CN104265620B - 油田柱塞抽油泵用带有保护装置的动密封组合柱塞组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油田柱塞抽油泵用带有保护装置的动密封柱塞组件，涉及采油设备。动密封组合柱塞组件包括：上补偿套、密封套和下补偿套。密封套的外管壁上套装多只活塞环，活塞环内安装O形密封圈。当柱塞由上止点向下止点运动时，柱塞上、下压差逐渐消失，即柱塞密封段承受压力逐渐降低直至消失，密封段处于回缩状态，减少下行程工作摩擦，提高金属密封环的使用寿命。活塞环与密封套之间夹装保护套，保护套为薄壁聚四氟乙烯圆管，聚四氟乙烯有一定的硬度和较好的光洁度、耐磨性和韧性，减缓密封环对密封套5的损伤，延长使用寿命。

Description

油田柱塞抽油泵用带有保护装置的动密封组合柱塞组件

技术领域

本发明涉及一种用于油田采油设备，具体涉及一种油田柱塞抽油泵用带有保护装置的动密封组合柱塞组件。

背景技术

现有油田机械举升采油中，柱塞抽油泵的使用率占大多数，而柱塞抽油泵在抽油过程中，柱塞与泵筒之间为刚性摩擦，柱塞抽油泵的密封性不能完全配合抽油机的往复运动规律，其密封性能呈逐减趋势；特别在稠油、油液中含沙量多、含聚合物油井中，随着时间和磨损的增加，柱塞抽油泵的漏失量逐渐增加，导致泵效低抽油机无效功增加，增大了采油成本。为了降低柱塞与与泵筒之间的摩擦阻力和磨损，近几年出现了多种含软体密封环、带有液压反馈密封结构，以及弹性金属环密封结构；对于提高密封效果有一定的作用，但也存在如下不足之处：

1、软体液压反馈密封结构的缺陷在于，软体与金属部件的磨损快，使用寿命短。

2、弹性金属环密封结构，虽然可以解决泵筒与柱塞的密封问题，但金属密封环在柱塞上、下冲程的移动过程中，弹性金属环始终与泵筒接触摩擦，大大减少金属密封环的使用寿命，故障率比较高。

3、钢质活塞环与胶质密封套之间直接接触，机械运行过程中，活塞环反复张开和闭合，开口处对密封胶套造成损伤，减少密封胶套的使用寿命

发明内容：

为了解决所述技术问题，本发明提供一种油田柱塞抽油泵用带有保护装置的动密封组合柱塞组件，当柱塞由下止点向上止点运动时，中心管中的高压通过传压槽传递至胶套腔体，压力通过胶套传递至密封环，从而实现密封段膨胀与泵筒无间隙配合，减少上行程液体漏失。当塞由上止点向下止点运动时，柱塞上、下压差逐渐消失，即柱塞密封段承受压力逐渐降低消失，密封段处于回缩状态，减少下行程工作摩擦，提高金属密封环的使用寿命。夹装软体保护套，避免密封环与密封套的直接接触，减缓密封环对密封套的损伤，延长使用寿命。

本发明通过以下技术方案实现的：一种油田柱塞抽油泵用带有保护装置的动密封组合柱塞组件，所述的动密封组合柱塞组件包括：从上至下依次套装在中心管外管壁上的上补偿套、密封套和下补偿套。所述的密封套的外管壁上套装活塞环；所述的活塞环为钢质圆环，圆环的母线上切割开口槽；活塞环有多只，多只活塞环依次无间隙排列；活塞环的外圆柱面与泵筒的内壁为密封面；所述的上补偿套上端通过上导向套与中心管连接并锁紧；所述的下补偿套下端通过下导向套与中心管连接并锁紧。下导向套内孔安装游动阀球和游动阀座，下导向套的下端连接阀罩接头。所述的上、下补偿套与中心管的接触面之间分别设置O形密封圈。所述的中心管与组合柱塞组件接触的部位制作传压槽。其特征在于：所述的多只活塞环的宽度不等，最下部的活塞环的宽度最大，中间部位的宽度次之，最上部的宽厚度最窄；所述的活塞环与密封套之间夹装保护套，所述的保护套为软体薄壁圆形套管，所述的活塞环内壁上制作环形槽，所述的环形槽内安装O形密封圈。

所述的保护套为薄壁聚四氟乙烯圆管。

本发明的有益效果是：

1、根据抽油机工作原理，上、下行程采用不同的密封举措，抽油机上冲程阶段有密封效功得以发挥，下冲程阶段密封环回缩，减少密封环与泵筒之间的无功磨损，降低的密封环损耗，提高使用寿命。

