CN114458592B - 一种油沙分离式抽油泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抽油泵技术领域，更具体地，涉及一种油沙分离式抽油泵，包括顶部开口的外壳和设于外壳的底部用于供原油进入的进油口；还包括均设于外壳内且可上下移动的泵体、密封流通件及用于将原油中大颗粒砂石拦截过滤的油沙分离结构；泵体、密封流通件及油沙分离结构从上往下依次连接且相连通；泵体的顶部设有排出口，底部设有用于控制泵体与密封流通件连通与否的排出阀；油沙分离结构连接有用于启闭进油口的吸入阀。本发明整体结构设置简单合理，施工简便，造价低，油沙分离结构的设置可有效将原油液中的砂石去除，减少砂卡砂磨现象，提高抽油泵的使用寿命。

Description

一种油沙分离式抽油泵

技术领域

本发明涉及抽油泵技术领域，更具体地，涉及一种油沙分离式抽油泵。

背景技术

抽油泵作为主要的采油设备，是一种往复泵，具体将动力从地面经抽油杆传递到井下，使抽油泵的柱塞作上下往复运动，将油井中的原油沿油管举升到地面上来。其中双作用抽油泵的一个往复冲程可完成两次吸油和排油，与泵径和工作参数完全相同的常规抽油泵相比，大大提高了产液量，但目前的双作用抽油泵存在结构复杂、加工困难、使用寿命短等问题，导致双作用抽油泵无法广泛应用。

另外，我国目前的许多油田的油层出砂情况越来越严重，原油中含砂量越来越多，极易出现砂卡砂磨现象，影响油井作业。而现有的双作用抽油泵在抽油的过程中，砂粒会随着原油一起进入到抽油泵内部，当砂粒进入到抽油泵内部时，砂粒会附着在抽油泵的内壁上，长时间不清理易在抽油泵的表面结垢，进而会影响柱塞的正常运动，容易损坏抽油泵，使得抽油泵的使用寿命较短。

如现有技术公开了一种双作用抽油泵，该抽油泵由上泵、下泵以及中间密封副组成，上泵有上泵筒和上柱塞组成，上柱塞有游动阀，下泵由下泵筒和下柱塞组成，下泵筒底部有固定阀，上泵筒通过中间密封副外筒和下泵筒相连，上柱塞与游动阀、密封副柱塞、下柱塞依次相连，该抽油泵中所有阀件均采用成熟可靠的抽油泵标准件，提高了阀件的可靠性，且流道大液流阻力小，泵效高，但是该抽油泵无法对原油中的砂粒进行过滤，砂粒会随着原油一起进入到抽油泵内部，极易造成抽油泵的损坏，影响抽油泵的使用寿命。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的双作用抽油泵结构设置复杂，无法有效过滤原油中的砂粒，使用寿命短的技术问题，提供一种结构设置简单，可有效过滤原油中的砂粒，且使用寿命长的油沙分离式抽油泵。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种油沙分离式抽油泵，包括顶部开口的外壳和设于所述外壳的底部用于供原油进入的进油口；还包括均设于所述外壳内且可上下移动的泵体、密封流通件及用于将原油中大颗粒砂石拦截过滤的油沙分离结构；所述泵体、密封流通件及油沙分离结构从上往下依次连接且相连通；所述泵体的顶部设有排出口，泵体的底部设有用于控制所述泵体与所述密封流通件连通与否的排出阀；所述油沙分离结构连接有用于启闭所述进油口的吸入阀。

本发明上冲程时，泵体向上移动，密封流通件和油沙分离结构跟随泵体一同向上移动，同时油沙分离结构向上移动带动吸入阀远离进油口，使得进油口打开，原油液从进油口进入外壳内，油沙分离结构对原油液中的油沙进行分离，分离后油液进入密封流通件内。下冲程时，泵体向下移动，排出阀打开，此时泵体和密封流通件相连通，密封流通件内的油液进入泵体内，最后经由排出口排出。本发明通过油沙分离结构的设置可有效将原油液中的砂石、砂粒去除，减少砂卡砂磨现象，提高抽油泵的使用寿命，且整体结构设置简单合理，施工简便，造价低，便于大范围的推广应用。

