专利名称：抽油井分层开采防气泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及油田多层系石油分层开采技术领域。特别涉及一种防止气体影响的抽 油泵。
背景技术：
目前，多层系分采泵有分采混出及分采分出两种方式，均由两套抽油泵系统组成， 封隔器密封油套环空后，下泵抽下层，上泵抽上层，两层液体分别通过各自的通道进入泵后 排出泵筒，实现两套抽油系统对油层分别抽汲举升，避免层间干扰提高油井产量。但常规分采泵没有消除气体影响功能。如中国专利公开号201372915，提供了一 种抽油井分采泵。包括上泵组、下泵组、封隔器，上泵组、下泵组的工作筒相连接，上、下两活 塞也通过空心连杆相连接，上泵组、下泵组之间的工作筒管壁上安装有中间凡尔，下泵组下 端的工作筒外管壁上安装有封隔器。用于油井分采可明显简化分采管柱，提高分采管柱工 作的可靠性。但是，当封隔器密封油套环空后，封隔器以下油层内的气体在泵筒分离后无法 排出，随着生产时间的延长，分采泵泵筒内的气体随着柱塞上下运动，导致气体压缩、膨胀， 此部分气体形成气帽，上冲程不能使压缩腔内压力低于泵的吸入压力，固定阀打不开，发生 上冲程气锁，下冲程泵的排出压力低于油管内的液柱压力，游动阀不能打开，泵在下冲程时 也发生气锁，最终导致油井产量下降或不出液。
发明内容
本发明的目的是提供一种抽油井分层开采防气泵，上泵筒总成和下泵筒总成各 自有独立的进油通道，提高分采泵工作效率及油井产量，克服常规分采泵的气锁问题。本发明采用的技术方案是一种抽油井分层开采防气泵，主要由上泵筒总成、下泵 筒总成和柱塞总成组成，其特征在于上泵筒总成主要由上泵筒接箍、上泵筒、气筒和上泵接头组成；上泵筒接箍的下端 与上泵筒的顶端螺纹连接，气筒固定在上泵筒外壁上，气筒与上泵筒之间有环形空间，在上 泵筒壁上有气孔，气孔的位置与环形空间相对；上泵筒下端与上泵接头螺纹连接。在柱塞总 成上行程时，下部油层产生的气体能通过上泵筒壁上的气孔进入气筒与上泵筒之间的环形 空间内；在柱塞总成下行程到达下死点时，气筒与上泵筒之间环形空间内的气体通过上泵 筒壁上的气孔排出。下泵筒总成主要由外管接箍、外管、下泵筒、上固定阀、筛管和下固定阀组成。上泵 接头的下端螺纹连接外管接箍，外管接箍的下端螺纹连接外管的上端；外管的下端螺纹连 接桥式接头的上端；桥式接头的下端连接有下固定阀，下固定阀的下端连接下接头。在桥式 接头的上端并在外管内连接有一个上固定阀，上固定阀的上端螺纹连接下泵筒下端；在外 管的下端固定有筛管，桥式接头和下固定阀在筛管内。柱塞总成主要由上泵上游动阀、上柱塞、上泵下游动阀、拉杆接头、拉杆、下泵上游 动阀、下柱塞和下泵下游动阀组成；在上泵筒内有上泵上游动阀、上柱塞、上泵下游动阀、拉杆接头和拉杆； 上泵上游动阀的顶部有螺纹，上泵上游动阀能与抽油杆连接。上泵上游动阀的下 端螺纹连接上柱塞，上柱塞有中心孔；上柱塞的下端螺纹连接上泵下游动阀，上泵下游动阀 的下端螺纹连接拉杆接头，拉杆接头的下端螺纹连接有一根拉杆；拉杆穿过上泵接头和外 管接箍，拉杆的下端螺纹连接下泵上游动阀；在下泵筒内有下泵上游动阀、下柱塞和下泵下 游动阀，下柱塞的下端连接下泵下游动阀，下柱塞的上端连接下泵上游动阀。所述的桥式接头为圆柱体形，桥式接头上端有外螺纹；桥式接头上端有中心孔，桥 式接头下端有中心孔，桥式接头上端中心孔与下端有中心孔之间有隔层；在桥式接头下端 有内螺纹；桥式接头的上端有径向孔，径向孔与上端中心孔的底部联通，桥式接头的上端有 均勻分布有轴向孔，轴向孔与下端中心孔的顶部联通。