专利名称：煤层气井专用柱塞泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤层气开采工艺技术领域，特别涉及一种井下排水采气泵，是一种煤层气井专用柱塞栗。
背景技术：
近年来，一种新兴的清洁型能源一煤层气逐渐受到人们的重视，因而煤层气的勘探开发也日益发展起来，从煤层气钻井到煤层气的开采国家都投入了大量的人力、物力、财力。但是不管是钻井还是排采，大部分技术和工艺还是基于油田开发的成果。目前，现场采用的绝大多数煤层气井排水降压系统就是将油井中的抽油系统引用过来的，包括抽油杆、抽油泵、油管以及其它工具和设备均由油田引用过来。在煤层气井中采用油田开采设备和技术，大部分技术可以直接引用，不用加以改造。但不是所有技术都能够照搬的，煤层气井具有自己的特点。通过几年的现场实践，发现由于煤层气井生产过程中煤粉的产出，导致在油井中具有良好使用性能的柱塞泵在煤层气井中使用时频频出现固定阀、游动阀被沉积在阀内的煤粉卡死等故障，这些故障都说明了现有的抽油泵和开采工艺管柱并不适合煤层气井的排水降压采气。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种煤层气井专用柱塞泵，能实现煤层气抽油机排水降压采气，防止进入泵内的细小颗粒煤粉沉积在固定阀、游动阀内产生故障，增加整个抽油机排水降压采气系统稳定性和可靠性，减少作业次数。本实用新型采用的技术方案是煤层气井专用柱塞泵，主要由杆柱变扣接头、游动阀罩、管柱变扣接头、游动阀球、游动阀座、游动阀接头、泵筒扶正、泵筒、上外筒、柱塞、泵筒密封圈、外筒接头密封圈、外筒接头、下外筒、柱塞导向头、固定阀罩、固定阀球、固定阀座、固定阀座密封圈、固定阀加长管、下导向接头、下外筒密封圈组成。其特征在于杆柱变扣接头上端有内螺纹，能连接在油杆柱的下端。杆柱变扣接头的下端有外螺纹，在杆柱变扣接头的下端螺纹连接游动阀罩；游动阀罩为圆筒形，在游动阀罩的壁上均布有轴向出水孔，游动阀罩内设置有游动阀球和游动阀座，游动阀球在游动阀座的上部，游动阀座和游动阀球固定在游动阀罩内组成游动阀组件；游动阀座的上端面与出水孔的下端面在同一水平面，煤粉不能沉积在游动阀罩内。游动阀罩的下端有内螺纹，游动阀罩的下端连接游动阀接头，游动阀接头有中心孔，游动阀接头的下端螺纹连接柱塞，柱塞有中心孔，柱塞的下端连接柱塞导向头。油杆柱在抽油机的带动下往复运动，带动杆柱变扣接头、游动阀罩、游动阀球、游动阀座、游动阀接头、柱塞和柱塞导向头上下往复运动。管柱变扣接头上端有内螺纹，能连接在油管的下端。管柱变扣接头的下端有外螺纹，在管柱变扣接头的下端螺纹连接上外筒；上外筒的下端有内螺纹，上外筒的下端螺纹连接外筒接头的上端，上外筒与外筒接头之间有外筒接头密封圈；外筒接头的下端有外螺纹，外筒接头的下端螺纹连接下外筒；外筒接头有中心孔，柱塞穿过外筒接头的中心孔；外筒接头的上端有内螺纹，在外筒接头的上端螺纹连接有泵筒，外筒接头与泵筒之间有泵筒密封圈；柱塞在泵筒内，柱塞外壁与泵筒内壁之间滑动配合；泵筒上端有外螺纹，泵筒的上端螺纹连接有泵筒扶正，泵筒扶正为圆环形，泵筒扶正有轴向通孔；外筒接头将整个柱塞泵分成了上下两个部分，从游动阀组件进入到油管内的细小颗粒煤粉在下降过程中就会通过泵筒扶正上的轴向通孔沉积在上外筒、泵筒和外筒接头所组成在的环形空间内。