一種雙流向抽油泵的制作方法
【專利摘要】一種雙流向抽油泵，由外筒(10)、其上端孔串接的泵筒上接頭(1)和其下端孔串接的固定閥罩(14)構成油泵外殼，在固定閥罩(14)內(nèi)孔中串接有泵下接頭(15)；在泵筒上接頭(1)內(nèi)孔中設有周向深淺相間的導槽并自上而下裝設有變位器壓帽(2)，變位器壓蓋(3)及變位齒輪(4)，其下部套裝有復位器壓套(5)，閥座(13)上孔口處置放與其上孔口相吻合的閥球(12)；復位器壓套(5)外周裝有緩沖彈簧壓帽(6)，其依次連接緩沖彈簧(7)、緩沖彈簧壓蓋(8)及啟球楔(11)。本實用新型實現(xiàn)油井正反洗井、水平井及直井泄油、注采一次管柱泵技術及其他正向注入技術需求，因此減少了作業(yè)時間和成本，適用范圍廣。
【專利說明】—種雙流向抽油泵

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于石油開采技術中的生產(chǎn)配套裝置領域，尤其涉及一種雙流向抽油栗。
技術背景
[0002]傳統(tǒng)桿式抽油泵的固定底閥大多采用的是球閥，而球閥的特點就是單向流閥。因此，油管柱和套管環(huán)空被固定底閥隔斷，油流只能通過單向流閥進入泵筒舉升至地面，而不能重新流回地層連通通道。
[0003](1)隨著油井開采工藝的發(fā)展需要，新的采油方式不斷出現(xiàn)，比如降凝工藝中采用的閉式熱水循環(huán)系統(tǒng)、環(huán)套空間帶有封隔器的油井，傳統(tǒng)的抽油泵無法實現(xiàn)反洗井，一旦井下抽油泵發(fā)生砂堵、砂卡等故障或其他工藝需求，只能將井下所有管柱提出地面進行檢修，整體施工成本過高、作業(yè)時間加長。
[0004](2)針對目前水平井泄油方面，因為泵掛深度大多處于井斜角度較大區(qū)域，因此傳統(tǒng)投棒式泄油器易受井斜影響，所投的棒體不易將泄油開關打開。另外采用的憋壓式泄油器也因地面操作復雜、成本過高使用效果也不明顯。
[0005](3)針對蒸汽吞吐注采一次管柱泵技術，縮短注采轉(zhuǎn)換時間，有利于延長吞吐生產(chǎn)時效。
[0006]綜合上述問題，發(fā)現(xiàn)只需改變傳統(tǒng)的抽油泵單向流球閥為雙流向球閥即可解決上述生產(chǎn)問題。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型涉及一種雙流向抽油泵,使傳統(tǒng)單向流球閥轉(zhuǎn)變成雙向流球閥控制技術，其原理是依靠柱塞抽汲力產(chǎn)生的負壓柔性操控固定閥內(nèi)閥球啟出、座封動作。
[0008]一種雙流向抽油泵，其特征在于:
[0009]由外筒10、與外筒10上端孔串接的泵筒上接頭1和與外筒10下端孔串接的固定閥罩14構成油泵外殼，在固定閥罩14內(nèi)孔中串接有泵下接頭15 ；
[0010]在泵筒上接頭1內(nèi)孔中設有周向深淺相間的導槽并自上而下裝設有變位器壓帽2，變位器壓蓋3及變位齒輪4，變位器壓蓋3與變位齒輪4相互套裝并通過相接觸的端點相互嚙合，變位齒輪4下部套裝有復位器壓套5，在固定閥罩14與泵下接頭15上端之間固定有閥座13，閥座13上孔口處置放與其上孔口相吻合的閥球12 ；