为了使柱塞总成到达下死点时，泵筒内的气体能及时排出，在安装抽油井分层开 采防气泵时，将抽油杆到达下死点调整为上泵上游动阀的位置在气筒环形空间内。采油机械技术领域的技术人员，非常熟悉所述的上泵上游动阀、上泵筒、上柱塞、 上泵下游动阀、下泵筒、下泵上游动阀、下柱塞、下泵下游动阀、上固定阀和下固定阀。本发 明为了区分上下两个泵，在部件名称上略有改动，不影响本领域技术人员理解本发明的内 容。抽油井分层开采防气泵防气原理。参阅图3、图4和图5。将上泵筒总成、下泵筒 总成和柱塞总成与封隔器及其它配件按顺序下入井内；座封封隔器，密封油套环空；下入 抽油杆柱，柱塞总成进入泵筒总成内完井。在抽油机的带动下，抽油杆柱带动柱塞总成上下 往复运动，分别完成对不同地层的液体进行抽吸。下层液体通过下固定阀进入，通过桥式双 通道接头上的多个通孔进入由外管与下泵筒组成的环形通道进入上泵筒内；上层液体经过 筛管，由桥式接头侧向孔进入，经过上固定阀进入下泵筒内。上泵筒泵径及柱塞大于下泵筒泵径及柱塞，封隔器将油井两个产油地层分开后， 下部地层产出液通过下端进入上泵筒，上部地层产出液通过侧孔进入下泵筒，实现上泵抽 汲下部地层的流体、下泵抽汲上部地层的流体。当封隔器将油套环空密封后，封隔器下部油 层的气液混合物经过下固定阀、并经过外管与下泵筒组成的环形通道进入上泵腔。柱塞上 行时，由于上柱塞直径大于下柱塞直径上泵筒内压力下降、气液分离，上泵筒的一部分气体 进入气筒内储存，当柱塞下行时，泵筒下腔容积变小，压力升高，上固定阀、下固定阀关闭， 同时柱塞总成上的游动阀打开，泵筒下腔的液体进过柱塞进入油管内，当上柱塞经过上泵 筒开孔段时，气筒与油管相连，储存于气筒内的气体排入到油管内。本发明的效果本发明一种抽油井分层开采防气泵，与封隔器配套使用，上泵筒总 成和下泵筒总成各自有独立的进油通道，上下泵筒采用单个的固定阀，避免了油层之间相 互干扰，阀体运行可靠；上泵筒上的气筒，为气体的排出开辟了通道，解决了双抽油泵分层 开采的气锁问题。
图1是抽油井分层开采防气泵上半部分结构剖面示意图。图2是抽油井分层开采防气泵下半部分结构剖面示意图。图3、图4和图5是抽油井分层开采防气泵工作原理示意图。
图6是桥式接头的主视图，是图7的纵剖面示意图。图7是图6的横剖面示意图。图中1-上泵筒接箍，2-上泵上游动阀，3-上泵筒，4-上柱塞，5-上泵下游动阀， 6-拉杆接头，7-气筒，8-拉杆，9-上泵接头，10-外管接箍，11-下泵筒，12-外管，13-下泵 上游动阀，14-下柱塞，15-下泵下游动阀，16-上固定阀，17-桥式接头，18-筛管，19-下固 定阀，20-下接头。
具体实施例方式实施例1 参阅图1和图2。抽油井分层开采防气泵，主要由上泵筒总成、下泵筒总成和柱塞总成组成。上泵筒总成主要由上泵筒接箍1、上泵筒3、气筒7和上泵接头9组成。上泵筒接 箍1的下端与上泵筒3的顶端螺纹连接，气筒7两端套在上泵筒3的外壁上并焊接，气筒7 与上泵筒3之间有环形空间，在上泵筒3壁上均勻分布有气孔，孔径1. 5mm，气孔的位置与 环形空间相对，相对环形空间的上端均勻分布有六个气孔，相对环形空间的下端均勻分布 有六个气孔。上泵筒3下端与上泵接头9螺纹连接。上泵筒3的外径60mm、长440mm。气 筒7的外径108mm、长度500mm。气筒7两端内径与上泵筒3的外径相同；气筒7中间部分 的壁厚8mm，即环形空间的宽度为16mm。