下外筒的下端有内螺纹，在下外筒的下端螺纹连接下导向接头，下导向接头与下外筒之间有下外筒密封圈；下导向接头有中心孔，下导向接头中心孔的上端有内螺纹，固定阀加长管的下端螺纹连接在下导向接头中心孔的上端；固定阀加长管的上端螺纹连接有固定阀罩，固定阀罩壁上有轴向孔；在固定阀加长管与固定阀罩之间有固定阀座密封圈；固定阀罩内固定有固定阀座，在固定阀座的上部有固定阀球。固定阀罩、固定阀球、固定阀座、固定阀座密封圈组成固定阀组件，固定阀组件提升一定高度，使从固 定阀组件进入泵筒内部的细小煤粉颗粒不能沉积在固定阀座上，进入泵筒内的煤粉沉积在下外筒和固定阀加长管、下导向接头之间的环形空间内。游动阀罩的外径(42mm)比泵筒内径(38mm)大4mm，在抽油杆柱上下往复运行过程中，游动阀罩不能进入泵筒内。本实用新型的有益效果本实用新型煤层气井专用柱塞泵，消除或降低了煤层气井生产过程中产出的煤粉对整个排水采气系统的影响，底部的沉砂筒使从煤层中产出的较大颗粒的煤粉直接沉积在沉砂筒内，在检泵时，沉砂筒以及沉在里面的煤粉随管柱一同起到地面，不仅清理了生产过程中产出的煤粉，并且省去了后续的捞煤粉作业，使检泵和捞煤粉合二为一。节约了作业时间和降低了作业成本，提高了综合经济效益。特殊结构的柱塞泵彻底打破了普通抽油泵的结构，采用了高固定阀和柱塞的特殊结构设计，使进入泵内的细小颗粒煤粉不能沉积在固定阀和游动阀上，避免了由于固定阀或游动阀被沉积在上面的煤粉卡死而导致的系统失效，延长了泵正常工作的时间，增加了煤层气产量。
图1a是本实用新型煤层气井专用柱塞泵上半部分剖面示意图，图1b是煤层气井专用柱塞泵下半部分剖面示意图。图中，21-杆柱变扣接头、22-游动阀罩、23-管柱变扣接头、24-游动阀球、25-游动阀座、26-游动阀接头、27-泵筒扶正、28-泵筒、29-上外筒、30-柱塞、31-泵筒密封圈、32-外筒接头密封圈、33-外筒接头、34-下外筒、35-柱塞导向头、36-固定阀罩、37-固定阀球、38-固定阀座、39-固定阀座密封圈、40-固定阀加长管、41-下导向接头、42-下外筒密封圈。
具体实施方式
实施例1 :以一个在套管内径为124mm油井中使用的煤层气井专用柱塞泵为例，对本实用新型作进一步详细说明。油井中使用的煤层气井专用柱塞泵的长度为6m，最大外径为 11Ommη本实用新型煤层气井专用柱塞泵，主要由杆柱变扣接头21、游动阀罩22、管柱变扣接头23、游动阀球24、游动阀座25、游动阀接头26、泵筒扶正27、泵筒28、上外筒29、柱塞30、泵筒密封圈31、外筒接头密封圈32、外筒接头33、下外筒34、柱塞导向头35、固定阀罩36、固定阀球37、固定阀座38、固定阀座密封圈39、固定阀加长管40、下导向接头41和下外筒密封圈42组成。参阅图la。杆柱变扣接头21上端有内螺纹。杆柱变扣接头21的下端有外螺纹，在杆柱变扣接头21的下端螺纹连接游动阀罩22。游动阀罩22为圆筒形，动阀罩22的外径为42mm。在游动阀罩22的壁上均布有三个轴向出水孔，游动阀罩22内设置有游动阀球24和游动阀座25，游动阀球24在游动阀座25的上部，游动阀座25和游动阀球24固定在游动阀罩22内组成游动阀组件。