專利名稱：一種提高有桿抽油泵泵效和實(shí)現(xiàn)有桿抽油泵節(jié)能的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田有桿抽油泵節(jié)能、有桿抽油泵泵效提高和抽油機(jī)系統(tǒng)效率提高，特別涉及一種提高有桿抽油泵泵效和實(shí)現(xiàn)有桿抽油泵節(jié)能的方法及裝置，即高效節(jié)能有桿抽油泵。
背景技術(shù)：
從全世界所有油田統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，大約有80％的油井是采用有桿泵抽油機(jī)來生產(chǎn)的，中國(guó)更是有92％的油井使用有桿泵抽油機(jī)。然而目前有桿泵抽油機(jī)系統(tǒng)效率普遍很低，從國(guó)外統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，抽油機(jī)系統(tǒng)效率只有28％～29％，而中國(guó)7萬多口井的抽油機(jī)系統(tǒng)效率只有25.96％，有的油田抽油機(jī)系統(tǒng)效率平均只有20％左右，更為嚴(yán)重的是部分油井的抽油機(jī)系統(tǒng)效率不到10％。如何在滿足油田產(chǎn)量需求的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能和提高有桿泵抽油機(jī)系統(tǒng)效率是擺在工程技術(shù)人員面前的重大課題。
為此人們先后在有桿泵抽油機(jī)改進(jìn)、電機(jī)改進(jìn)和電控節(jié)能裝置研究方面作了大量的工作，并取得了一定效果，抽油機(jī)系統(tǒng)效率也有所提高。美國(guó)加利福尼亞州1065口油井應(yīng)用新技術(shù)后抽油機(jī)系統(tǒng)效率提高到29.4％；我國(guó)大慶油田69口油井應(yīng)用新技術(shù)后抽油機(jī)系統(tǒng)效率提高到28.74％。
中國(guó)專利ZL99109780.7或其同族的美國(guó)專利US6640896 B1公開了一種有桿泵機(jī)械采油工藝參數(shù)確定方法，它首次提出了抽油機(jī)全系統(tǒng)各種功率計(jì)算方法，可以計(jì)算出各種井況條件下、各種采油工藝參數(shù)組合下的抽油機(jī)系統(tǒng)效率，以優(yōu)選出系統(tǒng)效率最高或較高的采油工藝參數(shù)組合，從而大幅度提高有桿泵抽油機(jī)系統(tǒng)效率。從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況來看，實(shí)施該專利后大部分油井仍能保持住原來的產(chǎn)量，但由于沖次降低導(dǎo)致了不少油井產(chǎn)量下降或者動(dòng)液面上升，這對(duì)專利使用單位采油廠來說是無法接受的事實(shí)。
針對(duì)目前技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)根據(jù)產(chǎn)量變化實(shí)時(shí)提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率的事實(shí)，發(fā)明專利200510079999.4公開了可根據(jù)油井產(chǎn)量變化實(shí)時(shí)提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率的方法及裝置，實(shí)用新型專利200520110861.1公開了抽油機(jī)多級(jí)沖次調(diào)節(jié)裝置，發(fā)明專利200510083838.2公開了抽油機(jī)沖程調(diào)節(jié)方法及裝置，實(shí)用新型專利200520113709.9公開了抽油機(jī)沖程調(diào)節(jié)裝置。
人們?cè)陂_展提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率的研究中，很少涉及到有桿抽油泵如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能，也就是說從未把超過百年歷史的有桿抽油泵作為節(jié)能突破口。有桿抽油泵自百多年前誕生以來，其改進(jìn)主要針對(duì)不同油田生產(chǎn)出現(xiàn)的不同問題而進(jìn)行的。針對(duì)油井有氣體影響的問題和油井出砂問題先后發(fā)展了防氣泵，如中國(guó)專利88220987.6、93210518.1、00204557.5、00234833.0、01228545.5和防砂防氣泵，如中國(guó)專利97223746.1、02280546.X、200320129579.9。
