專利名稱：一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及油田有桿抽油泵，特別涉及一種可消除偏磨、能正洗井、正注蒸 汽、自動泄油的高效節(jié)能有桿抽油泵。
背景技術(shù)：
從全世界所有油田統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，大約有80%的油井是采用有桿泵抽油機 來生產(chǎn)的，中國更是有92%的油井使用有桿泵抽油機。然而目前有桿泵抽油井 都存在著抽油桿偏磨嚴重、無法正洗井和系統(tǒng)效率低的問題。例如大慶、勝利等油田為了解決抽油桿偏磨問題，不得不給抽油桿套上扶正 器，由于扶正器在下行過程中有阻力，導致偏磨位置上移，于是又不得不進行全 井扶正。對于遼河、吐哈等油田的含蠟原油，由于油管內(nèi)部結(jié)蠟，人們不得不用高溫 熱水反洗井甚至進行檢泵作業(yè)，此時高溫熱水從套管進入、從油管返出，這種作 業(yè)方式不但熱水用量大，而且大量熱水將倒灌油層，從而污染近井地帶，這一點 對于水敏地層尤為明顯，另外轉(zhuǎn)抽后還有一段高含水期。對于凝固點很高的油藏， 高溫熱水反洗井根本解決不了油管內(nèi)部結(jié)蠟問題，此時不得不起泵作業(yè)。為了提高抽油機系統(tǒng)效率，本申請人發(fā)明了一種高效節(jié)能有桿抽油泵(專利 號為200520114355. X),該專利可減少抽油機上沖程載荷、降低抽油機下沖程阻力，提高了抽油泵泵效、提高了抽油機系統(tǒng)效率；同時減少了氣體對泵效的影響 并具有防砂效果。圖1示出了實用新型專利200520114355. X高效節(jié)能有桿抽油泵，該高效節(jié) 能有桿抽油泵包括抽油桿l、套管2、動液面3、油管4、人工井底5、游動閥6、 短柱塞下端面7、短柱塞8、長泵筒9、長柱塞IO、短泵筒ll、固定閥12、脫接 機構(gòu)13、固定閥座14、泵腔15、游動閥通道16、固定閥通道17。所述的長泵 筒9與上部油管4相連；所述的固定閥座14位于長泵筒9的頂部并相互連接在 一起；所述的固定閥12坐落在固定阓座14上；所述的短柱塞8位于長泵筒9的內(nèi)部，并能在長泵筒9內(nèi)上下活動，其短柱塞8頂部與長柱塞IO相連；所述 的游動閥6坐落在短柱塞8上。所述的脫接機構(gòu)13是用于連接或斷開抽油桿1 和長柱塞10的；所述的短泵筒11與固定閥座14相連，長柱塞10可以從其中心 孔上下運動。但這種泵和常規(guī)抽油泵一樣，沒有消除偏磨、也不具備正洗井的功能，不具 備從油管注蒸汽或注熱水的功能，即從油井注入蒸汽或注入熱水，然后從油套環(huán) 形空間返出的功能；也不具備從油管正注入其他流體的功能，無法產(chǎn)生液壓反饋 下行力，和常規(guī)大泵一樣一定要使用泄油器才能保證作業(yè)時沒有原油污染井口。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出了一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵，其包括脫接機構(gòu) (25)、拉桿(26)、長柱塞(27)、短泵筒(28)、固定閥(29)、固定閥基座擴徑管(30)、 長泵筒(31)、短柱塞(38)、游動閥(39)、泵筒下部擴徑管(34)、具有流動通道的 短柱塞支撐(35);所述的長泵筒(31)其上部與內(nèi)徑相對稍大的固定閥基座擴徑管 (30)相連，其下部也與內(nèi)徑相對稍大的泵筒下部擴徑管(34)相連；所述的固定閥 (29)坐落在固定閥座(41)上，所述的固定閥座(41)位于長泵筒(31)的上方并與固 定閥基座擴徑管(30)連接在一起；所述的短柱塞(38)位于長泵筒(31)的內(nèi)部，其 頂部與長柱塞(27)相連；所述的游動閥(39)坐落在短柱塞(38)內(nèi)；所述的短泵筒 (28)與固定閥座(41)相連；所述的長柱塞(27)可以從該短泵筒(28)中心孔上下運 動；所述的拉桿(26)其下部與長柱塞(27)相連，其上部與脫接機構(gòu)(25)相連；其 特征在于拉桿(26)的直徑小于長柱塞(27)的直徑。本發(fā)明提出的一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵，具有可消除偏磨和 正洗井的特點。如能利用長柱塞與拉桿之間的面積差以及整個油管液柱壓力實現(xiàn) 下行過程的液壓反饋，泵在液壓反饋力的作用下實現(xiàn)無阻下行或主動下行，從而 消除抽油桿彎曲和偏磨情況；還能在不污染油層的情況下實現(xiàn)快速清洗油管內(nèi)的 結(jié)蠟和結(jié)垢；可以在不動管柱的情況下實現(xiàn)從油管注蒸汽或注熱水，如注蒸汽進 行稠油蒸汽吞吐開采；可以在不動管柱的情況下實現(xiàn)正注入其他流體，如進行油 井解堵或油井酸化等措施；可以不用泄油器而實現(xiàn)自動泄油。


