在其上的球閥為固定閥半球，閥座上置有氈刷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵，其特征在于所述的氈刷通過一螺柱固定在閥座上；所述的半球閥軸向上開有通腔，上腔體孔徑與固定在閥座上的螺柱相匹配，內(nèi)腔體孔徑與凸輪軸相匹配，并留有容腔以容置分套于凸輪軸頭端及閥座上的螺柱頭端的滾針軸承及其間的彈簧。
專利摘要一種柱塞縮漲式自旋轉(zhuǎn)整筒抽油泵，由兩端帶上、下接箍、內(nèi)置柱塞的泵筒構(gòu)成，柱塞的上、下端分設(shè)進(jìn)、出油閥，柱塞上頭端接一萬向旋轉(zhuǎn)器；柱塞下頭端接一帶螺旋線槽及扭矩線槽的旋槳推力器，柱塞內(nèi)上、下端分設(shè)有碳纖維縮漲功能單元，該功能單元由帶有三個(gè)限位軸的半球柱閥及帶有三個(gè)滑道孔的碳纖維縮漲環(huán)組合構(gòu)成，碳纖維縮漲環(huán)的滑道孔軸線與柱塞軸線成錐度角，半球柱閥的限位軸置于碳纖維縮漲環(huán)的滑道孔內(nèi)并可上下移動(dòng)。進(jìn)油閥通過下接箍接一固定閥單元體后再與接頭相連。本實(shí)用新型柱塞工作段始終可保持良好狀態(tài)，消除了抽油桿對(duì)油管的偏磨，杜絕了卡泵、砂卡，延長了泵的使用壽命；保護(hù)了油井，減少作業(yè)次數(shù)，降低了采油成本。
文檔編號(hào)E21B43/00GK2695677SQ200420050850
公開日2005年4月27日 申請日期2004年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月10日
發(fā)明者魯廣立, 姚爾強(qiáng) 申請人:魯廣立, 姚爾強(qiáng)