本實(shí)用新型涉及一種油田采油用的井下抽油泵,屬于石油采集裝置領(lǐng)域。
背景技術(shù):
抽油泵是由抽油機(jī)帶動(dòng)把井內(nèi)原油舉升到地面的常用井下裝置。目前,油田上使用的抽油泵,是由抽油桿柱下端連接的柱塞與泵筒配合而成,柱塞上帶有游動(dòng)閥,泵筒下端帶有固定閥。當(dāng)下沖程柱塞下行時(shí),固定閥關(guān)閉,游動(dòng)閥打開,井液經(jīng)游動(dòng)閥到達(dá)柱塞上方, 上沖程柱塞上行時(shí),游動(dòng)閥關(guān)閉,固定閥打開, 泵下液體經(jīng)固定閥入泵,從而完成一個(gè)沖程的進(jìn)排液過程,這種泵的抽油桿在上下沖程交變載荷的作用下,容易產(chǎn)生擺動(dòng),不僅會(huì)使抽油桿產(chǎn)生偏磨,而且會(huì)帶來抽油泵的的振動(dòng)和擺動(dòng)現(xiàn)象。在這種泵結(jié)構(gòu)下,下沖程時(shí)桿柱下端面會(huì)受到泵筒內(nèi)高壓液體的向上推力, 同時(shí)桿柱也會(huì)受到井液的方向向上沿程阻力,這些力會(huì)造成桿柱受壓產(chǎn)生彎曲,從而形成桿管偏磨。
近年來,由于一些主力油田開發(fā)進(jìn)入中后期,部份區(qū)塊或?qū)酉狄巡捎镁酆衔矧?qū)油,因聚合物液具有非牛頓液體的性質(zhì),使油井產(chǎn)出液流動(dòng)性變差,而非牛頓液體盡管表觀黏度并不高,但要改變其形狀需要的力卻很大,抽油桿柱接箍形成的多個(gè)變徑點(diǎn)在該種井液中的運(yùn)行,則沿程阻力大增,致使桿管偏摩嚴(yán)重,檢泵周期縮短。此外,近年開發(fā)的低滲油田,很多井由于油稠、含蠟量高,桿柱運(yùn)行阻力大,也造成嚴(yán)重的桿管偏摩,導(dǎo)致用于更換桿管及檢泵作業(yè)的生產(chǎn)維護(hù)費(fèi)用很高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決背景技術(shù)中提到的桿柱下行彎曲造成桿管偏磨的問題,本實(shí)用新型給出了一種防偏磨抽油泵,替代常規(guī)抽油泵抽油,可以從根本上消除導(dǎo)致桿柱彎曲的偏磨因素,延長(zhǎng)油井檢泵周期,降低采油生產(chǎn)維護(hù)費(fèi)用。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:該種交變載荷防偏磨泵,包括柱塞和泵筒,所述柱塞上端與抽油桿柱連接,所述泵筒上端與管柱連接,其獨(dú)特之處在于:
所述交變載荷防偏磨泵還包括一個(gè)偏心閥,所述偏心閥由定閥上體、定閥下體、定閥球、定閥座、定閥壓套、光桿、光桿筒、筒下接頭、篩網(wǎng)以及篩管固釘組裝后構(gòu)成;其中,所述定閥上體下端與定閥下體上端通過螺紋相連接,所述定閥上體和定閥下體之間用定閥盤根密封;所述定閥下體和篩網(wǎng)之間通過定閥壓套連接,所述定閥壓套下端與篩網(wǎng)的內(nèi)螺紋相連接,并通過篩管固釘固定所述篩網(wǎng);所述定閥壓套的上面與定閥座的內(nèi)螺紋相連接,定閥座上端放著定閥球;所述定閥球與定閥下體之間安裝彈簧,彈簧的上、下兩端面是自由的,自然狀態(tài)下,所述彈簧的下端面與定閥球接觸,所述彈簧的上端面與定閥上體之間有安裝間隙;所述彈簧對(duì)所述定閥球具有阻尼作用,可對(duì)偏心閥內(nèi)的進(jìn)油口的進(jìn)油量進(jìn)行調(diào)節(jié);
所述泵筒下端與偏心閥連接;其中,所述泵筒的下端與偏心閥的定閥上體之間通過螺紋連接;所述泵筒的上端與泵上接頭之間通過螺紋連接;
所述柱塞上端與動(dòng)閥壓套的下端通過螺紋連接,所述動(dòng)閥壓套上面有動(dòng)閥座,動(dòng)閥座上端與動(dòng)閥體連接,在所述動(dòng)閥座與動(dòng)閥體之間有動(dòng)閥球,動(dòng)閥體上端通過內(nèi)螺紋與連桿連接,連桿上連有連桿接箍;所述柱塞的下端與柱塞下接頭上端的外螺紋連接;所述柱塞和光桿中間通過柱塞下接頭和連桿接箍連接;
