连续双向举升抽油泵的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种连续双向举升抽油泵，其特征在于包括内腔和外腔，使抽油泵形成位于内腔的内部空间以及位于内腔与外腔之间的隔层空间；内腔顶部设有顶部密封，内腔内设有将内部空间分为上部空间和下部空间的活塞，抽油杆穿过顶部密封与活塞连接；内腔和外腔的底部设有端盖，端盖设有通向下部空间的下泵体进油阀，内腔侧壁下方设有通向隔层空间的下泵体出油阀，内腔侧壁上方设有通向隔层空间的上泵体出油阀，外腔侧壁上方设有通向上部空间的上泵体进油阀；下泵体进油阀、下泵体出油阀、上泵体出油阀、上泵体进油阀均为单向阀。本发明可实现上冲程与下冲程中均抽油，提高工作效率。
【专利说明】
连续双向举升抽油泵
技术领域
[0001]本发明涉及石油机械开采技术领域，特别涉及一种油田采油用的抽油栗。
【背景技术】
[0002]抽油栗应用于石油行业，是将石油由地下举升到地面的一种机械设备，其占总机械采油的90%以上。油田目前使用的机械常规柱塞往复采油栗，只能在地面机械通过抽油杆等机械作用实现抽油，但抽油上下冲程为间歇性单向举升出油，不能实现活塞往复运行时连续举升出油，地面机械及地下抽油栗的效率低于50%，造成能源浪费。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题在于提供一种在上冲程和下冲程中都能够抽油的连续双向举升抽油栗，提高工作效率。
[0004]为解决上述问题，本发明的连续双向举升抽油栗包括内腔和外腔，使抽油栗形成位于内腔的内部空间以及位于内腔与外腔之间的隔层空间；内腔顶部设有顶部密封，内腔内设有将内部空间分为上部空间和下部空间的活塞，抽油杆穿过顶部密封与活塞连接；内腔和外腔的底部设有端盖，端盖设有通向下部空间的下栗体进油阀，内腔侧壁下方设有通向隔层空间的下栗体出油阀，内腔侧壁上方设有通向隔层空间的上栗体出油阀，外腔侧壁上方设有通向上部空间的上栗体进油阀；下栗体进油阀、下栗体出油阀、上栗体出油阀、上栗体进油阀均为单向阀。
[0005]优选地，上述连续双向举升抽油栗中内腔外壁与外腔内壁之间以网板连接。
[0006]优选地，上述连续双向举升抽油栗中内腔内壁在位于上栗体出油阀和上栗体进油阀的下方设有上栗体行程控制装置；内腔内壁在位于下栗体出油阀、下栗体进油阀的上方设有下栗体行程控制装置;上栗体行程控制装置、下栗体行程控制装置与带动抽油杆的动力设备连接。
[0007]优选地，上述连续双向举升抽油栗中下栗体进油阀包括多个阀门，阀门底部通过铰链铰接于内腔的内壁，多个阀门闭合形成圆锥形，端盖在圆锥形底部的位置镂空，阀门之间以及阀门与内腔之间密封。
[0008]优选地，上述连续双向举升抽油栗中阀门的周围有优弧形凹槽，凹槽内设有内部空心的密封条。
[0009]优选地，上述连续双向举升抽油栗中内腔的内壁底部设有紊流器，使自上而下的油与紊流器接触后转化为横向和/或螺旋运动。
[0010]优选地，上述连续双向举升抽油栗中紊流器设于阀门开启时在内腔上的投影位置处。
[0011]优选地，上述连续双向举升抽油栗中抽油杆的制作材料和重量份数为Al3?5份、Cr 2?6份、Zn 0.5份、Mg 7?10份、Cu 1.8?2.3份、Ni 3?6份、Zr 7?9份、Ti 12?15份。
