專利名稱：一種水平防砂抽稠泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油田設(shè)備，特別涉及一種具有防砂功能，適用于水平稠油油井開采的水平防砂抽稠泵。
背景技術(shù)：
目前，油田水平稠油油井的數(shù)量不斷增加，伴隨著出砂現(xiàn)象也非常嚴(yán)重，常規(guī)抽稠泵用于出砂水平稠油井采油時(shí)，存在以下問題:1、砂粒不能被油流充分沖刷，容易沉積在柱塞間隙或閥罩內(nèi)，造成卡泵、拉傷和閥罩流道堵塞。同時(shí)，稠油中的砂粒還加劇了柱塞、泵筒和閥座的磨損。2、受水平狀態(tài)和稠油粘滯阻力的影響，游動(dòng)閥球和固定閥球關(guān)閉不及時(shí)且密封不嚴(yán)，從而導(dǎo)致漏失量增加，泵效降低。3、受重力分力的影響，柱塞和泵筒偏磨嚴(yán)重。以上問題使得抽稠泵檢泵周期縮短，采油效率降低，增加了采油成本。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種能夠有效減少因油井出砂造成的卡泵、拉傷和堵塞事故，消除泵筒與柱塞的偏磨，并具有機(jī)械強(qiáng)制啟閉功能，適用于水平井和稠油開采的高效水平防砂抽稠泵。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種水平防砂抽稠泵，它包括泵筒組件、固定閥組件和柱塞組件，柱塞組件插入到泵筒組件和固定閥組件中，所述的泵筒組件包括泵筒接箍、上部泵筒、過橋外管和導(dǎo)向套；所述的固定閥組件包括固定閥和下部泵筒；所述的柱塞組件包括拉桿接箍、拉桿、上部柱塞、游動(dòng)閥、拉桿接頭和下部柱塞，上部柱塞上端設(shè)計(jì)了小端向內(nèi)的刮砂杯，拉桿上端通過拉桿接箍與抽油桿柱連接，下端通過拉桿接頭與下部柱塞串聯(lián)成一體，上部柱塞套裝在拉桿外部，并可沿著拉桿做上下串動(dòng)，其串動(dòng)范圍受拉桿上端的拉桿接箍和下端的游動(dòng)閥限制，固定閥組件被裝入過橋外管中，在導(dǎo)向套的約束作用下，可在過橋管內(nèi)孔中心做同軸串動(dòng)，當(dāng)柱塞組件在抽油桿柱的帶動(dòng)下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),上部柱塞會與拉桿發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，使得游動(dòng)閥發(fā)生機(jī)械開啟和關(guān)閉，同時(shí)，固定閥組件也會在下部柱塞的滑動(dòng)摩擦力帶動(dòng)下，與過橋外管發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，使得固定閥發(fā)生機(jī)械開啟和關(guān)閉。
上述的固定閥組件還包括泵筒旋轉(zhuǎn)器，泵筒旋轉(zhuǎn)器設(shè)在固定閥上端，當(dāng)固定閥組件與過橋外管發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，泵筒旋轉(zhuǎn)器會帶動(dòng)固定閥和下部泵筒機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。
上述的上部柱塞中心通道內(nèi)設(shè)計(jì)有柱塞旋轉(zhuǎn)器，當(dāng)拉桿與上部柱塞發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，柱塞旋轉(zhuǎn)器會帶動(dòng)上部柱塞機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。