在泵筒與套管之間有兩組金屬橡膠扶正單元,金屬橡膠為鈦合金金屬絲纏繞模壓成型的彈性多孔材料,可實(shí)現(xiàn)一定的壓縮余量。其中,在所述泵筒的外圓周上下對(duì)稱分布兩組固定小凹槽,所述兩組金屬橡膠扶正單元正嵌在小凹槽里,所述兩組金屬橡膠扶正單元的外壁與所述套管的內(nèi)壁接觸;所述柱塞下連接光桿,所述光桿穿過所述偏心閥到達(dá)筒下接頭的下端面,所述偏心閥在光桿的兩側(cè)呈對(duì)稱形式分布;所述光桿的直徑不小于抽油桿柱直徑,光桿外固定有光桿筒,光桿筒通過偏心閥的定閥下體的內(nèi)螺紋使之固定,光桿與光桿筒過渡配合,可防止光桿的偏磨;所述光桿筒的下端與筒下接頭上端的內(nèi)螺紋連接。
本實(shí)用新型具有如下有益效果:該種泵使用光桿穿過泵腔,下端面處于泵筒外,因而不承受泵腔內(nèi)的液體高壓,并且可在泵下接加重桿,以加重桿的重力抵消桿柱下行時(shí)稠流體對(duì)桿柱的沿程阻力,因而可使泵上桿柱只受拉力,沒有受壓段,從而消除導(dǎo)致桿柱彎曲的偏摩致因,延長(zhǎng)油井檢泵周期,降低采油生產(chǎn)維護(hù)費(fèi)用。偏心閥中結(jié)構(gòu)中的彈簧對(duì)定閥球有一定的阻尼作用,可通過阻尼降低沖擊振動(dòng),也可控制進(jìn)油口開度從而控制進(jìn)油量大小。由于使桿柱下端面處于低壓腔,免受泵內(nèi)高壓液體造成的軸向壓力,并且能在泵下接加重桿平衡掉液體的沿程阻力,從而可免除桿柱下行時(shí)因受壓彎曲而造成桿管偏磨,是一種治本的防偏磨工藝。金屬橡膠扶正單元具有能量耗散作用,可吸收管桿彎曲變形能,可有效的防止抽油泵的擺動(dòng),進(jìn)一步避免了抽油桿的偏磨和抽油泵脫落現(xiàn)象。
附圖說明:
圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型中所涉及的偏心閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型中所涉及的偏心閥的局部裝配圖。
圖4是本實(shí)用新型中所涉及的偏心閥的彈簧結(jié)構(gòu)局部裝配圖。
圖5是本實(shí)用新型中所涉及的偏心閥的彈簧結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖6是本實(shí)用新型中所涉及的篩網(wǎng)裝配圖。
圖7是本實(shí)用新型中所涉及的金屬橡膠扶正單元剖面圖。
圖中1-連桿接箍,2-泵上接頭,3-連桿,4-動(dòng)閥體,5-動(dòng)閥球,6-動(dòng)閥座,7-動(dòng)閥壓套,8-柱塞,9-泵筒,10-柱塞下接頭,11-偏心閥,12-光桿,13-光桿筒,14-筒下接頭,15-加重桿,16-連桿接箍,17-定閥上體,18-定閥盤根,19-定閥下體,20-定閥球,21-定閥座,22-定閥壓套,23-篩網(wǎng),24-篩管固釘,25-彈簧,26-套管,27-金屬橡膠扶正單元。
具體實(shí)施方式:
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
由圖1至圖5所示,該種交變載荷防偏磨泵,包括柱塞8和泵筒9等常規(guī)結(jié)構(gòu),所述柱塞上端與抽油桿柱連接,所述泵筒上端與管柱連接,其獨(dú)特之處在于:
所述交變載荷防偏磨泵還包括一個(gè)偏心閥11,所述偏心閥由定閥上體17、定閥下體19、定閥球20、定閥座21、定閥壓套22、光桿12、光桿筒13、筒下接頭14、篩網(wǎng)23以及篩管固釘24組裝后構(gòu)成。篩網(wǎng)23的結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。其中,所述定閥上體下端與定閥下體上端通過螺紋相連接,所述定閥上體和定閥下體之間用定閥盤根18密封;所述定閥下體和篩網(wǎng)之間通過定閥壓套22連接,所述定閥壓套下端與篩網(wǎng)的內(nèi)螺紋相連接,并通過篩管固釘24固定所述篩網(wǎng);所述定閥壓套的上面與定閥座21的內(nèi)螺紋相連接,定閥座21上端放著定閥球20;所述定閥球與定閥下體之間安放有彈簧25,彈簧25的上、下兩端面是自由的,自然狀態(tài)下,所述彈簧的下端面與定閥球20接觸,所述彈簧的上端面與定閥上體19之間有安裝間隙;所述彈簧對(duì)所述定閥球具有阻尼作用,可對(duì)偏心閥內(nèi)的進(jìn)油口的進(jìn)油量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
所述泵筒下端與偏心閥11連接;其中,所述泵筒的下端與偏心閥的定閥上體17之間通過螺紋連接;所述泵筒的上端與泵上接頭2之間通過螺紋連接。
