專利名稱：長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤層氣井排水采氣中用于抽吸井液的排采泵，特別是涉及一種能防止偏磨和煤粉埋泵、卡泵以及延長(zhǎng)檢泵周期的長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉管式排采泵。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，我國(guó)煤層氣開采仍然采用的是采油采氣方面的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，還沒(méi)有形成自己的體系，90%以上的煤層氣井均使用的是開采常規(guī)油氣時(shí)常用的抽油泵，主要是一些防砂泵，包括自旋式防砂泵、泵筒帶螺旋槽防砂泵、等徑刮砂柱塞防砂泵和動(dòng)筒式防砂泵。由于煤層氣井自身井淺、沉沒(méi)度較低、產(chǎn)能較小、沖程小和沖次低等實(shí)際情況，與石油天然氣礦場(chǎng)差別較大，使得所移植抽油泵的使用效果并不理想，現(xiàn)場(chǎng)使用中存在設(shè)備不配套、磨損嚴(yán)重等問(wèn)題，主要體現(xiàn)在(1)長(zhǎng)泵筒短柱塞結(jié)構(gòu)容易使附著在泵筒內(nèi)壁和沉積的煤粉進(jìn)入柱塞和泵筒的間隙，加劇二者的磨損，嚴(yán)重時(shí)造成煤粉卡柱塞，降低泵的使用壽命；(2) 煤層氣井下泵后，泵的沉沒(méi)度較低，導(dǎo)致泵閥打開困難，泵的充滿系數(shù)和泵效較低，且容易發(fā)生卡泵；(3)井液中煤粉顆粒較多并伴有煤焦等黏性物，泵下端液體入泵流速較低，煤粉顆粒在泵筒外和泵腔中易沉積，造成埋泵；(4)抽吸井液中，泵閥不能快速?gòu)?fù)位，造成泵閥堵死；(5)桿式防砂泵沒(méi)有安裝扶正裝置，柱塞和泵筒間的偏磨現(xiàn)象比較嚴(yán)重。由此造成泵的使用壽命較低，檢泵周期過(guò)短，嚴(yán)重影響了煤層氣井的正常、經(jīng)濟(jì)排采和高產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有煤層氣井所移植油氣井防砂泵的不足，本發(fā)明的目的是提供一種煤層氣井防煤粉專用的長(zhǎng)柱塞式雙筒排采泵。該排采泵依據(jù)所設(shè)計(jì)的特殊結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)低沉沒(méi)度下泵閥順利啟閉和自沖洗以及沉煤粉功能，防止柱塞與泵筒間的偏磨以及煤粉埋泵筒和卡泵。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是開發(fā)一種長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵，主要由泵筒總成、柱塞總成、出液閥總成、進(jìn)液閥總成和扶正體五部分組成。排采泵底部的支撐短節(jié)將泵筒固定在排采管柱的下端，柱塞與排采桿柱連接，上沖程中，柱塞伴隨排采桿柱上行，柱塞以下的泵腔容積增大，進(jìn)液閥開啟，井液流經(jīng)進(jìn)液閥進(jìn)入泵筒下腔室，與此同時(shí)，出液閥在上下壓差的作用下關(guān)閉，柱塞以上泵腔中的井液隨柱塞向上運(yùn)動(dòng)，沿桿管環(huán)空舉升至地面。下沖程中，柱塞下行，泵腔內(nèi)壓增大，出液閥開啟，進(jìn)液閥關(guān)閉，泵筒下腔室的井液流經(jīng)出液閥進(jìn)入上腔室，由此柱塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，排采泵完成了一個(gè)抽吸周期。