專利名稱：磁流體密封抽油泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油田機(jī)械采油井中使用的有桿抽油泵，屬油田設(shè)備類。
抽油泵是油田有桿泵采油系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一。針對(duì)不同的原油物性和油井特征，世界上已經(jīng)研制出了眾多的抽油泵種和型號(hào)來(lái)滿足不斷發(fā)展的采油工藝的需要。但在這眾多的泵種中，都存在著一個(gè)共同的技術(shù)難點(diǎn)，即要解決柱塞與泵筒在工作過(guò)程中滑動(dòng)密封的問(wèn)題。由于抽油泵要在上千米乃至數(shù)千米的井下工作，泵上液柱形成的壓頭非常高，因此泵筒和柱塞這一對(duì)磨擦副的密封性顯得非常重要，如果其密封性不好，就會(huì)造成泵工作中的大量漏失，嚴(yán)重影響泵效。抽油泵在油井中工作，不但要承受很高的壓頭，而且其工作環(huán)境也相當(dāng)惡劣，存在著壓力、溫度、磨粒磨損、氣體干擾、腐蝕等一系列影響因素，因此，解決抽油泵柱塞與泵筒的密封問(wèn)題，具有相當(dāng)大的難度?，F(xiàn)有技術(shù)中，主要采用加長(zhǎng)柱塞以增加密封段長(zhǎng)度，減少二者的配合間隙，以及采用橡膠等彈性材料制造柱塞密封段等幾種方法來(lái)解決這一難題，但這些方法都存在著缺點(diǎn)。首先，它們都是有間隙密封，在抽油泵的長(zhǎng)期連續(xù)工作中，會(huì)早期磨損，加大間隙，增加漏失，影響泵效，降低泵的使用壽命；再者這些方法都會(huì)加大泵的制造成本，使泵的加工、安裝變得復(fù)雜和困難；另外，上述結(jié)構(gòu)的抽油泵，在使用過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生砂卡的問(wèn)題，影響油井的正常生產(chǎn)，增加作業(yè)費(fèi)用。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠提高柱塞和泵筒滑動(dòng)副的密封性，從而提高泵效，并能防止砂卡，具有較長(zhǎng)使用壽命的抽油泵。
本實(shí)用新型的磁流體密封抽油泵包括泵筒、柱塞總成、游動(dòng)閥總成和固定閥總成等幾部分。該泵的泵筒、游動(dòng)閥總成和固定閥總成均與常規(guī)抽油泵相同，而柱塞則采用了磁性流體軟密封柱塞。其結(jié)構(gòu)是在柱塞的兩端有數(shù)組磁環(huán)，相鄰兩磁環(huán)的極性相反，根據(jù)不同的原油物性和油井的深淺，磁環(huán)組的數(shù)目可以相應(yīng)增減。該磁環(huán)選用高矯頑力，高磁能積永久磁鐵，耐溫耐腐蝕，適合在高壓、高溫下工作。磁環(huán)采用公差配合與粘接劑粘合相結(jié)合的方式，裝配在柱塞上，達(dá)到在工作中不掉不裂，能適應(yīng)在油井中長(zhǎng)期工作的要求。磁流體涂在柱塞與泵筒之間，為耐油耐酸堿有機(jī)載液磁流體、粘度高、附著力強(qiáng)，在柱塞內(nèi)所形成的閉合磁回路中，受磁場(chǎng)作用，形成密封環(huán)。由于此種密封為液體密封，所以可以使柱塞與泵筒在相互滑動(dòng)中，達(dá)到零間隙，保證工作中無(wú)井液漏失，提高抽油泵的泵效。本實(shí)用新型的磁流體密封抽油泵還針對(duì)目前油田上許多油井出砂嚴(yán)重，造成柱塞和泵筒在工作中早期磨損，極大地降低了抽油泵使用壽命的實(shí)際問(wèn)題，在柱塞兩端設(shè)計(jì)了雙頭螺旋槽的結(jié)構(gòu)，螺旋槽內(nèi)設(shè)計(jì)有孔眼，該孔眼與柱塞內(nèi)腔相互連通。該結(jié)構(gòu)可以在抽油泵工作中，將泵筒上粘附存留的砂粒刮進(jìn)柱塞的螺旋槽內(nèi)，再經(jīng)由槽內(nèi)孔眼，落入柱塞的內(nèi)腔，隨著柱塞上、下沖程中油流的上返，將砂粒攜出井口，這樣就可以達(dá)到防止抽油泵在工作中砂卡的目的，延長(zhǎng)泵的使用壽命。
本實(shí)用新型的磁流體密封抽油泵與現(xiàn)有技術(shù)中的抽油泵相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)；1、磁流體密封抽油泵采用磁性流體軟密封來(lái)代替常規(guī)的柱塞與泵筒間隙密封的方式，密封可靠，工作中無(wú)泄漏，提高了泵效。
2、具有高強(qiáng)磁能積，高矯頑力、耐腐蝕、耐高溫磁環(huán)可以使磁流體附著力大大增強(qiáng)，使磁流體密封抽油泵適用于油井中各種復(fù)雜的工作介質(zhì)。
3、特殊磁流體使密封部分耐壓提高，使磁流體密封抽油泵能在深井中使用。
