专利名称：一种抽油泵陶瓷柱塞的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田采油设备的制造技术领域，尤其指一种抽油泵的活塞即抽油泵陶瓷柱塞的制造技术。
背景技术：
抽油泵是油田采油系统中的主要设备之一，而柱塞又是抽油泵的关键部件。因此柱塞性能的好坏直接关系到抽油效率即“泵效”的高低。由于油井的地质状况相当复杂，油层中的原油粘稠度、温度、含砂量、含硫量等情况参差不一。以往在油田中大量使用的抽油泵的柱塞通常都用合金钢制作，它长时间在高温、高含砂量的环境中运行中很容易被腐蚀。柱塞与泵体内壁之间接触又很精密，那怕有一点点细微砂粒夹进中间，就很容易擦毛、磨损而使柱塞报废。虽然后来有人发明了陶瓷质的柱塞，但仍不能避免发生夹砂卡泵现象，甚至使陶瓷体碎裂而损坏报废的事故发生。抽油泵更换一次柱塞，是一件比较麻烦的事情，它必须停机后将在一、二千米深的井下工作的抽油泵及柱塞吊上地面，清理干净泵体中的杂质、泥砂，换上新的柱塞。如果泵壳内壁也被擦毛的话，那麻烦就更大了，不得不更换整台抽油泵。由此造成的油井产油量、人工、设备损失很大。因此，采油工人都希望有一种耐高温、抗腐蚀、使用寿命长的抽油泵柱塞问世。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有抽油泵的陶瓷柱塞存在易夹砂卡泵而导致碎裂的缺陷，设计一种耐高温、抗腐蚀且不易碎裂的陶瓷柱塞，从而延长柱塞和整机的使用寿命，使油井少停产，提高油田的经济效益。
本实用新型解决技术问题的技术方案是设计一种带有清砂、清垢装置的抽油泵陶瓷柱塞，使其在不停的运行中实行随时自动清砂、清垢，减少因夹砂而发生卡泵使陶瓷体碎裂的事故。
本实用新型的陶瓷柱塞的本体是一根长长的中空圆柱体，包括导砂接头、清垢套、上阀罩、上游动阀、上接头、定位套、陶瓷体、中心杆、下接头、下阀罩、下游动阀、下游动阀接头、缓冲弹簧、导向头。所述本体是一根中空的圆筒形钢管，其外面套有耐高温、抗腐蚀、耐磨的陶瓷质圆筒即陶瓷体，上端连接上游动阀，上游动阀上面还设有上阀罩。上阀罩上面是上接头及清垢套，最上端是导砂接头。本体的下端连接下游动阀及下阀罩、下接头，下面设有下井导向头和缓冲弹簧。
所述导砂接头外侧设有几条成45°角的螺旋状出油槽，可使原油呈螺旋状喷出，其流速相对增大，对泵壁有一定的冲洗作用；所述清垢套前端设计成刮刀形状，使其在向上运动时可刮除泵体内壁上的污垢；所述陶瓷体分设成至少两段以上，目的是消除内应力，防止碎裂和使车削加工容易；所述对接陶瓷体用的钢质定位套的两端面设计成凹形锥面，与陶瓷体的凸形锥面接触对接，可使定位既准确又快捷，且同心度高；所述导向头用定位螺钉固定在中心杆下端，导向头的外面套有缓冲弹簧，其目的是万一发生柱塞落井或落地事故时使冲击力减小，不会使柱塞变形或振碎陶瓷体。
本实用新型在抽油泵中使用时，由于导砂接头周围设有45°角的螺旋状出油槽，因而使出油的流速相对增大，减少原油中的泥沙在泵体内壁上的滞留；同时由于柱塞前端的清垢套设计成刮刀形状，粘附在内壁上的泥沙、污垢可被随时刮除并随原油一起从出油槽喷出，因而大大减少了夹砂卡泵现象的发生。本实用新型与现有技术相比，具有耐高温、抗腐蚀、使用寿命长等诸多优点，这对油田减少抽油机停机台时，降低运行成本，提高经济效益具有显著作用。
图1是本实用新型的结构图；图2是本实用新型的导砂接头和清垢套结构示意图；
图3是本实用新型的陶瓷体对接用定位套示意图；图4是本实用新型的缓冲结构示意图；图中各部名称及标记1.导砂接头、2.清垢套、3.上阀罩、4.上游动阀、5.上接头、6.定位套、7.陶瓷体、8.原油通道、9.紧固螺钉、10.中心杆、11.下接头、12.下阀罩、13.下游动阀、14.定位螺钉、15.下阀接头、16.缓冲弹簧、17.导向头、18.螺旋出油槽、19.刮刀口。
具体实施方式
