專利名稱：一種雙柱塞旋轉(zhuǎn)抽油泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵。
背景技術(shù)：
目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)用于有桿抽油井的泵都是美式的柱塞泵，其特點(diǎn)是抽油機(jī) 拉動(dòng)抽油桿，再由抽油桿拉動(dòng)柱塞在泵筒內(nèi)作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將井內(nèi)的原液吸 取上來(lái)，此種結(jié)構(gòu)的泵目前在國(guó)際國(guó)內(nèi)均占統(tǒng)治地位，然而當(dāng)前世界各國(guó)乃至 中國(guó)各油田自噴后都必需用泵來(lái)抽汲。
目前抽油機(jī)井普遍存在的問題
從當(dāng)前的大慶，勝利、遼河等各大油田所統(tǒng)計(jì)出來(lái)的情況來(lái)看美式抽油 泵所不能解決的問題是砂卡、抽油桿彎曲造成的對(duì)油管偏磨，使修井作業(yè)頻繁， 增加了油田的采油成本，針對(duì)這種普遍存在的情況，各大油田的采油研究院、 各采油廠的工藝研究所的有關(guān)人員都在不遺余力的想辦法解決這個(gè)問題，但都 沒能搞出比較理想解決問題的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種泵效高且防砂卡效果好的雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案
一種雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵，包括有柱塞及外套的泵筒，所述的柱塞至少為 兩節(jié)以上，各節(jié)之間通過柱塞接頭相互螺紋連接，柱塞的上端帶有出油閥，在 柱塞出油閥的外頭端及柱塞的下頭端分別聯(lián)有推力器，柱塞上、下端推力器的外 側(cè)有定心機(jī)構(gòu)；
所述的泵筒為兩層內(nèi)層的主泵筒套于柱塞外側(cè)，兩端帶有泵筒上、下接 頭及主泵筒定心機(jī)構(gòu)，主泵筒上端含蓋了全柱塞及柱塞的推力器及定心機(jī)構(gòu)， 并由泵筒上接頭繼續(xù)向上連接一泵筒推力器，該泵筒推力器經(jīng)旋轉(zhuǎn)軸部件與外 接抽油桿的抽油桿接頭連接，在泵筒推力器內(nèi)置泵筒出油閥偶件；外層的外泵 筒套于主泵筒外側(cè)，通過上、下泵筒接頭分別與內(nèi)層的主泵筒的上、下兩端口
4套接，外泵筒套含了全主泵筒及主泵筒上端的泵筒推力器、旋轉(zhuǎn)軸部件與抽油 桿接頭； 一主泵筒上接頭套封外泵筒。
所述的柱塞下端連接一下推力器，下推力器下端接有固定閥組件；外泵筒 的下端經(jīng)外泵筒下接頭與柱塞的下推力器外管連接；最下端由尾管固定閥接頭 將固定閥組件及下推力器外管鎖定；
所述的各節(jié)柱塞間分設(shè)有定心珠，定心珠所設(shè)位置可架設(shè)柱塞使在泵腔內(nèi) 只有定心珠外徑點(diǎn)和主泵筒腔內(nèi)徑點(diǎn)接觸。
本發(fā)明雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵主要用于油稠、砂重、抽油桿易彎的油區(qū)，可 提高油井泵效，保護(hù)油井。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1、 泵筒和柱塞的旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，使泵腔、柱塞腔油管內(nèi)的原液呈旋流狀，砂 垢均減少堆積、凝結(jié)的機(jī)率，可有效的防止砂卡、垢卡，延長(zhǎng)泵的使用壽命， 減少檢修作業(yè)次數(shù)，降低采油成本，為油田增加效益。
2、 泵筒旋轉(zhuǎn)運(yùn)行化解原液的下行和上行阻力，減少抽油機(jī)的負(fù)荷，達(dá)到 節(jié)能的目的，同樣給油田降低采油成本，為油田創(chuàng)造效益。
3、 泵效高，比美式泵可提高8%以上；使用壽命長(zhǎng)， 一臺(tái)泵可相當(dāng)于2 — 3 臺(tái)美式泵的壽命；
4、 保護(hù)油井，能消除抽油桿偏磨的弊病，降低大量的作業(yè)費(fèi)用。
5、 保護(hù)環(huán)境減少污染，少作業(yè)不作業(yè)，對(duì)環(huán)保也有益。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(a為上段部分，b為下段部分) 圖2為本發(fā)明柱塞體結(jié)構(gòu)示意圖 圖3為本發(fā)明柱塞接頭結(jié)構(gòu)示意圖
圖4 為柱塞體定心機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖(a為主視圖，b為側(cè)視圖) 圖5a為上柱塞推力器結(jié)構(gòu)示意圖 圖5b 為圖5a中A-A剖面圖 圖6a為下柱塞推力器結(jié)構(gòu)示意圖 圖6b 為圖6a中A-A剖面圖
