本發(fā)明涉及一種專門用于大斜度抽油泵的柱塞閥裝置。

背景技術(shù)：

隨著世界范圍內(nèi)油田的再認(rèn)識和深度開發(fā)，原來不被重視的條件較差油田逐漸成為開發(fā)重點，產(chǎn)量占比越來越大。由于地形地貌限制和儲層條件的制約，開發(fā)此類油田應(yīng)用的大斜度油井，甚至水平油井越來越多，由于此類油井儲層滲透率較低，動液面恢復(fù)較慢，抽油泵常常要放到斜度較大的位置，然而常規(guī)抽油泵在下放到大斜度井段時，往往容易出現(xiàn)柱塞受力彎曲變形，上下運動困難，球閥閉合不嚴(yán)，漏失嚴(yán)重，抽油泵不能正常工作問題。嚴(yán)重影響油田的持續(xù)高效開發(fā)，亟需研究一種創(chuàng)新型柱塞和凡爾來解決這一問題，保證抽油泵在大斜度井段正常工作，保持油田正常生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決常規(guī)柱塞泵在下放到大斜度井段時，出現(xiàn)的柱塞受力彎曲變形，上下運動困難，靠重力驅(qū)動的球閥受摩擦產(chǎn)生閉合遲滯、不嚴(yán)、漏失嚴(yán)重等問題，本發(fā)明提供了一種上下滑動順暢，閥閉合及時，閥密封嚴(yán)實的納米陶瓷多級球面密封柱塞閥。

本發(fā)明的技術(shù)方案在于：

納米陶瓷多級球面密封柱塞閥，包括上接頭、柱塞、閥體桿機構(gòu)以及閥體桿扶正套；所述柱塞前端設(shè)有上蓋板，上蓋板上設(shè)有開口以及過流孔，柱塞后端開放；閥體桿機構(gòu)位于柱塞內(nèi)，且閥體桿前端穿過上蓋板上的開口并與上接頭相連，所述上接頭的寬度大于開口的直徑，閥體后端連接閥體桿扶正套；閥體桿機構(gòu)包括閥體桿以及等間距依次固定套在閥體桿上的三個閥球，分別為上閥球、中閥球以及下閥球；柱塞內(nèi)壁設(shè)有閥座組，所述閥座組包括與閥球等間距設(shè)置的三個閥座，依次為上閥座、中閥座以及下閥座；閥座與閥球一一對應(yīng)，且閥座上設(shè)有與對應(yīng)閥球吻合的密封球面；閥體桿扶正套上設(shè)有凸起和凹槽；下閥球與閥體桿扶正套連接。閥體桿為一圓柱體，柱塞為筒狀。

所述閥體桿扶正套上的凸起和凹槽為螺旋狀。閥體桿扶正套的凸起在上下運動過程中既可以起到扶正防偏磨作用，又能起到刮蠟和清蠟的作用；

所述上閥球的球徑＜中閥球的球徑＜下閥球的球徑，液體流過時流速逐漸增大，可以起到腔體壁面和閥組的自清洗作用。

所述上閥球和中閥球包括依次連接的上部和下部，上部為半球體，下部為圓錐體，球的直徑與圓錐體圓形的直徑相等，下部設(shè)計為圓錐體，有利于液流通過流道。

所述過流孔為梅花形，數(shù)目為4個。

所述柱塞外表面鑲嵌有納米陶瓷材料柱塞面。

所述納米陶瓷材料為氧化鋯。應(yīng)用納米材料氧化鋯制作柱塞面取代了普通鋼制柱塞，它具有高硬度、抗高溫、抗腐蝕性強、不磁化、耐氧化、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點，能大大降低與泵筒間歇，降低漏失量，提高泵效。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

本發(fā)明柱塞與閥體桿采用分體設(shè)計，代替普通柱塞一體式結(jié)構(gòu)，使井斜造成的彎曲應(yīng)力直接作用在閥體桿上，而對柱塞影響極小，能大大降低其與泵筒間歇，降低漏失量，提高泵效；應(yīng)用閥體桿代替普通閥球，應(yīng)用密封球面取代普通凡爾座的斜面，三個閥球和閥座的密封球面形成多級球面密封，確保密封的嚴(yán)密和穩(wěn)定，當(dāng)閥體桿受井斜影響彎曲時，三個閥球均只是轉(zhuǎn)動一定的角度，并不影響閥球和閥座的密封。

附圖說明

圖1為本發(fā)明納米陶瓷多級球面密封柱塞閥的1/4剖視圖。

圖2為發(fā)明納米陶瓷多級球面密封柱塞閥的aa’和bb’處橫截面視圖。

圖3為柱塞閥局部放大圖。

附圖標(biāo)記：1-上接頭、2-上蓋板、3-上閥座、4-柱塞面、5-中閥座、6-密封球面、7-半球體、8-圓錐體、9-柱塞、10-下閥座、11-閥體桿扶正套、12-上閥球、13-閥體桿、14-中閥球、15-下閥球、16-過流孔、17-凸起。

