CN101298867A

CN101298867A - 双功有杆抽油泵

Info

Publication number: CN101298867A
Application number: CNA2007101015930A
Authority: CN
Inventors: 葛慧英
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-01
Filing date: 2007-05-01
Publication date: 2008-11-05

Abstract

一种在一个冲程内做有效功2次的双功有杆抽油泵。由油管短接、进油环阀、柱塞衬套、碳纤维盘根及压帽、空心长柱塞、上游动阀组成的进油环阀总成和密封装置总成，在抽油泵活塞的上部泵腔形成一套新的压力系统，且有着独立的进油通道，使泵腔产生吸入、排出压力；阀罩、出油环阀、泵活塞、下游动阀组成出油环阀总成，出油环阀总成上端与空心长柱塞连接，形成双功泵出油的总通道，液流经此处排出，且上、下冲程出油时互不干扰。下冲程时，泵内液体排出，同时泵腔内吸入液体；上冲程时，泵腔内液体排出，同时泵内吸入液体，从而使抽油泵在一个冲程内(活塞上下抽吸一次为一个冲程)，同时吸入、排出液体各2次，即在一个冲程内做有效功2次，增加了排量。

Description

双功有杆抽油泵

所属技术领域

本发明涉及一种石油开采使用的有杆抽油泵，实现在一个冲程内(活塞上下抽吸一次为一个冲程)，同时泵内吸入液体、井口排出液体各2次，使在一个冲程内做有效功2次，并且直接把液体排出泵筒，增加泵的理论排量，提高泵效和系统效率，

背景技术

目前，公知的各类有杆抽油泵(以下简称抽油泵)，在一个冲程内(活塞上下抽吸一次为一个冲程)，做有效功一次，即下冲程时，把活塞下面的液体排到活塞上面油管内，条件是泵内压力(排出压力)高于活塞以上液柱压力；上冲程时，泵内吸入液体、井口排出液体的过程(做有效功过程)，条件是泵内压力(吸入压力)低于沉没压力。

从现有地抽油泵工作原理可以看出，抽油泵在一个冲程内向上和向下运动各一次，而只有一次是在做功(排液出井口)，系统效率低，综合能耗较高。并且液柱压力始终作用在活塞上，遇到油井出砂，泵磨损加快，或砂卡泵，油井结蜡、气体等因素影响，泵效较低。一般小于70％(带喷井除外)。

参考文献

张琪《采油工程原理与设计》石油大学出版社，2000

发明内容

现有的抽油泵在一个冲程内只能做有效功1次，其根本原因是泵内只有一个液流通道(底部固定阀→游动阀→油管)。为了实现抽油泵在一个冲程内做有效功2次，连续不断的将液体排出井口，从而提高抽油泵系统效率，本发明提供了一种双功有杆抽油泵(以下简称双功泵)，发明应用了全新结构部件，在现有抽油泵内设计增加另一条液流通道，并在一台抽油泵内形成两套压力系统(泵腔和泵内)，双功泵活塞不论向下或向上运动，都能同时将液体吸入泵内、排出井口，增加了排量。双功泵在不改变现行的系统设备情况下，有效工作，也不改变现行的井下作业施工工艺，方便下井安装和使用，节能降耗，安全可靠。泵筒保持无砂干净，做到防砂卡。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在抽油泵上安装4部分核心技术构件，即进油环阀总成、密封装置总成、出油环阀总成和空心长柱塞组成。从而增加一条进油通道，并在一台抽油泵形成两套压力系统，实现在一个冲程内做有效功2次，并且上、下冲程出油时互不干扰。

1、进油环阀总成和密封装置总成：油管短接开孔后，在外部焊接多个阀座，再把进油环阀(即单流阀)连接在阀座上，组成进油环阀总成，进油环阀设计尺寸、数量，根据不同的双功泵泵径确定。进油环阀总成上部连接密封体，装配有柱塞衬套和碳纤维盘根及压帽组成的密封装置总成。空心长柱塞在柱塞衬套和碳纤维盘根及压帽中上下运动，空心长柱塞上端位于泵筒外部，上端装配上游动阀，密封装置总成位于抽油泵的上端，在抽油泵活塞的上部泵腔形成了一套新的压力系统，并有着独立的进油通道(进油环阀总成)，使的泵腔产生了吸入、排出压力，做到了机械密封和软密封的双重密封。