分析發(fā)現(xiàn)這些常規(guī)有桿抽油泵與電潛泵最大的區(qū)別是，在泵掛深度合理且一定時(shí)，抽油機(jī)所耗功率(光桿載荷)與動(dòng)液面深度或井底流動(dòng)壓力無關(guān)，而電潛泵所耗功率與動(dòng)液面深度或井底流動(dòng)壓力有關(guān)。
例如某油藏中部深度2000m，把有桿抽油泵或電潛泵放到油層中部，第一種情況下動(dòng)液面深度為100m，此時(shí)井底流動(dòng)壓力大，泵入口壓力大；第二種情況下動(dòng)液面深度為1000m，此時(shí)井底流動(dòng)壓力小，泵入口壓力小。
對(duì)于電潛泵而言，當(dāng)泵掛深度2000m時(shí)，在第一種動(dòng)液面淺的情況下，只要把井中流體凈舉升100m的高度，電潛泵的入口壓力大，電潛泵所作的功率??；而在第二種動(dòng)液面深的情況下，則需要把井中流體凈舉升1000m的高度，電潛泵的入口壓力小，電潛泵所作的功率大。
對(duì)于有桿抽油泵而言，當(dāng)泵掛深度2000m時(shí)，第一種動(dòng)液面淺的情況和第二種動(dòng)液面深的情況下的光桿載荷基本上差不多，所消耗的功率也差不多。在上沖程過程中，井底流動(dòng)壓力無法作用于活塞下部端面，無法產(chǎn)生一個(gè)向上的力以降低光桿載荷。
首先分析一下有桿抽油泵的工作原理參見圖1和圖2，光桿1、套管2、動(dòng)液面3、油管4、油層5、人工井底6、固定閥7、固定閥座7-1、閥球7-2、閥罩7-3、柱塞8、游動(dòng)閥9、泵筒10，在地面抽油機(jī)帶動(dòng)下光桿1將帶動(dòng)柱塞8上下運(yùn)動(dòng)，在下沖程時(shí)，即光桿1及柱塞8下行時(shí)，固定閥7關(guān)閉，隨著柱塞8繼續(xù)下行，柱塞8與固定閥7之間的泵腔內(nèi)的流體將受到壓縮，壓力將上升，將頂開游動(dòng)閥9，泵腔內(nèi)的流體進(jìn)入柱塞8以上的油管內(nèi)。在上沖程時(shí)，即光桿1及柱塞8上行時(shí)，游動(dòng)閥9關(guān)閉，泵腔將變大，導(dǎo)致泵腔壓力下降，固定閥7打開，從地層流出的流體流入泵腔。下沖程和上沖程來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不斷將井下流體抽到地面上來。
下面分析地層流動(dòng)壓力為什么在上沖程過程中無法作用到柱塞的下端面上沖程過程中，游動(dòng)閥9先關(guān)閉，隨著柱塞8上行，泵腔體積擴(kuò)大導(dǎo)致壓力降低，此時(shí)固定閥7打開，下部流體通過固定閥7進(jìn)入泵腔，因?yàn)楣潭ㄩy7有流動(dòng)阻力，導(dǎo)致下部流體不可能即刻充滿泵腔。例如某油井泵徑56mm，井口光桿沖程6m，井下柱塞沖程5.4m，每完成一次上沖程，泵腔體積將變化0.0133m3，由于流體經(jīng)過固定閥7有流動(dòng)阻力，實(shí)際進(jìn)入泵腔的流體將少于0.0133m3，如果不考慮氣體從油中溢出，則井底的壓力無法傳遞到柱塞8的下端面。即使考慮氣體從油中溢出，也無法將井底流動(dòng)壓力全部傳遞到柱塞8的下端面，而一旦有氣體溢出，則會(huì)導(dǎo)致泵效大幅降低。
有人會(huì)提出這樣的疑問，為什么不把有桿抽油泵下到與動(dòng)液面相合適的深度以實(shí)現(xiàn)節(jié)能？油田開發(fā)早期，油井具有自噴能力，動(dòng)液面在井口，即動(dòng)液面深度為零，此時(shí)不用抽油設(shè)備。當(dāng)油井失去自噴能力或自噴產(chǎn)量很低時(shí)，人們常常開始采用有桿抽油泵來舉升井筒流體，在剛剛失去自噴能力時(shí)，有桿抽油泵的泵掛深度從理論上說可以很淺，只要滿足合理沉沒度即可，但考慮到氣體的影響、動(dòng)液面將不斷下降和作業(yè)費(fèi)用高的實(shí)際情況，人們不得不從開始就把有桿抽油泵下到足夠深的位置以盡量消除氣體對(duì)泵效的影響和適應(yīng)動(dòng)液面的不斷變化。