扶正體包括滑閥罩和扶正鎖爪?；y罩材料采用35CrMo，表面氧化處理，同時(shí)調(diào)質(zhì)處理布氏硬度不低于220，以抵抗滑閥罩內(nèi)外井液壓差變化引發(fā)的沖擊；頂壁正中央為圓形孔道，與貫穿其中的排采桿精密配合，形成移動(dòng)副；上端加工有桿管環(huán)空與泵筒連通的流道，四個(gè)均布排列，形狀采用流線型，降低井液流經(jīng)滑閥罩時(shí)的局部壓力損失；中間加工有兩個(gè)環(huán)形溝槽，放置0形密封圈，實(shí)現(xiàn)滑閥罩與上接箍之間的密封；下端帶有外螺紋，與扶正鎖爪連接。扶正鎖爪材料采用60Si2Mn，調(diào)質(zhì)處理布氏硬度大于230 ；上端的內(nèi)環(huán)面加工有內(nèi)螺紋，中間的外環(huán)面有兩個(gè)環(huán)形溝槽，放置0形密封圈，實(shí)現(xiàn)扶正鎖爪與上接箍之間的密封；下端均布排列六個(gè)鎖爪，倒角限位部分進(jìn)行精磨處理，粗糙度不高于1.6，將鎖爪直接插入上接箍下部的鎖套中進(jìn)行定位，從而使得整個(gè)扶正體固定在上接箍?jī)?nèi)，由此防止柱塞在泵筒中擺動(dòng)，避免柱塞與泵筒間發(fā)生偏磨，以提高泵的使用壽命。泵筒總成采用雙筒構(gòu)造，主要包括泵筒、外筒和上下接箍，材料均采用45鋼。泵筒是排采泵最主要的零件，由里而外依次為泵筒和外筒，外筒的內(nèi)壁表面化學(xué)鍍處理，鍍層厚度大于0. 08毫米，鍍層與基體金屬牢固結(jié)合；外筒上端加工有外螺紋，與上接箍連接；下端加工有內(nèi)外螺紋，通過(guò)外螺紋與下接箍連接，通過(guò)內(nèi)螺紋與進(jìn)液閥接頭連接，并以額定的上扣扭矩保證上下接箍?jī)?nèi)孔端面與外筒端面的密封。泵筒下端帶有內(nèi)螺紋，通過(guò)與進(jìn)液閥支撐短節(jié)連接而固定在外筒的下端；泵筒外表面噴焊處理，內(nèi)孔表面化學(xué)鍍處理，噴焊層和鍍層與基體金屬牢固結(jié)合，其表面不允許有氣泡、起皮、麻點(diǎn)和碰傷等缺陷；然后再進(jìn)行精密加工，保證泵筒具有良好的耐腐蝕和耐磨特性，并與柱塞高精度配合。泵筒內(nèi)孔尺寸比柱塞外徑略大一點(diǎn)，泵筒長(zhǎng)度需保證在沖程上死點(diǎn)處泵筒上端能越出柱塞下端一定長(zhǎng)度，而在沖程下死點(diǎn)處柱塞下部的下出液閥能高出泵筒下端一段距離，及時(shí)帶出柱塞和泵筒間隙中沉積的煤粉顆粒，保護(hù)泵筒內(nèi)外工作表面。外筒和泵筒之間形成一個(gè)環(huán)形空腔，桿管環(huán)空中沉積的煤粉經(jīng)此空腔回落到泵筒下端的尾管中，防止煤粉在泵筒內(nèi)腔中和柱塞上部發(fā)生沉積，導(dǎo)致埋泵現(xiàn)象。上下接箍帶有管螺紋，采用階梯回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面鍍鉻處理，外表面磷化處理，上接箍的下端加工有內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋上部的腔室為鎖套，與扶正鎖爪精密配合，限位倒角部分精磨處理。柱塞總成也采用雙筒構(gòu)造，包括柱塞和內(nèi)筒兩部分，材料均采用45鋼。柱塞也是排采泵的主要零件，由里而外依次為柱塞和內(nèi)筒，內(nèi)筒的內(nèi)孔表面化學(xué)鍍處理，鍍層厚度大于0. 