[0012]本发明的连续双向举升抽油栗在上冲程时，下栗体进油阀打开，外部的油自下栗体进油阀进入内腔的下部空间，上部空间的油通过上栗体出油阀进入隔层空间，隔层空间中油量增多，通过油管排出；下冲程时，下栗体进油阀关闭，外部的油通过上栗体进油阀进入内腔的上部空间，下部空间的油通过下栗体出油阀进入隔层空间，隔层空间中油量增多，通过油管排出，实现连续双向举升。经验证，本发明的连续双向举升抽油栗提升能力强，其在管道中的安装位置可以高于油面，身在在高于地表的高度仍然可以有效工作。
【附图说明】
[0013]图1是本发明第一实施例的连续双向举升抽油栗的示意图。
[0014]图2是本发明第四实施例中连续双向举升抽油栗的下栗体进油阀的示意图。
【具体实施方式】
[0015]下文参照附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0016]如图1所示，本发明连续双向举升抽油栗的第一实施例包括内腔I和外腔2，内腔设于外腔内部，使抽油栗形成内腔I的内部空间Al以及内腔与外腔之间的隔层空间A2，外腔2顶部与油管连接；
[0017]内腔顶部设有顶部密封，内腔I内设有活塞4，活塞4将内部空间Al分为上部空间和下部空间两部分，抽油杆9穿过顶部密封与活塞4连接，抽油杆9与顶部密封之间密封；
[0018]内腔和外腔的底部设有端盖3，端盖3位于内腔底部的位置设有下栗体进油阀5，即端盖3设有通向内腔的下部空间的下栗体进油阀5，使油从外部通过下栗体进油阀5进入内腔的下部空间；
[0019]端盖上设有容纳内腔壁与外腔壁的环形槽，环形槽内设有密封垫，密封垫的下沉部进入环形槽，密封垫的顶部设有包边以包裹环形槽的槽壁，槽壁外侧设有截面成竖着的梯形的梯形槽，包边设有相应的梯形凸起，梯形凸起嵌入梯形槽内；环形槽槽底处两侧的槽壁分别设有直角三角形凸起，直角三角形凸起与槽底之间的空间形成等腰梯形，密封垫下沉部的底部设有梯形安装部，梯形安装部嵌入等腰梯形内；环形槽内壁设有围绕环形槽且截面成弧形的定位槽，密封垫下沉部的侧面设有相应的弧形凸起，弧形凸起高度高于定位槽深度，弧形凸起嵌入定位槽内；通过梯形凸起、梯形安装部、弧形凸起使密封垫与内腔、夕卜腔的侧壁之间的连接牢固密封，防止因装配过程中旋转等原因导致发生错位生成缝隙等引起泄露;而且弧形凸起高度高于定位槽深度，使弧形凸起形成密封箍，增强密封效果；
[0020]内腔I侧壁下方设有通向隔层空间A2的下栗体出油阀6，使油可从内腔的下部空间进入隔层空间；内腔I侧壁上方设有通向隔层空间A2的上栗体出油阀7，使油可从内腔的上部空间进入隔层空间；外腔2侧壁上方设有通向内腔I上部的上栗体进油阀8，使油可从抽油栗外部直接进入内腔的上部空间；
[0021]下栗体进油阀5、下栗体出油阀6、上栗体出油阀7、上栗体进油阀8均为单向阀。
[0022]使用时将连续双向举升抽油栗的外腔与油管连接后放入井中，外腔外部为油所包围。上冲程即活塞4向上运动时，下栗体进油阀5打开，外部的油自下栗体进油阀5进入内腔I的下部空间，上部空间的油通过上栗体出油阀7进入隔层空间A2，隔层空间A2中油量增多，通过油管排出；
[0023]下冲程即活塞4向下运动时，下栗体进油阀5关闭，外部的油通过上栗体进油阀8进入内腔的上部空间，下部空间的油通过下栗体出油阀6进入隔层空间A2，隔层空间A2中油量增多，通过油管排出。上冲程或下冲程中活塞上部与下部均有油，压差小，抽油栗的可靠性尚O
[0024]本实施例一次往复冲程可完成两次汲油和排油的过程，相对于常规往复采油栗提高了产油量。
[0025]本发明的第二实施例中，内腔侧壁与外腔内壁之间以网板连接，增强内腔与外腔之间的稳固性，且网板上的网孔不影响油的流动。