优选的，所述油沙分离结构包括分离筒和均布于所述分离筒侧壁的若干个油沙分离孔；所述分离筒的顶部与所述密封流通件相连通；所述吸入阀连接于所述分离筒的底部。

优选的，所述外壳包括依次相连通的上壳部、连接壳部及沉沙壳部；所述泵体可在所述上壳部内上下移动；所述分离筒可在所述沉沙壳部内上下移动。

优选的，所述连接壳部的横截面积小于所述上壳部的横截面积和所述沉沙壳部的横截面积；所述密封流通件的横截面积小于所述泵体的横截面积和所述分离筒的横截面积。

优选的，所述密封流通件与所述泵体相连接的一端的侧壁设有通孔。

优选的，所述吸入阀通过可伸缩的伸缩杆与所述油沙分离结构相连接。

优选的，所述泵体内设有用于过滤油液中砂粒的多级过滤结构。

优选的，所述多级过滤结构包括可对油液形成阶梯式多级过滤的若干个过滤网；若干个过滤网从上至下依次装设于所述泵体内。

优选的，所述多级过滤结构包括从上至下依次设于所述泵体内的第一过滤网和第二过滤网；所述第一过滤网的滤孔孔径小于所述第二过滤网的滤孔孔径。

优选的，所述外壳上的进油口处设有起缓冲作用的缓冲垫。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明油沙分离结构和多级过滤结构的设置可有效将原油液中的砂石、砂粒去除，减少砂卡砂磨现象，提高抽油泵的使用寿命，且整体结构设置简单合理，流道大且液流阻力小，施工简便，造价低，便于大范围的推广应用；

2)本发明密封流通件上的通孔的设置可使得部分原油液进入泵体、密封流通件与外壳之间，进而可使得泵体、密封流通件与外壳之间充满润滑介质，对泵体、密封流通件与外壳的相互摩擦起润滑作用，可有效的减轻抽油泵结构之间的磨损，起到防偏磨的作用，延长抽油泵的使用寿命；

3)本发明吸入阀通过伸缩杆与分离筒的底部相连接，通过伸缩杆带动吸入阀对进油口进行开启或关闭，这样设置无论上冲程还是下冲程，泵体带动伸缩杆和吸入阀对进油口强制打开和关闭，可有效避免普通管式泵吸入阀球“气锁”现象的发生。

附图说明

图1是本发明油沙分离式抽油泵的内部结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是本发明中油沙分离式抽油泵的部分结构示意图；

图4是本发明中外壳的结构示意图；

图5是本发明油沙分离式抽油泵上冲程开始前的结构示意图；

图6是本发明油沙分离式抽油泵上冲程时的结构示意图；

图7是本发明油沙分离式抽油泵下冲程开始前的结构示意图；

图8是本发明油沙分离式抽油泵下冲程时的结构示意图。

附图中：1-外壳；11-上壳部；12-连接壳部；13-沉沙壳部；14-第一变径部；15-第二变径部；2-泵体；21-排出口；22-排出阀；3-密封流通件；31-通孔；32-第三变径部；33-第四变径部；4-油沙分离结构；41-分离筒；42-油沙分离孔；5-吸入阀；6-伸缩杆；7-多级过滤结构；71-过滤网；711-第一过滤网；712-第二过滤网；8-上腔室；9-下腔室；10-进油口；101-缓冲垫。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1

如图1-图4所示为一种油沙分离式抽油泵的实施例1，包括外壳1、泵体2、密封流通件3、油沙分离结构4、吸入阀5及多级过滤结构7，其中外壳1顶部呈开口结构，外壳1的底部设有进油口10，抽油泵工作时，原油可从进油口10进入至外壳1内。

具体的，外壳1包括上壳部11、连接壳部12及沉沙壳部13，上壳部11、连接壳部12及沉沙壳部13依次相连通，且上壳部11、连接壳部12及沉沙壳部13为一体成型结构，其中连接壳部12的横截面积小于上壳部11和沉沙壳部13，本实施例中外壳1为圆筒状，即连接壳部12的内径小于上壳部11和沉沙壳部13的内径。

其中上壳部11通过第一变径部14与连接壳部12相连接，第一变径部14的横截面积从上壳部11向连接壳部12的方向逐渐减小，其中沉沙壳部13通过第二变径部15与连接壳部12相连接，第二变径部15的横截面积从沉沙壳部13向连接壳部12的方向逐渐减小。

其中泵体2为圆筒件，泵体2活动套设于上壳部11内，且泵体2可在上壳部11内上下移动，泵体2的运动通过外部的驱动装置，比如抽油机实现的，附图中并未将驱动装置画出。

其中密封流通件3为呈中空的圆筒，其中密封流通件3活动套设于连接壳部12内，且可在连接壳部12内上下移动，密封流通件2的轴向长度大于连接壳部12的轴向长度，密封流通件3上固定套设有密封环，附图中并未将密封环画出，密封环采用橡胶材质，密封环紧密抵接在密封流通件3和连接壳部12之间，密封流通件3跟随泵体2上下移动的过程中，密封环以下的外壳1的压力可发生相应的改变，即密封环的设置可严格保证密封环以下的外壳1内的密封压力，进而可保证对原油的有效抽吸。

