CN2421427Y - 间隙补偿式自密封抽油泵 - Google Patents

Abstract

一种用于油井开采特别是高含水或产出液腐蚀性较强油井开采的间隙补偿式自密封抽油泵,由泵筒上、下接头1、4、泵筒2、柱塞3、固定凡尔罩5、球6、座7和固定凡尔下接头8组成,其中的柱塞3由出油凡尔罩9、球10、座11、上、下压环13、16、活塞环14、支撑环15、预紧弹簧17、活塞杆18、游动凡尔罩20、球21、座22和上、中、下接头12、19、23组成。此种抽油泵依靠多级可胀开活塞环锥形部分的变形实现间隙补偿和自密封,可在复杂油品、工况下保证较高的泵效,延长使用寿命,减少作业,改善抽油井生产状况,宜于推广应用。

Description

间隙补偿式自密封抽油泵

本实用新型涉及一种用于油井开采特别是高含水或产出液腐蚀性较强的油井开采的井下抽油装置。

抽油泵柱塞的间隙补偿和自密封性对抽油泵正常工作及其泵效高低具有重要意义。目前，现场使用的抽油泵常规金属柱塞间隙不能补偿，而通常采用非金属软密封碗作为间隙补偿和自密封工作部件，其缺点在于耐高温、耐磨损、耐腐蚀性能较差，导致抽油泵泵效低，使用寿命短，作业频繁，对油井正常生产和降低成本造成不利影响。

本实用新型的目的在于提供一种集常规金属柱塞和非金属软密封柱塞抽油泵优点于一体，又具有良好的间隙补偿和自密封性能的间隙补偿式自密封抽油泵。

本实用新型是这样实现的。此种抽油泵由泵筒上、下接头、泵筒、柱塞、固定凡尔罩、固定凡尔球、固定凡尔座、固定凡尔下接头组成，其特点在于，其中的柱塞由出油凡尔罩、球、座、上、下压环、活塞环(胀圈)、支撑环、预紧弹簧、活塞杆、游动凡尔罩、球、座和上、中、下三个接头组成，构成柱塞各零部件的结构、组装关系如下：上接头上端阳螺纹和下端阴螺纹分别与出油凡尔罩下端和活塞杆上端相连接，中接头上、下端阴螺纹分别与活塞杆下端和游动凡尔罩上端相连接，游动凡尔罩下端阴螺纹与下接头上端相连接；出油凡尔罩和游动凡尔罩内分别设有出油凡尔球、座和游动凡尔球、座，活塞杆外由上至下依次套装有上压环、活塞环(胀圈)、支撑环、下压环和预紧弹簧。该抽油泵工作过程如下：当抽油杆上行，即抽油泵柱塞为上冲程时，固定凡尔打开，游动凡尔关闭，柱塞上的出油凡尔罩、活塞杆、游动凡尔罩和其间的上、中、下接头构成一整体，以一定速度从泵筒下端向上运动，泵筒中的液体随柱塞一起被推向泵筒上部，而通过泵筒与柱塞间隙向下腔漏出的液量相对很小，使得柱塞下端压力仅为油井底部向泵筒流进的液体压力，上接头的端部倒角将泵筒上腔的液体引向上压环，这样在上压环与中接头相隔离的泵筒上、下腔之间形成较大压差，从而在上压环环形截面上产生很大的轴向推力。该轴向推力通过上压环，活塞环、支撑环、下压环、预紧弹簧传递到活塞杆支承台阶上，预紧弹簧受力被压缩直到下压环压到活塞杆的台阶，而上压环、活塞环、支撑环继续向下运动。此时，由于下压环已被挡住，在上压环、支撑环和下压环楔锥作用下，活塞环受径向分力而胀开，其外壁压紧泵筒，使得柱塞与泵筒之间保持很小间隙，阻止液体的漏失。在上述过程中，柱塞的自密封是靠多级可胀开的活塞环的锥形部分在径向上的可缩变形实现的。活塞环锥形部分的变形使柱塞间隙得到自动补偿，可实现零间隙密封。当抽油杆下行即抽油泵柱塞为下冲程时，固定凡尔关闭，游动凡尔打开，柱塞以一定速度从泵筒上端向下运动，柱塞上、下腔液体由活塞杆的空心通道连通，这样，泵筒上、下腔之间的压差已不复存在，从而上压环环形截面上的轴向推力消失，活塞环在其弹性恢复力的作用下作径向收缩，使得活塞外壁离开泵筒，同时，活塞环弹性恢复力的轴向分力和预紧弹簧推动上压环、支撑环和下压环恢复原位，柱塞与泵筒之间具有较大间隙，以减小柱塞下行阻力。

