專利名稱：串聯(lián)泵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油田有桿泵抽油井的井下深井泵裝置，它由兩臺φ83毫米管式泵和串聯(lián)器組成。
油田進(jìn)入高含水開采，需要有相應(yīng)的大排量抽油泵以提高油井的排液能力。在現(xiàn)有抽油設(shè)備條件下，為達(dá)到上述目的，國外主要采取增大泵徑的辦法；國內(nèi)由于普遍使用5 1/2 ″套管，增大泵徑受套管尺寸的限制，針對這種情況，“勝利油田”設(shè)計(jì)試驗(yàn)成功了大排量抽油泵——串聯(lián)泵。


圖1為已有串聯(lián)泵結(jié)構(gòu)示意圖。
該泵由上、下泵〔24〕、〔25〕、密封總成及與泵配套的封隔器〔29〕組成。密封總成包括裝在連接兩泵筒之間的密封盤根〔26〕、穿過盤根連接上、下泵活塞的空心光桿〔27〕；下泵有出油凡爾〔28〕。該泵不足之處是(1)因必須有與泵配套的封隔器，所以油井在正常生產(chǎn)時(shí)不能測液面，不能放套管氣，不便于對油井進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和管理。
(2)密封總成采用盤根密封，盤根過盈量不好調(diào)整。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種新型的串聯(lián)泵裝置。該裝置采用內(nèi)呼吸結(jié)構(gòu)，廢棄了與原串聯(lián)泵配套的封隔器和出油凡爾，從而可測試抽油井液面，也解決了串聯(lián)泵下沖程阻力大的技術(shù)問題；同時(shí)采用了活塞環(huán)密封總成，即保證了環(huán)與桿的動(dòng)密封性能，又最大限度地降低了下沖程時(shí)的摩擦阻力。
本發(fā)明的目的可通過如下措施來達(dá)到該裝置由上、下兩臺φ83毫米普通管式泵和串聯(lián)器組成，串聯(lián)器由泵體連接、活塞連接、活塞環(huán)密封總成和吸入凡爾四大部件組成。它將原串聯(lián)泵的外呼吸結(jié)構(gòu)改用內(nèi)呼吸結(jié)構(gòu)，將呼吸孔的位置由原串聯(lián)泵連接部分的外殼體置于本裝置活塞連接部件的長桿〔8〕上；并廢棄了與原串聯(lián)泵配套的封隔器。它還將原密封總成中的盤根密封改為活塞環(huán)密封，在正常生產(chǎn)時(shí)，活塞環(huán)的開口閉合，活塞環(huán)與長桿構(gòu)成動(dòng)密封，將整個(gè)裝置分為上、下兩個(gè)生產(chǎn)腔和一個(gè)緩沖腔。當(dāng)活塞下行時(shí)泵筒里的液體通過下游動(dòng)凡爾和長桿上的呼吸孔進(jìn)入緩沖腔，當(dāng)活塞上行時(shí)，緩沖腔內(nèi)液體又可通過呼吸孔進(jìn)入長桿中心孔道，并通過上游動(dòng)凡爾的旁通孔道排出。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
圖3為串聯(lián)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
從圖3中看出泵體連接部件由上接頭〔9〕、“O”型盤根〔10〕、密封套〔16〕和下接頭〔20〕組成，上接頭〔9〕的上端和下接頭〔20〕的下端以3 1/2 ″油管扣分別與上、下φ83毫米泵筒連接，并通過密封套把整個(gè)裝置連為一體。
活塞連接部件包括上、下活塞接頭〔1〕、〔23〕固定銷釘〔6〕、連接套〔7〕、長桿〔8〕和上、下肘節(jié)及上游動(dòng)凡爾。
上、下肘節(jié)由活動(dòng)桿〔21〕和短桿〔22〕組成。
上游動(dòng)凡爾由擋球環(huán)〔2〕、凡爾座〔3〕、φ36毫米凡爾球〔4〕和凡爾下接頭〔5〕組成。
上肘節(jié)的上端通過凡爾下接頭〔5〕與凡爾座〔3〕絲扣相連，上肘節(jié)下端通過連接套〔7〕與長桿〔8〕上端絲扣相連，下肘節(jié)與長桿〔8〕下端絲扣相連，以保證活塞順利上、下活動(dòng)。
長桿〔8〕為空心長桿，它的下方有三個(gè)長形呼吸孔，它是連接上、下活塞的主體部件，也是下泵油流通道。