圖7 為柱塞下定心機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖(a為主視圖，b為側(cè)剖視圖)
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵由中心層的柱塞(13、 18)及外 套的兩層泵筒(外泵筒16及主泵筒19)構(gòu)成，主泵筒相當(dāng)于外泵筒內(nèi)的柱塞， 故本發(fā)明稱之為雙柱塞。
所述的柱塞至少為兩節(jié)以上，各節(jié)之間通過柱塞接頭相互螺接，如圖中所 示，本實(shí)施例中示出柱塞是由4節(jié)(呈2組)分體構(gòu)成，柱塞體13的結(jié)構(gòu)參見 圖2，柱塞接頭18參見圖3，柱塞體兩端口開有內(nèi)螺紋，柱塞接頭兩端口開有 外螺紋，且柱塞接頭的中間段與內(nèi)收的兩端口段形成階臺(tái)，中間段的管徑與柱 塞體的管徑相同，按照一柱塞體、 一柱塞接頭再一柱塞體、 一柱塞接頭的次序 依次連接。對(duì)接中，使得柱塞體的管口端與柱塞接頭的階臺(tái)留有間距，在間距 段置有柱塞體定心機(jī)構(gòu)17。
所述的柱塞體定心機(jī)構(gòu)可參見圖4所示，由環(huán)形的定心機(jī)構(gòu)支架171與一 組定心珠172組合構(gòu)成，定心機(jī)構(gòu)支架上開有一組對(duì)應(yīng)定心珠數(shù)目的球坑，定 心珠則安置于其中，兩者應(yīng)對(duì)研，保證一定的光潔度，使定心珠轉(zhuǎn)動(dòng)順暢；一 般一組定心珠選3 10個(gè)，以6個(gè)均勻分布為佳。整體裝配時(shí)，定心珠所設(shè)位 置可架設(shè)柱塞體使在泵腔內(nèi)只有定心珠外徑點(diǎn)和主泵筒腔內(nèi)徑點(diǎn)接觸。
所述整體柱塞的上端及下端分別聯(lián)有柱塞上、下推力器20、 10。上推力器 20的結(jié)構(gòu)構(gòu)成可參見圖5a、圖5b，其中下端為用于與柱塞實(shí)現(xiàn)連接的接頭管 201，上端的中心軸203用于實(shí)現(xiàn)與上端部件旋轉(zhuǎn)軸的連接，主功能部件202 是具有旋轉(zhuǎn)槳葉的螺旋槳，本實(shí)施例中采用右旋，右旋升角30° 。下推力器 10的結(jié)構(gòu)構(gòu)成可參見圖6a、圖6b，構(gòu)成原理與上推力器類同，主功能部件102 也是具有旋轉(zhuǎn)槳葉的螺旋槳，本實(shí)施例中采用右旋，右旋升角3(T 。
如圖1中所示，在柱塞的上端與上推力器20實(shí)現(xiàn)連接的接頭管內(nèi)腔中置 有出油閥21。在上、下柱塞推力器20、 IO的外側(cè)分別有柱塞上、下端定心機(jī) 構(gòu)ll，柱塞上、下端定心機(jī)構(gòu)11可采用相同的機(jī)構(gòu)，參見圖7，由環(huán)形的定 心機(jī)構(gòu)支架111與一組定心珠112組合構(gòu)成，定心機(jī)構(gòu)支架上開有一組對(duì)應(yīng)定孔113，定心珠則安置于其中，兩者 應(yīng)對(duì)研， 一組為3個(gè)即可。在定心機(jī)構(gòu)的上側(cè)蓋有柱塞定心機(jī)構(gòu)壓帽。在柱塞 下推力器的下端接有固定閥組件5，其間經(jīng)過一組軸承單元傳動(dòng)，該軸承單元 包括 一滾針軸承7、 一止推軸承8和一限位軸9。
所述的內(nèi)層主泵筒19套于柱塞外側(cè)，兩端帶有泵筒上、下接頭及定心機(jī)構(gòu) 25，在定心機(jī)構(gòu)的上端蓋有壓帽24;主泵筒定心機(jī)構(gòu)25類同于柱塞體定心機(jī)構(gòu)。
主泵筒的上端含蓋了全柱塞及柱塞的推力器及定心機(jī)構(gòu)，并由泵筒上接頭 繼續(xù)向上連接一泵筒推力器26，該泵筒推力器26經(jīng)旋轉(zhuǎn)軸28等部件(還有組 合滾針軸承29及軸承套30)與外接抽油桿的抽油桿接頭31連接，在泵筒推力 器26內(nèi)置泵筒出油閥偶件27。
外層的外泵筒16套于主泵筒外側(cè)，通過泵筒上、下接頭分別與內(nèi)層的主 泵筒的上、下兩端口套接，外泵筒16套含了全主泵筒19及主泵筒上端的泵筒 推力器26、旋轉(zhuǎn)軸部件與抽油桿接頭31; —外泵筒上接頭32套封外泵筒；外 泵筒的下端經(jīng)外泵筒下接頭與柱塞的下推力器外管連接；最下端由尾管固定閥 接頭1將固定閥組件及下推力器外管6鎖定，固定閥的結(jié)構(gòu)形式可以同于美式 泵的固定閥，采用整球式自由下落。
上述各實(shí)施例可在不脫離本發(fā)明的范圍下加以若干變化，故以上的說明所 包含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)視為例示性，而非用以限制本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍。
