[發明專利]納米陶瓷多級球面密封柱塞閥

有效

• 申請號: 201710508408.3
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107100834B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 高慶華;申峰;王書寶;趙亞杰;段景杰;李國明;劉通;龐振宇;符喜德;劉建剛
• 申請（專利權）人: 陜西延長石油（集團）有限責任公司研究院
• 主分類號: F04B53/10
• 分類號: F04B53/10
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 賀珊

本發明涉及一種專門用于大斜度抽油泵的柱塞閥裝置。納米陶瓷多級球面密封柱塞閥，包括上接頭、柱塞、閥體桿機構以及閥體桿扶正套；所述柱塞前端設有上蓋板，上蓋板上設有開口以及過流孔；閥體桿機構位于柱塞內，且前端穿過上蓋板上的開口并與上接頭相連，閥體后端連接閥體桿扶正套；閥體桿機構包括閥體桿以及等間距依次固定套在閥體桿上的三個閥球，柱塞內壁設有三個閥座，閥座與閥球一一對應，且閥座上設有與對應閥球吻合的密封球面；下閥球與閥體桿扶正套連接。本發明解決了在下放到大斜度井段時，出現的柱塞受力彎曲變形，上下運動困難，靠重力驅動的球閥，由于處在傾斜軌道中，受摩擦力影響產生閉合遲滯、不嚴、漏失嚴重等問題。

技術領域

本發明涉及一種專門用于大斜度抽油泵的柱塞閥裝置。

背景技術

隨著世界范圍內油田的再認識和深度開發，原來不被重視的條件較差油田逐漸成為開發重點，產量占比越來越大。由于地形地貌限制和儲層條件的制約，開發此類油田應用的大斜度油井，甚至水平油井越來越多，由于此類油井儲層滲透率較低，動液面恢復較慢，抽油泵常常要放到斜度較大的位置，然而常規抽油泵在下放到大斜度井段時，往往容易出現柱塞受力彎曲變形，上下運動困難，球閥閉合不嚴，漏失嚴重，抽油泵不能正常工作問題。嚴重影響油田的持續高效開發，亟需研究一種創新型柱塞和凡爾來解決這一問題，保證抽油泵在大斜度井段正常工作，保持油田正常生產。

發明內容

為解決常規柱塞泵在下放到大斜度井段時，出現的柱塞受力彎曲變形，上下運動困難，靠重力驅動的球閥受摩擦產生閉合遲滯、不嚴、漏失嚴重等問題，本發明提供了一種上下滑動順暢，閥閉合及時，閥密封嚴實的納米陶瓷多級球面密封柱塞閥。

本發明的技術方案在于：

納米陶瓷多級球面密封柱塞閥，包括上接頭、柱塞、閥體桿機構以及閥體桿扶正套；所述柱塞前端設有上蓋板，上蓋板上設有開口以及過流孔，柱塞后端開放；閥體桿機構位于柱塞內，且閥體桿前端穿過上蓋板上的開口并與上接頭相連，所述上接頭的寬度大于開口的直徑，閥體后端連接閥體桿扶正套；閥體桿機構包括閥體桿以及等間距依次固定套在閥體桿上的三個閥球，分別為上閥球、中閥球以及下閥球；柱塞內壁設有閥座組，所述閥座組包括與閥球等間距設置的三個閥座，依次為上閥座、中閥座以及下閥座；閥座與閥球一一對應，且閥座上設有與對應閥球吻合的密封球面；閥體桿扶正套上設有凸起和凹槽；下閥球與閥體桿扶正套連接。閥體桿為一圓柱體，柱塞為筒狀。

所述閥體桿扶正套上的凸起和凹槽為螺旋狀。閥體桿扶正套的凸起在上下運動過程中既可以起到扶正防偏磨作用，又能起到刮蠟和清蠟的作用；

所述上閥球的球徑＜中閥球的球徑＜下閥球的球徑，液體流過時流速逐漸增大，可以起到腔體壁面和閥組的自清洗作用。

所述上閥球和中閥球包括依次連接的上部和下部，上部為半球體，下部為圓錐體，球的直徑與圓錐體圓形的直徑相等，下部設計為圓錐體，有利于液流通過流道。

所述過流孔為梅花形，數目為4個。

所述柱塞外表面鑲嵌有納米陶瓷材料柱塞面。

所述納米陶瓷材料為氧化鋯。應用納米材料氧化鋯制作柱塞面取代了普通鋼制柱塞，它具有高硬度、抗高溫、抗腐蝕性強、不磁化、耐氧化、化學穩定性好等特點，能大大降低與泵筒間歇，降低漏失量，提高泵效。

本發明的技術效果在于：

本發明柱塞與閥體桿采用分體設計，代替普通柱塞一體式結構，使井斜造成的彎曲應力直接作用在閥體桿上，而對柱塞影響極小，能大大降低其與泵筒間歇，降低漏失量，提高泵效；應用閥體桿代替普通閥球，應用密封球面取代普通凡爾座的斜面，三個閥球和閥座的密封球面形成多級球面密封，確保密封的嚴密和穩定，當閥體桿受井斜影響彎曲時，三個閥球均只是轉動一定的角度，并不影響閥球和閥座的密封。

附圖說明