一種柱塞泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種柱塞泵。本發(fā)明的技術(shù)方案要點(diǎn)為：一種柱塞泵，包括泵筒、柱塞和閥，所述的泵筒外側(cè)設(shè)有環(huán)形外筒，泵筒的上接頭與外筒之間設(shè)有橋接過(guò)液孔，在泵筒的下部設(shè)有排油閥，通過(guò)排油閥實(shí)現(xiàn)泵筒和外筒的連通，在外筒的下部設(shè)有進(jìn)液閥，通過(guò)進(jìn)液閥實(shí)現(xiàn)外筒與進(jìn)液口的連通。本發(fā)明將井內(nèi)液柱壓力有效地轉(zhuǎn)移到油管懸掛器處，從而降低了懸點(diǎn)靜載荷及管桿上下沖程中交變應(yīng)力變化幅度大、抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷變化幅度大、沖程損失大、斷脫故障率高和泵漏失量大的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種柱塞泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及抽油泵【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種柱塞泵。
【背景技術(shù)】
[0002]目前常見(jiàn)的柱塞泵的結(jié)構(gòu)主要由泵筒、空心柱塞和閥三部分組成。其工作過(guò)程是:柱塞在泵筒內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在柱塞上行時(shí)，游動(dòng)閥受油管液柱壓力作用關(guān)閉，柱塞上行使泵腔內(nèi)壓力降低，固定閥在油套環(huán)空液柱壓力下開(kāi)啟，井液吸入泵筒內(nèi)同時(shí)排液出井；在柱塞下行時(shí)，壓縮進(jìn)入泵腔內(nèi)的液體，使固定閥被關(guān)閉，游動(dòng)閥被頂開(kāi)，泵腔內(nèi)的液體通過(guò)空心柱塞被置換到游動(dòng)閥上部并進(jìn)入油管，等待下次工作循環(huán)。
[0003]現(xiàn)有的柱塞泵在工作過(guò)程中存在以下弊端:
一是:上下行載荷變化大。普通柱塞泵在工作過(guò)程中的載荷變化是:當(dāng)柱塞上行程時(shí)，懸點(diǎn)處的載荷等于抽油桿柱重+液柱重+動(dòng)載荷；當(dāng)柱塞下行程時(shí)，懸點(diǎn)處的載荷等于抽油桿在液體中的重量+動(dòng)載荷。以38mm的泵，泵深2000m為例，其上行程的總載荷一般為8和左右，而下行程載荷一般僅有4t左右，載荷變化幅度為100%。
[0004]二是:大載荷導(dǎo)致柱塞有效沖程下降，光桿沖程損失大?，F(xiàn)有的柱塞泵由于上下行程載荷差異較大，造成油管、抽油桿彈性變化大，導(dǎo)致沖程損失大。如在泵徑38mm，泵深2000m時(shí)，示功圖測(cè)試結(jié)果可顯出沖程損失達(dá)0.8m，嚴(yán)重影響柱塞泵的抽吸效率。
[0005]三是:大幅度的載荷變化引起桿管的交變傷害大，桿管壽命縮短。由于柱塞泵以往復(fù)運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)的抽吸工作過(guò)程，其抽油桿、管柱承受著交變載荷的沖擊。以沖次為6n/min計(jì)算，每天抽油桿和油管受到交變載荷的沖擊有8640次，所以大幅度的交變應(yīng)力易造成抽油桿管柱疲勞破壞，產(chǎn)生斷脫等事故。
[0006]四是:泵深愈大，普通柱塞泵的膨脹效應(yīng)愈大。柱塞泵工作筒內(nèi)腔承受著液柱壓力，此壓力越大，柱塞泵工作腔泵筒產(chǎn)生鼓脹效應(yīng)越明顯。鼓脹現(xiàn)象的發(fā)生就會(huì)降低柱塞泵的密封級(jí)別，增加柱塞與泵筒間隙的漏失量，影響泵效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供了一種柱塞泵，通過(guò)其結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，從而解決了現(xiàn)有柱塞泵上下行程載荷不均、使用壽命短和抽吸效率低的缺陷。