本發(fā)明取得了以下的技術(shù)效果: 1、在常規(guī)抽稠泵中，柱塞總成上一般設(shè)計(jì)有兩個(gè)游動(dòng)閥，其中上游動(dòng)閥處在柱塞頂部，其閥罩外徑比柱塞直徑小1mm，使得閥罩和泵筒之間形成一個(gè)縫隙，當(dāng)柱塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，油液中的砂粒將被強(qiáng)迫擠入該縫隙中，落入柱塞和泵筒之間的砂粒磨損柱塞金屬表面，造成卡泵和拉傷事故。本發(fā)明將拉桿與上部柱塞的連接部位移至柱塞內(nèi)部，柱塞上端設(shè)計(jì)了小端向內(nèi)的刮砂杯,柱塞上行時(shí)，油液中的砂粒和吸附在泵筒內(nèi)壁上砂粒被迫向柱塞內(nèi)部移動(dòng)，并隨著液流上升，不會進(jìn)入到柱塞和泵筒之間，從而避免了卡泵和拉傷事故的發(fā)生，起到防砂的作用。同時(shí)，本發(fā)明下泵采用長柱塞短泵筒結(jié)構(gòu)，砂粒無法進(jìn)入泵筒間隙，而是沉積在下部泵筒外部，當(dāng)固定閥打開時(shí)，被油流沖刷攜帶走，也起到了防砂的作用。
2、常規(guī)抽稠泵在水平稠油井中工作時(shí)，受泵體水平狀態(tài)和稠油粘滯阻力的影響，游動(dòng)閥球和固定閥球關(guān)閉滯后且密封不嚴(yán)，從而導(dǎo)致漏失量增加，泵效降低。本發(fā)明用機(jī)械啟閉閥結(jié)構(gòu)替代了球狀游動(dòng)閥和固定閥結(jié)構(gòu)，使得閥的開啟關(guān)閉不再受稠油粘滯阻力和井斜的影響，從而提高了泵效和可靠性。
3、常規(guī)抽稠泵在斜井和水平井中使用時(shí)，油液中的砂粒在重力作用下，極易沉積在閥罩一側(cè)，造成閥球卡阻或閥罩流道堵塞。本發(fā)明采用機(jī)械啟閉閥結(jié)構(gòu)，取消了球閥和閥罩，增大了過流面積，減少了流阻，提高了油流的攜砂能力，從而避免了閥球卡阻和流道堵塞事故的發(fā)生。同時(shí)，有利于稠油進(jìn)入泵筒，增加了泵的充滿系數(shù)。
4、常規(guī)抽稠泵在斜井和水平井中使用時(shí)，受重力分力的影響，柱塞和泵筒偏磨嚴(yán)重。本發(fā)明在上部柱塞中心通道內(nèi)設(shè)計(jì)了柱塞旋轉(zhuǎn)器，在固定閥組件上端設(shè)計(jì)了泵筒旋轉(zhuǎn)器，在每個(gè)沖程中，柱塞旋轉(zhuǎn)器會帶動(dòng)上部柱塞機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，泵筒旋轉(zhuǎn)器會帶動(dòng)固定閥和下部泵筒機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，通過這種機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，使得柱塞與泵筒保持均勻磨損，消除了泵筒與柱塞的偏磨現(xiàn)象。
5、常規(guī)的抽稠泵工作時(shí)，由于游動(dòng)閥和固定閥不能自由旋轉(zhuǎn)，閥與閥座的密封凡爾線位置固定，在砂粒等雜質(zhì)的作用下，密封凡爾線容易磨損和刺漏，造成閥副失效。而本發(fā)明中，固定閥會隨著下部泵筒轉(zhuǎn)動(dòng)，游動(dòng)閥座會隨著上部柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)，使得閥與閥座的密封凡爾線能夠均勻磨損，從而延長了檢泵周期，提高了生產(chǎn)效率。
6、在稠油出砂井中，當(dāng)砂?？癖猛不蛘叱碛碗s物堵塞油管時(shí)，使用常規(guī)抽油泵由于固定閥不能開啟，無法實(shí)現(xiàn)正洗井，本發(fā)明在工作中，只要將柱塞組件上提出泵筒組件，就可以使得油管與油套環(huán)空連通，實(shí)現(xiàn)正洗井作業(yè)，消除稠油雜質(zhì)和砂粒，從而達(dá)到減少對地層的損害，延長檢泵周期、降低生產(chǎn)成本之目的。同理，本發(fā)明也可實(shí)現(xiàn)一次管柱注氣降粘開采和沖砂工藝。