[0011]復位器壓套5外周裝有緩沖彈簧壓帽6，緩沖彈簧壓帽6依次連接緩沖彈簧7、緩沖彈簧壓蓋8及啟球楔11，固定閥罩14上端孔為斜環(huán)面，啟球楔11與緩沖彈簧壓蓋8連接并隨斜環(huán)面沿軸向浮動實施對閥球12的收放。
[0012]進一步，緩沖彈簧壓帽6螺紋連接復位器壓套5的外壁，其外壁呈臺階狀，當變位機構壓縮成低位時，復位器壓套5連帶緩沖彈簧壓帽6 —起向下壓縮，啟球楔11與閥球12接觸，啟球楔11受長度限制即沒有足夠力量撬起閥球12，但受緩沖彈簧7的壓縮作用，對閥球12實現(xiàn)軟包球。
[0013]進一步，當泵內(nèi)柱塞上行抽汲時，閥球12上部作用力逐漸減小，產(chǎn)生負壓；同時，當上述作用力小于緩沖彈簧7的彈力時，緩沖彈簧7推動緩沖彈簧壓蓋8及啟球楔11繼續(xù)向下撬起形成抓球，閥球12被打開。
[0014]進一步，復位器壓套5內(nèi)壁裝有復位彈簧9，當變位機構壓縮成高位時，復位彈簧9推動復位壓套5向上運動，縮回外筒10與復位器壓蓋5之間形成的環(huán)空內(nèi)，閥球12自由落座于閥座13上，閥球12被關閉。
[0015]進一步，變位器壓蓋3外圍設有和泵筒上接頭1內(nèi)導槽相滑配的花鍵3.1，其孔與變位齒輪4活動套裝，在變位器壓蓋3外周下端沿環(huán)面設置有相間隔分布的棘齒3.2，棘齒
3.2與變位齒輪4周邊的相應花鍵相嚙合，泵筒上接頭1內(nèi)孔底部導槽深淺相間并與變位齒輪4內(nèi)孔周邊花鍵相觸離。
[0016]本實用新型一種雙流向抽油泵,其核心內(nèi)容是一種可柔性操控固定凡爾球啟出、座封動作的多功能固定閥技術。只需將抽油桿柱及柱塞輕輕下放至井底，使柱塞依靠自重接觸于該底閥上，而不需大力碰泵，此刻，固定閥內(nèi)部的啟球機構伸出啟球楔，通過被壓縮的緩沖彈簧，使啟球楔對閥球形成軟抓球動作；隨后將柱塞提出泵筒，此刻，閥球受上部負壓作用力減少并上行，壓縮的緩沖彈簧釋放，啟球楔伸入到閥球和閥座間，將閥球?qū)崿F(xiàn)真正抓起。這兩步動作即可使固定閥球處于打開受控狀態(tài)，使管柱中形成一個由油管、泵下、套管通道連通，方便于實施所需的相關工藝。
[0017]當措施工藝實施完畢后，油井需正常生產(chǎn)時，仍重復上述兩步動作:首先，將提出泵筒的柱塞重新輕輕下放至井底；第二，地面井口即可將柱塞上提進行調(diào)防沖距，此刻，柱塞提起的瞬時過程中，固定閥內(nèi)部啟球機構變軌釋放、啟球楔縮回，閥球處于自由座封工作狀態(tài)，抽油機開始工作。
[0018]在固定閥球的抓球和放球的動作執(zhí)行中，啟球楔始終不是依靠硬性的作用力橇啟球，而是利用柱塞上行瞬時產(chǎn)生的負壓使閥球自然上行后實施的抓抱球，因此又稱軟抓球動作，該技術不損傷固定閥球、閥座，保證了原有閥球閥座良好的密封性。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型依靠柱塞抽汲力產(chǎn)生的負壓柔性操控固定閥內(nèi)閥球啟出、座封動作，從而僅需將井下抽油泵內(nèi)柱塞下放至底閥上及提出泵筒兩個動作，便可實現(xiàn)油井正反洗井、水平井及直井泄油、注采一次管柱泵技術及其他正向注入技術需求，因此減少了作業(yè)時間和成本，適用范圍廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1 一種雙流向抽油泵結構圖；