2、出油环阀总成：将阀罩开孔，在其内部焊接多个与接头连接好的出油环阀(即单流阀)，组成出油环阀总成，出油环阀设计尺寸、数量，根据不同的双功泵泵径确定。出油环阀总成上部连接空心长柱塞，下部连接抽油泵活塞，下游动阀。出油环阀总成是双功泵出油的总通道，并实现上、下冲程出油时互不干扰，也是在一台抽油泵内实现2套压力系统的关键技术构件，双功泵内的液流经出油环阀总成进入空心长柱塞，经过上游动凡尔排出油管、井口。

本发明的有益效果是，这种双功抽油泵在一个冲程内(活塞上下抽吸一次为一个冲程)同时泵内吸液体、井口排出液体各2次，使在一个冲程内做有效功2次，并且直接把液体排出油管、井口，增加了排量，提高泵效和系统效率。双功泵标注为：CYBS-泵径。

CYBS型双功抽油泵理论排量计算公式：

Q(方/日)＝K×S×N+(K-K₁)×S×N

K——为泵常数1440×A

K₁——为空心长柱塞常数

A——为泵的面积

S——冲程取4.8m

N——冲数取6次/分

理论排量计算结果：

CYBS型双功防气高效抽油泵理论排量计算结果：4种泵径(Ф44、Ф50、Ф56、Ф70)理论排量增加204.77方/日，比4种同泵径普通抽油泵，理论排量增加增加50.11％，4种泵径理论排量平均增加51.19方/日。泵效提高40％，吨液耗电下降40％。双功泵不改变现行的系统设备和井下作业施工工艺，方便下井安装和使用，防气防砂高效，安全可靠。

在中原油田濮深9井下CYBS-57型双功泵，2007.04.23日开井生产，冲程4.8m，冲数3.5次/分，同泵径普通抽油泵的理论排量是59.5方/日。实际生产4天量油为108，84，80，75方/日，平均86.8方/日，平均泵效145.8％。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1是双功泵中的进油环阀总成和密封装置总成示意图。

图2是双功泵中的出油环阀总成示意图。

图3是双功有杆抽油泵示意图。

附图1、2、3中，1.进油环阀，2.出油环阀，3.柱塞衬套，4.碳纤维盘根，5.压帽，6.空心长柱塞，7.上游动阀，8.阀罩，9.泵筒，10.活塞，11.下游动阀，12.固定阀，13.油管短接，14.密封体，15.阀座，16.接头。

具体实施方式

在图1进油环阀总成中，油管短接(13)开孔后在外部焊接多个阀座(15)，再把进油环阀(1)连接阀座上(15)。上部连接密封体(14)，下部连接泵筒(9)。进油环阀总成是液体进入双功泵泵腔的通道。双功泵在上、下冲程时，进油环阀(1)起到一个开关作用。进油环阀(1)设计尺寸、数量，根据不同的双功泵泵径确定。

在图1密封装置总成中，密封体(14)下端连接柱塞衬套(3)，上端装配碳纤维盘根(4)及压帽(5)。空心长柱塞(6)在柱塞衬套(3)和碳纤维盘根(4)及压帽(5)中上下运动，实现动密封，空心长柱塞(6)上端位于泵筒(9)外部，上端装配上游动阀(7)。这样就在抽油泵活塞(10)的上部泵腔形成了一套新的压力系统，并有独立的进油通道进油环阀(1)，使的泵腔产生了吸入、排出压力，由于采用了机械密封和软密封双重装置，泵筒(9)与空心长柱塞(6)配合间隙达到一级泵的要求。

在图2出油环阀总成中，将阀罩(8)开孔，在其内部焊接多个与接头(16)连接好的出油环阀(2)。阀罩(8)上部连接空心长柱塞(6)，下部连接活塞(10)，下游动阀(11)，该总成是双功泵出油的总通道，并实现上、下冲程出油时互不干扰，也是在一台抽油泵内实现2套压力系统的关键技术构件，双功泵内的液流经出油环阀总成进入空心长柱塞(6)，经过上游动阀(7)排出油管、井口。出油环阀(2)设计尺寸、数量，根据不同的双功泵泵径确定。