08毫米，鍍層與基體金屬牢固結(jié)合；內(nèi)筒的上端加工有內(nèi)螺紋，與上出液閥罩連接，可以阻擋桿管環(huán)空沉積的煤粉顆粒進(jìn)入柱塞和泵筒的間隙。內(nèi)筒的內(nèi)孔尺寸比泵筒外徑略大一點(diǎn)，并與泵筒外表面高精度配合，內(nèi)筒和泵筒的單面配合間隙設(shè)計(jì)為0. 065 0. 090毫米，內(nèi)筒長(zhǎng)度需保證其下端面與柱塞的下端面齊平。柱塞外表面噴焊處理，噴焊層與基體金屬牢固結(jié)合，其表面不允許有氣泡、起皮、麻點(diǎn)和碰傷等缺陷；然后再進(jìn)行精密加工，保證柱塞表面孔隙率底，具有良好的耐腐蝕和減磨性能；柱塞兩端的螺紋均采用內(nèi)螺紋，其上端與上出液閥接頭連接，下端連接下出液閥罩，從而將整個(gè)上下出液閥連接在一起。柱塞外徑比泵筒內(nèi)徑略小一點(diǎn)，并與泵筒內(nèi)表面高精度配合，柱塞和泵筒的單面配合間隙設(shè)計(jì)為 0. 040 0. 065毫米。內(nèi)筒、泵筒和柱塞上部形成一個(gè)環(huán)形槽，即防煤粉槽，可以暫時(shí)容納進(jìn)入柱塞和泵筒間隙的少量煤粉，減小煤粉等固體顆粒對(duì)柱塞和泵筒的磨損，并且在柱塞的上端加工有射流孔，射流孔的孔眼緊挨上出液閥罩，分兩層布置，每層八個(gè)均布排列，層間孔眼交錯(cuò)排列，孔眼的剖面呈平行四邊形，夾角為45°左右，由此柱塞在上下沖程中，通過(guò)防煤粉槽中儲(chǔ)存的井液沖洗出液閥罩內(nèi)和出液閥上部沉積的煤粉顆粒，實(shí)現(xiàn)排采泵出液閥的自沖洗功能。出液閥總成包括上出液閥和下出液閥兩部分，分別由上出液閥罩、出液閥球、出液閥座和上出液閥接頭以及下出液閥罩、出液閥球、出液閥座和下出液閥接頭組成。上出液閥位于柱塞的上部，其中上出液閥罩表面磷化處理，上端帶有內(nèi)螺紋，將整個(gè)出液閥總成和柱塞連接在排采桿柱的下端，內(nèi)部裝有出液閥球和出液閥座，下端外環(huán)面加工有外螺紋，與內(nèi)筒連接，而內(nèi)環(huán)面帶有內(nèi)螺紋，直接與上出液閥接頭連接，并實(shí)現(xiàn)出液閥座在出液閥罩內(nèi)的定位；閥罩壁上加工有泵筒上腔室與下腔室連通的流道，三個(gè)均布排列，形狀采用流線型， 降低井液流經(jīng)閥罩時(shí)的局部壓力損失，同時(shí)調(diào)質(zhì)處理布氏硬度不低于210，以抗擊泵閥啟閉時(shí)的液壓沖擊。閥球和閥座是排采泵的主要零件，閥球的材料采用9Crl8Mo，不允許有技術(shù)缺陷，熱處理洛氏硬度不低于58 ；閥座的材料采用6Crl8Mo，熱處理洛氏硬度不低于52 ；閥球和閥座的密封面精密研磨后，須先經(jīng)退磁處理然后再進(jìn)行配研，出液閥球和出液閥座的密封帶寬度不小于1. 50毫米，而進(jìn)液閥球和進(jìn)液閥座的密封帶寬度需大于1. 70毫米，以保證二者較高的密封性。上出液閥接頭表面磷化處理，兩端帶有外螺紋，下端與柱塞連接。下出液閥位于柱塞的下部，其中下出液閥罩表面磷化處理，上端加工有外螺紋，與柱塞連接， 頂壁加工有六個(gè)均布排列的圓形流道，內(nèi)部裝有出液閥球和出液閥座，下端加工有內(nèi)螺紋， 與下出液閥接頭連接。下出液閥接頭的下端采用錐形構(gòu)造，方便下泵時(shí)柱塞進(jìn)入泵筒。進(jìn)液閥總成包括進(jìn)液閥罩、彈簧、進(jìn)液閥球、進(jìn)液閥座、支撐短節(jié)和進(jìn)液閥接頭。進(jìn)液閥罩表面磷化處理，上端加工有外螺紋，與泵筒相連接，頂壁周圍加工有六個(gè)均布排列的圓形流道，內(nèi)裝有進(jìn)液閥球、彈簧和進(jìn)液閥座，下端通過(guò)內(nèi)螺紋與支撐短節(jié)相連接，并實(shí)現(xiàn)進(jìn)液閥座在閥罩內(nèi)的定位。