[0021]圖2 —種雙流向抽油泵高低變位轉(zhuǎn)換結構圖；
[0022]圖3 —種雙流向抽油泵高低變位轉(zhuǎn)換鍵槽結構圖；
[0023]圖4 一種雙流向抽油泵高低變位轉(zhuǎn)換鍵槽展開結構圖。
[0024]其中:
[0025]泵筒下接頭1、變位器壓帽2、變位器壓蓋3、變位齒輪4、復位器壓套5、緩沖彈簧壓帽6、緩沖彈簧7、緩沖彈簧壓蓋8、復位彈簧9、外筒10、啟球楔11、閥球12、閥座13、固定閥罩14、泵下接頭15 ；
[0026]泵筒下接頭底部低端長斜齒面1.1 ；
[0027]泵筒下接頭底部高端短斜齒面1.2 ；
[0028]泵筒下接頭底部變位短斜齒面1.3 ；
[0029]變位器壓蓋花鍵3.1 ；
[0030]變位齒輪花鍵4.1。

【具體實施方式】
[0031]如圖1，一種雙流向抽油泵，由泵筒下接頭1內(nèi)螺紋連接在泵筒公扣上，泵筒下接頭1內(nèi)部設計有深淺相間的導槽，自上而下裝有變位器壓帽2、變位器壓蓋3、變位齒輪4，這三個配件相互套裝，按壓縮動作可實現(xiàn)高低變位功能。變位齒輪4下部套裝有復位器壓套5，復位器壓套5內(nèi)壁裝有復位彈簧9，緩沖彈簧壓帽6由螺紋連接在復位器壓套5外壁，隨復位器壓套5運動壓縮裝在復位器壓帽6與緩沖彈簧壓蓋8之間的緩沖彈簧7 ;緩沖彈簧壓蓋8自復位器壓套5上部套裝于復位器壓套5外筒，受復位器壓套5外筒外壁臺階影響，不能滑出復位器壓套5 ;當變位機構壓縮變成低位時，由復位器壓套5向下壓縮運動連帶緩沖彈簧壓帽6向下壓縮運動，但由緩沖彈簧壓蓋8螺紋連接的啟球楔11受長度限制即沒有足夠力量撬啟閥球12，啟球楔11不能向下伸縮，因此只能反向壓縮緩沖彈簧7，因此由緩沖彈簧壓蓋8螺紋連接的啟球楔11成為一體在外筒10和復位器壓套5之間形成的環(huán)空內(nèi)可以上下滑動；當抽油泵柱塞上行時閥球12上部壓力減少，當閥球12上部作用力減少于緩沖彈簧7的彈力時，緩沖彈簧7推動緩沖彈簧壓蓋8螺紋連接的啟球楔11向下運動，啟球楔11伸出形成抱球動作，固定閥球12形成控制狀態(tài)不能關閉；變位機構壓縮轉(zhuǎn)變成高位時，復位彈簧9推動閥內(nèi)部所有機構向上運動，最終使啟球楔11被復位器壓套的臺階帶起，縮回外筒10和復位器壓套5之間形成的環(huán)空內(nèi)，閥球12自由落座于閥座13上，恢復成自由工作狀態(tài)；復位彈簧9下面是固定閥罩14，固定閥罩14內(nèi)部裝有閥球12和閥座13，最后由泵下接頭15螺紋連接在固定閥罩14底部，并頂住閥座13。
[0032]如圖2-4變位過程:
[0033]A高位自由狀態(tài):變位器壓蓋花鍵3.1與變位齒輪花鍵4.1同在泵筒下接頭底部1的花鍵槽內(nèi)，此刻，變位齒輪花鍵4.1的上斜齒面頂在1.2高端短斜齒面上，兩者閉合，固定閥球處于自由工作狀態(tài)。