針對(duì)稠油蒸汽吞吐井生產(chǎn)規(guī)律，人們開發(fā)出來了變排量泵，圖3給出了現(xiàn)有的變排量泵三種工作狀態(tài)下的示意圖。變排量泵包括油管11、套管12、柱塞13、游動(dòng)閥14、泵筒15、實(shí)心柱塞16、實(shí)心柱塞下端面17、固定閥18、密封短節(jié)19和光桿20。下面分析變排量泵是如何實(shí)現(xiàn)注汽、大排量采油、小排量采油的。圖3a所示為注汽時(shí)工作狀態(tài)，柱塞13和實(shí)心柱塞16連在一起并被提升出泵筒15，為注汽提供下行通道。圖3b所示為適應(yīng)蒸汽吞吐采油早期大排量生產(chǎn)時(shí)工作狀態(tài)，實(shí)心柱塞16與柱塞13分離開，并座封在密封短節(jié)19上，其理論排量取決于柱塞13端面積。圖3c為適應(yīng)蒸汽吞吐采油后期小排量生產(chǎn)時(shí)工作狀態(tài)，此時(shí)實(shí)心柱塞16重新與柱塞13連接在一起，其理論排量取決于柱塞13和實(shí)心柱塞16之間的端面積之差。
下面著重分析一下變排量泵在小排量工作狀態(tài)下如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能即光桿載荷降低的。在蒸汽吞吐采油早期，一般采用大排量生產(chǎn)，但隨著地層壓力降低和溫度下降，油層產(chǎn)量將下降，此時(shí)再用大排量生產(chǎn)就浪費(fèi)了電能。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能，在蒸汽吞吐后期通過碰接實(shí)心柱塞16實(shí)現(xiàn)了泵的理論排量下降。當(dāng)上沖程開始時(shí)，即柱塞13和實(shí)心柱塞16上行，游動(dòng)閥14關(guān)閉，此時(shí)油管內(nèi)的整個(gè)液柱載荷全部轉(zhuǎn)移到光桿20上，隨著柱塞13上行，柱塞16與泵筒15之間的環(huán)形泵腔內(nèi)的壓力迅速下降，之后固定閥18打開，套管內(nèi)的流體通過固定閥18進(jìn)入上述環(huán)形泵腔，由于固定閥18有流動(dòng)阻力，與前面分析的常規(guī)有桿抽油泵一樣，地層流動(dòng)壓力無法作用到柱塞13的下端面，但是此時(shí)實(shí)心柱塞16長(zhǎng)期與套管內(nèi)的流體直接接觸，套管內(nèi)的流體壓力為地層流動(dòng)壓力，因此實(shí)心柱塞端面17長(zhǎng)期有由地層能量產(chǎn)生的向上推力，從而實(shí)現(xiàn)了光桿載荷降低，即可實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)節(jié)能、抽油機(jī)系統(tǒng)效率的提高和延長(zhǎng)光桿使用壽命。
變排量泵另一功能是就是在下沖程過程中具有液壓反饋?zhàn)饔?。其原理是在下沖程時(shí)，固定閥18關(guān)閉，隨著柱塞13繼續(xù)下行，環(huán)形泵腔的壓力迅速上升，導(dǎo)致游動(dòng)閥14打開，此時(shí)實(shí)心柱塞16上端面的壓力明顯高于下端面的壓力，前者是油管內(nèi)的液柱形成的，后者是油套環(huán)形空間的液柱形成的。因此下行過程中實(shí)心柱塞16將產(chǎn)生一個(gè)向下的推力，幫助抽油桿下行，這就是所謂的液壓反饋?zhàn)饔昧?。這種液壓反饋?zhàn)饔昧?duì)于稠油蒸汽吞吐生產(chǎn)后期是十分有利的，可減少光桿彎曲、減少光桿與油管的摩擦、減少?zèng)_程損失和提高泵效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種提高有桿抽油泵泵效和實(shí)現(xiàn)有桿抽油泵節(jié)能的方法及裝置——高效節(jié)能有桿抽油泵。本發(fā)明利用地層能量，即地層流動(dòng)壓力對(duì)柱塞產(chǎn)生一個(gè)向上的推力，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)上沖程過程的光桿載荷的降低，從而達(dá)到有桿抽油泵節(jié)能的目的；本發(fā)明還可以利用油管油流上行的慣性力和柱塞主動(dòng)向下捕獲能力的雙重作用達(dá)到泵腔的高充滿系數(shù)，實(shí)現(xiàn)有桿抽油泵泵效的提高。