专利名称：聚合物驱抽油井的增产节能防断装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于油田抽油机井的井下装置。
由于聚合物驱油井产出液粘度较大，相对于水驱油井产出液流动性较差，而且在抽汲过程中其剪切力大，表现为附加的摩擦阻力及惯性载荷均较大。所以相对常规抽油机(抽油泵)，抽聚合物驱产出液则存在灌泵不足、泵效低；惯性载荷增大，抽油机能耗增加；抽油杆受力状态恶化，断脱事故发生的频率增加等问题。针对以上问题国内外都在研究解决的措施，其中1998年第1期《石油矿场机械》上发表的西安石油学院的徐建宁、彭勇、陈绪祥等的“大泵强采抽油系统井下脉动缓冲器的设计”一文中给出了一和活塞式井下脉动缓冲器的结构原理图，该装置是在气液界面间采用了动密封结构。这和结构必然存在磨损和泄漏，在井下使用寿命低，不能达到一个检泵周期要求的缺点。在《美国石油工程师》杂志SPE18779(Use of Downhole Pulsation Dampener to Eliminate theEffect of Fluid Inertia on a Rod Pump System)一文中给出了一种气囊式井下脉动缓冲器在井下工作的结构原理图。从图中可以看到其充气胶囊是等截面厚度的，由于安装处强度相对较低，所以它存在易发生先期疲劳破坏，致使寿命低的缺点。尤其是没有能将增产、节能、防断脱功能集于一身的装置。
本实用新型的目的是研制一种聚合物驱抽油井的增产节能防断装置，该装置除应具有可增产、节能、防断脱的特点外，它还应具有无磨损、无泄漏、使用寿命长的特点。
本实用新型由阻尼器、补偿器组成，阻尼器安装在泵的上部，补偿器安装在泵的下部。阻尼器和补偿器都由胶囊、旋紧螺母、防松螺钉、楔形端盖、中心油管、密封圈、充气阀组成。胶囊为非等截面结构，即胶囊的上下两端部比其它部位厚，因端部的应力比较集中，这和结构增强了它的抗疲劳破坏能力，延长了使用寿命。胶囊套在中心油管的外面上，中心管壁上横向均匀地开有通孔。在胶囊上下两端外面压紧有楔形端盖，在中心油管和楔形端盖的外端部固定有旋紧螺母，由旋紧螺母将胶囊与中心油管和端盖之间密封。在旋紧螺母上还拧有与中心油管连为一体的防松螺钉。在楔形端盖的外面套有密封圈，在楔形端盖和密封圈的外面套固有壳体，由密封圈实现胶囊与壳体之间的密封。充气阀轴向安装在下面的楔形端盖上。
本实用新型在气液界面之间实现了静止密封，进而必免了密封面在运动中而产生的泄漏和磨损，延长了装置在井下的工作时间，又由于胶囊采用了非等截面结构，即在安装固定处的厚度比其它位置厚，所以在此处不会产生先期疲劳破坏，使得胶囊整体寿命提高。由于同时采用阻尼器和补偿器，使本装置既具有节能防断脱的功能，同时又具有增产的作用。具体指标是在相同功率下可增产5～7％，在相同产量下可节能10％，抽油机系统效率提高5％以上，使聚合物驱抽油井修井周期延长一倍，装置寿命为一个正常井规定的检泵周期。
图1为本实用新型整体结构示意图，图2为本装置的安装结构示意图兼上冲程时的工作原理示意图，图3是下冲程时的工作原理示意图。
实施例本实施例由阻尼器9、补偿器10组成，阻尼器9安装在泵11的上部，补偿器10安装在泵11的下部。阻尼器9和补偿器10都由胶囊6、旋紧螺母1、防松螺钉2、楔形端盖3、中心油管4、壳体5、密封图7、充气阀8组成。胶囊6为非等截面结构，即胶囊6的上下两端部比其它部位厚。胶囊6套在中心油管4的外面，中心油管4的壁上横向均匀地开有通孔12，而且此中心油管4具有一定的弹性，在胶囊6与中心油管4的两端部之间用高强度密封胶粘接牢固，使其成为一体。在胶囊6上下两端外面压紧有楔形端盖3，在中心油管4和楔形端盖3的外部固定有旋紧螺母1，由旋紧螺母1将胶囊6与中心油管4和楔形端盖3之间密封，并连为一体，在旋紧螺母1上还拧有与中心油管4连为一体的防松螺钉2。在楔形端盖3的外面套有大压缩量的O形密封图7，在楔形端盖3和O形密封图7的外面套固有壳体5，由O形密封图7实现胶囊6与壳体5之间的密封。