下泵筒总成主要由外管接箍10、外管12、下泵筒11、上固定阀16、筛管18和下固 定阀19组成。上泵接头9的下端螺纹连接外管接箍10，外管接箍10的下端螺纹连接外管 12的上端；外管12的下端螺纹连接桥式接头17的上端；桥式接头17的下端连接有下固定 阀19，下固定阀19的下端连接下接头20。在桥式接头17的上端并在外管12内连接有一 个上固定阀16，上固定阀16的上端螺纹连接下泵筒11下端；在外管12的下端固定有筛管 18，桥式接头17和下固定阀19在筛管18内。下泵筒11的外径48mm、长360mm，外管12的 外径73mm长度355mm。柱塞总成主要由上泵上游动阀2、上柱塞4、上泵下游动阀5、拉杆接头6、拉杆8、下 泵上游动阀13、下柱塞14和下泵下游动阀15组成。上柱塞4和下柱塞14均采用常规管式 泵柱塞，在上泵筒3内有上泵上游动阀2、上柱塞4、上泵下游动阀5、拉杆接头6和拉杆8 ； 上柱塞4和下柱塞14的长度均为1200mm，上柱塞4直径为44mm，下柱塞14的直径32mm ； 拉杆的直径16mm，长度2400mm。上泵上游动阀2的顶部有螺纹，上泵上游动阀2能与抽油杆连接。上泵上游动阀 2的下端螺纹连接上柱塞4，上柱塞4有中心孔；上柱塞4的下端螺纹连接上泵下游动阀5， 上泵下游动阀5的下端螺纹连接拉杆接头6，拉杆接头6的下端螺纹连接有一根拉杆8 ；拉 杆8穿过上泵接头9和外管接箍10，拉杆8的下端螺纹连接下泵上游动阀13 ；在下泵筒11 内有下泵上游动阀13、下柱塞14和下泵下游动阀15，下柱塞14的下端连接下泵下游动阀 15，下柱塞14的上端连接下泵上游动阀13。所述的桥式接头17为圆柱体形，桥式接头17上端有外螺纹；桥式接头17上端有 中心孔，桥式接头17下端有中心孔，桥式接头17上端中心孔与下端有中心孔之间有隔层； 在桥式接头17下端有内螺纹；桥式接头17的上端有两个相互对称分布的径向孔171，径向孔171的直径为25mm。径向孔171与上端中心孔的底部联通，桥式接头17的上端有均勻分 布有六个直径为5mm的轴向孔171，轴向孔171与下端中心孔的顶部联通。泵筒总成上端与油管连接下端与封隔器相连，封隔器座封，密封油套环空，同时也 将上固定阀16、下固定阀19的进油口分开；上泵上游动阀2与抽油杆螺纹连接，在地面抽 油机的带动 下，抽油杆上移时，柱塞总成在泵筒总成内上移，上泵筒下端的环形空间变大、 下泵筒下腔内容积变大，压力降低上固定阀16、下固定阀19打开，封隔器以下的油气混合 体经下固定阀19进入，由下泵筒11与外管12组成的环形空间进入上泵筒内；封隔器以上 的液体经过筛管18，由桥式接头17侧向孔进入经过上固定阀16进入下泵筒内。当柱塞总成中的上柱塞移过上泵筒开孔段时，进入上泵筒的一部分气体进入气筒 7内，储存于气筒内，当柱塞总成下移时，泵筒下腔容积变小，压力升高，上固定阀16、下固 定阀19关闭，同时柱塞总成上的游动阀打开，泵筒下腔的液体进过柱塞进入油管内，当上 柱塞经过上泵筒开孔段时，气筒7与油管相连，储存于气筒内的气体排入到油管内。
权利要求