本發(fā)明雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵的工作原理
柱塞原地左旋轉(zhuǎn)(柱塞之所以能旋轉(zhuǎn)，是因在柱塞各節(jié)與節(jié)間有類似軸承 的定心珠，定心珠的作用是把柱塞架起來(lái)，使柱塞在泵腔內(nèi)只有定心珠的外徑 點(diǎn)和主泵筒內(nèi)徑點(diǎn)接觸，使主泵筒腔和柱塞外徑無(wú)摩擦力，只有液流和柱塞有 摩擦力。這樣泵腔內(nèi)和柱塞的摩擦力極小，使柱塞能順利旋轉(zhuǎn))。
柱塞上、下端均有右旋推力器，在液流的沖擊下向左旋轉(zhuǎn)，柱塞最底端有固定閥 用二特制軸承(滾針軸承7、止推軸承8)固定，所以在液流的沖擊下可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
主泵筒在抽油桿的牽動(dòng)下，由泵筒推力器帶動(dòng)上下旋轉(zhuǎn)著運(yùn)行，主泵筒的 上、下端均有泵筒推力器，在液流的沖擊下向右旋轉(zhuǎn)，主泵筒的上、下端具有的定心珠外徑與外泵筒點(diǎn)接觸，內(nèi)徑與主泵筒定心位置點(diǎn)接觸。這樣在液流的 沖擊下能順利的旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，上、下運(yùn)行都按螺紋旋緊方向運(yùn)行。
本發(fā)明實(shí)際就是一個(gè)雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵。有一個(gè)原地旋轉(zhuǎn)的柱塞和一個(gè) 上旋轉(zhuǎn)運(yùn)行的柱塞(指主泵筒)。本發(fā)明改變了目前美式抽油泵的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行 方式及運(yùn)行特點(diǎn)，首先美式抽油泵是柱塞在泵筒內(nèi)上下往復(fù)直線運(yùn)行抽汲油 液，空閥裝在泵筒上，而本發(fā)明雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵的柱塞只在原地旋轉(zhuǎn)，泵 筒旋轉(zhuǎn)著上下運(yùn)行，抽汲原液，固定閥裝在柱塞的下推力器的下端。
美式抽油泵是靠抽油桿拉動(dòng)柱塞，而本發(fā)明雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵是抽油桿 拉動(dòng)泵筒。
本發(fā)明雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵的工作過程當(dāng)抽油機(jī)啟動(dòng)，抽油桿拉動(dòng)主泵 筒19上行，固定閥偶件5打開通柱塞下端的推力器10，推動(dòng)柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)
方向左旋，柱塞原地左旋直至出油口推開出油閩偶件27的出油閥球進(jìn)入泵腔，
此時(shí)柱塞旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)柱塞外徑的定心珠，定心珠力的傳導(dǎo)到泵筒內(nèi)徑，由于力的 傳導(dǎo)，泵筒開始旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向柱塞左旋，定心珠右旋，由于定心珠是在泵筒
內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以泵筒也右旋，使螺紋旋緊方向；當(dāng)原液通過出油閥端進(jìn)入泵筒時(shí) 有兩種情況，當(dāng)泵筒上行時(shí)，柱塞下端的固定閥開啟，原液進(jìn)入柱塞腔推動(dòng)柱 塞下端的推力器，繼而推動(dòng)柱塞旋轉(zhuǎn)，原液不斷上行，推開出油閥進(jìn)入泵腔。 此時(shí)柱塞上端的推力器在進(jìn)入泵腔的原液推動(dòng)下進(jìn)行接力式帶動(dòng)柱塞旋轉(zhuǎn)，柱 塞旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)柱塞兩端的定心珠轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向柱塞原地左旋轉(zhuǎn)，定心珠右轉(zhuǎn)， 力的傳導(dǎo)使泵筒右轉(zhuǎn)，這樣泵筒旋轉(zhuǎn)著上行(勻速)，泵筒運(yùn)行到上死點(diǎn)開始 下行，此時(shí)固定閥關(guān)閉，柱塞的上出油閥關(guān)閉，進(jìn)油管和泵腔內(nèi)的原液只有從 泵筒的出油口推動(dòng)泵筒上的出油閥進(jìn)入油管，當(dāng)此時(shí)泵筒上端的泵筒推力器26 