其中密封流通件3的顶端与泵体2的底端相连通，密封流通件3的横截面积小于泵体2的横截面积，密封流通件3通过第三变径部32与泵体2相连通，第三变径部32的横截面积从泵体2向密封流通件3的方向逐渐减小。

其中泵体2的顶部设有排出口21，经过除砂处理的油液经过排出口21排出，泵体2的底部设有排出阀22，本实施例中排出阀22选用游动阀，排出阀22设置在第三变径部32的位置处，排出阀22用于控制泵体2和密封流通件3的连通与否，当排出阀22打开时，密封流通件3内的原油可流至泵体2内，当排出阀22关闭时，密封流通件3内的原油无法进入泵体2内。

其中密封流通件3的部分侧壁、第三变径部32及上壳部11之间形成上腔室8，密封流通件3与泵体2相连接的一端的侧壁设有通孔31，密封流通件3内的油液可通过通孔31进入上腔室8内，通孔31的设置可使得部分油液进入上腔室8内，进而可使得泵体2、密封流通件3与外壳1之间充满润滑介质，对泵体2、密封流通件3与外壳1的相互摩擦起润滑作用，可有效的减轻抽油泵结构之间的磨损，起到防偏磨的作用，延长抽油泵的使用寿命。

其中油沙分离结构4用于拦截过滤原油中的大颗粒砂石，油沙分离结构4设置在沉沙壳部13内，且可在沉沙壳部13内上下移动，具体的，油沙分离结构4包括分离筒41和若干个油沙分离孔42，其中分离筒41呈圆筒形状，分离筒41的顶部呈开口结构，且密封流通件3的横截面积小于分离筒41的横截面积，即密封流通件3的内径小于分离筒41的内径，分离筒41的顶部通过第四变径部33与密封流通件3的底部相连通，第四变径部33的横截面积从分离筒41向密封流通件3的方向逐渐减小。

若干个油沙分离孔42均布于分离筒41的侧壁上，分离筒41与沉沙壳部13之间形成下腔室9，原油可从外壳1底部的进油口10进入下腔室9内，原油中的液体及小颗粒砂粒会穿过油沙分离孔42进入分离筒41内，大颗粒砂石被拦截在分离筒41外部，被拦截过滤下来大颗粒砂石在重力的作用下沉降在下腔室9内。

其中吸入阀5连接在分离筒41的底部，且吸入阀5位于进油口10的正上方，吸入阀5的设置用于实现对进油口10的开启和关闭，具体的，分离筒41向下移动的过程中可带动吸入阀5移动至进油口10处，此时进油口10被封堵关闭，当分离筒41向上移动的过程中可带动吸入阀5远离进油口10，此时进油口10被打开，原油可通过进油口10进入下腔室9内，本实施例中吸入阀5通过移动至进油口10或远离进油口10对进油口10进行封堵。作为另外一种实现方式，吸入阀5也可选用普通的控制阀，通过控制吸入阀5的开闭开控制进油口10的开闭，在此不再进行赘述。

作为优选的，吸入阀5通过伸缩杆6与分离筒41的底部相连接，伸缩杆6可做伸缩运动，伸缩杆6的一端与吸入阀5相连接，另一端与分离筒41的底部相连接，本实施例中伸缩杆6选用电动推杆，可通过伸缩杆6带动吸入阀5对进油口10进行开启或关闭，这样设置无论上冲程还是下冲程，泵体2或伸缩杆6带动吸入阀5移动至进油口10或远离进油口10，实现对进油口10的堵住与否，可有效避免普通管式泵吸入阀球“气锁”现象的发生。

其中多级过滤结构7设置在泵体2内，多级过滤结构7用于对进入泵体2内的油液中小颗粒的砂粒进行过滤处理，具体的，多级过滤结构7包括若干个过滤网71，若干个过滤网71从上至下依次设置在泵体2内，作为优选的，过滤网71可拆卸的设置在泵体2内，多级过滤结构7可对油液形成阶梯式多级过滤，若干个过滤网71设置至少两个，间隔的设置在泵体2内，越靠近排出口21的过滤网71上的滤孔孔径越小，以实现对原油的逐级过滤。作为另外一种实现方式，同一个过滤网71上设置多级滤孔，多级滤孔从下至上逐渐减小设置，也可实现对泵体2内油液的多级过滤。多级过滤结构7的设置可对进入泵体2内的油液进行多级过滤，可起到良好的防沙防堵作用。

本发明的具体工作原理：

如图5所示为上冲程开始前，泵体2、密封流通件3及油沙分离结构4整***于外壳1的下部，即第三变径部32抵接在第一变径部14处，吸入阀5位于进油口10处关闭进油口10。