如图1至图4所示，本实用新型的本体是一根具有一定长度的圆管状柱体，内层是钢质的中心杆10，内腔为中空的原油通道8，外层包覆有陶瓷体7，陶瓷体7的外壁与抽油泵的泵体内壁紧密配合，使抽油泵具有抽吸地下原油的功能。陶瓷体7与中心杆10的两层之间以一定间隙配合，并有紧固螺钉9固定成一体，为了减小导致管状陶瓷体7破碎的内应力，并使其车削加工方便，设计时把陶瓷体7分成至少两段以上，每段的两端都设置有钢质的定位套6。定位套6的凹形锥面与陶瓷体7的凸形锥面紧密接触，目的是在装配时使两段陶瓷体7对接定位既准确又快捷，且同心度高。所述柱塞本体的上端为导砂接头1，与抽油杆相连接，周围设有45°角的螺旋出油槽18，下面是刮刀式清垢套2，与泵体内壁精密接触，在柱塞向上运行时，清垢套2前端的刮刀口19可将粘附在泵体内壁上的泥沙、污垢刮除并随原油一起喷出。在抽油杆上下运动的带动下，柱塞在泵体内也作上下的抽油运行。其运行过程是当柱塞被抽油杆向下推动时，上游动阀4和下游动阀13被原油顶开，原油进入柱塞内腔即原油通道8，当柱塞被抽油杆带动往上运动时，上游动阀4和下游动阀13被自动关闭，原油从螺旋出油槽18喷出。当柱塞第二次向下运动时，上游动阀4和下游动阀13再一次打开，重复上述抽油过程，使地下原油源源不断地被抽吸上来。与此同时，清垢套2前端的刮刀口19随柱塞往上运动时，将泵体内壁上粘附的泥砂和污垢刮除而随原油一起从螺旋出油槽18急速喷出。
权利要求1.一种油田采油设备抽油泵陶瓷柱塞，其圆管状本体由钢质内层和陶瓷质外层覆合而成，包括中心杆(10)、导砂接头(1)、清垢套(2)、陶瓷体(7)、上游动阀(4)、下游动阀(13)、上阀罩(3)、下阀罩(12)、定位套(6)、上接头(5)、下接头(11)、定位螺钉(14)、下阀接头(15)、缓冲弹簧(16)和导向头(17)，其特征是所述的外层陶瓷体(7)至少分成三段，每段两端用钢质定位套(6)对接定位，陶瓷体(7)和中心杆(10)之间以一定间隙配合，并有紧固螺钉(9)固定成一体，中心杆(10)内腔是原油通道(8)，上端设有上游动阀(4)和上阀罩(3)，下端设有下游动阀(13)和下阀罩(12)，上游动阀(4)和下游动阀(13)通过上接头(5)和下接头(11)固定并将柱塞连成整体。
2.如权利要求1所述的一种抽油泵陶瓷柱塞，其特征是所述的导砂接头(1)设置在柱塞本体上端，与抽油机的抽油杆连接，导砂接头(1)的周围设有成45°角的螺旋出油槽(18)。
3.如权利要求1所述的一种抽油泵陶瓷柱塞，其特征是所述的清垢套(2)设在导砂接头(1)下面，前端部呈刮刀口(19)形状，并紧贴泵体内壁随柱塞作上下运行。
4.如权利要求1所述的一种抽油泵陶瓷柱塞，其特征是所述的定位套(6)设置在每段陶瓷体(7)的两端，其两端面设计成凹形锥面，与陶瓷体(7)的凸形锥面对接定位。
5.如权利要求1所述的一种抽油泵陶瓷柱塞，其特征是所述的导向头(16)设在柱塞的下端，用定位螺钉(14)将其固定在中心杆(10)的下端，其周围套有缓冲弹簧(17)。
专利摘要本实用新型公开了一种油田采油设备中的抽油泵陶瓷柱塞的制造技术。陶瓷柱塞的本体是一根具有一定长度的管状圆柱体，由钢质内层和耐磨的陶瓷质外套覆合而成。本设计有意识地把管状的陶瓷体分成至少两段以上对接，其目的是减小陶瓷体在受到外力冲击时导致其破碎的内应力，同时也为了使车削加工方便、受温度变化的影响小。每段陶瓷体两端的凸形锥面与定位套的凹形锥面对接，使定位既方便又快捷准确，柱塞的上端设有45°角的螺旋出油槽和刮刀式清垢套，使原油中的泥砂等杂质不会滞留和粘附在泵体内壁上，可减少夹砂卡泵事故的发生。该柱塞对减少抽油机停机台时，降低运行成本，提高采油效率和经济效益都具有十分显著的作用。
文档编号F04B53/14GK2789458SQ200520041800
公开日2006年6月21日 申请日期2005年5月20日 优先权日2005年5月20日
发明者闻本良, 王文明 申请人:闻本良