進(jìn)液閥球分為球體和定位銷兩部分，定位銷采用階梯軸結(jié)構(gòu)，上端與進(jìn)液閥罩頂壁連接并與其內(nèi)孔精密配合，形成移動(dòng)副，下端與球體端面連接形成軸肩， 來(lái)定位貫穿其外的彈簧。彈簧通過(guò)進(jìn)液閥球定位銷的導(dǎo)向作用實(shí)現(xiàn)伸縮，輔助進(jìn)液閥球的快速?gòu)?fù)位，實(shí)現(xiàn)低沉沒(méi)度下泵閥的順利啟閉。支撐短節(jié)上端帶有外螺紋，下端采用絲堵進(jìn)行密封，中間均布排列四個(gè)貫穿基體的類圓形管道，管道端部所在的圓環(huán)面分別與進(jìn)液閥接頭的內(nèi)孔表面過(guò)盈配合，實(shí)現(xiàn)支撐短節(jié)與接頭間的固定。進(jìn)液閥接頭表面磷化處理，上端加工有外螺紋，與外筒連接，從而實(shí)現(xiàn)泵筒與進(jìn)液閥的固定與密封；中間加工有四個(gè)類圓形的流道，對(duì)應(yīng)于支撐短節(jié)的四個(gè)管道而貫通；下端截面采用圓錐面進(jìn)行過(guò)渡，底端加工有外螺紋，與尾管相連接，儲(chǔ)存桿管環(huán)空沉積的煤粉。本發(fā)明所能達(dá)到的技術(shù)效果是，扶正鎖爪直接插入上接箍下部的鎖套中，實(shí)現(xiàn)扶正體的定位密封，防止柱塞在泵筒中擺動(dòng)，避免柱塞與泵筒間發(fā)生偏磨；桿管環(huán)空中沉積的煤粉經(jīng)外筒和泵筒間的環(huán)形空腔回落到泵筒下端的尾管中，防止煤粉在泵筒內(nèi)腔中和柱塞上部發(fā)生沉積，導(dǎo)致埋泵；采用長(zhǎng)柱塞短泵筒的結(jié)構(gòu)，可以及時(shí)帶出柱塞和泵筒間隙中沉積的煤粉，保護(hù)泵筒內(nèi)外工作表面，防止煤粉卡泵；柱塞總成采用雙筒構(gòu)造，可以阻擋桿管環(huán)空沉積的煤粉顆粒進(jìn)入柱塞和泵筒的間隙，同時(shí)內(nèi)筒的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不斷地?cái)噭?dòng)外筒和泵筒間環(huán)形空腔內(nèi)的井液和沉降的煤粉，防止通道發(fā)生堵塞；內(nèi)筒、泵筒和柱塞上部形成的防煤粉槽可以暫時(shí)容納進(jìn)入柱塞和泵筒間隙的少量煤粉，減小煤粉等固體顆粒對(duì)柱塞和泵筒的磨損；防煤粉槽的頂部設(shè)有射流孔，利用槽中儲(chǔ)存的井液沖洗出液閥罩內(nèi)和出液閥上部沉積的煤粉，實(shí)現(xiàn)排采泵出液閥的自沖洗功能，防止煤粉沉積使得出液閥堵死，造成煤粉堵泵；彈簧通過(guò)進(jìn)液閥球定位銷的導(dǎo)向作用實(shí)現(xiàn)伸縮，輔助進(jìn)液閥球的快速?gòu)?fù)位，減少漏失， 實(shí)現(xiàn)低沉沒(méi)度下泵閥的順利啟閉，最終達(dá)到提高泵的使用壽命，延長(zhǎng)檢泵周期的目的。