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示一種水平防砂抽稠泵，它包括泵筒組件、固定閥組件和柱塞組件，柱塞組件插入到泵筒組件和固定閥組件中，所述的泵筒組件包括泵筒接箍1、上部泵筒7、過橋外管11和導(dǎo)向套15 ;所述的固定閥組件包括固定閥13和下部泵筒14 ;所述的柱塞組件包括拉桿接箍2、拉桿5、上部柱塞6、游動(dòng)閥8、拉桿接頭9和下部柱塞10，上部柱塞上端設(shè)計(jì)了小端向內(nèi)的刮砂杯3，拉桿上端通過拉桿接箍與抽油桿柱連接，下端通過拉桿接頭與下部柱塞串聯(lián)成一體，上部柱塞套裝在拉桿外部，并可沿著拉桿做上下串動(dòng)，其串動(dòng)范圍受拉桿上端的拉桿接箍和下端的游動(dòng)閥限制，固定閥組件被裝入過橋外管中，在導(dǎo)向套的約束作用下，可在過橋管內(nèi)孔中心做同軸串動(dòng)，當(dāng)柱塞組件在抽油桿柱的帶動(dòng)下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，上部柱塞會與拉桿發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，使得游動(dòng)閥發(fā)生機(jī)械開啟和關(guān)閉，同時(shí)，固定閥組件也會在下部柱塞的滑動(dòng)摩擦力帶動(dòng)下，與過橋外管發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，使得固定閥發(fā)生機(jī)械開啟和關(guān)閉。
所述的固定閥組件還包括泵筒旋轉(zhuǎn)器12，泵筒旋轉(zhuǎn)器設(shè)在固定閥上端，當(dāng)固定閥組件與過橋外管發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，泵筒旋轉(zhuǎn)器會帶動(dòng)固定閥和下部泵筒機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。所述的上部柱塞中心通道內(nèi)設(shè)計(jì)有柱塞旋轉(zhuǎn)器4，當(dāng)拉桿與上部柱塞發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，柱塞旋轉(zhuǎn)器會帶動(dòng)上部柱塞機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。
其工作原理是:上沖程時(shí)，抽油桿柱帶動(dòng)柱塞組件向上運(yùn)動(dòng)，上部柱塞6上端的刮砂杯3迫使油液中砂粒和吸附在泵筒內(nèi)壁上砂粒向柱塞內(nèi)部移動(dòng)，游動(dòng)閥8關(guān)閉，固定閥組件在下柱塞10摩擦力和油液沉沒壓力作用下向上運(yùn)動(dòng)，固定閥13打開，油液進(jìn)入到上部泵筒7內(nèi)部。此時(shí)，泵筒旋轉(zhuǎn)器12與過橋外管11發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，使得泵筒旋轉(zhuǎn)器12發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)固定閥13和下部泵筒14機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。下沖程時(shí)，抽油桿柱推動(dòng)柱塞組件向下運(yùn)動(dòng)，固定閥組件在下柱塞10摩擦力和上部泵筒7腔室內(nèi)液柱壓力作用下向下運(yùn)動(dòng)，固定閥13關(guān)閉，上部泵筒7內(nèi)部壓力增加，游動(dòng)閥8開啟，上部泵筒7內(nèi)的油液經(jīng)過上部柱塞6內(nèi)部流道排入泵上油管中，同時(shí)也將上部柱塞6內(nèi)部的砂粒攜帶走。此時(shí)，柱塞旋轉(zhuǎn)器4與拉桿5發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，使得柱塞旋轉(zhuǎn)器4發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)上部柱塞6機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。