圖1為實用新型專利200520114355. X —種高效節(jié)能有桿抽油泵示意圖。圖2為本發(fā)明第一實施方式正常抽油狀況示意圖。圖3為本發(fā)明第一實施方式正注入狀況示意圖。圖4為本發(fā)明第二實施方式正常抽油狀況示意圖。圖5為本發(fā)明第二實施方式正注入狀況示意圖。圖6為本發(fā)明第三實施方式正常抽油狀況示意圖。圖7為本發(fā)明第三實施方式正注入狀況示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細描述。為了簡便，相同的 或相似的部件用相同的附圖標記表示。 第一實施方式。圖2為本發(fā)明一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵第一實施方式示意 圖。該可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵包括抽油桿21、套管22、動液面23、 油管24、脫接機構(gòu)25、拉桿26、長柱塞27、短泵筒28、固定閥29、固定閥基 座擴徑管30、長泵筒31、地層32、泵腔33、泵筒下部擴徑管34、具有流動通 道的短柱塞支撐35、人工井底36、短柱塞下端面37、短柱塞38、游動閥39、 固定閥通道40、固定閥座41。所述的長泵筒31上部與固定閥基座擴徑管30相 連、下部與泵筒下部擴徑管34相連；所述的固定閥座41位于長泵筒31的上部 并相互連接在一起；所述的固定閥29坐落在固定閥座41上；所述的短柱塞38 位于長泵筒31的內(nèi)部，并能在長泵筒31內(nèi)上下活動，短柱塞38頂部與長柱塞 27相連；所述的游動閥39坐落在短柱塞38上；所述的脫接機構(gòu)25是用于連接 或斷開抽油桿21和拉桿26的；所述的短泵筒28與固定閥座41相連，長柱塞 27可以從其中心孔上下運動；所述的拉桿26的下部與長柱塞27相連，其上部 與脫節(jié)機構(gòu)25相連。本發(fā)明一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵，在游動閥和固定閥空間相 對位置上與常規(guī)有桿抽油泵完全不同，不再象常規(guī)有桿抽油泵那樣把固定閥置于泵筒下部、把游動閥及柱塞置于固定閥的上方，而是把固定閥29及固定閥座41 置于長泵筒31的頂部，并把游動閥39及短柱塞38置于固定閥29的下方。本發(fā)明一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵與專利200520114355.乂公開的高效節(jié)能有桿抽油泵的不同點是1) 長柱塞27的直徑大于拉桿26的直徑，此時即能實現(xiàn)液壓反饋，實現(xiàn)泵無偏磨無阻下行或主動下行，即可實現(xiàn)無偏磨下行2) 長柱塞的直徑27大于抽油桿21的直徑，也能實現(xiàn)液壓反饋，實現(xiàn)泵無偏磨 無阻下行或主動下行，即可實現(xiàn)無偏磨下行3) 由于拉桿26的直徑小于短泵筒28的直徑，二者配合時存在縫隙，此縫隙即 為流動通道，利用拉桿26與短泵筒28之間的這個流動通道，同時利用短柱塞38 與泵筒下部擴徑管34之間的流動通道，在不動管柱的情況下就可實現(xiàn)正洗井、正 注蒸汽、正注熱水、正注其他流體的功能；4) 為了盡量使用更大直徑的閥球，固定閥基座擴徑管30的直徑一般大于長泵 筒31的直徑，或者至少不小于長泵筒31的直徑；5) 游動閥39和/或固定閥29的同一個閥道上可以采用多個閥球方式，以減少 泵漏失的可能性。下面分析本發(fā)明如何實現(xiàn)液壓反饋功能和無偏磨無阻下行。 常規(guī)抽油泵下行時，抽油桿下端面遇到很大的阻力，其下行阻力=抽油桿截 面積X整個油管液柱壓力，而本發(fā)明和專利200520114355. X公開的高效節(jié)能有 桿抽油泵一樣，其短柱塞下端面下行遇到的阻力大大降低，其下行阻力Fl:長柱 塞截面積X泵的沉沒壓力，這是因為沉沒壓力小于整個油管液柱壓力。