[0026]本发明的第三实施例中，内腔内壁在位于上栗体出油阀和上栗体进油阀的下方设有上栗体行程控制装置，内腔内壁在位于下栗体出油阀、下栗体进油阀的上方设有下栗体行程控制装置，行程控制装置与带动抽油杆的动力设备连接，当活塞与行程控制装置接触后就强制动力设备转换行程，防止活塞继续运动与油阀发生碰撞损坏油阀。本实施例中行程控制装置使用行程开关。
[0027]在本发明的第四实施例中，如图2所示，下栗体进油阀5包括三个阀门51，阀门51底部通过铰链52铰接于内腔I的内壁，三个阀门51闭合后形成圆锥形，端盖3在圆锥形底部的位置镂空，阀门51之间以及阀门51与内腔I之间密封，阀门51上下两侧设有支撑肋，以防止阀门在油压的作用下变形。上冲程时，在油的冲击下阀门51绕铰链52旋转，三个阀门51形成的圆锥形打开，油通过下栗体进油阀5进入内腔I内部;下冲程时，在油的冲击下阀门51绕铰链52反方向旋转，三个阀门51形成的圆锥形关闭，油不能从下栗体进油阀5通过。阀门数量根据需要可以设为多个。下栗体进油阀5采用这种结构，使进油孔变大，进油量增加，提高的抽油栗的工作效率。铰链52设有限位装置，将阀门51的旋转范围限定，使栗体进油阀5能够快速的开启与关闭。
[0028]其中，阀门51的周围有优弧形凹槽，凹槽内设有内部空心的密封条，这样的密封条在于其它物体接触时弹性更强，能够有效补偿可能存在的空隙，因此能够增加密封效果，优弧形凹槽能将密封条牢固固定于凹槽内，防止多次使用时密封条掉落。
[0029]内腔I的内壁底部设有紊流器53，紊流器53位置与阀门51持平或低于阀门，使自上而下的油与紊流器接触后转化为横向和/或螺旋运动，横向油流冲击阀门51，增强阀门51对下行油流的响应速度，缩短下冲程时下栗体进油阀5关闭所需时间，减少油的流出，提高工作效率；同时，油流向下以螺旋运动，延长油流在内腔底部的运动时间，使下栗体进油阀5关闭前流出的油量进一步减少，进一步提高工作效率。紊流器53具体结构不受限制，满足上述功能即可，本实施例中紊流器53在内腔I内壁突出并以螺旋方式自上而下盘旋，紊流器53顶面与内腔的内壁垂直，紊流器53底面与内腔的内壁平滑过渡，使油自上而下流动时发生紊流，减少油自下而上流动时受到的影响。紊流器53可只设于阀门51开启时在内腔上的投影位置处，而两阀门的投影位置的空隙内不设置紊流器，这样使紊流器对油流上行的影响减小;紊流器还能支撑阀门，防止阀门贴合到内腔的内壁导致无法关闭。
[0030]本发明的第五实施例中，外腔2的端盖上设有泄压阀，泄压阀位于隔层空间的下方。当内部压力过大时泄压阀开启，泄压后自动关闭，保证抽油栗的安全性。将泄压阀设于抽油栗底部，防止将抽油栗安装于油井中时与管道发生碰撞造成损坏。
[0031]本发明的第六实施例中，活塞顶面设有压力传感器，抽油杆中空以容纳压力传感器的线路，压力传感器与监测装置连接时刻监控抽油栗的工作状况。
[0032]本发明的第七实施例中，外腔侧壁设有与隔层空间连通的液压伸缩杆，液压伸缩杆利用隔层空间的油压伸长。安装抽油栗时液压伸缩杆处于收缩状态，抽油栗就位后在油压作用下液压伸缩杆伸长支撑在油井管道中，防止油栗在运行过程中在抽油杆的作用下晃动，导致因变形或磨损引起寿命缩短。
[0033]本发明的连续双向举升抽油栗连续运行，上冲程与下冲程均向上输送油，导致抽油栗一直承受较高压力，抽油杆在长期工作中会发生变形，因此对抽油杆的材料提出很高要求，本发明的第八实施例中抽油杆利用一种合金制成，所述合金的制作材料以及重量份分别为:Al 3?5份、Cr 2?6份、Zn 0.5份、Mg 7?10份、Cu 1.8?2.3份、Ni 3?6份、Zr 7?9份、Ti 12?15份。以所述合金制成的抽油杆强度高，不易变形。