本实用新型设计新颖，结构合理，具有良好的间隙补偿和自密封性能，因而在各种复杂油品、工况下均可保证较高的泵效，延长使用寿命，减少作业，改善抽油井的开采效果和生产状况，宜于推广应用。

图1为本实用新型的总体结构示意图。

图2为柱塞3结构示意图。

以下结合附图对本实用新型的实施作进一步说明。

如图1所示，本实用新型由泵筒上、下接头1、4、泵筒2、柱塞3、固定凡尔罩5、固定凡尔球6、固定凡尔座7和固定凡尔下接头8组成；如图2所示，柱塞3由出油凡尔罩9、出油凡尔球10、出油凡尔座11、上、下压环13、16、活塞环(胀圈)14、支撑环15、预紧弹簧17、活塞杆18、游动凡尔罩20、游动凡尔球21、游动凡尔座22和上、中、下接头12、19、23组成。其中，上接头12上、下端分别设有与出油凡尔罩9和活塞杆18相配的阳螺纹和阴螺纹，下端外圆面制成30-45°倒角。活塞环14用软金属铜合金制作，其数量为3-9级，每一级活塞环高为30-50mm，壁厚3-5mm，上、下两端内圆面制成40-60°的内锥角。上、下压环13、16外圆面内端分别设有与其间活塞环两端内锥角相配的楔形角。支撑环15外圆面中间鼓出，中间鼓出部上、下分别制成与活塞环内锥角相配的楔形。预紧弹簧17采用截面呈矩形、内径与活塞杆相配合的弹簧。活塞杆18为一上、下端分别设有与上接头12和中接头19相配的阳螺纹的空心杆，其下端螺纹部位上方设有支承下压环16和预紧弹簧17的台阶。

Claims (5)

1、一种间隙补偿式自密封抽油泵，由泵筒上、下接头(1)、(4)、泵筒(2)、柱塞(3)、固定凡尔罩(5)、固定凡尔球(6)、固定凡尔座(7)和固定凡尔下接头(8)组成，其特征在于：其中的柱塞(3)由出油凡尔罩(9)、出油凡尔球(10)、出油凡尔座(11)、上、下压环(13)、(16)、活塞环(14)、支撑环(15)、预紧弹簧(17)、活塞杆(18)、游动凡尔罩(20)、游动凡尔球(21)、游动凡尔座(22)和上、中、下接头(12)、(19)、(23)组成，其结构、组装关系如下：上接头(12)上端阳螺纹和下端阴螺纹分别与出油凡尔罩(9)下端和活塞杆(18)上端相连接，中接头(19)上、下端阴螺纹分别与活塞杆(18)下端和游动凡尔罩(20)上端相连接，游动凡尔罩(20)下端螺纹与下接头(23)上端相连接；出油凡尔罩(9)和游动凡尔罩(20)内分别设有出油凡尔球(10)、座(11)和游动凡尔球(21)、座(22)，活塞杆(18)外由上至下依次套装有上压环(13)、活塞环(14)、支撑环(15)、下压环(16)和预紧弹簧(17)。

2、根据权利要求1所述的间隙补偿式自密封抽油泵，其特征在于，活塞环(14)用铜合金制作，其数量为3-9级，每一级环内圆面上、下端设有40°-60°的内锥角。

3、根据权利要求1所述的间隙补偿式自密封抽油泵，其特征在于，上、下压环(13)、(16)外圆面内端分别设有与活塞环两端内锥角相配的楔形角。

4、根据权利要求1所述的间隙补偿式自密封抽油泵，其特征在于，支撑环(15)外圆面中间鼓出，鼓出部位上、下分别制成与活塞环内锥角相配的楔形。

5、根据权利要求1所述的间隙补偿式自密封抽油泵，其特征在于，活塞杆(18)为一上、下端分别设有与接头(12)、(19)相配的阳螺纹的空心杆，其下端螺纹部位上方设有两个台阶。

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