在图3所示的双功泵的总装结构，其工作原理是：下冲程时，固定阀(12)，出油环阀(2)关，当泵内压力高于液柱压力时，下游动阀(11)、上游动阀(7)打开，泵内液体经下游动阀(11)、阀罩(8)、空心长柱塞(6)、上游动阀(7)排出油管、井口，同时，当活塞(10)上部泵腔压力低于沉没压力，进油环阀(1)开，泵腔内吸入液体。上冲程时，进油环阀(1)，下游动阀(11)关，当泵腔压力高于液柱压力时，出油环阀(2)，上游动阀(7)开，液体经出油环阀(2)、空心长柱塞(6)、上游动阀(7)排出油管、井口，同时，当泵内压力低于沉没压力时，固定阀(12)开，泵内吸入液体，准备第二个循环。从双功泵的工作原理看，实现了在一个冲程内(活塞上下抽吸一次为一个冲程)，同时吸入液体和排出液体出井口各2次，实现了在一个冲程内，做有效功2次。

Claims

1.一种双功有杆抽油泵，该有杆抽油泵活塞在泵筒内上、下往复运动，将井下液体排出井口，其特征是：由油管短接、进油环阀、活塞衬套、碳纤维盘根及压帽、空心长柱塞、上游动阀组成的进油环阀总成和密封装置总成，在抽油泵活塞的上部泵腔形成一套新的压力系统，并有着独立的进油通道，使泵腔产生吸入、排出压力；阀罩、出油环阀、泵活塞、空心长柱塞、下游动阀组成出油环阀总成，出油环阀总成上端与空心长柱塞下端连接，形成一条出油通道，该出油环阀总成是双功泵出油的总通道，实现上、下冲程都出油，且互不干扰，出油环阀总成是在一台抽油泵内实现2套压力系统的关键部件；下冲程时，固定阀，出油环阀关，泵内压力高于液柱压力，上游动阀、下游动阀打开，液体经下游动阀、阀罩、空心长柱塞、上游动阀排出油管、井口，同时泵腔压力低于沉没压力，进油环阀开，泵腔内吸入液体；上冲程时，进油环阀、下游动阀关，泵腔压力高于液柱压力，出油环阀、上游动阀开，液体经出油环阀、长柱塞、上游动阀排出油管、井口，同时泵内压力低于沉没压力，固定阀开，泵内吸入液体，准备第二个循环，从而实现在一个冲程内(活塞上下抽吸一次为一个冲程)，同时泵内吸入液体、井口排出液体各2次，即在一个冲程内做有效功2次，增加了排量，提高了系统效率，节能降耗。

2.根据权利要求1所述的双功有杆抽油泵，其特征是：油管短接(13)开孔后在外部焊接多个阀座(15)，再把进油环阀(1)连接在阀座(15)上，组成进油环阀总成，进油环阀(1)设计尺寸、数量，根据不同的双功泵泵径确定。

3、根据权利要求1所述的双功有杆抽油泵，其特征是：上部连接密封体(14)装配有柱塞衬套(3)和装纤维盘根(4)及压帽(5)组成的密封装置总成，空心长柱塞(6)在柱塞衬套(3)和碳纤维盘根(4)及压帽(5)中上下运动，空心长柱塞(6)上端位于泵筒外部，上端装配上游动阀(7)，该总成位于抽油泵的上端，密封装置总成在抽油泵活塞的上部泵腔形成一套新的压力系统，并有着独立的进油通道，使的活塞(10)上部泵腔产生了吸入、排出压力，做到了机械密封和软密封的双重密封。

4.根据权利要求1所述的双功有杆抽油泵，其特征是：将阀罩(8)开孔，在其内部焊接多个与接头(16)连接好的出油环阀(2)，组成出油环阀总成，出油环阀(2)设计尺寸、数量，根据不同的双功泵泵径确定，出油环阀总成上部连接空心长柱塞(6)，下部连接抽油泵活塞(10)，下游动阀(11)，出油环阀总成是双功泵出油的总通道，并实现上、下冲程出油时互不干扰，也是在一台抽油泵内实现2套压力系统的关键技术构件，双功泵内的液流经出油环阀总成进入空心长柱塞(6)，经过上游动凡尔(7)排出油管、井口。