一种防偏磨抽油泵技术领域
本实用新型涉及油井采油领域,特别涉及一种防偏磨抽油泵。
背景技术
稠油是原油中的一种,由于其沥青质和胶质含量较高、粘度较大,因此流动阻力较
大,开采困难。为了便于稠油的开采,可以在液力反馈抽油泵的上柱塞与下柱塞之间增加偏
置阀,使稠油从偏置阀进入泵筒中,即从泵筒的侧方而不是泵筒的底部进入泵筒,从而通过
减少稠油一次性进入泵筒中的体积,减小抽油泵的柱塞与泵筒之间的阻力,提高抽油泵的
采油效率。但在稠油开采的过程中,由于抽油杆与柱塞连接,当抽油杆带动柱塞向下运动
时,抽油杆的运动速度较快,而柱塞在稠油阻力的作用下运动速度较慢,二者运动的不同
步,使抽油杆容易弯曲并与油管之间产生偏磨,使抽油泵无法正常工作。因此,提供一种能
够使抽油杆与柱塞同步运动的抽油泵是十分必要的。
现有技术提供了一种偏置阀式液力反馈抽油泵,其通过在抽油杆上套装若干个扶
正器,使抽油杆与油管内壁之间的径向距离保持相等,避免抽油杆与油管侧壁的偏磨现象。
通过在柱塞与抽油杆之间增加若干段加重杆,利用加重杆的重量将柱塞快速压下,减小稠
油对柱塞下行的阻碍,提高抽油杆与柱塞运动的一致性,防止抽油杆的弯曲和偏磨。
设计人发现现有技术至少存在以下技术问题:
现有技术提供的偏置阀式液力反馈抽油泵,对加重杆的安装精度要求较高,如果
安装不当,反而会导致抽油杆与油管的偏磨加聚。而且,加重杆的防弯曲和防偏磨效果不
佳。
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于,提供了一种能够有效防止抽油杆弯
曲和偏磨的防偏磨抽油泵,具体技术方案如下:
本实用新型实施例提供了一种防偏磨抽油泵,包括上泵筒、上柱塞、下泵筒、下柱
塞、游动凡尔、偏置阀、加重杆。所述上柱塞的顶部设置有凡尔罩,所述凡尔罩上设置有多个
出油孔。所述上柱塞的上部内侧壁沿径向向内设置有一圈凡尔座,用于支撑所述游动凡尔。
所述偏置阀包括:阀罩和设置在所述阀罩内腔中的阀球,所述阀罩顶部设置有出油口,底部
设置有进油口。所述阀罩固定在所述上泵筒底面的边缘处。
所述游动凡尔位于所述凡尔座与所述上柱塞顶部内腔围成的空间中,所述凡尔罩
的顶部连接至抽油杆,所述上柱塞的底部与所述下柱塞、所述加重杆顺次连接,且所述下柱
塞的直径小于所述上柱塞的直径。所述上泵筒与所述下泵筒顺次连接,且所述上泵筒套装
在所述上柱塞的外壁上,顶端密封连接至上部油管,所述上泵筒的底面上设置有与所述出
油口相连通的进油通孔。所述下泵筒套装在所述下柱塞的外壁上,底端密封连接至下部油
管,所述下泵筒的长度小于所述下柱塞,并使所述下柱塞的下部位于所述下部油管的内腔
中。
具体地,作为优选,所述下柱塞与所述上柱塞同轴设置。
具体地,作为优选,所述加重杆为无接箍加重杆。
具体地,作为优选,所述防偏磨抽油泵包括多个所述加重杆,多个所述加重杆顺次
连接。
具体地,作为优选,所述加重杆的下端内壁上设置有内螺纹,上端外壁上设置有与
所述内螺纹相配合的外螺纹,以使多个所述加重杆顺次螺纹连接。
具体地,作为优选,所述下柱塞的下端内壁设置有所述内螺纹,所述下柱塞与所述
加重杆螺纹连接。
具体地,作为优选,所述防偏磨抽油泵还包括筛管和丝堵,所述筛管和所述丝堵由
上至下顺次设置在所述下部油管的底部,用于保护所述下部油管和所述加重杆。
具体地,作为优选,所述下柱塞为实心圆柱体,所述下柱塞的外径比所述加重杆的