由于本發(fā) 明的長柱塞27直徑大于拉桿26的直徑，在下沖程時，會產(chǎn)生一個液壓反饋力， 該液壓反饋力F2z長柱塞截面積與拉桿截面積之差X整個油管液柱壓力。當液壓 反饋力F2等于下行阻力F1時，即可實現(xiàn)柱塞無阻下行，從而避免抽油桿發(fā)生偏 磨現(xiàn)象；當液壓反饋力F2大于下行阻力F1時，即可實現(xiàn)柱塞主動下行，達到徹 底消除抽油桿偏磨現(xiàn)象。下面分析本發(fā)明如何實現(xiàn)正洗井、正注入功能。圖3給出了本發(fā)明第一實施方式正注入狀況示意圖。從圖3可以看出，如果 需要正洗井或正注入，則需要將短柱塞38、長柱塞27連同抽油桿21 —起下放一段距離，使短柱塞38坐落到具有流動通道的短柱塞支撐35上，此時長柱塞 27也脫出短泵筒28，而拉桿26則完全進入短泵筒28位置。由于短柱塞38直徑 小于泵筒下部擴徑管34的直徑，因此短柱塞38與泵筒下部擴徑管34之間存在 流動通道；由于拉桿26直徑小于長柱塞27直徑，即拉桿26直徑小于短泵筒28 內(nèi)徑，從而拉桿26和短泵筒28之間也存在流體的流動通道，當洗井液、蒸汽、 熱水或其他流體從油管注入時，注入的流體就從拉桿26與短泵筒28之間的間隙 處流過，再從短柱塞38與泵筒下部擴徑管34的間隙環(huán)內(nèi)流過，然后流到油套環(huán) 形空間，此時即可實現(xiàn)正洗井、正注蒸汽、正注熱水或其他流體，當正注入工作 完成后，即可上提抽油桿使泵正常工作。本發(fā)明能在不污染油層的情況下實現(xiàn)快速清洗油管內(nèi)的結(jié)蠟、結(jié)垢；可以在 不動管柱的情況下實現(xiàn)從油管注蒸汽或注熱水，如注蒸汽進行稠油蒸汽吞吐開 采；可以在不動管柱的情況下實現(xiàn)正注入其他流體，如進行油井解堵或油井酸化 等措施；還可以利用長柱塞與拉桿之間的面積差以及整個油管液柱壓力實現(xiàn)下行 過程的液壓反饋。下面分析本發(fā)明如何實現(xiàn)自動泄油的功能。與上面所述的情形一樣，需要作業(yè)時，將短柱塞38坐落到具有流動通道的 短柱塞支撐35上，為泄油提供了流動通道，油管內(nèi)的流體將自動回流到油套環(huán) 形空間。第二實施方式。圖4為本發(fā)明第二實施方式正常抽油狀況示意圖，圖5為本發(fā)明第二實施方 式正注入狀況示意圖。從圖4、 5可以看出，第二實施方式只是改變了拉桿26， 相對于第一實施方式而言，第二實施方式的拉桿26不再對拉桿的直徑作變小的 要求，而是在拉桿26上開有槽261，其開槽長度要大于短泵筒28的長度，使拉 桿26和短泵筒28之間存在流體的流動通道，為正洗井、正注入和泄油提供流體 的流動通道。下面分析該實施方式是如何消除偏磨現(xiàn)象的。在該實施方式下要消除偏磨現(xiàn) 象，只要保證抽油桿21的直徑小于長柱塞27的直徑即可，此時液壓反饋力F2= 長柱塞截面積與抽油桿截面積之差X整個油管液柱壓力。第三實施方式。圖6為本發(fā)明第三實施方式正常抽油狀況示意圖，圖7為本發(fā)明第三實施方 式正注入狀況示意圖。從圖6、 7可以看出，第三種實施方式也是改變了拉桿， 相對于第一實施方式而言，第三實施方式的拉桿26也不再對拉桿的直徑作變小 的要求，而是在拉桿上開中心孔263和在拉桿的上部、下部開垂直孔262、 264， 垂直孔262、 264與中心孔263相通，上、下垂直孔262、 264的距離大于短泵筒 28的長度，使拉桿上的孔262、 263、 264成為流體的流動通道，從而為正洗井、 正注入和泄油提供流體的流動通道。下面分析該實施方式是如何消除偏磨現(xiàn)象的。在該實施方式下要消除偏磨現(xiàn) 象，只要保證抽油桿21的直徑小于長柱塞27的直徑即可，此時液壓反饋力F2= 長柱塞截面積與抽油桿截面積之差X整個油管液柱壓力。本發(fā)明一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵的短泵筒28與長柱塞27 之間采用泵筒與柱塞配合公差進行密封。所述的短泵筒28為軟密封短節(jié)，長柱 塞27可改用密封抽油桿。泵筒下部擴徑管34的管壁上可以開孔。所述的長柱塞 27的直徑大于拉桿26的直徑。本發(fā)明并不局限于上述實施方式，上述優(yōu)選實施方式僅為示例性的，本領域 的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的精神實質(zhì)，做出各種等同的修改和替換及不同組合， 而得到不同的實施方式。