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，相對(duì)于以往的有桿抽油泵最大的不同就是把固定閥及閥座上置，位于泵筒的頂部，并把游動(dòng)閥及柱塞下置，位于固定閥的下方。由于游動(dòng)閥及柱塞位于固定閥的下方，柱塞的下端面長(zhǎng)期與地層流出的流體接觸，在上沖程時(shí)，由于游動(dòng)閥關(guān)閉，地層流動(dòng)壓力將對(duì)柱塞下端面產(chǎn)生一個(gè)向上的推力，從而可以降低上沖程過程的光桿載荷，達(dá)到有桿抽油泵節(jié)能的目的。另外地層流體是通過游動(dòng)閥進(jìn)入高效節(jié)能有桿抽油泵的泵腔，這一點(diǎn)也與常規(guī)抽油泵完全不同。對(duì)于常規(guī)有桿抽油泵來說，地層流體是通過固定閥進(jìn)入泵腔的。由于高效節(jié)能有桿抽油泵是通過下行的游動(dòng)閥進(jìn)流體的，不再象常規(guī)有桿抽油泵一樣需壓差才能進(jìn)流體，而是利用了油管油流上行的慣性力和柱塞主動(dòng)向下捕獲能力的雙重作用，實(shí)現(xiàn)了泵腔的高充滿系數(shù)和泵效提高。
另外因?yàn)楸景l(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵的進(jìn)油閥是游動(dòng)閥，柱塞下行開始瞬間作為進(jìn)油閥的游動(dòng)閥即刻打開，即柱塞下行瞬間，游動(dòng)閥在慣性的作用下不能立即與柱塞同步下行，與常規(guī)有桿抽油泵的進(jìn)油固定閥不一樣，常規(guī)有桿抽油泵的進(jìn)油固定閥需要壓差才能打開，因此本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵的進(jìn)油閥打開更加及時(shí)。當(dāng)柱塞上行開始瞬間，作為本發(fā)明進(jìn)油閥的游動(dòng)閥立即關(guān)閉，即游動(dòng)閥在重力作用仍然向下，柱塞突然改變方向上行，在兩個(gè)相向的力綜合作用下，游動(dòng)閥很快座封在閥座上，而常規(guī)有桿抽油泵的進(jìn)油固定閥是在自身重力作用下關(guān)閉，因此本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵的進(jìn)油閥關(guān)閉更加迅速及時(shí)。進(jìn)油閥打開迅速及時(shí)為進(jìn)油贏得了時(shí)間，進(jìn)油閥關(guān)閉迅速及時(shí)為減少泵腔內(nèi)的原油回流漏失贏得了時(shí)間，因此進(jìn)油閥打開關(guān)閉及時(shí)也可提高泵效。


圖1為常規(guī)有桿抽油泵示意圖；圖2為圖1的A局部放大示意圖；圖3為變排量泵示意圖；圖4為本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖4為本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵示意圖。本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵包括光桿21、套管22、動(dòng)液面23、油管24、人工井底26、游動(dòng)閥27、柱塞下端面28、柱塞29、泵筒30、密封光桿31、密封短節(jié)32、固定閥33、脫接機(jī)構(gòu)34、固定閥座35、泵腔36、游動(dòng)閥通道37、固定閥通道38。所述的泵筒30與上部油管24相連；所述的固定閥座35位于泵筒30的頂部并相互連接在一起；所述的固定閥33坐落在固定閥座35上；所述的柱塞29位于泵筒30的內(nèi)部，并能在泵筒30內(nèi)上下活動(dòng)，其柱塞29頂部與密封光桿31相連；所述的游動(dòng)閥27坐落在柱塞29上。所述的脫接結(jié)構(gòu)34是用于連接或斷開光桿21和密封光桿31的，所述的密封短節(jié)32與固定閥座35相連，密封光桿31可以從其中心孔上下運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵在游動(dòng)閥和固定閥空間相對(duì)位置上與常規(guī)有桿抽油泵完全不同，不再象常規(guī)有桿抽油泵一樣把固定閥置于泵筒下部并把游動(dòng)閥及柱塞置于固定閥的上方，而是把固定閥33及固定閥座35置于泵筒30的頂部，并把游動(dòng)閥27及柱塞29置于固定閥33的下方。
