專利名稱：一種抽油泵陶瓷柱塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田采油設(shè)備的制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其指一種抽油泵中的活塞即抽油泵陶瓷柱塞的制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
抽油泵是油田采油系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一，而柱塞又是抽油泵的關(guān)鍵部件。因此柱塞性能的好壞直接關(guān)系到抽油效率即“泵效”的高低。由于油井的地質(zhì)狀況相當(dāng)復(fù)雜，油層中的原油粘稠度、溫度、含砂量、含硫量等情況參差不一。以往在油田中大量使用的抽油泵的柱塞通常都用合金鋼制作，它長(zhǎng)時(shí)間在高溫、高含砂量的環(huán)境中運(yùn)行中很容易被腐蝕。柱塞與泵體內(nèi)壁之間接觸又很精密，那怕有一點(diǎn)點(diǎn)細(xì)微砂粒夾進(jìn)中間，就很容易擦毛、磨損而使柱塞報(bào)廢。雖然后來(lái)有人發(fā)明了陶瓷質(zhì)的柱塞，但仍不能避免發(fā)生夾砂卡泵現(xiàn)象，甚至使陶瓷體碎裂而損壞報(bào)廢的事故發(fā)生。抽油泵更換一次柱塞，是一件比較麻煩的事情，它必須停機(jī)后將在一、二千米深的井下工作的抽油泵及柱塞吊上地面，清理干凈泵體中的雜質(zhì)、泥砂，換上新的柱塞。如果泵殼內(nèi)壁也被擦毛的話，那麻煩就更大了，不得不更換整臺(tái)抽油泵。由此造成的油井產(chǎn)油量、人工、設(shè)備損失很大。因此，采油工人都希望有一種耐高溫、抗腐蝕、使用壽命長(zhǎng)的抽油泵柱塞問世。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有抽油泵的陶瓷柱塞存在易夾砂卡泵而導(dǎo)致碎裂的缺陷，設(shè)計(jì)一種耐高溫、抗腐蝕且不易碎裂的陶瓷柱塞，從而延長(zhǎng)柱塞和整機(jī)的使用壽命，使油井少停產(chǎn)，提高油田的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種帶有清砂、清垢裝置的抽油泵陶瓷柱塞，使其在不停的運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)隨時(shí)自動(dòng)清砂、清垢，減少因夾砂而發(fā)生卡泵使陶瓷體碎裂的事故。
本發(fā)明的陶瓷柱塞的本體是一根長(zhǎng)長(zhǎng)的中空?qǐng)A柱體，包括導(dǎo)砂接頭、清垢套、上閥罩、上游動(dòng)閥、上接頭、定位套、陶瓷體、中心桿、下接頭、下閥罩、下游動(dòng)閥、下游動(dòng)閥接頭、緩沖彈簧和導(dǎo)向頭。所述本體中間是一根中空的圓筒形鋼管即中心桿，其外面套有耐高溫、抗腐蝕、耐磨的陶瓷質(zhì)圓筒即陶瓷體。中心桿的中空內(nèi)腔是原油通道，上端設(shè)有上游動(dòng)閥，上游動(dòng)閥上面還設(shè)有上閥罩。上閥罩上面是上接頭及清垢套，最上端是導(dǎo)砂接頭。本體的下端連接下游動(dòng)閥及下閥罩和下接頭，下面設(shè)有下井導(dǎo)向頭和緩沖彈簧。
所述導(dǎo)砂接頭外側(cè)設(shè)有幾條成45°角的螺旋狀出油槽，可使原油呈螺旋狀噴出，其流速相對(duì)增大，對(duì)泵壁有一定的沖洗作用。
所述清垢套前端設(shè)計(jì)成刮刀形狀，使其在向上運(yùn)動(dòng)時(shí)可刮除泵體內(nèi)壁上的污垢。
所述陶瓷體分設(shè)成至少兩段以上，目的是消除內(nèi)應(yīng)力，防止碎裂和使車削加工容易。
所述對(duì)接陶瓷體用的鋼質(zhì)定位套的兩端面設(shè)計(jì)成凹形錐面，與陶瓷體的凸形錐面接觸對(duì)接，可使定位既準(zhǔn)確又快捷，且同心度高。