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明圖1是根據(jù)本發(fā)明所提出的長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵的典型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖2是長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵中扶正體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖3是長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵中泵筒總成的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖4是長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵中柱塞總成與出液閥總成的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖5是長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵中進(jìn)液閥總成的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖6是長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵的工作原理簡(jiǎn)圖。圖中1-排采桿，2-扶正體，3-泵筒總成，4-柱塞總成，5-出液閥總成，6_進(jìn)液閥總成，7-滑閥罩，8-扶正鎖爪，9-上接箍，10-外筒，11-泵筒，12-下接箍，13-上出液閥罩， 14-出液閥球，15-出液閥座，16-上出液閥接頭，17-柱塞，18-內(nèi)筒，19-下出液閥罩，20-下出液閥接頭，21-進(jìn)液閥罩，22-彈簧，23-進(jìn)液閥球，24-進(jìn)液閥座，25-支撐短節(jié)，26-進(jìn)液閥接頭。
具體實(shí)施例方式在圖1中，長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵由上而下依次為排采桿1、扶正體2、泵筒總成3、柱塞總成4、出液閥總成5和進(jìn)液閥總成6，柱塞總成4和出液閥總成5直接接在排采桿1的下端，并作上下運(yùn)動(dòng)，泵筒總成3上部與排采管柱下端連接，下部接防煤粉篩管，進(jìn)液閥總成6上部接泵筒總成3，下部接沉煤粉尾管，尾管底部用絲堵密封。根據(jù)煤層氣井實(shí)際開采要求，可以在泵筒總成3與防煤粉篩管間增裝氣錨等井下器具。在圖1中，排采泵下泵前，柱塞總成4和出液閥總成5置于泵筒總成3中往復(fù)拉動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)輕快靈活且無(wú)阻滯，并保持柱塞和泵筒的潤(rùn)滑與清潔；同時(shí)檢查排采泵各螺紋連接處是否牢固，有無(wú)松動(dòng)、損傷和銹蝕。下泵時(shí)，首先將泵筒總成3、防煤粉篩管、進(jìn)液閥總成 6和尾管隨排采管柱一起下到井筒中的設(shè)計(jì)深度，尾管最下端用絲堵密封，根據(jù)要求下沉煤粉尾管50 200米，要求尾管上緊并密封；然后再將扶正體2、柱塞總成4和出液閥總成5 隨排采桿1下入排采管柱中，到位后靠排采泵的自重實(shí)現(xiàn)柱塞入泵筒，靠排采桿1的重量實(shí)現(xiàn)扶正體2鎖爪的入位與密封；最后，連接光桿，上提防沖距，泵即可正常工作。起泵時(shí)，上提排采桿1，就可使柱塞總成4與泵筒總成3脫離，進(jìn)而提到地面上來(lái)，然后起出排采管柱就可以把泵筒總成3取出。在圖2中，滑閥罩7位于扶正體2的上部，其頂壁正中央的圓孔與排采桿1精密配合，下端通過(guò)外螺紋與扶正鎖爪8上端的內(nèi)螺紋連接。扶正鎖爪8位于扶正體2的下部，其下端的鎖爪插入上接箍的鎖套后實(shí)現(xiàn)定位，從而避免排采桿1和柱塞在泵筒中發(fā)生擺動(dòng)。