具體實施方式

納米陶瓷多級球面密封柱塞閥，包括上接頭1、柱塞9、閥體桿13機構(gòu)以及閥體桿扶正套11；所述柱塞9前端設(shè)有上蓋板2，上蓋板2上設(shè)有開口以及4個梅花形過流孔16，柱塞9后端開放；閥體桿13機構(gòu)位于柱塞9內(nèi)，且閥體桿13前端穿過上蓋板2上的開口并與上接頭1相連，所述上接頭1的寬度大于開口的直徑，閥體后端連接閥體桿扶正套11；閥體桿13機構(gòu)包括閥體桿13以及等間距依次固定套在閥體桿13上的三個閥球，分別為上閥球12、中閥球14以及下閥球15；柱塞9內(nèi)壁設(shè)有閥座組，所述閥座組包括與閥球等間距設(shè)置的三個閥座，依次為上閥座3、中閥座5以及下閥座10；閥座與閥球一一對應(yīng)，且閥座上設(shè)有與對應(yīng)閥球吻合的密封球面6；閥體桿扶正套11上設(shè)有凸起17和凹槽；下閥球15與閥體桿扶正套11連接。閥體桿13為一圓柱體，柱塞9為筒狀。

所述閥體桿扶正套11上的凸起17和凹槽為螺旋狀。閥體桿扶正套11的凸起17在上下運動過程中既可以起到扶正防偏磨作用，又能起到刮蠟和清蠟的作用；

所述上閥球12的球徑＜中閥球14的球徑＜下閥球15的球徑，液體流過時流速逐漸增大，可以起到腔體壁面和閥組的自清洗作用。所述柱塞9外表面鑲嵌有納米陶瓷材料氧化鋯柱塞面4。

實施例2

在實施例1的基礎(chǔ)上，上閥球12和中閥球14包括依次連接的上部和下部，上部為半球體7，下部為圓錐體8，球的直徑與圓錐體8圓形的直徑相等，下部設(shè)計為圓錐體8，有利于液流通過流道。

本發(fā)明所述的納米陶瓷多級球面密封柱塞閥，在使用時連接外部抽油桿，抽油桿驅(qū)動整個柱塞9閥做上下運動。閥體桿13上行時，三個閥球受閥體桿13上提力作用與分別與對應(yīng)閥座接觸封閉，形成密封，并帶動柱塞9上行；閥體桿13下行時，閥體桿13首先受力下行，當(dāng)上接頭1接觸柱塞9上蓋板2時，推動其向下運動，此時三個閥球與對應(yīng)閥座分離，閥體桿13繼續(xù)下行，帶動柱塞9下行。納米陶瓷多級球面密封柱塞閥如此做上下往返的運動，完成整個抽汲過程。

本發(fā)明在閥體組全部開啟時，閥體桿扶正套11的凹槽、閥球與閥座間隙、閥體桿13與柱塞9空間、上蓋板2過流孔16形成一個過流通道，保證液流通過，在閥體組全部關(guān)閉時，三個閥球面分別與對應(yīng)的密封球面6閉合，過流通道關(guān)閉。

本發(fā)明由于柱塞9與閥體桿13采用分體設(shè)計，代替普通柱塞9一體式結(jié)構(gòu)，使井斜造成的彎曲應(yīng)力直接作用在閥體桿13上，而對柱塞9影響極小，能大大降低其與泵筒間歇，降低漏失量，提高泵效；應(yīng)用閥體桿13代替普通閥球，應(yīng)用密封球面6取代普通凡爾座的斜面，三個閥球和閥座的密封球面6形成多級球面密封，確保密封的嚴(yán)密和穩(wěn)定，當(dāng)閥體桿13受井斜影響彎曲時，三個閥球均只是轉(zhuǎn)動一定的角度，并不影響閥球和閥座的密封。解決了在下放到大斜度井段時，出現(xiàn)的柱塞9受力彎曲變形，上下運動困難，靠重力驅(qū)動的球閥，由于處在傾斜軌道中，受摩擦力影響產(chǎn)生閉合遲滯、不嚴(yán)、漏失嚴(yán)重等問題。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種專門用于大斜度抽油泵的柱塞閥裝置。納米陶瓷多級球面密封柱塞閥，包括上接頭、柱塞、閥體桿機構(gòu)以及閥體桿扶正套；所述柱塞前端設(shè)有上蓋板，上蓋板上設(shè)有開口以及過流孔；閥體桿機構(gòu)位于柱塞內(nèi)，且前端穿過上蓋板上的開口并與上接頭相連，閥體后端連接閥體桿扶正套；閥體桿機構(gòu)包括閥體桿以及等間距依次固定套在閥體桿上的三個閥球，柱塞內(nèi)壁設(shè)有三個閥座，閥座與閥球一一對應(yīng)，且閥座上設(shè)有與對應(yīng)閥球吻合的密封球面；下閥球與閥體桿扶正套連接。本發(fā)明解決了在下放到大斜度井段時，出現(xiàn)的柱塞受力彎曲變形，上下運動困難，靠重力驅(qū)動的球閥，由于處在傾斜軌道中，受摩擦力影響產(chǎn)生閉合遲滯、不嚴(yán)、漏失嚴(yán)重等問題。

技術(shù)研發(fā)人員：高慶華;申峰;王書寶;趙亞杰;段景杰;李國明;劉通;龐振宇;符喜德;劉建剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究院
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.28
技術(shù)公布日：2017.08.29