4、該泵柱塞兩頭設(shè)計(jì)有雙頭螺旋槽的結(jié)構(gòu)，在抽汲含砂原油時(shí)，能使泵具有防砂卡的功能。
附


圖1為磁流體密封抽油泵的結(jié)構(gòu)圖
以下結(jié)合附
圖1所給出的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例中的磁流體密封抽油泵為管式泵，由泵筒(2)、柱塞(4)、游動(dòng)閥(7)、固定閥(9)等組成。泵筒(2)為一無(wú)縫鋼管加工成的圓筒，上端車(chē)制有不加厚油管螺紋，使用時(shí)與油井內(nèi)的油管相連。泵筒(2)的下端用普通細(xì)牙螺紋與固定閥(9)相連，固定閥(9)為常規(guī)結(jié)構(gòu)，下端設(shè)計(jì)有不加厚油管螺紋與油管相互連接。柱塞(4)包括上防砂螺旋槽(1)、磁環(huán)(3)、磁流體(5)、柱塞體(6)、游動(dòng)閥(7)、下防砂螺旋槽(8)等。上、下防砂螺旋槽(1)、(8)設(shè)在柱塞(4)的兩頭，均為雙頭螺旋的結(jié)構(gòu)，槽內(nèi)有孔眼通到柱塞內(nèi)腔。工作時(shí)可刮去泵筒(2)上的砂粒，使之進(jìn)入柱塞(4)內(nèi)腔，隨油流返出井口，防止卡泵。柱塞體(6)兩端裝有磁環(huán)(3)，根據(jù)工作要求，磁環(huán)組可為3-8環(huán)。裝配磁環(huán)(3)時(shí)，相鄰兩磁環(huán)間極性相反，采用公差配合加粘結(jié)的形式裝配，保證在井下長(zhǎng)期工作時(shí)，不會(huì)發(fā)生脫落和斷裂現(xiàn)象。磁環(huán)(3)選用高矯頑力、高磁能積永久磁鐵，耐溫120℃，并且耐腐蝕，可在高溫、高壓下工作。磁流體(5)為耐油耐酸堿有機(jī)載液磁流體，粘度高，附著力強(qiáng)，在柱塞磁場(chǎng)的作用下，形成液體密封環(huán)，保證柱塞(4)與泵筒(2)之間的有效密封。柱塞(4)上裝有兩個(gè)游動(dòng)閥(7)，分別為上游動(dòng)閥和下游動(dòng)閥，游動(dòng)閥(7)的結(jié)構(gòu)與普通抽油泵的游動(dòng)閥相同。
磁流體密封抽油泵適合于各種工作條件下的油井，下泵與起泵作業(yè)的方法和程序與常規(guī)管式抽油泵相同，使用中不需特殊維護(hù)。
權(quán)利要求1.一種油田機(jī)械采油中使用的磁流體密封抽油泵，包括泵筒、柱塞、游動(dòng)閥、固定閥等部分，其特征在于；該泵在柱塞與泵筒之間的滑動(dòng)密封中，采用了磁性流體軟密封的結(jié)構(gòu)，來(lái)取代普通有桿抽油泵中柱塞與泵筒靠間隙密封的技術(shù)方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流體密封抽油泵，其特征在于；該泵的磁性流體軟密封的結(jié)構(gòu)是通過(guò)在柱塞兩端裝配粘結(jié)數(shù)組磁環(huán)和在泵筒與柱塞之間涂上磁流體，使磁流體在柱塞磁場(chǎng)的作用下形成密封環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁流體密封抽油泵，其特征在于；該泵的磁環(huán)為高磁能積、高矯頑力、耐溫永久磁鐵，磁流體為粘度高、附著力強(qiáng)的耐油耐酸堿有機(jī)載液磁流體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的磁流體密封抽油泵，其特征在于；柱塞兩端車(chē)制有刮砂用的雙螺旋槽的結(jié)構(gòu)，槽內(nèi)鉆有使砂落入柱塞內(nèi)腔的孔眼。
專利摘要磁流體密封抽油泵是一種油田上機(jī)械采油中使用的有桿抽油泵。該泵采用磁性液體軟密封的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)柱塞與泵筒之間的密封。其結(jié)構(gòu)是在活塞兩端鑲上高強(qiáng)度磁環(huán)，在柱塞和泵筒之間涂上磁流體，從而在四者之間形成磁回路，使磁流體長(zhǎng)時(shí)間被吸附在柱塞與泵筒之間，達(dá)到密封之目的。該泵在柱塞兩端還設(shè)計(jì)有雙頭螺旋的結(jié)構(gòu)，螺旋槽內(nèi)孔眼與柱塞內(nèi)腔連通，可以起到刮砂防止卡泵的目的。該泵適應(yīng)性強(qiáng)，在使用中能大大提高泵效和使用壽命。
文檔編號(hào)F04B47/02GK2252900SQ95232628
公開(kāi)日1997年4月23日 申請(qǐng)日期1995年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月2日
發(fā)明者馬冬嵐, 王龍清, 劉新會(huì) 申請(qǐng)人:遼河石油勘探局鉆采工藝研究院