在圖3中，泵筒總成3直接接在排采管柱的下端，雙筒中的外筒10在外而泵筒11 在內(nèi)，泵筒總成3的最上部為上接箍9，其下端通過(guò)內(nèi)螺紋與外筒10上端的外螺紋連接，上端通過(guò)管螺紋與排采管連接，從而將排采泵固定在排采管柱上。泵筒總成3的最下部為下接箍12，其上端通過(guò)內(nèi)螺紋與外筒10下端的外螺紋連接，下端通過(guò)管螺紋與篩管等井下器具連接。在圖4中，柱塞總成4上部的上出液閥罩13通過(guò)上端的內(nèi)螺紋與排采桿1下端的外螺紋連接，從而將柱塞總成4和出液閥總成5固定在排采桿柱上；上出液閥罩13下端通過(guò)外螺紋與內(nèi)筒18上端的內(nèi)螺紋連接。柱塞總成4雙筒中的柱塞17位于內(nèi)筒18的內(nèi)部， 柱塞17的上端通過(guò)內(nèi)螺紋與上出液閥接頭16下端的外螺紋連接，下端通過(guò)內(nèi)螺紋與下出液閥罩19上端的外螺紋連接，從而將整個(gè)柱塞總成4和出液閥總成5連接為一體。
在圖3和圖4中，泵筒總成3和柱塞總成4高精度配合，由里而外依次為柱塞17、 泵筒11和內(nèi)筒18，外筒10位于最外面，與泵筒11構(gòu)成沉煤粉的環(huán)空。排采泵組裝前，各零部件應(yīng)清洗干凈；組裝時(shí)，選取不同直徑的柱塞17、泵筒11和內(nèi)筒18配合，以得到所需要的間隙泵；另外，組裝時(shí)應(yīng)根據(jù)煤層氣井況選取化學(xué)鍍的泵筒總成3和噴焊的柱塞總成4 構(gòu)成摩擦副，不允許相同表面處理方式的柱塞和泵筒配合；組裝后，對(duì)排采泵進(jìn)行密封性能和漏失量試驗(yàn)，然后在外筒10的外表面噴漆。在圖5中，進(jìn)液閥罩21位于進(jìn)液閥總成6的最上部，與其上部的下出液閥接頭20 下端面的距離大于防沖距，上端通過(guò)外螺紋與泵筒11下端的內(nèi)螺紋連接，實(shí)現(xiàn)泵筒的固定。支撐短節(jié)25與進(jìn)液閥接頭26間由過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)固定與密封，二者間的流道形狀相同并且貫通。進(jìn)液閥接頭26位于進(jìn)液閥總成6的下部，上端通過(guò)外螺紋與外筒10下端的內(nèi)螺紋連接，從而將泵筒11和進(jìn)液閥總成6固定在外筒10下部，下端由外螺紋與尾管上部的內(nèi)螺紋連接。在圖6中，上沖程中，排采桿1帶動(dòng)柱塞總成4和出液閥總成5向上運(yùn)動(dòng)，出液閥球 14落回出液閥座15，出液閥關(guān)閉，柱塞17、泵筒11和內(nèi)筒18形成的防煤粉槽中壓力減小， 進(jìn)液閥彈簧22沿定位銷方向收縮，進(jìn)液閥球23在泵內(nèi)外壓差與彈簧22壓縮力的作用下離開進(jìn)液閥座24，進(jìn)液閥順利開啟。井液由防煤粉篩管中先后流經(jīng)進(jìn)液閥接頭26的流道、支撐短節(jié)25的管道、進(jìn)液閥座24和進(jìn)液閥罩21的流道進(jìn)入泵筒下腔室內(nèi)，并且一部分井液經(jīng)射流孔進(jìn)入防煤粉槽中；同時(shí)，柱塞總成4和出液閥總成5以上的井液伴隨排采桿1向上運(yùn)動(dòng)，舉升至地面，上沖程結(jié)束時(shí)完成泵筒下腔室進(jìn)液和上腔室出液的過(guò)程。下沖程中，排采桿1帶動(dòng)柱塞總成4和出液閥總成5向下運(yùn)動(dòng)，出液閥球14在壓差力的作用下離開出液閥座15，出液閥順利開啟，防煤粉槽中壓力增大，彈簧22沿定位銷方向伸長(zhǎng)，進(jìn)液閥球23落回進(jìn)液閥座24，進(jìn)液閥關(guān)閉。