专利名称：一种水平防砂抽稠泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油田设备，特别涉及一种具有防砂功能，适用于水平稠油油井开采的水平防砂抽稠泵。
背景技术：
目前，油田水平稠油油井的数量不断增加，伴随着出砂现象也非常严重，常规抽稠泵用于出砂水平稠油井采油时，存在以下问题:1、砂粒不能被油流充分冲刷，容易沉积在柱塞间隙或阀罩内，造成卡泵、拉伤和阀罩流道堵塞。同时，稠油中的砂粒还加剧了柱塞、泵筒和阀座的磨损。2、受水平状态和稠油粘滞阻力的影响，游动阀球和固定阀球关闭不及时且密封不严，从而导致漏失量增加，泵效降低。3、受重力分力的影响，柱塞和泵筒偏磨严重。以上问题使得抽稠泵检泵周期缩短，采油效率降低，增加了采油成本。发明内容
本发明目的是克服现有技术的不足而提供一种能够有效减少因油井出砂造成的卡泵、拉伤和堵塞事故，消除泵筒与柱塞的偏磨，并具有机械强制启闭功能，适用于水平井和稠油开采的高效水平防砂抽稠泵。
本发明的目的是这样实现的:一种水平防砂抽稠泵，它包括泵筒组件、固定阀组件和柱塞组件，柱塞组件插入到泵筒组件和固定阀组件中，所述的泵筒组件包括泵筒接箍、上部泵筒、过桥外管和导向套；所述的固定阀组件包括固定阀和下部泵筒；所述的柱塞组件包括拉杆接箍、拉杆、上部柱塞、游动阀、拉杆接头和下部柱塞，上部柱塞上端设计了小端向内的刮砂杯，拉杆上端通过拉杆接箍与抽油杆柱连接，下端通过拉杆接头与下部柱塞串联成一体，上部柱塞套装在拉杆外部，并可沿着拉杆做上下串动，其串动范围受拉杆上端的拉杆接箍和下端的游动阀限制，固定阀组件被装入过桥外管中，在导向套的约束作用下，可在过桥管内孔中心做同轴串动，当柱塞组件在抽油杆柱的带动下做往复运动时,上部柱塞会与拉杆发生相对运动，使得游动阀发生机械开启和关闭，同时，固定阀组件也会在下部柱塞的滑动摩擦力带动下，与过桥外管发生相对运动，使得固定阀发生机械开启和关闭。
上述的固定阀组件还包括泵筒旋转器，泵筒旋转器设在固定阀上端，当固定阀组件与过桥外管发生相对运动时，泵筒旋转器会带动固定阀和下部泵筒机械转动一定的角度。
上述的上部柱塞中心通道内设计有柱塞旋转器，当拉杆与上部柱塞发生相对运动时，柱塞旋转器会带动上部柱塞机械转动一定的角度。
本发明取得了以下的技术效果: 1、在常规抽稠泵中，柱塞总成上一般设计有两个游动阀，其中上游动阀处在柱塞顶部，其阀罩外径比柱塞直径小1mm，使得阀罩和泵筒之间形成一个缝隙，当柱塞向上运动时，油液中的砂粒将被强迫挤入该缝隙中，落入柱塞和泵筒之间的砂粒磨损柱塞金属表面，造成卡泵和拉伤事故。本发明将拉杆与上部柱塞的连接部位移至柱塞内部，柱塞上端设计了小端向内的刮砂杯,柱塞上行时，油液中的砂粒和吸附在泵筒内壁上砂粒被迫向柱塞内部移动，并随着液流上升，不会进入到柱塞和泵筒之间，从而避免了卡泵和拉伤事故的发生，起到防砂的作用。同时，本发明下泵采用长柱塞短泵筒结构，砂粒无法进入泵筒间隙，而是沉积在下部泵筒外部，当固定阀打开时，被油流冲刷携带走，也起到了防砂的作用。