所述的密封短節(jié)32既可采用軟密封與密封光桿31密封，也可采用象泵筒與柱塞一樣的密封方式，將密封短節(jié)32內(nèi)部加工成光滑面，以實(shí)現(xiàn)與密封光桿31的密封。
本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵的游動(dòng)閥27和/或固定閥33可以由多個(gè)構(gòu)成，以減少閥對(duì)流體的阻力。
本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵游動(dòng)閥27和/或固定閥33的同一個(gè)閥道上可以采用多個(gè)閥球方式，以減少泵漏失的可能性。
本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵的泵筒30直徑可以大于油管直徑、可小于油管直徑、也可等于油管直徑。
下面分析一下本發(fā)明是如何利用地層能量實(shí)現(xiàn)節(jié)能和提高泵效的。
由于游動(dòng)閥27及柱塞29位于固定閥33的下方，柱塞29的下端面28長(zhǎng)期與地層流出的流體接觸，柱塞29的下端面28處的壓力等于環(huán)空液柱壓力與管壓之和。在上沖程時(shí)，由于游動(dòng)閥27關(guān)閉，柱塞下端面28處的壓力將對(duì)其產(chǎn)生一個(gè)向上的推力，從而可以降低上沖程過程的光桿載荷，實(shí)現(xiàn)有桿抽油泵節(jié)能的目的。
地層流體通過游動(dòng)閥27進(jìn)入高效節(jié)能有桿抽油泵的泵腔36，這一點(diǎn)也與常規(guī)有桿抽油泵完全不同。對(duì)于常規(guī)有桿抽油泵來說，地層流體是通過固定閥進(jìn)入泵腔的。由于本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵是通過下行的游動(dòng)閥27進(jìn)流體的，不再象常規(guī)有桿抽油泵一樣需壓差才能進(jìn)流體，而是利用了油管油流上行的慣性力和柱塞主動(dòng)向下捕獲能力的雙重作用，實(shí)現(xiàn)了泵腔36的高充滿系數(shù)，從而提高了泵效。
因?yàn)楸景l(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵的進(jìn)油閥是游動(dòng)閥27，柱塞29下行開始瞬間，作為進(jìn)油閥的游動(dòng)閥27即刻打開，即柱塞下行瞬間，因?yàn)殚y球在慣性的作用下不能立即與柱塞同步下行，與常規(guī)有桿抽油泵的固定閥式的進(jìn)油閥不一樣，常規(guī)有桿抽油泵的進(jìn)油閥需要壓差才能打開，因此本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵的進(jìn)油閥打開更加迅速及時(shí)。當(dāng)柱塞29上行開始瞬間，作為進(jìn)油閥的游動(dòng)閥27立即關(guān)閉，因?yàn)橛蝿?dòng)閥27在重力作用仍然向下，柱塞突然改變方向上行，在兩個(gè)相向的力綜合作用下，游動(dòng)閥27很快坐封在閥座上。與常規(guī)有桿抽油泵的固定閥式進(jìn)油閥不一樣，游動(dòng)閥27是在自身重力作用下自動(dòng)關(guān)閉，因此本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵的進(jìn)油閥(游動(dòng)閥27)關(guān)閉更加迅速及時(shí)。本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵的進(jìn)油閥(游動(dòng)閥27)迅速及時(shí)打開，為進(jìn)油贏得了時(shí)間，進(jìn)油閥(游動(dòng)閥27)關(guān)閉及時(shí)，也為減少泵腔36內(nèi)的原油回流漏失贏得了時(shí)間，因此進(jìn)油閥(游動(dòng)閥27)打開關(guān)閉迅速及時(shí)也是提高泵效的原因之一。
