[發明專利]雙齒式井下泵隨動對中防偏磨裝置

有效

• 申請號: 201811205710.2
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109386460B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 劉新福;吳建軍;高鵬;劉國強;李博;陳曉寧
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: F04B53/00
• 分類號: F04B53/00;E21B17/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種雙齒式井下泵隨動對中防偏磨裝置，應用于井下泵防偏磨工況。該防偏磨裝置由對中支撐器、對中本體、錐翅鎖緊器、錐齒式對中器、葉輪齒式對中器和定位器組成，對中本體依據定位器進行對中定位并通過對中支撐器實現支撐，井下泵的液體依據對中本體的導流孔和上噴射孔噴射至桿管環空，錐齒式對中器和葉輪齒式對中器一起組成雙齒式雙重防偏磨并依據上限位板和限位擋板完成上下雙向限位，且錐齒式對中器依據雙層動壓液膜實現柱塞和泵筒的隨動對中，并通過攪拌作用避免固體顆粒在柱塞上方發生沉積，錐翅鎖緊器依據錐翅體完成錐翅式井下快速定位并將對中本體鎖緊于對中支撐器內，由此避免井下泵發生偏磨。

技術領域

本發明涉及一種油氣井和非常規氣井井下泵防偏磨用的裝置，特別是涉及一種采用雙齒式防偏磨技術和錐翅式定位技術的井下泵隨動對中防偏磨裝置。

背景技術

油氣井和非常規氣井井下泵在抽吸運行過程中會發生柱塞與泵筒之間偏磨的問題，目前防止偏磨的主要措施為采用油管或套管扶正器，而針對井下泵柱塞與泵筒之間偏磨專用的防偏磨設備的研究則較少，常用的油管或套管扶正器可分為彈性扶正器和剛性扶正器兩類。

彈性扶正器是依據彈簧原理設計而成，主要包括：1)焊接的弓形彈性扶正器，其彈簧片焊接于環箍上，焊接處容易開裂導致扶正器的整體破壞而失去原有的扶正性能。2)螺旋彈性扶正器，其螺旋型彈簧條焊接于環箍上，該扶正器的整體強度要比直條型彈性扶正器的整體強度低一些。3)無焊接的弓形彈簧扶正器，其基本構件可以拆分，便于運輸且現場組裝也方便，然而其缺點是下井的摩擦阻力較大且不利于井下管柱旋轉。4)雙弓形彈性扶正器，其單個扶正條上設有兩個弓形結構，且雙弓形彈簧片的中間點與管壁的距離越小彈性變形就越小，同時伴隨著剛性變形就越大。

剛性扶正器在大位移定向井和水平井中應用廣泛，主要包括：1)半剛性扶正器，其彈簧片比較平整且剛性較大，中間環箍起到定位作用且允許扶正器在井下管柱上移動一段距離。2)螺旋剛性扶正器，其扶正條通常為六根且均勻焊接于環箍上，該扶正器與管壁間的接觸面積較大，容易刮擦管壁。3)無焊接剛性扶正器，它采用剛性扶正條，該扶正器的長度較大，容易在井下管柱的彎曲段發生硬卡現象。4)滾柱式剛性扶正器，它的每個扶正條上安裝有兩至三個滾柱，且在大位移斜井中得到推廣，然而該扶正器扶正棱上的滾柱越多，其設計和加工就越復雜，相應費用就越多。

發明內容

為了有效解決油氣井和非常規氣井井下泵的偏磨問題并克服現有防偏磨設備和技術存在的缺陷和不足，本發明的目的是提供一種井下泵防偏磨用的雙齒式隨動對中防偏磨裝置。該防偏磨裝置依據錐齒式對中器和葉輪齒式對中器組成的雙齒式雙重防偏磨，并結合錐翅鎖緊器的錐翅式井下快速定位，實現井下泵柱塞和泵筒配合部位的隨動對中，并避免井下泵發生偏磨以及固體顆粒在柱塞上方發生沉積。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種雙齒式井下泵隨動對中防偏磨裝置，該防偏磨裝置主要由對中支撐器、對中本體、錐翅鎖緊器、錐齒式對中器、葉輪齒式對中器和定位器組成。該防偏磨裝置整體采用軸稱式管體構造，它通過對中支撐器的支撐接箍接于抽油管柱的底部，并經由對中支撐器的支撐筒接于井下泵泵筒的頂部，且抽油桿依次貫穿對中本體、錐齒式對中器和葉輪齒式對中器而與井下泵的柱塞連為一體，對中本體、定位器和對中支撐器由內而外依次同軸心布置，且定位器與錐翅鎖緊器同徑向位置同軸心布置，對中本體置入對中支撐器并經由錐翅鎖緊器和支撐卡環實現軸向定位，錐齒式對中器和葉輪齒式對中器置入對中本體并經由上限位板和限位擋板實現雙向限位。

對中支撐器采用長筒體，實現對中本體的支撐以及抽油管柱與井下泵之間的連接，它包括支撐接箍、支撐筒和支撐卡環。

支撐接箍通過圓錐形密封管螺紋上連抽油管柱且下接支撐筒，支撐接箍的環腔內壁中部由上而下依次設置錐狀捕捉面和柱狀卡環面，支撐接箍的錐狀捕捉面采用倒圓錐面，且支撐接箍的錐狀捕捉面所在倒圓錐面的小端圓面直徑等于其柱狀卡環面所在圓柱面的直徑；支撐接箍的柱狀卡環面實現支撐卡環的軸向定位，且支撐接箍的柱狀卡環面所在圓柱面的直徑大于對中卡環的外徑。