游动阀座25的上端面与出水孔的下端面在同一水平面。游动阀罩22的下端有内螺纹，游动阀罩22的下端连接游动阀接头26，游动阀接头26的外径为42mm，游动阀接头26有中心孔，游动阀接头26的下端螺纹连接柱塞30，柱塞30的外径38mm，柱塞30有中心孔，柱塞30的下端连接柱塞导向头35。管柱变扣接头23最大外径为110mm。管柱变扣接头23上端有内螺纹。管柱变扣接头23的下端有外螺纹，在管柱变扣接头23的下端螺纹连接上外筒29，上外筒29外径为110mm。上外筒29的下端有内螺纹，上外筒29的下端螺纹连接外筒接头33的上端，上外筒29与外筒接头33之间有外筒接头密封圈32。外筒接头33最大外径为110mm，外筒接头33的下端有外螺纹，外筒接头33的下端螺纹连接下外筒34，下外筒34外径为110mm。外筒接头33有中心孔，柱塞30穿过外筒接头33的中心孔。外筒接头33的上端有内螺纹，在外筒接头33的上端螺纹连接有泵筒28，泵筒28的内径38mm，外径52mm。游动阀罩22的外径比泵筒28内径大4mm。外筒接头33与泵筒28之间有泵筒密封圈31。柱塞30在泵筒28内，柱塞30外壁与泵筒28内壁之间滑动配合。泵筒28上端有外螺纹，泵筒28的上端螺纹连接有泵筒扶正27，泵筒扶正27为圆环形，泵筒扶正27的内径为52mm，泵筒扶正27可以套在泵筒28的外面，泵筒扶正27的外螺纹为M95mm。泵筒扶正27均布有12个直径为IOmm的轴向通孔。这些轴向孔能使煤粉通过，进入沉砂管柱。外筒接头33将泵筒分成上下都有环形沉砂空间的两个部分，可以防止生产过程中煤粉对固定阀系统和游动阀系统的影响。参阅图lb。下外筒34的下端有内螺纹，在下外筒34的下端螺纹连接下导向接头41，下导向接头41与下外筒34之间有下外筒密封圈42。下导向接头41有中心孔，下导向接头41中心孔的上端有内螺纹，固定阀加长管40 (长度500mm)的下端螺纹连接在下导向接头41中心孔的上端。固定阀加长管40的上端螺纹连接有固定阀罩36，固定阀罩36壁上有轴向孔。在固定阀加长管40与固定阀罩36之间有固定阀座密封圈39。固定阀罩36内固定有固定阀座38，在固定阀座38的上部有固定阀球37。固定阀罩36、固定阀球37、固定阀座38、固定阀座密封圈39组成固定阀组件。从固定阀进入泵内的细小煤粉颗粒在本身重力的作用下沉积在固定阀加长管40与下外筒34之间的环形空间内，从而避免了煤粉沉积在固定阀组件上导致固定阀球37被卡死而产生的系统失效。
权利要求1.一种煤层气井专用柱塞泵，主要由杆柱变扣接头(21)、游动阀罩(22)、管柱变扣接头(23)、游动阀球(24)、游动阀座(25)、游动阀接头(26)、泵筒扶正(27)、泵筒(28)、上外筒(29)、柱塞(30)、泵筒密封圈(31)、外筒接头密封圈(32)、外筒接头(33)、下外筒(34)、柱塞导向头(35)、固定阀罩(36)、固定阀球(37)、固定阀座(38)、固定阀座密封圈(39)、固定阀加长管(40)、下导向接头(41)和下外筒密封圈(42)组成；其特征在于 