[0034]上面结合附图对本发明优选的【具体实施方式】和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种连续双向举升抽油栗，其特征在于，包括内腔和外腔，使抽油栗形成位于内腔的内部空间以及位于内腔与外腔之间的隔层空间； 内腔顶部设有顶部密封，内腔内设有将内部空间分为上部空间和下部空间的活塞，抽油杆穿过顶部密封与活塞连接； 内腔和外腔的底部设有端盖，端盖设有通向下部空间的下栗体进油阀，内腔侧壁下方设有通向隔层空间的下栗体出油阀，内腔侧壁上方设有通向隔层空间的上栗体出油阀，夕卜腔侧壁上方设有通向上部空间的上栗体进油阀； 下栗体进油阀、下栗体出油阀、上栗体出油阀、上栗体进油阀均为单向阀。2.根据权利要求1所述的连续双向举升抽油栗，其特征在于: 内腔外壁与外腔内壁之间以网板连接。3.根据权利要求1所述的连续双向举升抽油栗，其特征在于: 内腔内壁在位于上栗体出油阀和上栗体进油阀的下方设有上栗体行程控制装置； 内腔内壁在位于下栗体出油阀、下栗体进油阀的上方设有下栗体行程控制装置； 上栗体行程控制装置、下栗体行程控制装置与带动抽油杆的动力设备连接。4.根据权利要求1所述的连续双向举升抽油栗，其特征在于: 端盖上设有容纳内腔壁与外腔壁的环形槽，环形槽内设有密封垫，密封垫的下沉部进入环形槽； 密封垫的顶部设有包边以包裹环形槽的槽壁，槽壁外侧设有截面成竖着的梯形的梯形槽，包边设有相应的梯形凸起，梯形凸起嵌入梯形槽内； 环形槽槽底处两侧的槽壁分别设有直角三角形凸起，直角三角形凸起与槽底之间的空间形成等腰梯形，密封垫下沉部的底部设有梯形安装部，梯形安装部嵌入等腰梯形内； 环形槽内壁设有围绕环形槽且截面成弧形的定位槽，密封垫下沉部的侧面设有相应的弧形凸起，弧形凸起高度高于定位槽深度，弧形凸起嵌入定位槽内。5.根据权利要求1所述的连续双向举升抽油栗，其特征在于: 端盖上设有位于隔层空间下方的泄压阀。6.根据权利要求1所述的连续双向举升抽油栗，其特征在于: 下栗体进油阀包括多个阀门，阀门底部通过铰链铰接于内腔的内壁，多个阀门闭合形成圆锥形，端盖在圆锥形底部的位置镂空，阀门之间以及阀门与内腔I之间密封。7.根据权利要求6所述的连续双向举升抽油栗，其特征在于: 阀门的周围有优弧形凹槽，凹槽内设有内部空心的密封条。8.根据权利要求6所述的连续双向举升抽油栗，其特征在于: 内腔的内壁底部设有紊流器，使自上而下的油与紊流器接触后转化为横向和/或螺旋运动。9.根据权利要求8所述的连续双向举升抽油栗，其特征在于: 紊流器设于阀门开启时在内腔上的投影位置处。10.根据以上任一权利要求所述的连续双向举升抽油栗，其特征在于抽油杆的制作材料和重量份数为Al 3?5份、Cr 2?6份、Zn 0.5份、Mg 7?10份、Cu 1.8?2.3份、Ni 3?6份、Zr 7?9份、Ti 12?15份。
【文档编号】E21B43/00GK106089663SQ201610671913
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月15日 公开号201610671913.5, CN 106089663 A, CN 106089663A, CN 201610671913, CN-A-106089663, CN106089663 A, CN106089663A, CN201610671913, CN201610671913.5
【发明人】孙旭
【申请人】孙旭