固定銷釘〔6〕在活塞連接部件各絲扣的連接處，以防退扣。
上游動(dòng)凡爾的凡爾座〔3〕由一外套與芯子焊接而成，設(shè)有油流旁通孔道，以保證上沖程時(shí)油流的正常流動(dòng)。
圖3還表明密封總成由墊片〔13〕、活塞套〔14〕、活塞環(huán)〔15〕、密封套〔16〕、下?lián)醐h(huán)〔17〕、隔環(huán)〔18〕、調(diào)節(jié)環(huán)〔19〕組成。
圖4是活塞套結(jié)構(gòu)示意圖活塞套是密封總成的重要部件，圖中表明活塞套〔14〕上均布有8個(gè)半園形儲(chǔ)壓孔渦。
活塞環(huán)〔15〕內(nèi)側(cè)有一工作斜面，環(huán)上有一開口，并鑲在活塞套上部內(nèi)側(cè)。
密封套是串聯(lián)器的主要部件之一，且具有多功能，它的上端為M105×2平扣，下端為3 1/2 ″油管扣并分別與上接頭〔9〕和下接頭〔20〕相連構(gòu)成泵體連接部件。它的下部內(nèi)側(cè)有一空間，空間上部有一肩臺。從肩臺處自上而下依次裝有墊片〔13〕、三個(gè)活塞套〔14〕、下?lián)醐h(huán)〔17〕、墊片〔13〕、隔環(huán)〔18〕和調(diào)節(jié)環(huán)〔19〕構(gòu)成了活塞環(huán)密封總成。調(diào)節(jié)環(huán)〔19〕以M80×2平扣與密封套〔16〕下部內(nèi)絲扣相連，并鎖緊以上各密封件。
密封套的中部外側(cè)還均布有4個(gè)水平孔，它與內(nèi)部4個(gè)縱孔相交構(gòu)成4個(gè)凡爾座，它們與上擋環(huán)〔11〕和四個(gè)φ22毫米凡爾球組成4個(gè)單流凡爾為上泵的吸入口。
圖2是串聯(lián)泵裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
在正常生產(chǎn)時(shí)，活塞環(huán)密封總成、上、下活塞及活塞連接部件將該裝置分為三個(gè)腔室，上活塞〔31〕向下至吸入凡爾構(gòu)成上生產(chǎn)腔。下活塞〔32〕向下與下泵固定凡爾〔33〕構(gòu)成下生產(chǎn)腔，密封總成〔30〕向下至下活塞〔32〕構(gòu)成緩沖腔。
下沖程時(shí)，活塞下行，泵上、下生產(chǎn)腔容積變小，緩沖腔容積變大，泵內(nèi)壓力上升，當(dāng)泵內(nèi)壓力高于沉沒壓力時(shí)，固定凡爾和吸入凡爾關(guān)閉；當(dāng)壓力升高至大于液柱壓力時(shí)，上、下游動(dòng)凡爾被頂開，上腔液體從上游動(dòng)凡爾處進(jìn)入上活塞中心孔道排出。下腔液體通過下游動(dòng)凡爾大部分進(jìn)入緩沖腔，小部分進(jìn)入中心孔道經(jīng)上游動(dòng)凡爾的旁通孔道排出。此時(shí)，密封總成上、下均為液柱壓力，上、下壓差很小，活塞環(huán)依靠自身彈力而處于張開狀態(tài)，活塞套的儲(chǔ)壓孔渦及各密封部件間的間隙均儲(chǔ)存著高壓液體。
上沖程時(shí)，活塞上行，上、下生產(chǎn)腔容積同時(shí)增大，泵內(nèi)壓力降低，在液柱壓力作用下，上、下游動(dòng)凡爾關(guān)閉，當(dāng)泵內(nèi)壓力降低到大于沉沒壓力時(shí)，吸入凡爾和固定凡爾被頂開，井內(nèi)液體同時(shí)進(jìn)入上腔和下腔。此時(shí)，密封總成的上部生產(chǎn)腔內(nèi)的壓力為沉沒壓力，并作用在活塞環(huán)內(nèi)側(cè)，而密封總成下部的緩沖腔內(nèi)的壓力為液柱壓力，活塞套上的儲(chǔ)壓孔渦及間隙內(nèi)高壓液體的壓力來不及釋放，而作用在活塞環(huán)的外側(cè)，在內(nèi)外壓差的作用下，活塞環(huán)抱緊長桿構(gòu)成動(dòng)密封。與此同時(shí)，由于緩沖腔容積逐漸變小；腔內(nèi)液體經(jīng)呼吸孔進(jìn)入中心孔道并經(jīng)上游動(dòng)凡爾處的旁通孔道而排出。