井液經(jīng)射流孔進(jìn)入上出液閥罩13內(nèi)，沖洗沉積的煤粉，同時(shí)井液由泵筒下腔室，依次流經(jīng)下出液閥接頭20、下出液閥罩19、柱塞17、上出液閥接頭16、出液閥座15、上出液閥罩13和滑閥罩7的流道進(jìn)入柱塞以上的泵筒上腔室內(nèi)。同時(shí)，排采桿 1向下運(yùn)動(dòng)浸入一個(gè)沖程長(zhǎng)度的排采管中，井口排出排采桿1沖程長(zhǎng)度體積的井液，下沖程結(jié)束時(shí)完成泵筒下腔室出液和上腔室進(jìn)液的過(guò)程。在圖6中，上下沖程中，桿管環(huán)空中沉積的煤粉顆粒伴隨井液先后通過(guò)滑閥罩7和扶正鎖爪8的流道、外筒10和泵筒11的環(huán)形空腔、支撐短節(jié)25的管道外間隙和進(jìn)液閥接頭26的錐形漏斗，進(jìn)入沉煤粉尾管中，而不會(huì)在泵筒內(nèi)腔中和柱塞上部發(fā)生沉積。
權(quán)利要求
1.一種長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵，由上而下依次為扶正體、泵筒總成、柱塞總成、出液閥總成和進(jìn)液閥總成五部分，泵筒總成、防煤粉篩管、進(jìn)液閥總成和尾管隨排采管柱一起下到井筒中的設(shè)計(jì)深度，扶正體、柱塞總成和出液閥總成隨排采桿下入排采管柱中，上沖程中，泵筒上腔室出液，防煤粉槽中壓力減小，進(jìn)液閥彈簧沿定位銷收縮，泵筒下腔室進(jìn)液同時(shí)井液經(jīng)射流孔進(jìn)入防煤粉槽，下沖程中，泵筒上腔室進(jìn)液，彈簧沿定位銷伸長(zhǎng)，泵筒下腔室出液，井液經(jīng)射流孔進(jìn)入上出液閥罩內(nèi)，沖洗沉積的煤粉，其特征是扶正體上部滑閥罩的頂壁正中央為圓形孔道，與貫穿其中的排采桿精密配合，形成移動(dòng)副，上端加工有桿管環(huán)空與泵筒連通的流道，四個(gè)均布排列，形狀采用流線型，扶正體下部扶正鎖爪的下端均布排列六個(gè)鎖爪，倒角限位部分進(jìn)行精磨處理，將鎖爪直接插入上接箍下部的鎖套中進(jìn)行定位； 泵筒總成采用雙筒構(gòu)造，由里而外依次為泵筒和外筒，外筒上端由外螺紋與上接箍連接，下端通過(guò)外螺紋與下接箍連接，并由內(nèi)螺紋與進(jìn)液閥接頭連接，泵筒下端與進(jìn)液閥支撐短節(jié)連接而固定在外筒的下端，外筒和泵筒間形成一個(gè)環(huán)形空腔，桿管環(huán)空中沉積的煤粉經(jīng)此空腔回落到尾管中；柱塞也采用雙筒構(gòu)造，由里而外依次為柱塞和內(nèi)筒，內(nèi)筒與上出液閥罩連接，可阻擋沉積的煤粉進(jìn)入柱塞和泵筒的間隙，內(nèi)筒、泵筒和柱塞上部形成一個(gè)環(huán)形槽， 即防煤粉槽，并且在柱塞的上端加工有射流孔，分兩層布置，每層八個(gè)均布排列，層間孔眼交錯(cuò)排列；上出液閥位于柱塞的上部，通過(guò)上出液閥罩上端的內(nèi)螺紋將整個(gè)出液閥總成和柱塞連接在排采桿柱的下端，下出液閥位于柱塞的下部；進(jìn)液閥罩上端通過(guò)外螺紋與泵筒相連接，下端通過(guò)內(nèi)螺紋與支撐短節(jié)相連接，進(jìn)液閥球分為球體和定位銷兩部分，定位銷采用階梯軸結(jié)構(gòu)，上端與進(jìn)液閥罩頂壁連接并與其內(nèi)孔精密配合，形成移動(dòng)副，下端與球體端面連接形成軸肩，來(lái)定位貫穿其外的彈簧，支撐短節(jié)下端采用絲堵進(jìn)行密封，中間均布排列四個(gè)貫穿基體的類