2、动密封柱塞组件体积小，且两端设有连接螺纹；改装常规柱塞或组装动密封柱塞泵都十分方便，其动密封柱塞组件的适应性强、稳定性高、推广性高、成本低，维修更换方便。

3、夹装软体保护套，避免密封环与密封套的直接接触，减缓密封环对密封套的损伤，延长使用寿命。

4、活塞环采用逐级增加宽宽度的结构，在柱塞由下冲程到上冲程瞬间切换时，用以减缓对下活塞环带来的冲击损伤，实现切换瞬间整体密封的可靠性。

5、在每组活塞环上安装两只独立的O形密封圈，实现动态效果下的金属活塞环与软体保护套之间的密封。

6、在上补、下补偿套与中心管的接触面之间均设置O形密封圈，提高上、下补偿套与中心管之间的密封效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为发明结构示意图。

图2为图1的B处局部放大图。

图3为图1的A-A剖面放大图。

图中：1、中心管，1-1、传压槽，2、上导向套，3、O形密封圈，4、上补偿套，5、密封套，6、活塞环，6-1、开口槽，7、保护套，8、下补偿套，9、下导向套，10、游动阀球，11、游动阀座，12、阀罩接头，13、泵筒。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示：一种油田柱塞抽油泵用带有保护装置的动密封组合柱塞组件，所述的动密封组合柱塞组件包括：从上至下依次套装在中心管1外管壁上的上补偿套4、密封套5和下补偿套8。所述的密封套5的外管壁上套装活塞环6；所述的活塞环6为钢质圆环，圆环的母线上切割开口槽6-1。活塞环6有多只，多只活塞环6依次无间隙排列；活塞环的外圆柱面与泵筒13的内壁为密封面。所述的上补偿套4上端通过上导向套2与中心管1连接并锁紧；所述的下补偿套8下端通过下导向套9与中心管1连接并锁紧。下导向套9内孔安装游动阀球10和游动阀座11，下导向套9的下端连接阀罩接头12；所述的上、下补偿套4、8与中心管1的接触面之间设置O形密封圈3，其作用是提高上、下补偿套4、8与中心管1之间的密封效果。所述的中心管1与组合柱塞组件接触的部位制作传压槽1-1。其特征在于：所述的多只活塞环6的宽度不等，最下部的活塞环6的宽度最大，中间部位的宽度次之，最上部的宽厚度最窄。其作用是：由于在柱塞由下冲程到上冲程瞬间切换时，瞬间压力下在活塞环部位最大，并且越往上越小，为了减缓对下活塞环带来的冲击损伤，实现切换瞬间整体密封的可靠性。所述的活塞环6与密封套5之间夹装保护套7，所述的保护套7为软体薄壁圆形套管，所述的活塞环6内壁上制作环形槽，所述的环形槽内安装O形密封圈3。本实施例每只活塞环6上安装两只O形密封圈3，O形密封圈3的作用是实现动态效果下的金属活塞环与软体密封套5之间的密封效果。

本实施例保护套7为薄壁聚四氟乙烯圆管，聚四氟乙烯有一定的硬度和较好的光洁度、耐磨性和韧性，减缓密封环6对密封套5的损伤，延长使用寿命。

Claims (2)

1.一种油田柱塞抽油泵用带有保护装置的动密封组合柱塞组件，所述的动密封组合柱塞组件包括：从上至下依次套装在中心管(1)外管壁上的上补偿套(4)、密封套(5)和下补偿套(8)；所述的密封套(5)的外管壁上套装活塞环(6)；所述的活塞环(6)为钢质圆环，圆环的母线上切割开口槽(6-1)；活塞环(6)有多只，多只活塞环(6)依次无间隙排列；活塞环的外圆柱面与泵筒(13)的内壁为密封面；所述的上补偿套(4)上端通过上导向套(2)与中心管(1)连接并锁紧；所述的下补偿套(8)下端通过下导向套(9)与中心管(1)连接并锁紧；下导向套(9)内孔安装游动阀球(10)和游动阀座(11)，下导向套(9)的下端连接阀罩接头(12)；所述的上、下补偿套(4、8)与中心管(1)的接触面之间分别设置O形密封圈(3)；所述的中心管(1)与组合柱塞组件接触的部位制作传压槽(1-1)；其特征在于：所述的多只活塞环(6)的宽度不等，最下部的活塞环(6)的宽度最大，中间部位的宽度次之，最上部的宽厚度最窄；所述的活塞环(6)与密封套(5)之间夹装保护套(7)，所述的保护套(7)为软体薄壁圆形套管，所述的活塞环(6)内壁上制作环形槽，所述的环形槽内安装O形密封圈(3)。

2.根据权利要求1所述的油田柱塞抽油泵用动密封组合柱塞组件，其特征在于：所述的保护套(7)为薄壁聚四氟乙烯圆管。