[發明專利]石油倍程抽油泵

無效

• 申請號: 96103800.4
• 申請日: 1996-04-15
• 公開（公告）號: CN1056436C
• 公開（公告）日: 2000-09-13
• 發明（設計）人: 周立人;韓規劃
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣總公司江漢機械研究所
• 主分類號: F04B47/02
• 分類號: F04B47/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種石油開采用抽油泵，特別是適用于油田中后期開采石油的能夠通過自身結構在井下增加抽汲沖程的倍程抽油泵。

油田開采到中后期，原油含水不斷增加，為保證原油產量，目前采取的措施主要是長沖程、大泵徑、大排量抽油。由于抽油泵泵徑同時受到井身結構尺寸和抽油桿強度的限制，欲增大排量，最有效的途徑是增加抽油泵沖程和適當減少沖次來提高抽油泵的泵效、系統效率和使用壽命。為此，各油田近年來對長沖程、低沖次的大型抽油機的需求越來越大，而長沖程抽油機龐大、笨重、耗用鋼材多、造價高，造成地面投資加大且安裝、維修也不方便，給油田中后期開采帶來一系列困難。為了不改變原抽油井的配套設備，即在地面抽油機沖程不增加、井內抽油管、桿柱及井下工具不改變的情況下，直接通過抽油泵的自身結構在井下增加抽汲沖程來實現長沖程、大泵徑、大排量抽油的目的，本所已于1989年10月7日申請了“倍程抽油泵”專利(專利號ZL89217899)。在現有技術中，除本所的“倍程抽油泵”專利外，至今尚未發現類似技術。“倍程抽油泵”專利尚屬一種發明思想和方案，要使之轉變為實用產品、還需要進行反復試驗和諸多改進。

本發明的目的是根據油田中后期采取長沖程、大泵徑和大排量抽油的采油工藝需求，針對本所專利“倍程抽油泵”的結構特征及其存在的缺陷，經過長期的試驗、改進和完善，提供一種完全實用化的石油倍程抽油泵，使其在不改變原抽油井配套設備即不改變原抽油井的地面抽油機、井內抽油管、桿柱及井下工具的情況下，通過其自身結構能在井下直接增加抽汲沖程的抽油泵，以滿足油田中后期開采石油的工藝需求。

本發明的目的是通過研制、改進和完善專用的倍程機構和選用與之配套的長沖程抽油泵的技術方案實現的。具體方案是：倍程機構由固定件總成和游動件總成構成；游動件總成由上游動件總成和下游動件總成構成；固定件總成上端與座掛在井口的上部油管柱連接，其下端直接或通過下部油管柱與長沖程抽油泵的泵筒連接；上游動件總成上端與和抽油光桿相連接的上部抽油桿柱連接，下游動件總成下端直接或通過下部抽油桿柱與長沖程抽油泵的柱塞連接，上、下游動件總成之間可以相對游動；上游動件總成與固定件總成之間構成有上、下兩組“動—靜”摩擦密封副，下游動件總成與上游動件總成之間構成有上、下兩組“動—動”摩擦密封副；在上游動件總成上端具有出油閥，在上游動件總成上和在上“動—靜”摩擦密封副之下具有補油閥，在上游動件總成的下部具有油流孔，在下游動件總成的下部也具有油流孔；上、下“動—靜”摩擦密封副的直徑分別為Ф₁和Ф₂，上、下“動—動”摩擦密封副的直徑分別為Ф₃和Ф₄，四組摩擦密封副的直徑之間的關系是：Ф₂＝Ф_max、Ф₄＝Ф_min、Ф₁≥Ф₃或Ф₁≤Ф₃。倍程機構的增程原理是：在上游動件總成與固定件總成之間及上、下“動—靜”摩擦密封副之間形成有油腔A，在上、下游動件總成之間及上、下“動—動”摩擦密封副之間形成有油腔B，上游動件總成下部的油流孔從底部將A腔和B腔連通；上游動件總成上的補油閥在倍程抽油泵作上沖程運動時關閉和作下沖程運動過程中開啟；上游動件總成通過抽油桿與抽油光桿連接，其沖程即為抽油機沖程S_機；下游動件總成與長沖程抽油泵柱塞連接，其沖程即為長沖程抽油泵沖程S_泵；上游動件總成以沖程S_機相對于固定件總成作上沖程運動時，補油閥關閉，封閉在A腔內的油液只能向B腔內轉移，從而推動下游動件總成以沖程S_R相對于上游動件總成向上運動，根據連筒器內封閉液體不可壓縮原理，A腔內減少的油液量等于B腔內增加的油液量，于是有關系式π(Ф₂²-Ф₁²)S_機/4＝π(Ф₃²-Ф₄²)S_R/4，即S_R＝S_機(Ф₂²-Ф₁²)/(Ф₃²-Ф₄²)，而下游動件總成相對于固定件總成的沖程即S_泵應滿足關系S_泵＝S_機+S_R，從而實現了倍程機構增程的目的。另外，為了減少上、下游動件總成在作下沖程運動過程中的下行阻力，可在下游動件總成下部與固定件總成底部增加一組“動—靜”摩擦密封副，其直徑Ф₅滿足關系式Ф₅＝Ф₄，且固定件總成底部具有油流孔。