本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵還有利于光桿21下行，因?yàn)槌Ｒ?guī)有桿抽油泵的抽油桿下部端面在下沖程時(shí)承受的壓力是泵腔內(nèi)的壓力，該壓力等于井筒液柱壓力與油壓之和。而本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵在抽油桿下沖程時(shí)，抽油桿下部端面在下行時(shí)所承受的壓力是環(huán)空液柱壓力與套壓之和，該壓力肯定小于常規(guī)有桿抽油泵的泵腔壓力，因此相對(duì)于常規(guī)有桿抽油泵來說，本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵的光桿21下行也更容易，也可減少偏摩和彎曲，也有利于提高泵效。
由于上沖程時(shí)，本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵的柱塞下端面承受一個(gè)向上的力，降低了光桿21載荷，減少了光桿21變形量，這也有利于提高泵效。
本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵因其獨(dú)特的進(jìn)油方式可以確保很高的泵效，因此不但可以適應(yīng)低油氣比的油藏，而且也能很好地適應(yīng)高油氣比的油藏，也能適合粘度較高的稠油油藏。
本發(fā)明高效節(jié)能有桿抽油泵的最大特點(diǎn)就是利用了地層能量幫助提升井筒內(nèi)液體，降低了光桿21載荷，有利于加大泵掛深度，有利于加大沉沒度。
由于進(jìn)油閥打開關(guān)閉的作用力的變化，同一個(gè)游動(dòng)閥27在同一游動(dòng)閥通道上可以設(shè)計(jì)成兩個(gè)閥球以減少泵漏失的可能性，而常規(guī)有桿抽油泵的進(jìn)油閥只設(shè)計(jì)一排。另外高效節(jié)能有桿抽油泵的出油固定閥33也可象常規(guī)有桿抽油泵一樣，把游動(dòng)出油閥設(shè)計(jì)成雙閥球結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，上述優(yōu)選實(shí)施方式僅為示例性的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)，做出各種等同的修改和替換及不同組合，而得到不同的實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種高效節(jié)能有桿抽油泵，其包括光桿(21)、油管(24)、泵筒(30)、游動(dòng)閥(27)、柱塞(29)、密封光桿(31)、脫接機(jī)構(gòu)(34)、密封短節(jié)(32)、固定閥(33)、固定閥座(35)；所述的泵筒(30)與上部油管(24)相連，所述的固定閥座(35)位于泵筒(30)的頂部并與泵筒(30)連接在一起，所述的固定閥(33)坐落在固定閥座(35)上，所述的柱塞(29)位于泵筒(30)的內(nèi)部，其頂部與密封光桿(31)相連，所述的游動(dòng)閥(27)坐落在柱塞(29)上，所述的脫接機(jī)構(gòu)(34)是用于連接或斷開光桿(21)和密封光桿(31)的，所述的密封短節(jié)(32)與固定閥座(35)相連，所述的密封光桿(31)可以從密封短節(jié)(32)中心孔上下運(yùn)動(dòng)，其特征在于所述的固定閥(33)和與之相連的固定閥座(35)位于泵筒(30)的頂部，而所述的游動(dòng)閥(27)和與之相連的柱塞(29)位于泵筒(30)內(nèi)部并置于固定閥座(35)的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能有桿抽油泵，其特征在于所述的密封短節(jié)(32)可采用軟密封與密封光桿(31)密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能有桿抽油泵，其特征在于所述的密封短節(jié)(32)內(nèi)部加工成光滑面，與密封光桿(31)形成密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能有桿抽油泵，其特征在于所述的游動(dòng)閥(27)由多個(gè)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的高效節(jié)能有桿抽油泵，其特征在于所述的固定閥(33)可以由多個(gè)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效節(jié)能有桿抽油泵，其特征在于所述的游動(dòng)閥(27)的同一個(gè)閥道上采用多個(gè)閥球。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效節(jié)能有桿抽油泵，其特征在于所述的固定閥(33)的同一個(gè)閥道上采用多個(gè)閥球。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能有桿抽油泵，其特征在于所述的泵筒(30)直徑可以與油管(24)直徑不相同。
