[發明專利]一種減阻防砂有桿抽油泵

有效

• 申請號: 201510277507.6
• 申請日: 2015-05-27
• 公開（公告）號: CN104847636A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 何巖峰;張建;朱家新;郭愛軍;陳昊天;張小兵;朱奇
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: F04B47/00
• 分類號: F04B47/00;F04B53/14;F04B53/02;F04B53/16;F04B53/10
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技術領域

本發明涉及地下抽油技術領域，尤其涉及一種減阻防砂有桿抽油泵。

背景技術

針對井液粘度高的稠油井或聚驅井，井液粘度對常規抽油泵柱塞下行時受到的阻力影響很大。為減小摩阻，通常使用增大柱塞泵筒間隙的方法降低下行阻力，然而，對于出砂井，井液中攜帶的砂粒在柱塞停止運動時更容易沉降入泵筒柱塞間隙。目前廣泛采用的措施包括柱塞上車出防砂槽、長柱塞防砂泵等。這些措施在減小摩阻，防砂卡、減緩磨蝕方面有一定作用，但也由于剛體與剛體的接觸方式、復雜混亂的泵腔內流場、間隙中砂粒的積累與沉降等而不能根本性地解決砂卡和柱塞下行阻力較大的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：常規有桿抽油工藝中抽油泵柱塞和泵筒之間容易卡砂、柱塞下行阻力大的問題，本發明提供一種減阻防砂有桿抽油泵，通過改變密封柱塞與泵筒的密封方式、采用新型的入流流道，配合新型的表面處理工藝和新型密封材料以實現減阻防砂的效果。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種減阻防砂有桿抽油泵，包括泵筒、套裝在泵筒內的柱塞，柱塞上端的外圈開設有凹槽，凹槽內設有橡膠圈，柱塞與泵筒之間通過橡膠圈密封，柱塞上端口設有端蓋，端蓋的中心設置有抽油桿，端蓋通過螺紋與抽油桿相連接，端蓋上還設置有均布在抽油桿四周的單向閥，單向閥通過油管與柱塞內部連通，所述泵筒內設置有排出閥總成，排出閥總成下方設有吸入閥總成。

進一步，優選的，所述橡膠圈采用耐高溫和高礦化度的PBI材料。

所述排出閥總成安裝在泵筒內柱塞的底端，排出閥總成包括排出閥閥座、設在排出閥閥座上的排出閥半球形閥罩以及安裝在排出閥閥座和排出閥半球形閥罩之間的排出閥閥球，所述排出閥閥座從底部向上的外徑從下至上逐漸遞增形成倒圓臺面，倒圓臺面與水平面的夾角α為30-60°，所述的排出閥閥座呈倒圓臺結構，柱塞的底端固定在排出閥閥座的上端面，排出閥閥座的中心開設有排出閥通孔，排出閥閥球的外徑大于排出閥通孔上端口的外徑，排出閥半球形閥罩的外徑與柱塞的內徑相配合，所述排出閥半球形閥罩上周向均布開設有排出閥罩通孔。將有桿抽油泵柱塞排出閥閥座外形設計成倒圓臺結構，其與水平面夾角為30-60°，排出閥通孔下半段流道設計成流線型，柱塞下行時倒圓臺結構增加了與井液接觸面之間的壓力，改變了井液的直流道，減小了井液通過排出閥時的阻力，從而達到減阻效果。

所述吸入閥總成，包括固定在泵筒底端的吸入閥閥座和設在吸入閥閥座上的吸入閥半球形閥罩，所述吸入閥閥座和吸入閥半球形閥罩之間設置有吸入閥閥球，所述吸入閥閥座外圈具有臺階，所述泵筒底端卡接在臺階的臺階面上，所述吸入閥閥座的中心開設有吸入閥通孔，吸入閥通孔的外徑大于吸入閥通孔上端口的外徑，吸入閥半球形閥罩的外徑與泵筒的內徑相配合，且吸入閥半球形閥罩位于泵筒內圈，所述吸入閥半球形閥罩上周向均布開設有吸入閥罩通孔。所述吸入閥罩通孔下半段也安裝有流線型流道，改變了原油的直流道，減小了井液通過吸入閥總成時的阻力，以提高泵腔內的吸入壓力，提高高粘度井液條件下泵腔內的充滿程度，起到減阻效果。

作為優選，所述抽油桿四周均布2-4個單向閥，排出閥半球形閥罩上周向均布有2-4個排出閥罩通孔，吸入閥半球形閥罩上周向均布有2-4個吸入閥罩通孔，由上至下的單向閥、排出閥罩通孔和吸入閥罩通孔相互對應且同心。本發明抽油泵的柱塞上端采用焊接方式安裝有四個單向閥代替了以往的上排出球閥。

進一步，具體地，所述排出閥通孔的上半段呈內徑上下一致，下半段至通孔最底部內徑逐漸遞增，最底端的內徑小于排出閥閥座的外徑。

進一步，具體地，所述吸入閥通孔的上半段呈內徑上下一致，下半段至通孔最底部內徑逐漸遞增，最底端的內徑擴大至吸入閥閥座底端的邊沿。

進一步為了減阻，柱塞的外表面與泵筒的內表面采用浴法拋光處理，先用30％-50％氫氟酸酸蝕1-5min，再用水槍沖洗1-5min。

本發明的有益效果是，本發明的一種減阻防砂有桿抽油泵在柱塞上部外圈開設有凹槽并配套橡膠圈(制作材料為耐高溫和高礦化度的PBI)，實現了柱塞與泵筒間隙的密封，解決了柱塞在上下死點、關井期間等泵停止運行時砂礫容易進入泵筒與柱塞間隙造成砂卡的問題。由于增加了橡膠圈，該結構將以往柱塞與泵筒的剛性接觸變為了柔性接觸，通過增加泵筒柱塞間隙和接觸面積，降低柱塞下行阻力。對柱塞的外表面和泵筒的內表面采用浴法拋光處理，后表面強度和光滑度增加。柱塞排出閥處的倒圓臺結構和內部的流線型流道可以減少柱塞下行阻力，使井下流體更易流出泵腔中。吸入閥內下半部有流線型流道，可以減小井液通過吸入閥處的阻力。