外径大3-4mm。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
本实用新型实施例提供的防偏磨抽油泵,通过将上柱塞设置在上泵筒中,将下柱
塞设置在下泵筒中,并在上柱塞的底部设置偏置阀,使稠油经过偏置阀进入上柱塞的内腔
中,减少了稠油一次性进入上柱塞中的体积,从而减小稠油在上柱塞内腔中运动时的阻力,
提高抽油泵的采油效率。通过将加重杆设置在下柱塞的底部,改变了加重杆对柱塞施力的
作用点,将现有技术中加重杆对上柱塞的压力改变为对下柱塞的拉力。当上柱塞和下柱塞
向下运动时,通过加重杆的重力拉动上柱塞和下柱塞快速向下运动,从而使上柱塞和下柱
塞与抽油杆的运动速度一致,避免抽油杆的弯曲和偏磨。同时,由于加重杆位于下部油管的
内腔中,而下部油管中并没有稠油进出,因此加重杆本身并不会受到来自稠油的阻力,从而
优化了加重杆的加重效果,提高了抽油泵的采油效率,延长了抽油杆的使用寿命。可见,本
实用新型实施例提供的防偏磨抽油泵,能够有效避免抽油杆的弯曲和偏磨,提高采油效率,
且使用方便,适于规模化推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需
要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实
施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图
获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的防偏磨抽油泵的结构示意图。
附图标记分别表示:
1 上泵筒,
2 上柱塞,
201 凡尔罩,
202 凡尔座,
3 下泵筒,
4 下柱塞,
5 游动凡尔,
6 偏置阀,
601 阀罩,
602 阀球,
7 加重杆,
8 上部油管,
9 下部油管,
10 抽油杆,
11 筛管,
12 丝堵,
13 套管。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本实用新型实施方
式作进一步地详细描述。
本实用新型实施例提供了一种防偏磨抽油泵,如附图1所示,该防偏磨抽油泵包括
上泵筒1、上柱塞2、下泵筒3、下柱塞4、游动凡尔5、偏置阀6、加重杆7。具体地,上柱塞2的顶
部设置有凡尔罩201,凡尔罩201上设置有多个出油孔。上柱塞2的上部内侧壁沿径向向内设
置有一圈凡尔座202,用于支撑游动凡尔5。偏置阀6包括:阀罩601和设置在阀罩601内腔中
的阀球602,阀罩601顶部设置有出油口,底部设置有进油口,阀罩601固定在上泵筒1底面的
边缘处。
游动凡尔5位于凡尔座202顶面与上柱塞2顶部内腔围成的空间中,凡尔罩201的顶
部连接至抽油杆10,上柱塞2的底部与下柱塞4、加重杆7顺次连接,且下柱塞4的直径小于上
柱塞2的直径。上泵筒1与下泵筒3顺次连接,且上泵筒1套装在上柱塞2的外壁上,顶端密封
连接至上部油管8,上泵筒1的底面上设置有与出油口相连通的进油通孔。下泵筒3套装在下
柱塞4的外壁上,底端密封连接至下部油管9,下泵筒3的长度小于下柱塞4,以使下柱塞4的
下部位于下部油管9的内腔中。
本实用新型实施例提供的防偏磨抽油泵,通过将上柱塞2设置在上泵筒1中,将下
柱塞4设置在下泵筒3中,并在上泵筒1的底部设置偏置阀6,使稠油经过偏置阀6进入上柱塞