9.一種提高抽油泵泵效和實(shí)現(xiàn)抽油泵節(jié)能的方法，是將固定閥(33)及固定閥座(35)置于泵筒(30)的頂部，將游動(dòng)閥(27)及柱塞(29)置于固定閥座(35)的下方，柱塞(29)下端面長(zhǎng)期與下部原油接觸，所述的游動(dòng)閥(27)為泵腔(36)提供進(jìn)油通道，固定閥(33)為泵腔(36)提供出油通道，利用地層流體能量，在抽油機(jī)上沖程過程中，產(chǎn)生一個(gè)向上的力，實(shí)現(xiàn)光桿(21)載荷降低和節(jié)能。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的提高抽油泵泵效和實(shí)現(xiàn)抽油泵節(jié)能的方法，進(jìn)油游動(dòng)閥(27)在柱塞(29)主動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)致游動(dòng)閥(27)即刻脫離閥座，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)油閥的迅速及時(shí)打開，在地層流體向上運(yùn)動(dòng)的慣性力和柱塞主動(dòng)向下捕獲能力的綜合作用下，地層流體是通過下部游動(dòng)閥(27)進(jìn)入到泵腔(36)的，提高了泵腔(36)的充滿系數(shù)，實(shí)現(xiàn)了泵效提高。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的提高抽油泵泵效和實(shí)現(xiàn)抽油泵節(jié)能的方法，進(jìn)油游動(dòng)閥(27)關(guān)閉既依靠其自身重力向下作用，還有柱塞(29)主動(dòng)突然向上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致游動(dòng)閥即刻坐封在閥座上，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)油閥的迅速及時(shí)關(guān)閉，從而減少泵腔(36)內(nèi)的原油回流漏失，從而提高了泵效。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高有桿抽油泵泵效和實(shí)現(xiàn)有桿抽油泵節(jié)能的方法及裝置，它包括光桿、油管、泵筒、游動(dòng)閥、柱塞、密封光桿、脫接機(jī)構(gòu)、密封短節(jié)、固定閥、固定閥座。泵筒與上部油管相連，固定閥座位于泵筒的頂部并相互連接。柱塞位于泵筒內(nèi)部并能上下活動(dòng)，其頂部與密封光桿相連。游動(dòng)閥坐在柱塞上并置于固定閥座的下方。脫接機(jī)構(gòu)用于連接或斷開光桿和密封光桿。密封短節(jié)與固定閥座相連，密封光桿可以從其中心孔上下運(yùn)動(dòng)。由于柱塞長(zhǎng)期直接接觸于地層原油，將對(duì)柱塞產(chǎn)生一個(gè)向上的力，實(shí)現(xiàn)上沖程光桿載荷的降低和抽油機(jī)節(jié)能。由于泵腔的進(jìn)油閥是游動(dòng)閥，在地層流體向上的慣性力和柱塞的主動(dòng)向下捕獲力的雙重作用實(shí)現(xiàn)了泵效提高，提高了抽油機(jī)系統(tǒng)效率。
文檔編號(hào)E21B43/00GK1904363SQ20051008552
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2005年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月26日
發(fā)明者凌建軍, 黃鸝 申請(qǐng)人:凌建軍