從上述過程可看出本裝置的排液方式不同于原串聯(lián)泵或單泵，已有技術(shù)是在正常抽吸過程中上沖程吸液，下沖程排液；而本裝置在正常抽吸過程中是上沖程吸液，上、下沖程均排出液體。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)該裝置采用了內(nèi)呼吸結(jié)構(gòu)，廢棄了與原泵配套的封隔器和出油凡爾，即簡化了結(jié)構(gòu)，有效地解決了該裝置下沖程時(shí)液流對活塞的阻力，又克服了原串聯(lián)泵不能測試液面的缺點(diǎn)。這有利于對油井進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，也便于生產(chǎn)管理。
(2)該裝置采用活塞環(huán)密封總成，密封環(huán)與長桿之間動(dòng)密封性能可靠，密封件壽命長，同時(shí)最大限度地降低了長桿與密封件的摩擦阻力。
(3)活塞連接部件采用上、下雙肘節(jié)結(jié)構(gòu)保證上、下活塞在不同心的狀態(tài)下能順利活動(dòng)，增強(qiáng)裝置工作的可靠性。
(4)在現(xiàn)有設(shè)備條件下，該裝置最大沖程可達(dá)3.65米，能大幅度地提高油井排液量。
權(quán)利要求1.串聯(lián)泵裝置涉及一種用于油田有桿泵抽油井的井下深井泵裝置，它由上、下泵和泵的連接部分組成，其特征在于它用串聯(lián)器把上、下泵連在一起，串聯(lián)器由泵體連接、活塞連接、活塞環(huán)密封總成和吸入凡爾四大部件組成，它將原串聯(lián)泵的外呼吸結(jié)構(gòu)改用內(nèi)呼吸結(jié)構(gòu)，整個(gè)裝置在籠統(tǒng)采油井中的油套管間不采用封隔器，它還將原密封總成的盤根密封改用活塞環(huán)密封。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述的內(nèi)呼吸結(jié)構(gòu)，是將呼吸孔的位置由原串聯(lián)泵連接部分的外殼體置于本裝置活塞連接部件的長桿〔8〕上。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述的活塞環(huán)密封總成由墊片〔13〕、活塞套〔14〕、活塞環(huán)〔15〕、密封套〔16〕、下?lián)醐h(huán)〔17〕、隔環(huán)〔18〕、調(diào)節(jié)環(huán)〔19〕組成；活塞套〔14〕上均布有8個(gè)半圓形儲(chǔ)壓孔渦；活塞環(huán)〔15〕的內(nèi)側(cè)有一個(gè)工作斜面，環(huán)上有一開口；密封套〔16〕上端為內(nèi)平扣，下端為3 1/2 ″油管扣且有一內(nèi)平扣，它的下內(nèi)側(cè)有一空間，空間上部有一肩臺，中外側(cè)有4個(gè)水平孔，它與內(nèi)部4個(gè)縱孔相交，構(gòu)成4個(gè)凡爾座。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述的活塞連接部件中的上、下肘節(jié)由活動(dòng)桿〔21〕和短桿〔22〕組成；上游動(dòng)凡爾由擋球環(huán)〔2〕、凡爾座〔3〕、凡爾球〔4〕和凡爾下接頭〔5〕組成；凡爾座〔3〕由一外套和芯子焊接而成，設(shè)有油流旁通孔道。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于油田有桿泵抽油井的井下深井泵裝置，它由串聯(lián)器和兩臺Φ83毫米管式泵組成。串聯(lián)器由泵體連接，活塞連接、活塞環(huán)密封總成和吸入凡爾四大部件組成。它采用了內(nèi)呼吸結(jié)構(gòu)，并廢棄了與原串聯(lián)泵配套的封隔器和出油凡爾，從而可測試抽油井液面。它還采用活塞環(huán)密封總成，即保證了環(huán)與桿的動(dòng)密封性能，又最大限度地降低了下沖程的摩擦阻力，進(jìn)一步提高了串聯(lián)泵的技術(shù)性能。
文檔編號E21B43/00GK2040953SQ8822016
公開日1989年7月12日 申請日期1988年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月21日
發(fā)明者趙春生, 付愛德, 許曉東 申請人:大慶石油管理局采油工藝研究所