在液流的沖擊下，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)泵筒旋轉(zhuǎn)，泵筒的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)柱塞兩端和泵筒內(nèi) 壁接觸的定心珠，由于力的傳導(dǎo)也開始轉(zhuǎn)動(dòng)，又帶動(dòng)柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)，按原先的左旋 方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)泵筒運(yùn)行到下死點(diǎn)轉(zhuǎn)而上行時(shí)，此時(shí)固定閥開啟，又開始重 復(fù)上一個(gè)動(dòng)作，所以本發(fā)明雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵能夠旋轉(zhuǎn)著把原油抽汲上來(lái)。
權(quán)利要求
1、一種雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵，包括有柱塞及外套的泵筒，其特征在于所述的柱塞至少為兩節(jié)以上，各節(jié)之間通過柱塞接頭相互螺接，在整體柱塞的上端及下端分別聯(lián)有柱塞上、下推力器；在柱塞的上端與上推力器接頭管內(nèi)腔中置有出油閥，在上、下柱塞推力器的外側(cè)有定心機(jī)構(gòu)；所述的泵筒為兩層內(nèi)層的主泵筒套于柱塞外側(cè)，兩端帶有泵筒上、下接頭及主泵筒定心機(jī)構(gòu)，主泵筒上端含蓋了全柱塞及柱塞的推力器及定心機(jī)構(gòu)，并由泵筒上接頭繼續(xù)向上連接一泵筒推力器，該泵筒推力器經(jīng)旋轉(zhuǎn)軸部件與外接抽油桿的抽油桿接頭連接，在泵筒推力器內(nèi)置泵筒出油閥偶件；外層的外泵筒套于主泵筒外側(cè)，通過上、下泵筒接頭分別與內(nèi)層的主泵筒的上、下兩端口套接，外泵筒套含了全主泵筒及主泵筒上端的泵筒推力器、旋轉(zhuǎn)軸部件與抽油桿接頭；一外泵筒上接頭套封外泵筒；所述的柱塞下端連接一下推力器，下推力器下端接有固定閥組件；外泵筒的下端經(jīng)外泵筒下接頭與柱塞的下推力器外管連接；最下端由尾管固定閥接頭將固定閥組件及下推力器外管鎖定；所述的各節(jié)柱塞間分設(shè)有柱塞體定心機(jī)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵，其特征在于所述的柱 塞體兩端口開有內(nèi)螺紋，柱塞接頭兩端口開有外螺紋，且柱塞體的中間段與內(nèi) 收的兩端口段形成階臺(tái)，柱塞接頭中間段的管徑與柱塞體的管徑相同。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵，其特征在于所述的柱 塞體定心機(jī)構(gòu)由環(huán)形的定心機(jī)構(gòu)支架與內(nèi)置的一組滾珠組合構(gòu)成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵,其特征在于所述定心 機(jī)構(gòu)的定心珠的大小及所設(shè)位置使其可架設(shè)柱塞體且在泵腔內(nèi)只有定心珠外 徑點(diǎn)和主泵筒腔內(nèi)徑點(diǎn)接觸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵，其特征在于所述的一 組定心珠為3 10個(gè)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵，其特征在于所述的一組定心珠為6個(gè)，均勻分布。
全文摘要
一種雙柱塞自旋轉(zhuǎn)抽油泵，有柱塞及泵筒，柱塞至少為兩節(jié)，各節(jié)之間通過柱塞接頭相互螺接，在整體柱塞的上及下端各依次聯(lián)有推力器及定心機(jī)構(gòu)；主泵筒套于柱塞外側(cè)，主泵筒兩端帶有接頭及定心機(jī)構(gòu)，主泵筒上端含蓋了全柱塞及其推力器、定心機(jī)構(gòu)，并繼續(xù)向上連接泵筒推力器，該泵筒推力器經(jīng)旋轉(zhuǎn)軸與抽油桿接頭連接，在泵筒推力器內(nèi)置泵筒出油閥偶件；外泵筒套于主泵筒外，經(jīng)接頭分別與主泵筒的兩端口套接，外泵筒套含了全主泵筒及其上端的推力器等部件；一外泵筒上接頭套在泵筒頭端；柱塞下端連推力器再接固定閥組件；外泵筒下端與柱塞下推力器外管連接；最下端由尾管固定閥接頭將固定閥組件及下推力器外管鎖定；在各節(jié)柱塞間分設(shè)有柱塞體定心機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)F04B47/00GK101608612SQ20081011519
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者焦在魁, 魯廣立 申請(qǐng)人:焦在魁;魯廣立