充气阀8轴向安装在下面的楔形端盖3上。阻尼器9的工作过程是上冲程时，游动阀13关闭，柱塞提升液柱并加速流体运动，引起一个脉动负荷，此时中心油管液体压力增高，大于胶囊6中气体的压力，气体被压缩，胶囊6收缩，部分液体占据了收缩的空间，从而将液体脉动负荷吸收；下冲程时，中心油管4中液体压力降低，胶囊6中气体膨胀，将阻尼器9中液体再挤入中心油管4并排出井口。同时阻尼器9排出的液体还可使抽油杆快速向下运动，使抽油杆保持拉伸状态，减少弯曲和偏磨。因此通过胶囊6的收缩和膨胀作用，使油管中的液体流动趋于均匀，压力波动也较低，可达到使流体的载荷平稳，改善了杆柱的承载状况，防止发生断脱，并减少了杆柱最大负荷和降低了输出扭矩，提高了系统效率，起到节能的效果。
补偿器10的工作过程是下冲程时，固定阀14关闭，其上部游动阀13打开，抽油泵开始正常吸油。在固定阀14的下部，液体在油层出油压力及沉没压力的作用下，压缩胶囊6并将一部分液体储存在补偿器10中，液体的压力等于胶囊6压缩后气体的压力；上冲程时，游动阀13关闭，提升液体到中心油管4中并排到井口，此时，固定阀14打开，在油层压力及沉没压力作用下，液体进入抽油泵。此时，由于阀开启处(吸油口处)压力低于补液器胶囊6中气体压力，因此胶囊6膨胀，将存于补偿器10内的液体迅速排入泵筒11，并使泵11吸入口处保持胶囊6中气体压力值，防止其低于气体析出压力，使溶解气分离出来。因此，能增加泵11的充满度，提高泵效，起到增产的目的。同时，由于泵筒充满，下冲程时，游动阀13打开及时，减少了对抽油杆的上顶力，使其始终保持在受拉状态，防止了抽油杆的弯曲和偏磨，从而减少抽油杆的断脱事故。
由此可知，该装置既能提高泵效、增产，又能平衡惯性载荷，降低输入功率，起到节能效果，同时还能改善抽油杆的工况，减少或防止其断脱，是一种很有前途的改善聚合物驱抽油机井的工作状况的装置。
权利要求1.聚合物驱抽油井的增产节能防断装置，它由阻尼器(9)、补偿器(10)组成，阻尼器(9)安装在泵(11)的上部，其特征在于补偿器(10)安装在泵(11)的下部。
2.根据权利要求1所述的增产节能防断装置，其特征在于阻尼器(9)和补偿器(10)都由胶囊(6)、旋紧螺母(1)、防松螺钉(2)、楔形端盖(3)、中心油管(4)、壳体(5)、密封圈(7)、充气阀(8)组成；胶囊(6)为非等截面结构，即胶囊(6)的上下两端部比其它部位厚，胶囊(6)套在中心油管(4)的外面，中心油管(4)的壁上横向均匀地开有通孔(12)，在胶囊(6)上下两端外面压紧有楔形端盖(3)，在中心油管(4)和楔形端盖(3)的外部固定有旋紧螺母(1)，由旋紧螺母(1)将胶囊(6)与中心油管(4)和楔形端盖(3)之间密封，并连为一体，在旋紧螺母(1)上还拧有与中心油管(4)连为一体的防松螺钉(2)；在楔形端盖(3)的外面套有密封圈(7)，在楔形端盖(3)和密封圈(7)的外面套固有壳体(5)，由密封圈(7)实现胶囊(6)与壳体(5)之间的密封；充气阀(8)轴向安装在下面的楔形端盖(3)上。
3.根据权利要求1、2所述的增产节能防断装置，其特征在于胶囊(6)与中心油管(4)的两端部之间用高强度密封胶粘接牢固，使其成为一体。
专利摘要聚合物驱抽油井的增产节能防断装置,它由阻尼器9、补偿器10组成,阻尼器安装在泵11的上部,补偿器安装在泵的下部。由于同时采用阻尼器和补偿器,使本装置既具有节能防断脱的功能,同时又具有增产的作用。阻尼器和补偿器在气液界面之间实现了静止密封,进而避免了密封面在运动中产生的泄漏和磨损,延长了装置在井下的工作时间。又由于胶囊采用了非等截面结构,所以在安固处不会产生先期废劳破坏,使胶囊整体寿命提高。
文档编号E21B43/22GK2357129SQ99202469
公开日2000年1月5日 申请日期1999年1月26日 优先权日1999年1月26日
发明者刘东升, 刘合, 阎英志, 袁涛, 徐国民, 邹龙庆, 常玉莲, 贾光政 申请人:大庆石油管理局第四采油厂