1.一种抽油井分层开采防气泵，主要由上泵筒总成、下泵筒总成和柱塞总成组成，其特 征在于上泵筒总成主要由上泵筒接箍(1)、上泵筒(3)、气筒(7)和上泵接头(9)组成，上泵 筒接箍⑴的下端与上泵筒⑶的顶端螺纹连接，气筒(7)固定在上泵筒(3)外壁上，气筒(7)与上泵筒(3)之间有环形空间，在上泵筒(3)壁上有气孔，气孔的位置与环形空间相对； 上泵筒(3)下端与上泵接头(9)螺纹连接；下泵筒总成主要由外管接箍(10)、外管(12)、下泵筒(11)、上固定阀(16)、筛管(18) 和下固定阀(19)组成，上泵接头(9)的下端螺纹连接外管接箍(10)，外管接箍(10)的下 端螺纹连接外管(12)的上端；外管(12)的下端螺纹连接桥式接头(17)的上端；桥式接 头(17)的下端连接有下固定阀(19)，下固定阀(19)的下端连接下接头(20)；在桥式接头 (17)的上端并在外管(12)内连接有一个上固定阀(16)，上固定阀(16)的上端螺纹连接下 泵筒(11)下端；在外管(12)的下端固定有筛管(18)，桥式接头(17)和下固定阀(19)在 筛管(18)内；柱塞总成主要由上泵上游动阀(2)、上柱塞(4)、上泵下游动阀(5)、拉杆接头(6)、拉杆(8)、下泵上游动阀(13)、下柱塞(14)和下泵下游动阀(15)组成；在上泵筒(3)内有上泵上 游动阀(2)、上柱塞(4)、上泵下游动阀(5)、拉杆接头(6)和拉杆(8)；上泵上游动阀(2)的 顶部有螺纹，上泵上游动阀(2)的下端螺纹连接上柱塞(4)，上柱塞(4)有中心孔；上柱塞 (4)的下端螺纹连接上泵下游动阀(5)，上泵下游动阀(5)的下端螺纹连接拉杆接头(6)，拉 杆接头(6)的下端螺纹连接有一根拉杆⑶；拉杆⑶穿过上泵接头(9)和外管接箍(10)， 拉杆(8)的下端螺纹连接下泵上游动阀(13)；在下泵筒(11)内有下泵上游动阀(13)、下柱 塞(14)和下泵下游动阀(15)，下柱塞(14)的下端连接下泵下游动阀(15)，下柱塞(14)的 上端连接下泵上游动阀(13)。
2.根据权利要求1所述的抽油井分层开采防气泵，其特征是所述的桥式接头(17)为 圆柱体形，桥式接头(17)上端有外螺纹；桥式接头(17)上端有中心孔，桥式接头(17)下端 有中心孔，桥式接头(17)上端中心孔与下端有中心孔之间有隔层；在桥式接头(17)下端有 内螺纹；桥式接头(17)的上端有径向孔(171)，径向孔(171)与上端中心孔的底部联通，桥 式接头(17)的上端有均勻分布有轴向孔(172)，轴向孔(172)与下端中心孔的顶部联通。
3.根据权利要求1所述的抽油井分层开采防气泵，其特征是安装抽油井分层开采防 气泵时，将抽油杆到达下死点调整为上泵上游动阀(2)的位置在气筒(7)环形空间内。
全文摘要
抽油井分层开采防气泵，用于油田多层系石油分层开采。由上泵筒总成、下泵筒总成和柱塞总成组成。上泵筒接箍下端与上泵筒顶端连接，气筒固定在上泵筒外壁上，在上泵筒壁上有气孔，气孔位置与环形空间相对；上泵筒下端与上泵接头连接；外管下端连接桥式接头的上端；桥式接头下端连接有下固定阀，下固定阀下端连接下接头；在桥式接头的上端有一个上固定阀，上固定阀的上端连接下泵筒；柱塞总成在上泵筒内有上泵上游动阀，在下泵筒内有下泵上游动阀；下柱塞下端连接下泵下游动阀，下柱塞上端连接下泵上游动阀。效果是与封隔器配套使用，上泵筒总成和下泵筒总成各自有独立的进油通道，解决双抽油泵分层开采的气锁问题。
文档编号F04B47/00GK102080646SQ20111005122
公开日2011年6月1日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者吕亿明, 徐正国, 慕立俊, 曾亚勤, 李大建, 李宪文, 牛彩云, 白永忠, 黄伟 申请人:中国石油天然气股份有限公司