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種柱塞泵，包括泵筒、柱塞和閥，其特征在于:所述的泵筒外側(cè)設(shè)有環(huán)形外筒，泵筒的上接頭與外筒之間設(shè)有橋接過(guò)液孔，在泵筒的下部設(shè)有排油閥，通過(guò)排油閥實(shí)現(xiàn)泵筒和外筒的連通，在外筒的下部設(shè)有進(jìn)液閥，通過(guò)進(jìn)液閥實(shí)現(xiàn)外筒與進(jìn)液口的連通，所述的排油閥與進(jìn)液閥之間設(shè)有集液腔，進(jìn)液閥的上側(cè)設(shè)有凡爾罩，泵筒與外筒之間的距離小于排油閥浮球的直徑。本發(fā)明所述的柱塞為實(shí)心柱塞。
[0009]本發(fā)明的工作原理為:當(dāng)柱塞上行時(shí)，油管內(nèi)液體被柱塞排出，并依靠排出液柱壓力作用關(guān)閉排油閥，同時(shí)因?yàn)橹闲校猛矁?nèi)壓力降低，進(jìn)液閥在套管液柱壓力作用下被開(kāi)啟，吸液入泵；當(dāng)柱塞下行時(shí)，進(jìn)入泵腔內(nèi)流體被擠壓后壓力上升，進(jìn)液閥關(guān)閉，同時(shí)排油閥被頂開(kāi)，泵腔內(nèi)液體經(jīng)排油閥排出泵腔進(jìn)入柱塞泵泵筒與外筒構(gòu)成的環(huán)形空腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)置換液體進(jìn)入油管，此時(shí)油井不出液。通過(guò)柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成吸液-排出-擠壓-置換的全過(guò)程。
[0010]此柱塞泵的設(shè)計(jì)相對(duì)于現(xiàn)行柱塞泵的改進(jìn)主要有以下幾點(diǎn):
一是在工藝上:在原柱塞泵外增加了外筒，形成了外筒與泵筒之間的環(huán)形空腔；同時(shí)將空心柱塞改為實(shí)心柱塞，將排出閥下移；還在泵筒與外筒之間增加了橋接過(guò)液孔。
[0011]二是在工作原理上:改變以原柱塞泵的流體游動(dòng)方式。原柱塞泵液體基本是直線式的，上行排液出井，同時(shí)吸液進(jìn)泵；下行泵內(nèi)液體被置換位置，由泵筒進(jìn)行油管內(nèi)。而此柱塞泵的液體是回旋式的，上行排液出井，吸液入泵筒內(nèi)；下行擠壓泵筒內(nèi)液體回轉(zhuǎn)進(jìn)入泵筒與外筒之間的環(huán)形空腔內(nèi)，并通過(guò)橋接通道與油管內(nèi)液體成為一體，等待下個(gè)工作循環(huán)。
[0012]由該柱塞泵的設(shè)計(jì)組成與工作原理，相比于現(xiàn)有的柱塞泵其好處主要有:
一是:縮小了上下行程交變載荷的變化幅度，克服了現(xiàn)行柱塞泵載荷變化幅度大的缺
點(diǎn)，并可提高抽油機(jī)平衡率。具體如下:當(dāng)柱塞上行時(shí)，排油閥因油管液柱壓力被關(guān)閉，從而將井內(nèi)液柱重量轉(zhuǎn)移到油管懸掛器處被化解，此時(shí)抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷等于抽油桿在液體中的重量+動(dòng)載荷；當(dāng)柱塞下行時(shí)，井內(nèi)液柱重量因?yàn)檫M(jìn)液閥的關(guān)閉而將其重量轉(zhuǎn)移到了油管懸掛器上而被化解，此時(shí)抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷等于抽油桿在液體中的重量+動(dòng)載荷。由此可以看出，該泵在抽吸工作過(guò)程中的液柱質(zhì)量產(chǎn)生的載荷始終作用在油管上，整個(gè)工作過(guò)程中的交變載荷的變化僅僅是上下行程時(shí)動(dòng)載荷之間的差別，其載荷交變變化值遠(yuǎn)小于目前流行的普通柱塞泵。
[0013]二是:降低了沖程損失，可提高泵效。因其交變載荷變化小，可消除上下沖程油管、抽油桿彈性伸縮，降低沖程損失，提高泵效。
[0014]三是:降低交變載荷對(duì)抽油桿、油管的應(yīng)力傷害。因?yàn)榻蛔冚d荷差值大幅度降低其交變應(yīng)力對(duì)桿管柱造成的傷害也可削弱?？山档统橛蜅U管斷脫的機(jī)率。