2的内腔中,减少了稠油一次性进入上柱塞2中的体积,从而减小稠油在上柱塞2内腔中运动
时的阻力,提高抽油泵的采油效率。通过将加重杆7设置在下柱塞4的底部,改变了加重杆7
对柱塞施力的作用点,将现有技术中加重杆7对上柱塞2的压力改变为对下柱塞4的拉力。当
上柱塞2和下柱塞4向下运动时,通过加重杆7的重力拉动上柱塞2和下柱塞3快速向下运动,
从而使柱塞与抽油杆10的运动速度一致,避免抽油杆10的弯曲和偏磨。同时,由于加重杆7
位于下部油管9的内腔中,而下部油管9中并没有稠油进出,因此加重杆7本身并不会受到来
自稠油的阻力,从而优化了加重杆7的加重效果,提高了抽油泵的采油效率,延长了抽油杆
10的使用寿命。可见,本实用新型实施例提供的防偏磨抽油泵,能够有效避免抽油杆10的弯
曲和偏磨,提高采油效率,且使用方便,适于规模化推广应用。
具体地,上柱塞2是防偏磨抽油泵的主要采油部件,其为一个空心的圆柱体,以使
上柱塞2中形成一个内腔,用于原油的暂时存储。上柱塞2上部内侧壁沿径向向内设置有一
圈凡尔座202,通过凡尔座202将上柱塞2的内腔分为上部和下部,上部内腔较小,用于容纳
游动凡尔5,下部内腔较大,用于储存原油。凡尔座202的中部设置有一个圆形通孔,该圆形
通孔的直径小于游动凡尔5,保证游动凡尔5不会从凡尔座202中掉落下去,使凡尔座202能
够为游动凡尔5提供支撑,并与游动凡尔5形成第一单向阀。当游动凡尔5下部的压力大于上
部时,游动凡尔5向上运动时,第一单向阀打开,凡尔座202与游动凡尔5之间形成一条缝隙,
以使稠油能够由下至上流入上柱塞2的上部内腔。而当游动凡尔5下部的压力小于上部时,
在凡尔座202的阻挡下,游动凡尔5无法向下运动,而恰好位于凡尔座202的圆形通孔中,此
时第一单向阀关闭,稠油无法流过第一单向阀。为了对游动凡尔5的运动空间进行限定,并
使稠油能够通过上柱塞2流入油管中,上柱塞2的顶部设置有凡尔罩201,凡尔罩201上设置
有多个出油孔,用于稠油的流通。上泵筒1的底部还设置有偏置阀6,偏置阀6中的阀罩601与
凡尔罩201的作用相似,阀球602与游动凡尔5的作用相似,以使稠油能通过偏置阀6单向流
入上泵筒1,实现原油的开采。为了优化游动凡尔5和凡尔座202对稠油单向流动的控制效
果,上柱塞2内腔的下部也设置有一圈凡尔座202和一个游动凡尔5,形成第二单向阀,第二
单向阀与偏置阀6同步运动,以提高上柱塞2的采油效率。
具体地,由于偏置阀6位于上泵筒1的底面上,为了保证稠油能够流入偏置阀6中,
下柱塞4的位置应与偏置阀6的位置错开,避免下柱塞4对稠油的流动造成阻碍。下柱塞4优
选为与上柱塞2同轴设置,以便于上柱塞2带动下柱塞4同步上下运动,保证稠油的顺利开
采。同时,上泵筒1的长度大于上柱塞2,以通过上柱塞2在上泵筒1中的上下运动实现原油的
开采。而下柱塞4为一个圆柱体,其作用在于对稠油进入上柱塞2中的体积(即稠油的排量)
进行调节,使稠油的排量等于上柱塞2排量与下柱塞4排量之差。因此,下柱塞4的长度大于
下泵筒3,下泵筒3与上泵筒1底面的中部连接,从而使下柱塞4在上下运动的过程中基本上
始终贯穿下泵筒3,以避免上泵筒1中的稠油流入下泵筒3中,使下泵筒3的内腔始终处于密
封状态,避免原油的泄漏和流失,提高抽油泵的工作效率。
具体地,为了增加下柱塞4的重量,在下柱塞4底部设置了加重杆7,通过加重杆7的
重力拉动柱塞快速向下运动,从而使柱塞与抽油杆10的运动速度一致,避免抽油杆10的弯