杆柱变扣接头(21)上端有内螺纹；杆柱变扣接头(21)的下端有外螺纹，在杆柱变扣接头(21)的下端螺纹连接游动阀罩(22);游动阀罩(22)为圆筒形，在游动阀罩(22)的壁上均布有轴向出水孔，游动阀罩(22)内设置有游动阀球(24)和游动阀座(25)，游动阀球(24)在游动阀座(25)的上部，游动阀座(25)和游动阀球(24)固定在游动阀罩(22)内组成游动阀组件；游动阀座(25)的上端面与出水孔的下端面在同一水平面；游动阀罩(22)的下端有内螺纹，游动阀罩(22)的下端连接游动阀接头(26)，游动阀接头(26)有中心孔，游动阀接头(26)的下端螺纹连接柱塞(30)，柱塞(30)有中心孔，柱塞(30)的下端连接柱塞导向头(35)； 管柱变扣接头(23)上端有内螺纹；管柱变扣接头(23)的下端有外螺纹，在管柱变扣接头(23)的下端螺纹连接上外筒(29);上外筒(29)的下端有内螺纹，上外筒(29)的下端螺纹连接外筒接头(33)的上端，上外筒(29)与外筒接头(33)之间有外筒接头密封圈(32);外筒接头(33)的下端有外螺纹，外筒接头(33)的下端螺纹连接下外筒(34);外筒接头(33)有中心孔，柱塞(30)穿过外筒接头(33)的中心孔；外筒接头(33)的上端有内螺纹，在外筒接头(33)的上端螺纹连接有泵筒(28)，外筒接头(33)与泵筒(28)之间有泵筒密封圈(31);柱塞(30)在泵筒(28)内，柱塞(30)外壁与泵筒(28)内壁之间滑动配合；泵筒(28)上端有外螺纹，泵筒(28)的上端螺纹连接有泵筒扶正(27)，泵筒扶正(27)为圆环形，泵筒扶正(27)有轴向通孔； 下外筒(34)的下端有内螺纹，在下外筒(34)的下端螺纹连接下导向接头(41)，下导向接头(41)与下外筒(34)之间有下外筒密封圈(42);下导向接头(41)有中心孔，下导向接头(41)中心孔的上端有内螺纹，固定阀加长管(40)的下端螺纹连接在下导向接头(41)中心孔的上端；固定阀加长管(40)的上端螺纹连接有固定阀罩(36)，固定阀罩(36)壁上有轴向孔；在固定阀加长管(40)与固定阀罩(36)之间有固定阀座密封圈(39);固定阀罩(36)内固定有固定阀座(38)，在固定阀座(38)的上部有固定阀球(37);固定阀罩(36)、固定阀球(37)、固定阀座(38)、固定阀座密封圈(39)组成固定阀组件。
2.根据权利要求1所述的煤层气井专用柱塞泵，其特征是游动阀罩(22)的外径比泵筒(28)内径大4_。
专利摘要煤层气井专用柱塞泵，应用于煤层气井下排水采气。特征在杆柱变扣接头的下端连接游动阀罩；游动阀罩内设置有游动阀球和游动阀座；游动阀座的上端面与出水孔的下端面在同一水平面；游动阀罩的下端连接游动阀接头、柱塞和柱塞导向头；管柱变扣接头的下端连接上外筒、外筒接头和下外筒；下外筒的下端螺纹连接下导向接头，固定阀加长管的下端螺纹连接在下导向接头中心孔的上端；固定阀加长管的上端螺纹连接固定阀罩；固定阀罩内有固定阀座和固定阀球。效果是高固定阀和长柱塞设计，进入泵内的细小颗粒煤粉不能沉积在固定阀和游动阀上，避免固定阀或游动阀被沉积在上面的煤粉卡死，延长泵正常工作时间，增加了煤层气产量。
文档编号F04B47/00GK202833058SQ20122035115
公开日2013年3月27日 申请日期2012年7月19日 优先权日2012年7月19日
发明者段宝玉, 崔金榜, 郝丽 申请人:中国石油天然气股份有限公司