[0015]四是:該泵泵筒在工作過(guò)程中內(nèi)外壓力基本平衡，與現(xiàn)行泵相比消除了泵筒在高壓下產(chǎn)生的鼓脹效應(yīng)引起的泵筒與柱塞配合間隙漏失量，提高了泵效。
[0016]之外，該柱塞泵的內(nèi)外筒環(huán)空吸排液的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)心柱塞的使用，使泵耐壓提高、漏失量減少。同時(shí)，還可以采用加長(zhǎng)柱塞，降低間隙漏失量，提高泵效。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖面說(shuō)明:1、泵筒,2、柱塞，3、拉桿，4、外筒，5、橋接過(guò)液孔，6、排油閥，7、進(jìn)液閥，
8、集液腔，9、凡爾罩。
【具體實(shí)施方式】
[0019]結(jié)合附圖詳細(xì)描述實(shí)施例。一種柱塞泵，包括泵筒1、柱塞2和拉桿3，所述的泵筒I外側(cè)設(shè)有環(huán)形外筒4，泵筒I的上接頭與外筒4之間設(shè)有橋接過(guò)液孔5，在泵筒I的下部設(shè)有排油閥6，通過(guò)排油閥6實(shí)現(xiàn)泵筒I和外筒4的連通，在外筒4的下部設(shè)有進(jìn)液閥7，通過(guò)進(jìn)液閥7實(shí)現(xiàn)外筒4與進(jìn)液口的連通，所述的排油閥6與進(jìn)液閥7之間設(shè)有集液腔8，進(jìn)液閥7的上側(cè)設(shè)有凡爾罩9，用于防止進(jìn)液閥7的浮球堵塞排油閥6排出液體，所述的泵筒I與外筒4之間的距離小于排油閥6浮球的直徑，這樣排油閥6的浮球被限制在排油閥6上部的空腔內(nèi)，排出液體的過(guò)程中不會(huì)影響液體的正常輸送，所述的柱塞2為實(shí)心柱塞，拉桿3與實(shí)心柱塞相連接。
[0020]本發(fā)明的工作原理為:當(dāng)柱塞上行時(shí)，油管內(nèi)液體被柱塞排出，并依靠排出液柱壓力作用關(guān)閉排油閥，同時(shí)因?yàn)橹闲校猛矁?nèi)壓力降低，進(jìn)液閥在套管液柱壓力作用下被開(kāi)啟，吸液入泵；當(dāng)柱塞下行時(shí)，進(jìn)入泵腔內(nèi)流體被擠壓后壓力上升，進(jìn)液閥關(guān)閉，同時(shí)排油閥被頂開(kāi)，泵腔內(nèi)液體經(jīng)排油閥排出泵腔進(jìn)入柱塞泵泵筒與外筒構(gòu)成的環(huán)形空腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)置換液體進(jìn)入油管，此時(shí)油井不出液。通過(guò)柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成吸液-排出-擠壓-置換的全過(guò)程。
【權(quán)利要求】
1.一種柱塞泵，包括泵筒、柱塞和閥，其特征在于:所述的泵筒外側(cè)設(shè)有環(huán)形外筒，泵筒的上接頭與外筒之間設(shè)有橋接過(guò)液孔，在泵筒的下部設(shè)有排油閥，通過(guò)排油閥實(shí)現(xiàn)泵筒和外筒的連通，在外筒的下部設(shè)有進(jìn)液閥，通過(guò)進(jìn)液閥實(shí)現(xiàn)外筒與進(jìn)液口的連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱塞泵，其特征在于:所述的排油閥與進(jìn)液閥之間設(shè)有集液腔，進(jìn)液閥的上側(cè)設(shè)有凡爾罩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱塞泵，其特征在于:所述的泵筒與外筒之間的距離小于排油閥浮球的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱塞泵，其特征在于:所述的柱塞為實(shí)心柱塞。
【文檔編號(hào)】F04B47/02GK103527458SQ201310509387
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】張四海, 王永平, 馬平, 董斌 申請(qǐng)人:北京創(chuàng)世博鴻科技發(fā)展有限公司