圓形管道，管道端部所在的圓環(huán)面分別與進(jìn)液閥接頭的內(nèi)孔表面過(guò)盈配合，實(shí)現(xiàn)支撐短節(jié)與接頭間的固定，進(jìn)液閥接頭上端與外筒連接，中間加工有四個(gè)類圓形的流道，對(duì)應(yīng)于支撐短節(jié)的四個(gè)管道而貫通，下端截面采用圓錐面進(jìn)行過(guò)渡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵，其特征是外筒、內(nèi)筒和泵筒的內(nèi)孔表面化學(xué)鍍處理，鍍層厚度大于0. 08毫米，泵筒和柱塞外表面噴焊處理，噴焊層和鍍層與基體金屬牢固結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵，其特征是內(nèi)筒與泵筒高精度配合，單面配合間隙為0. 065 0. 090毫米，而柱塞與泵筒高精度配合，單面配合間隙為0.040 0. 065 毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵，其特征是進(jìn)液閥球和出液閥球的材料采用9Crl8Mo，進(jìn)液閥座和出液閥座的材料采用6Crl8Mo，閥球和閥座的密封面精密研磨后，須先經(jīng)退磁處理然后再進(jìn)行配研，出液閥球和出液閥座的密封帶寬度不小于(1.50毫米，而進(jìn)液閥球和進(jìn)液閥座的密封帶寬度需大于1. 70毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵，其特征是泵筒總成上部與排采管柱下端連接，下部接防煤粉篩管，進(jìn)液閥總成上部接泵筒總成，下部接沉煤粉尾管，尾管底部用絲堵密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵，其特征是內(nèi)筒長(zhǎng)度需保證其下端面與柱塞的下端面齊平，泵筒長(zhǎng)度需保證在沖程上死點(diǎn)處泵筒上端能越出柱塞下端， 而在沖程下死點(diǎn)處柱塞下部的下出液閥能高出泵筒下端。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種長(zhǎng)柱塞式雙筒防煤粉排采泵，能防止偏磨和煤粉埋泵、卡泵以及延長(zhǎng)檢泵周期。它是由扶正體、泵筒總成、柱塞總成、出液閥和進(jìn)液閥總成組成；扶正鎖爪插入上接箍的鎖套中，實(shí)現(xiàn)扶正體的定位密封，避免柱塞與泵筒間發(fā)生偏磨；內(nèi)筒可阻擋桿管環(huán)空沉積的煤粉進(jìn)入柱塞和泵筒的間隙，煤粉經(jīng)外筒和泵筒間的環(huán)形空腔回落到尾管中，防止煤粉埋泵；長(zhǎng)柱塞短泵筒的結(jié)構(gòu)可及時(shí)排出柱塞和泵筒間隙的煤粉，保護(hù)泵筒內(nèi)外工作表面，防止卡泵；防煤粉槽中儲(chǔ)存的井液經(jīng)射流孔沖洗出液閥罩內(nèi)和出液閥上部沉積的煤粉，實(shí)現(xiàn)出液閥的自沖洗功能，防止煤粉堵泵；彈簧配合進(jìn)液閥球定位銷可輔助進(jìn)液閥球的快速?gòu)?fù)位，實(shí)現(xiàn)低沉沒(méi)度下泵閥的順利啟閉。
文檔編號(hào)F04B53/16GK102287358SQ20111026062
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者劉新福, 劉春花, 徐敬, 綦耀光, 許晨 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)