所述導(dǎo)向頭用定位螺釘固定在中心桿下端，導(dǎo)向頭的外面套有緩沖彈簧，其目的是萬(wàn)一發(fā)生柱塞落井或落地事故時(shí)使沖擊力減小，不會(huì)使柱塞變形或振碎陶瓷體。
本發(fā)明在抽油泵中使用時(shí)，由于導(dǎo)砂接頭周圍設(shè)有45°角的螺旋狀出油槽，因而使出油的流速相對(duì)增大，對(duì)泵壁也有一定的沖洗作用，可減少原油中的泥沙在泵體內(nèi)壁上的滯留。同時(shí)由于把柱塞前端的清垢套設(shè)計(jì)成刮刀形狀，粘附在內(nèi)壁上的泥沙、污垢可被隨時(shí)刮除并隨原油一起從出油槽噴出，因而大大減少了夾砂卡泵現(xiàn)象的發(fā)生。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有耐高溫、抗腐蝕、陶瓷體不易碎裂，使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)油田減少抽油機(jī)停機(jī)臺(tái)時(shí)，降低運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益具有顯著作用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的導(dǎo)砂接頭和清垢套結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的陶瓷體對(duì)接用定位套示意圖；
圖4是本發(fā)明的緩沖結(jié)構(gòu)示意圖；圖中各部名稱及標(biāo)記1.導(dǎo)砂接頭、2.清垢套、3.上閥罩、4.上游動(dòng)閥、5.上接頭、6.定位套、7.陶瓷體、8.原油通道、9.緊固螺釘、10.中心桿、11.下接頭、12.下閥罩、13.下游動(dòng)閥、14.定位螺釘、15.下閥接頭、16.緩沖彈簧、17.導(dǎo)向頭、18.螺旋出油槽、19.刮刀口。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述如圖1至圖4所示，陶瓷柱塞的本體是一根具有一定長(zhǎng)度的圓管狀柱體，內(nèi)層是鋼質(zhì)的中心桿10，中心桿10的內(nèi)腔為中空的原油通道8，外層包覆有陶瓷體7，陶瓷體7的外壁與抽油泵的泵體內(nèi)壁緊密配合，使抽油泵具有抽吸地下原油的功能。陶瓷體7與中心桿10的兩層之間以一定間隙配合，并有緊固螺釘9固定成一體，為了減小導(dǎo)致管狀陶瓷體7破碎的內(nèi)應(yīng)力，并使其車削加工方便，設(shè)計(jì)時(shí)把陶瓷體7分成至少兩段以上(本實(shí)施例中將陶瓷體分成三段加工和對(duì)接)，每段的兩端都設(shè)置有鋼質(zhì)的定位套6。定位套6的兩端面設(shè)計(jì)成凹形錐面，與陶瓷體7的凸形錐面緊密接觸，目的是在裝配時(shí)使兩段陶瓷體7和定位套6對(duì)接定位既準(zhǔn)確又快捷，且同心度高。所述柱塞本體的上端為導(dǎo)砂接頭1，與抽油桿相連接，周圍設(shè)有45°角的螺旋出油槽18，下面是刮刀式清垢套2，與泵體內(nèi)壁精密接觸，在柱塞向上運(yùn)行時(shí)，清垢套2前端的刮刀口19可將粘附在泵體內(nèi)壁上的泥沙、污垢刮除并隨原油一起噴出。在抽油桿上下運(yùn)動(dòng)的帶動(dòng)下，柱塞在泵體內(nèi)也作上下的抽油運(yùn)行。其運(yùn)行過程是當(dāng)柱塞被抽油桿帶動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，上游動(dòng)閥4和下游動(dòng)閥13被原油頂開，原油進(jìn)入柱塞內(nèi)腔即原油通道8，當(dāng)柱塞被抽油桿帶動(dòng)往上運(yùn)動(dòng)時(shí)，上游動(dòng)閥4和下游動(dòng)閥13被自動(dòng)關(guān)閉，原油從螺旋出油槽18噴出。當(dāng)柱塞第二次向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，上游動(dòng)閥4和下游動(dòng)閥13再一次打開，重復(fù)上述抽油過程，使地下原油源源不斷地被抽吸上來(lái)。與此同時(shí)，清垢套2前端的刮刀口19隨柱塞往上運(yùn)動(dòng)時(shí)，將泵體內(nèi)壁上粘附的泥砂和污垢刮除而隨原油一起從螺旋出油槽18急速噴出。
