[實(shí)用新型]一種抽油泵上防漏、防卡、防斷的軟硬結(jié)合雙密封柱塞

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320086225.4
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN203201780U
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭瑞波;謝義華;張煒;賀春;龔兵;包春艷;李欣;張棟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化江漢油田分公司江漢采油廠
• 主分類號: F04B53/14
• 分類號: F04B53/14;F04B53/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于石油工業(yè)中抽油泵領(lǐng)域，具體涉及一種具有防漏、防卡、防斷功能的軟硬結(jié)合雙密封柱塞。

背景技術(shù)

隨著油井采油強(qiáng)度的提高，尤其是對于處在中后期開采的油田，深抽提液、放差生產(chǎn)是常用的增產(chǎn)措施。但是隨著抽油泵下泵深度的增加，井下工況變得愈加復(fù)雜，抽油泵受力情況惡化，造成深井抽油泵排出部分漏失井次大幅增加。同時，隨著放差提液所造成的油井地層出砂日趨嚴(yán)重，出砂油井不斷增多，砂粒進(jìn)泵造成砂磨柱塞和砂卡柱塞的井次也大幅增加。這不僅加劇了抽油泵柱塞與泵筒的配合間隙漏失量，也容易因砂卡柱塞造成抽油泵柱塞從上游動凡爾罩總成的薄弱部位發(fā)生斷裂。

傳統(tǒng)的抽油泵柱塞結(jié)構(gòu)為：周向均布三個出油口的出油窗下部連接上游動凡爾罩，上游動凡爾罩內(nèi)置游動閥球與閥座，上游動凡爾罩下部連接雙公扣連接頭，雙公扣連接頭下部連接柱塞本體，柱塞本體下部連接下游動凡爾罩，下游動凡爾罩內(nèi)置游動閥球與閥座，下游動凡爾罩下部連接壓緊接頭，包括與泵筒內(nèi)壁起密封作用的柱塞本體在內(nèi)，柱塞整體均采為金屬加工而成，即柱塞與泵筒的配合間隙密封型式采用金屬硬密封。這種柱塞是石油工業(yè)中最為傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，具有結(jié)構(gòu)成熟、組裝方便、通用性較好的特點(diǎn)。

但由于深井抽油泵在上沖程過程中，柱塞上部泵筒內(nèi)壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外壓，柱塞上部泵筒將形成內(nèi)脹外鼓的微量鼓脹變形，泵深越深，沉沒度越小，這種泵筒鼓脹效應(yīng)就越明顯。這種泵筒鼓脹效應(yīng)的發(fā)生，一方面增大了柱塞與泵筒配合密封段中上部的配合間隙，使柱塞與泵筒配合密封段中上部密封作用降低，加大深井抽油泵間隙漏失量；另一方面擴(kuò)大了柱塞與泵筒配合密封段中上部的倒三角狀楔形存砂區(qū)，使井液中的砂粒更容易，也會更多地進(jìn)入柱塞與泵筒的配合間隙中，這樣，不僅使柱塞更容易被砂磨損壞，進(jìn)一步加劇間隙漏失量，而且，大大增加了砂卡柱塞的幾率。

另外，常規(guī)出油窗結(jié)構(gòu)上周向均布的三個出油口處，出油窗連接絲扣末端的退刀槽結(jié)構(gòu)處，以及雙公扣連接頭連接絲扣末端的退刀槽結(jié)構(gòu)處，這些結(jié)構(gòu)部位均存在較大的應(yīng)力集中現(xiàn)象，是整個柱塞結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上的薄弱環(huán)節(jié)，在抽油機(jī)井砂卡柱塞和正常生產(chǎn)過程中都是發(fā)生斷裂故障頻率較高的部位。即，傳統(tǒng)的抽油泵柱塞在防止上凡爾罩總成部位斷裂，防止柱塞與泵筒配合間隙漏失，以及防止柱塞砂卡方面的功能不足，而且，隨著下泵深度的增加，地層供液能力的不足，以及地層出砂越來越嚴(yán)重，這種功能缺陷表現(xiàn)得也越來越明顯。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：提供一種抽油泵上防漏、防卡、防斷的軟硬結(jié)合雙密封柱塞，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，使抽油泵柱塞在深井中工作時具有防止上凡爾罩總成部位斷裂，防止柱塞與泵筒配合間隙漏失，以及防止砂卡柱塞的功能，從而延長油井免修期，提高油田開發(fā)效益。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：一種抽油泵上防漏、防卡、防斷的軟硬結(jié)合雙密封柱塞，其特征在于：它由出油窗、金屬硬密封柱塞、緊連雙游動閥總成和皮碗軟密封柱塞總成從上而下連接而成；所述的皮碗軟密封柱塞總成包括皮碗支承芯軸、以及圈套在皮碗支承芯軸上的皮碗和皮碗座，皮碗支承芯軸上端與緊連雙游動閥總成連接，皮碗支承芯軸下端依次連接有皮碗壓帽和皮碗壓緊接頭。

按上述方案，所述的出油窗包括本體和周向均布的篩式排液孔。

按上述方案，所述的緊連雙游動閥總成有2個游動閥串聯(lián)而成，每個游動閥由游動閥座、游動閥球和游動閥罩構(gòu)成。

按上述方案，所述的皮碗和皮碗座交錯套在皮碗支承芯軸上，皮碗的個數(shù)至少為2個，皮碗座的個數(shù)至少為1個。

按上述方案，所述的皮碗軟密封柱塞總成與金屬硬密封柱塞的長度比例為1:3。

按上述方案，所述的篩式排液孔為周向?qū)Υ?、軸向交錯均布的結(jié)構(gòu)，其孔數(shù)、孔徑、軸向和周向孔密根據(jù)排液量大小和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)而定。

本實(shí)用新型的有益效果為：

1、由于皮碗軟密封柱塞總成的非金屬皮碗具有遇油微量膨脹變形的特點(diǎn)，該柱塞在井下工作過程中，可以變以往傳統(tǒng)金屬柱塞與泵筒的間隙配合形式為無間隙配合形式，達(dá)到消除或最大程度減少柱塞與泵筒間隙漏失量的目的，從而延長油井免修期，提高油田開發(fā)效益。

2、由于皮碗軟密封柱塞總成的非金屬皮碗具有質(zhì)地較軟的特點(diǎn)，當(dāng)硬質(zhì)砂粒進(jìn)入泵筒與柱塞中上部形成的倒三角狀楔形存砂區(qū)時，若硬質(zhì)砂粒被擠入皮碗與泵筒之間，皮碗將產(chǎn)生受擠內(nèi)縮變形，使硬質(zhì)砂粒順利通過皮碗與泵筒間隙，實(shí)現(xiàn)變以往傳統(tǒng)金屬柱塞-硬質(zhì)砂粒-泵筒三者之間的剛性卡死為非金屬柱塞-硬質(zhì)砂粒-泵筒三者之間的柔性滑動通過，達(dá)到防止砂卡柱塞的目的。