權(quán)利要求
1. 一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵，其包括脫接機構(gòu)(25)、拉桿(26)、長柱塞(27)、短泵筒(28)、固定閥(29)、固定閥基座擴徑管(30)、長泵筒(31)、短柱塞(38)、游動閥(39)、泵筒下部擴徑管(34)、具有流動通道的短柱塞支撐(35)；所述的長泵筒(31)其上部與內(nèi)徑相對稍大的固定閥基座擴徑管(30)相連，其下部也與內(nèi)徑相對稍大的泵筒下部擴徑管(34)相連；所述的固定閥(29)坐落在固定閥座(41)上，所述的固定閥座(41)位于長泵筒(31)的上方并與固定閥基座擴徑管(30)連接在一起；所述的短柱塞(38)位于長泵筒(31)的內(nèi)部，其頂部與長柱塞(27)相連；所述的游動閥(39)坐落在短柱塞(38)內(nèi)；所述的短泵筒(28)與固定閥座(41)相連；所述的長柱塞(27)可以從該短泵筒(28)中心孔上下運動；所述的拉桿(26)其下部與長柱塞(27)相連，其上部與脫接機構(gòu)(25)相連；其特征在于拉桿(26)的直徑小于長柱塞(27)的直徑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵,其特征在 于所述的長柱塞(27)的直徑大于抽油桿(21)的直徑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵，其特征在 于所述的坐落在短柱塞(38)上的游動閥(39)是進油閥，坐落在固定閥座(41) 上的固定閥(29)是出油閥。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵，其特征在 于所述的短泵筒(28)與長柱塞(27)之間采用泵筒與柱塞配合公差進行密封。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵，其特 征在于所述的短泵筒(28)為軟密封短節(jié)，長柱塞(27)可改用密封光桿。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵，其特 征在于在拉桿(26)上開有槽(261)，其開槽長度要大于短泵筒(28)的長度，使 拉桿的槽(261)和短泵筒(28)之間存在流體的流動通道。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵，其特 征在于在所述的拉桿(26)上開中心孔(263)和在拉桿(26)的上部和下部開垂 直孔(262、 264)，垂直孔與中心孔相通，上下垂直孔的距離大于短泵筒(28) 的長度，使拉桿的孔(262、 263、 264)具有流體的流動通道。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵，其特征在于泵筒下部擴徑管(34)的直徑大于長泵筒(31)的直徑。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵，其特征在 于泵筒下部擴徑管(34)的直徑可以等于長泵筒(31)的直徑，此時可以在泵筒 下部擴徑管(34)的管壁上部開孔。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵,其特征在 于所述的游動閥(39)采取至少一個閥球的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可消除偏磨且能正洗井的有桿抽油泵，包括脫接機構(gòu)、拉桿、長柱塞、短泵筒、固定閥、固定閥基座擴徑管、長泵筒、短柱塞、游動閥、泵筒下部擴徑管、具有流動通道的短柱塞支撐。固定閥位于長泵筒的上方；短柱塞位于長泵筒的內(nèi)部，并位于固定閥的下方；游動閥坐落在短柱塞上；拉桿的直徑小于長柱塞的直徑；泵筒下部擴徑管大于長泵筒的直徑。本發(fā)明可消除抽油桿偏磨且能不動管柱正洗井。
文檔編號F04B47/00GK101220807SQ200710004538
公開日2008年7月16日 申請日期2007年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月8日
發(fā)明者凌建軍, 鸝 黃 申請人:凌建軍