綜上所述，本發(fā)明具有機(jī)械啟閉、機(jī)械旋轉(zhuǎn)和防砂功能，在水平稠油井中能有效工作，不僅能消除泵筒與柱塞的偏磨，減少因油井出砂造成的卡泵、拉傷和堵塞事故，而且還能增加泵的充滿系數(shù)，實(shí)現(xiàn)正洗井作業(yè)，實(shí)現(xiàn)一次管柱注氣降粘開采和沖砂工藝，可有效延長檢泵周期，提高采油效率，降低采油成本。
權(quán)利要求
1.一種水平防砂抽稠泵，它包括泵筒組件、固定閥組件和柱塞組件，柱塞組件插入到泵筒組件和固定閥組件中，其特征在于:所述的泵筒組件包括泵筒接箍(I)、上部泵筒(7)、過橋外管(11)和導(dǎo)向套(15);所述的固定閥組件包括固定閥(13)和下部泵筒(14);所述的柱塞組件包括拉桿接箍(2 )、拉桿(5 )、上部柱塞(6 )、游動(dòng)閥(8 )、拉桿接頭(9 )和下部柱塞(10)，上部柱塞上端設(shè)計(jì)了小端向內(nèi)的刮砂杯(3)，拉桿上端通過拉桿接箍與抽油桿柱連接，下端通過拉桿接頭與下部柱塞串聯(lián)成一體，上部柱塞套裝在拉桿外部，并可沿著拉桿做上下串動(dòng)，其串動(dòng)范圍受拉桿上端的拉桿接箍和下端的游動(dòng)閥限制，固定閥組件被裝入過橋外管中，在導(dǎo)向套的約束作用下，可在過橋管內(nèi)孔中心做同軸串動(dòng)，當(dāng)柱塞組件在抽油桿柱的帶動(dòng)下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，上部柱塞會與拉桿發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，使得游動(dòng)閥發(fā)生機(jī)械開啟和關(guān)閉，同時(shí)，固定閥組件也會在下部柱塞的滑動(dòng)摩擦力帶動(dòng)下，與過橋外管發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，使得固定閥發(fā)生機(jī)械開啟和關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平防砂抽稠泵，其特征在于:所述的固定閥組件還包括泵筒旋轉(zhuǎn)器(12)，泵筒旋轉(zhuǎn)器設(shè)在固定閥上端，當(dāng)固定閥組件與過橋外管發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，泵筒旋轉(zhuǎn)器會帶動(dòng)固定閥和下部泵筒機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水平防砂抽稠泵，其特征在于:所述的上部柱塞中心通道內(nèi)設(shè)計(jì)有柱塞旋轉(zhuǎn)器(4)，當(dāng)拉桿與上部柱塞發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，柱塞旋轉(zhuǎn)器會帶動(dòng)上部柱塞機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。
全文摘要
一種水平防砂抽稠泵，它包括泵筒組件、固定閥組件和柱塞組件，柱塞組件插入到泵筒組件和固定閥組件中，所述的泵筒組件包括泵筒接箍、上部泵筒、過橋外管和導(dǎo)向套；所述的固定閥組件包括固定閥和下部泵筒；所述的柱塞組件包括拉桿接箍、拉桿、上部柱塞、游動(dòng)閥、拉桿接頭和下部柱塞，上部柱塞上端設(shè)計(jì)了小端向內(nèi)的刮砂杯，拉桿上端通過拉桿接箍與抽油桿柱連接，下端通過拉桿接頭與下部柱塞串聯(lián)成一體，上部柱塞套裝在拉桿外部，并可沿著拉桿做上下串動(dòng)。本發(fā)明能夠有效減少因油井出砂造成的卡泵、拉傷和堵塞事故，消除泵筒與柱塞的偏磨，并具有機(jī)械強(qiáng)制啟閉功能。
文檔編號F04B53/14GK103174630SQ20131007790
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者胡楨, 張煒, 陳向靈, 李進(jìn)玉, 劉建魁, 唐裔振, 張?jiān)獔A 申請人:中船重工中南裝備有限責(zé)任公司