權(quán)利要求
1.一種油田采油設(shè)備抽油泵陶瓷柱塞，其圓管狀本體由鋼質(zhì)內(nèi)層和陶瓷質(zhì)外層覆合而成，包括中心桿(10)、導(dǎo)砂接頭(1)、清垢套(2)、陶瓷體(7)、上游動(dòng)閥(4)、下游動(dòng)閥(13)、上閥罩(3)、下閥罩(12)、定位套(6)、上接頭(5)、下接頭(11)、定位螺釘(14)、下閥接頭(15)、緩沖彈簧(16)和導(dǎo)向頭(17)，其特征是所述的外層陶瓷體(7)至少分成兩段，每段兩端用鋼質(zhì)定位套(6)對(duì)接定位，陶瓷體(7)和中心桿(10)之間以一定間隙配合，并用緊固螺釘(9)固定成一體，中心桿(10)內(nèi)腔是原油通道(8)，上端設(shè)有上游動(dòng)閥(4)和上閥罩(3)，下端設(shè)有下游動(dòng)閥(13)和下閥罩(12)，上游動(dòng)閥(4)和下游動(dòng)閥(13)通過上接頭(5)和下接頭(11)固定并將柱塞連成整體。
2.如權(quán)利要求1所述的一種抽油泵陶瓷柱塞，其特征是所述的導(dǎo)砂接頭(1)設(shè)置在柱塞本體上端，與抽油機(jī)的抽油桿連接，導(dǎo)砂接頭(1)的周圍設(shè)有成45°角的螺旋出油槽(18)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種抽油泵陶瓷柱塞，其特征是所述的清垢套(2)設(shè)在導(dǎo)砂接頭(1)下面，前端部呈刮刀口(19)形狀，并緊貼泵體內(nèi)壁隨柱塞作上下運(yùn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的一種抽油泵陶瓷柱塞，其特征是所述的定位套(6)設(shè)置在每段陶瓷體(7)的兩端，其兩個(gè)端面均設(shè)計(jì)成凹形錐面，與陶瓷體(7)的凸形錐面對(duì)接定位。
5.如權(quán)利要求1所述的一種抽油泵陶瓷柱塞，其特征是所述的導(dǎo)向頭(16)設(shè)在柱塞的下端，用定位螺釘(14)將其固定在中心桿(10)的下端，其周圍套有緩沖彈簧(17)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油田采油設(shè)備中的抽油泵陶瓷柱塞的制造技術(shù)。陶瓷柱塞的本體是一根具有一定長(zhǎng)度的管狀圓柱體，由鋼質(zhì)內(nèi)層和耐磨的陶瓷質(zhì)外套覆合而成。本設(shè)計(jì)有意識(shí)地把管狀的陶瓷體分成至少兩段以上對(duì)接，其目的是減小陶瓷體在受到外力沖擊時(shí)導(dǎo)致其破碎的內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)也為了使車削加工方便、受溫度變化的影響小。每段陶瓷體兩端的凸形錐面與定位套的凹形錐面對(duì)接，使定位既方便又快捷準(zhǔn)確，柱塞的上端設(shè)有45°角的螺旋出油槽和刮刀式清垢套，使原油中的泥砂等雜質(zhì)不會(huì)滯留和粘附在泵體內(nèi)壁上，可減少夾砂卡泵事故的發(fā)生。該柱塞對(duì)減少抽油機(jī)停機(jī)臺(tái)時(shí)，降低運(yùn)行成本，提高采油效率和經(jīng)濟(jì)效益都具有十分顯著的作用。
文檔編號(hào)F04B53/14GK1687595SQ20051007158
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月23日
發(fā)明者聞本良, 王文明 申請(qǐng)人:聞本良