所述柱塞上端與動(dòng)閥壓套7的下端通過螺紋連接,所述動(dòng)閥壓套7上面有動(dòng)閥座6,動(dòng)閥座6上端與動(dòng)閥體4連接,在所述動(dòng)閥座6與動(dòng)閥體4之間有動(dòng)閥球5,動(dòng)閥體4上端通過內(nèi)螺紋與連桿3連接,連桿3上連有連桿接箍1;所述柱塞的下端與柱塞下接頭10上端的外螺紋連接;所述柱塞和光桿12中間通過柱塞下接頭10和連桿接箍16連接。
在泵筒9與套管26之間有兩組金屬橡膠扶正單元27,金屬橡膠扶正單元結(jié)構(gòu)如圖7所示。其中,在所述泵筒的外圓周上下對(duì)稱分布兩組固定小凹槽,所述兩組金屬橡膠扶正單元正嵌在小凹槽里,所述兩組金屬橡膠扶正單元的外壁與所述套管的內(nèi)壁接觸;所述柱塞下連接光桿12,所述光桿穿過所述偏心閥到達(dá)筒下接頭14的下端面,所述偏心閥在光桿12的兩側(cè)呈對(duì)稱形式分布;所述光桿的直徑不小于抽油桿柱直徑,光桿12外固定有光桿筒13,光桿筒13通過偏心閥的定閥下體的內(nèi)螺紋使之固定,光桿12與光桿筒13過渡配合,可防止光桿12的偏磨;所述光桿筒的下端與筒下接頭14上端的內(nèi)螺紋連接。
在上述方案基礎(chǔ)上,還可以進(jìn)一步優(yōu)化,即在光桿12的下方連接有加重桿15,光桿12的下端與加重桿15通過螺紋連接。這樣,就可以借助加重桿的重力抵消桿柱下行時(shí)稠流體對(duì)桿柱的沿程阻力,因而可使泵上桿柱只受拉力,沒有受壓段,從而進(jìn)一步消除導(dǎo)致桿柱彎曲的偏磨致因,延長(zhǎng)油井檢泵周期,降低采油生產(chǎn)維護(hù)費(fèi)用。
下面給出本種防偏磨泵的工作過程:當(dāng)柱塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí),柱塞內(nèi)的球閥受油管內(nèi)液柱壓力作用而關(guān)閉并排出柱塞沖程的一段液體。與此同時(shí),柱塞下面泵筒空間里壓力降低,在環(huán)形空間液柱壓力與泵內(nèi)壓力差的作用下,井中液體通過篩網(wǎng)頂開偏心閥的定閥球進(jìn)入偏心閥內(nèi),隨后偏心閥內(nèi)的液體通過定閥下體和定閥上體進(jìn)入泵內(nèi)柱塞所讓出的空間。當(dāng)油量小的時(shí)候,進(jìn)油量靠定閥球的自重控制;當(dāng)進(jìn)油量開始增大時(shí),定閥球頂著彈簧向上運(yùn)動(dòng),直至彈簧接觸到定閥上體,隨著壓力的增大,定閥球開始?jí)嚎s彈簧,彈簧反力阻止定閥球向上運(yùn)動(dòng),從而控制進(jìn)油口開度而控制進(jìn)油量大小,同時(shí)該彈簧具有一定的阻尼作用,通過阻尼降低沖擊振動(dòng)。
當(dāng)柱塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí),泵筒內(nèi)液體受壓,隨著壓力的增高,當(dāng)此壓力等于環(huán)形空間液柱壓力時(shí),偏心閥的定閥球靠自重而關(guān)閉,彈簧也隨著定閥球一起下落。在柱塞繼續(xù)下行中,泵內(nèi)壓力繼續(xù)升高,當(dāng)泵內(nèi)壓力超過油管內(nèi)液柱壓力時(shí),泵內(nèi)液體即頂開游動(dòng)閥的球閥進(jìn)入油管內(nèi)。這樣,在柱塞不斷地上下運(yùn)動(dòng)中,偏心閥及柱塞內(nèi)的球閥循環(huán)工作,不斷地交替關(guān)閉和打開,保證了油管內(nèi)液面不斷上升,一直到達(dá)井口排出地面。
由于本種泵的光桿穿過偏心閥伸出于泵外,因而在柱塞向下運(yùn)動(dòng)過程中,抽油桿不承受泵腔內(nèi)的液體高壓。定閥球結(jié)構(gòu)中的彈簧具有阻尼作用,可以控制偏心閥的進(jìn)油量,且此彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便于安裝和拆卸。泵筒與套管壁之間的兩組金屬橡膠扶正單元的使用可以有效的防止抽油泵的擺動(dòng),一定程度上避免了抽油桿的偏磨和抽油泵脫掉現(xiàn)象。光桿的直徑不小于抽油桿柱直徑,所以在下沖程時(shí)泵腔內(nèi)的高壓液體形不成對(duì)桿柱的向上推力,而光桿的下端處在泵下的低壓區(qū),形不成對(duì)桿柱的較大上推力;當(dāng)所使用的光桿直徑大于抽油桿直徑時(shí),還有液體的反饋力協(xié)助拉伸抽油桿,以克服液體的沿程阻力,從而使桿柱不再受壓,消除偏磨致因。