曲和偏磨。加重杆7位于下部油管9的内腔中,下部油管9为加重杆7的上下运动提供了空间,
同时下部油管9中并没有稠油进出,因此加重杆7本身并不会受到来自稠油的阻力,从而优
化了加重杆7的加重效果,提高了抽油泵的采油效率,延长了抽油杆10的使用寿命。加重杆7
优选为无接箍加重杆7,以便于加重杆7与下柱塞4的连接,避免加重杆7上的接箍影响下柱
塞4的上下运动。
具体地,为了提高加重杆7的加重效果,防偏磨抽油泵可以包括多个加重杆7,且多
个加重杆7顺次连接,以进一步增加加重杆7对下柱塞4的拉力,保证上柱塞2和下柱塞4与抽
油杆10的同步运动。为了便于加重杆7之间的连接,加重杆7的下端内壁设置有内螺纹,上端
外壁设置有与内螺纹相配合的外螺纹,以使多个加重杆7顺次螺纹连接,便于操作人员根据
采油过程的具体情况适当增减加重杆7的个数,对下柱塞4的加重程度进行合理的调整,使
上柱塞2和下柱塞4与抽油杆10的运动速度一致,从而有效避免抽油杆10的弯曲和偏磨。
具体地,下柱塞4的下端内壁上也设置有与加重杆7相配合的内螺纹,以使下柱塞4
与加重杆7螺纹连接,便于加重杆7的安装和拆卸。
具体地,本实用新型实施例提供的防偏磨抽油泵还包括筛管11和丝堵12,筛管11
和丝堵12由上至下顺次设置在下部油管9的底部。虽然稠油不再从筛管11进入上泵筒1中,
但是筛管11和丝堵12仍然可以对下部油管9以及加重杆7提供保护,避免油井底部的砂石损
坏加重杆7。
具体地,为了便于实现下柱塞4与抽油杆10的同步运动,下柱塞4设置为实心圆柱
体。由于下柱塞4在采油过程中并不需要用来储存稠油,因此下柱塞4可以设置为实心结构,
且实心结构有助于增加下柱塞4的重量,便于实现下柱塞4与抽油杆10的同步运动。同时,为
了避免加重杆7对下柱塞4的上下运动造成阻碍,下柱塞4的外径比加重杆7的外径大3-4mm,
以使下柱塞4的运动保持顺畅。
具体地,为了便于防偏磨抽油泵在斜井中的应用,可以在抽油杆10上套装若干个
扶正器,扶正器沿圆周向外设置有多个扶正块,通过扶正块使抽油杆10与斜井中上部油管8
内壁之间的径向距离保持相等,进一步避免抽油杆10与油管内壁的偏磨现象,延长抽油杆
10的使用寿命。
具体地,本实用新型实施例提供的防偏磨抽油泵,在使用时,将上泵筒1与上部油
管8连接,将下泵筒3与下部油管9连接,且油管和防偏磨抽油泵均位于套管13中。通过抽油
杆10带动上柱塞2向上运动,上柱塞2的下部内腔中压力降低,游动凡尔5将第一单向阀关
闭,而偏置阀6和第二单向阀在井内压力的作用下打开,稠油通过偏置阀6进入并暂时储存
在上柱塞2的下部内腔中。当抽油杆10到达上死点位置,进液过程结束,抽油杆10在上柱塞
2、下柱塞4以及加重杆7的作用下同步向下运动,上柱塞2下部内腔中的压力增大,第一单向
阀被打开,而偏置阀6和第二单向阀被关闭,稠油沿第一单向阀流入上柱塞2的上部空间,并
沿凡尔罩201的出油孔流入上部油管8中,完成一个工作循环。通过多个工作循环,将稠油举
升至油井的井口处,实现稠油的开采和输送。由于抽油杆10能够与上柱塞2和下柱塞4同步
运动,从而避免了抽油杆10的弯曲和其与油管之间的偏磨,延长了抽油杆10的使用寿命。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型的保护范围,
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。