[0034]B低位控制狀態(tài):當柱塞向下壓縮使變位器壓蓋3向下運動，變位器壓蓋花鍵3.1頂住變位齒輪花鍵4.1 一起向下運動，當變位齒輪花鍵4.1運動跨過泵筒下接頭底部低端長斜齒面1.1的尖部時，變位齒輪4受復位彈簧9向上的作用力使變位齒輪花鍵4.1受斜面向上推力作用，向泵筒下接頭底部長斜齒面1.1轉(zhuǎn)動，變位齒輪花鍵4.1外徑大于變位器壓蓋花鍵3.1，變位齒輪花鍵4.1只能通過泵筒下接頭底部高端短斜齒面1.2的鍵槽內(nèi)運動，但通不過泵筒下接頭底部低端長斜齒面1.1的鍵槽，此刻變位齒輪花鍵4.1停留在泵筒下接頭底部低端長斜齒面1.1處，形成低位控制狀態(tài)。
[0035]C復位轉(zhuǎn)換狀態(tài):當柱塞再次向下壓縮使變位器壓蓋3向下運動時，變位器壓蓋花鍵3.1頂住變位齒輪花鍵4.1 一起向下運動，當變位齒輪花鍵4.1運動跨過泵筒下接頭底部變位短斜齒面1.3的尖部時，變位齒輪4受復位彈簧9向上的作用力使變位齒輪花鍵4.1受斜面向上推力作用，向泵筒下接頭底部變位短斜齒面1.3轉(zhuǎn)動，最終使變位齒輪花鍵4.1滑進泵筒下接頭底部帶有高端短斜齒面1.2的鍵槽內(nèi)，恢復到狀態(tài)A。
[0036]本實用新型利用柱塞及管柱下放的作用力及柱塞上行產(chǎn)生的負壓抽汲力來柔性操控固定閥閥球的啟出和座封動作，在避免凡爾球受損的前提下，維持了固定閥球座原有的密封性能的可靠性。通過準確的操控固定閥開啟閉合動作實現(xiàn)油管柱至泵下的正向通道開啟，因此可實現(xiàn)管柱泄油、正向洗井、正向注汽的多種工藝目的。另外，針對水平井或大斜度井泄油方面，油套間有封隔器或其他工具設施而無法實施反向洗井的油井及一次性注汽管柱應用領域都有廣闊的市場應用前景。
[0037]一、控制固定閥，實現(xiàn)雙流向通道開啟:
[0038]第一步:將抽油桿柱及柱塞輕輕下放至井底，使柱塞依靠自重接觸于該底閥上而不需大力碰泵以免損傷井下桿管泵設施。此刻，抽油泵內(nèi)柱塞下行壓縮變位器壓蓋3，促使變位機構壓縮變至低位，由復位器壓套5向下壓縮運動連帶緩沖彈簧壓帽6向下壓縮運動，但由緩沖彈簧壓蓋8螺紋連接的啟球楔11受長度限制沒有足夠力量撬啟閥球12，啟球楔11不能向下伸縮，因此只能反向壓縮緩沖彈簧7。
[0039]第二步:上提抽油桿柱及柱塞并提出泵筒，此時閥球12上部壓力減少，當閥球12上部作用力減少于緩沖彈簧7提供給啟球楔11的啟球力時，緩沖彈簧7推動緩沖彈簧壓蓋8螺紋連接的啟球楔11向下運動，啟球楔11伸出并形成抱球動作，最終墊起并支撐在閥座13上部，使固定閥球12形成控制狀態(tài)不能座封在閥座13上，通道打開固定閥受控無法關閉。此后，可實施多種工藝措施。
[0040]二、釋放固定閥，實現(xiàn)雙流向通道閉合:
[0041]當措施實施完畢，油井需要開井轉(zhuǎn)抽，此時需要釋放固定閥，實現(xiàn)雙流向通道閉八口 ο
[0042]第一步:將抽油桿柱及柱塞輕輕下放至井底，使柱塞依靠自重接觸于該底閥上而不需大力碰泵以免損傷井下桿管泵設施。此刻，抽油泵內(nèi)柱塞下行壓縮變位器壓蓋3，促使變位機構壓縮變并實現(xiàn)由低位轉(zhuǎn)至高位狀態(tài)，泵筒下接頭1內(nèi)部鍵盤槽全部轉(zhuǎn)為的復位通道，閥內(nèi)機構只受復位彈簧9推動閥內(nèi)部所有機構有向上運動趨勢。此時，地面人員可進行調(diào)整防沖距。
