CN221503488U - 一种复合材料抽油泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合材料抽油泵，包括泵筒、柱塞；所述柱塞设置在泵筒中，所述泵筒设置有复合材料内衬，所述柱塞设置有复合材料外衬。本实用新型将耐腐蚀金属基体与耐磨陶瓷颗粒通过超高压复合工艺制备形成防腐耐磨的复合材料，将其应用于抽油泵的密封副上，大大提高了抽油泵的防腐耐磨能力。优化了陶瓷颗粒的排布方式，使其排布在密封副的接触面以下，并紧贴接触面，对接触面起到支撑作用，进一步增强了密封副的耐磨性能。

Description

一种复合材料抽油泵

技术领域

本实用新型涉及抽油泵技术领域，具体地说是一种复合材料抽油泵。

背景技术

胜利油田水驱中高渗油藏平均含水≥90％，矿化度≥20000mg/L，抽油泵冲刷腐蚀磨损失效是油井长寿命举升的重要因素。柱塞和泵筒多用45#钢做基体材料，电镀(Cr)，化学镀(NiP)，碳氮共渗、喷焊(Ni625)等工艺进行表面处理，无法从根本上解决腐蚀、磨损问题。要从本质上解决问题，必须在原材料上突破。

目前适用于抽油泵的复合材料多为陶瓷材料，其应用形式主要分两种。第一种是将陶瓷单独作为密封副，但是由于陶瓷材料比较脆，韧性差，在加工、运输和使用过程中易出现碎裂及绷瓷的现象，制约了其应用。第二种是将陶瓷与金属复合在一起，在泵筒内壁或者柱塞外壁上加工出一层具有一定厚度的陶瓷层，这样做可以增加陶瓷层的韧性和强度，解决了传统陶瓷材料易碎和绷瓷的问题，但是陶瓷层和金属之间的界面强度不稳定，易出现陶瓷层脱落，导致密封副之间密封不严，甚至造成卡泵。通过调研现有技术，复合材料抽油泵目前还没有成熟规模化的应用。

公开号：CN116357554A，公开了一种长周期耐磨密封抽油泵。主要解决了现有抽油泵抗磨抗腐蚀性差缩短抽油泵使用寿命的问题。所述泵筒下端通过泵筒下接头连接压紧凡尔罩；压紧凡尔罩下部通过固定凡尔罩与固定凡尔压紧接头连接；固定凡尔罩内腔中部连接凸型导向接头B、固定凡尔座；固定凡尔座与导向接头B间置有固定凡尔球；所述泵筒内装有螺旋防砂柱塞；螺旋防砂柱塞下端通过游动凡尔连接头丝扣连接游动凡尔罩，游动凡尔罩内腔中部连接凸型导向接头A、游动凡尔座。该长周期耐磨密封抽油泵，能够提高抽油泵的硬度和耐腐蚀强度，延长抽油泵使用寿命。

该现有技术实际使用效果不如本实用新型。

公告号：CN217632863U，公开了一种新型抽油泵用耐磨防腐出油阀罩，属于抽油泵阀罩技术领域。包括抽油泵筒，抽油泵筒内壁滑动连接有柱塞总成，柱塞总成包括上出油阀罩、阀球、柱塞、进油通道、球腔和出油通道，进油通道上端固定安装有柱塞，柱塞上端固定安装有球腔，球腔上端固定安装有上出油阀罩，球腔内部设置有阀球，上出油阀罩设置有出油通道，上出油阀罩顶端固定连接有刮垢刀刃，上出油阀罩为等径圆筒，柱塞总成外壁与抽油泵筒内壁之间设置有0.1mm的间隙。有效增加上出油阀罩的耐磨防腐性能，提高其使用寿命，达到减少油田作业次数，降低采油成本的效果。

该现有技术实际使用效果不如本实用新型。

公告号：CN218542566U，公开了一种无上阀防断耐磨防腐泵，涉及抽油泵技术领域，包括泵筒，泵筒内壁及外壁上设有耐磨防腐层，泵筒内壁上沿竖向滑动设有柱塞，柱塞的下端部由上到下并列设有上游动阀与下游动阀，柱塞的上端部连接有上接头，泵体的下端部固接有固定阀。解决了传统技术中的抽油泵上部游动阀连接提杆，由于游动阀周壁上需开设出油孔，这就使得影响了连接强度，使得在反复升降过程中，易出现断裂的现象；以及泵筒的内壁和外壁易出现腐蚀的现象，影响了采油效率的问题。

该现有技术实际使用效果不如本实用新型。

总之，以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本实用新型不相同，针对本实用新型更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种复合材料抽油泵，来提高抽油泵防腐耐磨能力，延长使用寿命。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种复合材料抽油泵，包括泵筒、柱塞；所述柱塞设置在泵筒中，所述泵筒设置有复合材料内衬，所述柱塞设置有复合材料外衬。

所述泵筒包括自上而下依次连接的上接头、泵筒外管、泵筒下接头、固定阀；

所述泵筒外管内套有复合材料内衬，所述复合材料内衬为泵筒衬套。

所述柱塞包括自上而下依次连接的出液接头、中心管、游动阀；

所述中心管外套有复合材料外衬，所述复合材料外衬为柱塞衬套。

所述泵筒衬套及柱塞衬套均是一段管段结构或至少两段管段结构轴向串接拼结构。

所述泵筒衬套，包括金属基体、陶瓷增强颗粒，所述陶瓷增强颗粒嵌入在金属基体内壁。

所述柱塞衬套，包括金属基体、陶瓷增强颗粒，所述陶瓷增强颗粒嵌入在金属基体外壁。

所述金属基体的材料采用耐腐蚀材料。

所述金属基体选用的材料为铝基合金或低碳高铬合金。

所述陶瓷增强颗粒的材料采用耐磨陶瓷材料。

所述陶瓷增强颗粒选用的材料为SiC陶瓷或ZrO陶瓷。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、将耐腐蚀金属基体与耐磨陶瓷颗粒通过超高压复合工艺制备形成防腐耐磨的复合材料，将其应用于抽油泵的密封副上，大大提高了抽油泵的防腐耐磨能力。