如图6所示为上冲程时，泵体2向上移动，密封流通件3和分离筒41跟随泵体2一同向上移动，第三变径部32远离第一变径部14，第四变径部33抵接在第二变径部15处，同时分离筒41向上移动带动吸入阀5远离进油口10，使得进油口10打开，原油从进油口10进入下腔室9内，原油液中的油液及小颗粒砂粒通过油沙分离孔42进入分离筒41内部，大颗粒砂石被截留在下腔室9内，分离后油液进入密封流通件3内，其中一部分油液通过密封流通件3侧壁的通孔31进入上腔室8内。

如图7所示为下冲程开始前，先通过伸缩杆6将吸入阀5移动至进油口10处，关闭进油口10，以防止溢油。

如图8所示为下冲程时，泵体2向下移动，排出阀22打开，此时泵体2和密封流通件3相连通，存储在上腔室8和密封流通件3内的油液进入泵体2内，并以此经过多级过滤结构7后，最后经由排出口21排出。

本发明中油沙分离结构4和多级过滤结构7的设置可有效将原油液中的砂石、砂粒去除，减少砂卡砂磨现象，提高抽油泵的使用寿命，且整体结构设置简单合理，流道大且液流阻力小，施工简便，造价低，便于大范围的推广应用。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中如图1所示外壳1底部的进油口10处设有缓冲垫101，缓冲垫101起缓冲作用，缓冲垫101采用橡胶材质，抽油泵在工作时，吸入阀5需反复的移动至进油口10、远离进油口10，长时间容易造成吸入阀5与进油口10周围位置的磨损，缓冲垫101的设置可有效减少吸入阀5和进油口10周围位置的磨损情况，进一步提高抽油泵的使用寿命。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中过滤网71设置两个，分别为第一过滤网711和第二过滤网712，其中第一过滤网711设置在的第二过滤网712的上方，且第一过滤网711上滤孔孔径小于第二过滤网712上滤孔孔径。优选的，本实施例中过滤网71选用硬网，且呈伞状结构或顶部为圆角的锥型结构，具体的，如图5所示第一过滤网711设置为伞状结构，第一过滤网711的网面向排出口21所在的一侧凸起，第二过滤网712设置为顶部为圆角的锥型结构，第一过滤网711和第二过滤网712的形状设置可增大与油液的接触面积，提高第一过滤网711和第二过滤网712的过滤效率。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种油沙分离式抽油泵，包括顶部开口的外壳（1）和设于所述外壳（1）的底部用于供原油进入的进油口（10）；其特征在于：还包括均设于所述外壳（1）内且可上下移动的泵体（2）、密封流通件（3）及用于将原油中大颗粒砂石拦截过滤的油沙分离结构（4）；所述泵体（2）、密封流通件（3）及油沙分离结构（4）从上往下依次连接且相连通；所述泵体（2）的顶部设有排出口（21），泵体（2）的底部设有用于控制所述泵体（2）与所述密封流通件（3）连通与否的排出阀（22）；所述油沙分离结构（4）连接有用于启闭所述进油口（10）的吸入阀（5）；

所述油沙分离结构（4）包括分离筒（41）和均布于所述分离筒（41）侧壁的若干个油沙分离孔（42）；所述分离筒（41）的顶部与所述密封流通件（3）相连通；所述吸入阀（5）连接于所述分离筒（41）的底部；

所述外壳（1）包括从上往下依次相连通的上壳部（11）、连接壳部（12）及沉沙壳部（13）；所述泵体（2）可在所述上壳部（11）内上下移动；所述分离筒（41）可在所述沉沙壳部（13）内上下移动；

所述吸入阀（5）通过可伸缩的伸缩杆（6）与所述油沙分离结构（4）相连接；所述泵体（2）内设有用于过滤油液中砂粒的多级过滤结构（7）；所述多级过滤结构（7）包括可对油液形成阶梯式多级过滤的若干个过滤网（71）；若干个过滤网（71）从上至下依次装设于所述泵体（2）内；

所述多级过滤结构（7）包括从上至下依次设于所述泵体（2）内的第一过滤网（711）和第二过滤网（712）；所述第一过滤网（711）的滤孔孔径小于所述第二过滤网（712）的滤孔孔径；所述外壳（1）上的进油口（10）处设有起缓冲作用的缓冲垫（101）。

2.根据权利要求1所述的一种油沙分离式抽油泵，其特征在于：所述连接壳部（12）的横截面积小于所述上壳部（11）的横截面积和所述沉沙壳部（13）的横截面积；所述密封流通件（3）的横截面积小于所述泵体（2）的横截面积和所述分离筒（41）的横截面积。

3.根据权利要求1所述的一种油沙分离式抽油泵，其特征在于：所述密封流通件（3）与所述泵体（2）相连接的一端的侧壁设有通孔（31）。