[0043]第二步:當?shù)孛嬲{(diào)整好防沖距，油井即可開機轉(zhuǎn)抽，此刻，由于上提抽油桿柱及柱塞，變位器壓蓋3上部沒有作用力，因此復位彈簧9推動閥內(nèi)部所有機構有向上運動最終使啟球楔11被復位器壓套的臺階帶起，縮回外筒10和復位器壓套5之間形成的環(huán)空內(nèi)，閥球12自由落座于閥座13上，恢復成自由工作狀態(tài)。
[0044]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種雙流向抽油泵，其特征在于: 由外筒(10)、與外筒(10)上端孔串接的泵筒上接頭(I)和與外筒(10)下端孔串接的固定閥罩(14)構成油泵外殼，在固定閥罩(14)內(nèi)孔中串接有泵下接頭(15)； 在泵筒上接頭(I)內(nèi)孔中設有周向深淺相間的導槽并自上而下裝設有變位器壓帽(2)，變位器壓蓋(3)及變位齒輪(4)，變位器壓蓋(3)與變位齒輪(4)相互套裝并通過相接觸的端點相互嚙合，變位齒輪(4)下部套裝有復位器壓套(5)，在固定閥罩(14)與泵下接頭(15)上端之間固定有閥座(13)，閥座(13)上孔口處置放與其上孔口相吻合的閥球(12)； 復位器壓套(5)外周裝有緩沖彈簧壓帽￠)，緩沖彈簧壓帽￠)依次連接緩沖彈簧(7)、緩沖彈簧壓蓋(8)及啟球楔(11)，固定閥罩(14)上端孔為斜環(huán)面，啟球楔(11)與緩沖彈簧壓蓋(8)連接并隨斜環(huán)面沿軸向浮動實施對閥球(12)的收放。
2.按照權利要求1所述的雙流向抽油泵，其特征在于，緩沖彈簧壓帽(6)螺紋連接復位器壓套(5)的外壁，其外壁呈臺階狀，當變位機構壓縮成低位時，復位器壓套(5)連帶緩沖彈簧壓帽(6) —起向下壓縮，啟球楔(11)與閥球(12)接觸，啟球楔(11)受長度限制即沒有足夠力量撬起閥球(12)，但受緩沖彈簧(7)的壓縮作用，對閥球(12)實現(xiàn)軟包球。
3.按照權利要求1或2所述的雙流向抽油泵，其特征在于，當泵內(nèi)柱塞上行抽汲時，閥球(12)上部作用力逐漸減小，產(chǎn)生負壓；同時，當上述作用力小于緩沖彈簧(7)的彈力時，緩沖彈簧(7)推動緩沖彈簧壓蓋(8)及啟球楔(11)繼續(xù)向下撬起形成抓球，閥球(12)被打開。
4.按照權利要求3所述的雙流向抽油泵，其特征在于，復位器壓套(5)內(nèi)壁裝有復位彈簧(9)，當變位機構壓縮成高位時，復位彈簧(9)推動復位壓套(5)向上運動，縮回外筒(10)與復位器壓蓋(5)之間形成的環(huán)空內(nèi)，閥球(12)自由落座于閥座(13)上，閥球(12)被關閉。
5.按照權利要求1或4所述的雙流向抽油泵，其特征在于，變位器壓蓋(3)外圍設有和泵筒上接頭(I)內(nèi)導槽相滑配的花鍵(3.1)，其孔與變位齒輪(4)活動套裝，在變位器壓蓋(3)外周下端沿環(huán)面設置有相間隔分布的棘齒(3.2)，棘齒(3.2)與變位齒輪(4)周邊的相應花鍵相嚙合，泵筒上接頭(I)內(nèi)孔底部導槽深淺相間并與變位齒輪(4)內(nèi)孔周邊花鍵相觸離。
【文檔編號】F04B53/10GK204113601SQ201420549335
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權日:2014年9月23日
【發(fā)明者】胡勝勇, 靳建光, 王文濤, 白鳳俠, 曾文波, 葉淼, 許衛(wèi), 仇志寧 申請人:中國石油天然氣股份有限公司