2、优化陶瓷颗粒的排布方式，使其排布在密封副的接触面以下，并紧贴接触面，对接触面起到支撑作用，进一步增强了密封副的耐磨性能。

附图说明

图1是本实用新型一种复合材料抽油泵的结构示意图；

图2是本实用新型一种复合材料抽油泵的泵筒的结构示意图；

图3是本实用新型一种复合材料抽油泵的柱塞的结构示意图；

图4是本实用新型一种复合材料抽油泵的泵筒衬套的结构示意图；

图5是本实用新型一种复合材料抽油泵的柱塞衬套的结构示意图；

图中：1、泵筒上接头；2、泵筒衬套；3、泵筒外管；4、泵筒下接头；5、固定阀；6、出液接头；7、柱塞衬套；8、中心管；9、游动阀；10、陶瓷增强颗粒；11、金属基体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图3，本实用新型提供的一种复合材料抽油泵，包括泵筒、柱塞；所述柱塞设置在泵筒中，所述泵筒设置有复合材料内衬，所述柱塞设置有复合材料外衬；

所述泵筒包括自上而下依次连接的上接头1、泵筒外管3、泵筒下接头4、固定阀5，所述泵筒外管3内套有复合材料内衬泵筒衬套2；

所述柱塞包括自上而下依次连接的出液接头6、中心管8、游动阀9，所述中心管8外套有复合材料外衬柱塞衬套7；

所述泵筒衬套2及柱塞衬套7可以是一段管段结构，也可以是至少两段管段结构轴向串接拼结构，视加工能力而定；

根据图4、图5所示，所述泵筒衬套2，包括金属基体11、陶瓷增强颗粒10，所述陶瓷增强颗粒10嵌入在金属基体11外壁；

所述柱塞衬套7，包括金属基体11、陶瓷增强颗粒10，所述陶瓷增强颗粒10嵌入在金属基体11内壁；

所述金属基体11的材料采用防腐材料，其机械性能可以不用考虑，因为泵筒衬套2及柱塞衬套7只起密封作用，“拉-压-弯-扭”等受力均由其他零件承担。

所述陶瓷增强颗粒10采用耐磨陶瓷材料，对泵筒衬套2的内壁和柱塞衬套7的外壁起支撑作用。抽油泵工作时，泵筒衬套2的内壁和柱塞衬套7的外壁作为两个接触面，两个接触面之间为滑动摩擦，由于陶瓷增强颗粒10的存在，这两个接触面的耐磨性能得到大幅提高。

金属基陶瓷颗粒增强材料制备方法：

首先选择合适的金属基体11材料，金属基体11必须具有耐腐蚀的特性，可以是铝基合金，也可以是低碳高铬合金等等。

然后选陶瓷增强颗粒10作为增强体，可以是SiC陶瓷或ZrO2陶瓷等。

将金属基体11和陶瓷增强颗粒10通过超高压复合工艺制备在一起，制备过程中，让陶瓷增强颗粒10紧贴密封副的接触面(泵筒衬套2的内壁、柱塞衬套7的外壁)。

将制备好的泵筒衬套2、柱塞衬套7进行二次加工，包括密封面的珩磨，端面的精磨等。

然后将泵筒衬套2、柱塞衬套7与其他抽油泵零件以衬套泵的形式装配起来，形成金属基陶瓷颗粒增强复合材料抽油泵。

本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术。直接应用即可，不再赘述。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合材料抽油泵，包括泵筒、柱塞；所述柱塞设置在泵筒中，其特征在于，所述泵筒设置有复合材料内衬，所述柱塞设置有复合材料外衬；

所述泵筒包括自上而下依次连接的上接头、泵筒外管、泵筒下接头、固定阀；所述泵筒外管内套有复合材料内衬，所述复合材料内衬为泵筒衬套；

所述柱塞包括自上而下依次连接的出液接头、中心管、游动阀；所述中心管外套有复合材料外衬，所述复合材料外衬为柱塞衬套；

所述泵筒衬套及柱塞衬套均是一段管段结构或至少两段管段结构轴向串接拼结构。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料抽油泵，其特征在于，所述泵筒衬套，包括金属基体、陶瓷增强颗粒，所述陶瓷增强颗粒嵌入在金属基体内壁。

3.根据权利要求1所述的一种复合材料抽油泵，其特征在于，所述柱塞衬套，包括金属基体、陶瓷增强颗粒，所述陶瓷增强颗粒嵌入在金属基体外壁。

4.根据权利要求2或3所述的一种复合材料抽油泵，其特征在于，所述金属基体的材料采用耐腐蚀材料。

5.根据权利要求2或3所述的一种复合材料抽油泵，其特征在于，所述金属基体选用的材料为铝基合金或低碳高铬合金。

6.根据权利要求2或3所述的一种复合材料抽油泵，其特征在于，所述陶瓷增强颗粒的材料采用耐磨陶瓷材料。

7.根据权利要求2或3所述的一种复合材料抽油泵，其特征在于，所述陶瓷增强颗粒选用的材料为SiC陶瓷或ZrO陶瓷。