2、常规抽稠泵在水平稠油井中工作时，受泵体水平状态和稠油粘滞阻力的影响，游动阀球和固定阀球关闭滞后且密封不严，从而导致漏失量增加，泵效降低。本发明用机械启闭阀结构替代了球状游动阀和固定阀结构，使得阀的开启关闭不再受稠油粘滞阻力和井斜的影响，从而提高了泵效和可靠性。
3、常规抽稠泵在斜井和水平井中使用时，油液中的砂粒在重力作用下，极易沉积在阀罩一侧，造成阀球卡阻或阀罩流道堵塞。本发明采用机械启闭阀结构，取消了球阀和阀罩，增大了过流面积，减少了流阻，提高了油流的携砂能力，从而避免了阀球卡阻和流道堵塞事故的发生。同时，有利于稠油进入泵筒，增加了泵的充满系数。
4、常规抽稠泵在斜井和水平井中使用时，受重力分力的影响，柱塞和泵筒偏磨严重。本发明在上部柱塞中心通道内设计了柱塞旋转器，在固定阀组件上端设计了泵筒旋转器，在每个冲程中，柱塞旋转器会带动上部柱塞机械转动一定的角度，泵筒旋转器会带动固定阀和下部泵筒机械转动一定的角度，通过这种机械转动，使得柱塞与泵筒保持均匀磨损，消除了泵筒与柱塞的偏磨现象。
5、常规的抽稠泵工作时，由于游动阀和固定阀不能自由旋转，阀与阀座的密封凡尔线位置固定，在砂粒等杂质的作用下，密封凡尔线容易磨损和刺漏，造成阀副失效。而本发明中，固定阀会随着下部泵筒转动，游动阀座会随着上部柱塞转动，使得阀与阀座的密封凡尔线能够均匀磨损，从而延长了检泵周期，提高了生产效率。
6、在稠油出砂井中，当砂粒卡埋泵筒或者稠油杂物堵塞油管时，使用常规抽油泵由于固定阀不能开启，无法实现正洗井，本发明在工作中，只要将柱塞组件上提出泵筒组件，就可以使得油管与油套环空连通，实现正洗井作业，消除稠油杂质和砂粒，从而达到减少对地层的损害，延长检泵周期、降低生产成本之目的。同理，本发明也可实现一次管柱注气降粘开采和冲砂工艺。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示一种水平防砂抽稠泵，它包括泵筒组件、固定阀组件和柱塞组件，柱塞组件插入到泵筒组件和固定阀组件中，所述的泵筒组件包括泵筒接箍1、上部泵筒7、过桥外管11和导向套15 ;所述的固定阀组件包括固定阀13和下部泵筒14 ;所述的柱塞组件包括拉杆接箍2、拉杆5、上部柱塞6、游动阀8、拉杆接头9和下部柱塞10，上部柱塞上端设计了小端向内的刮砂杯3，拉杆上端通过拉杆接箍与抽油杆柱连接，下端通过拉杆接头与下部柱塞串联成一体，上部柱塞套装在拉杆外部，并可沿着拉杆做上下串动，其串动范围受拉杆上端的拉杆接箍和下端的游动阀限制，固定阀组件被装入过桥外管中，在导向套的约束作用下，可在过桥管内孔中心做同轴串动，当柱塞组件在抽油杆柱的带动下做往复运动时，上部柱塞会与拉杆发生相对运动，使得游动阀发生机械开启和关闭，同时，固定阀组件也会在下部柱塞的滑动摩擦力带动下，与过桥外管发生相对运动，使得固定阀发生机械开启和关闭。
所述的固定阀组件还包括泵筒旋转器12，泵筒旋转器设在固定阀上端，当固定阀组件与过桥外管发生相对运动时，泵筒旋转器会带动固定阀和下部泵筒机械转动一定的角度。所述的上部柱塞中心通道内设计有柱塞旋转器4，当拉杆与上部柱塞发生相对运动时，柱塞旋转器会带动上部柱塞机械转动一定的角度。
其工作原理是:上冲程时，抽油杆柱带动柱塞组件向上运动，上部柱塞6上端的刮砂杯3迫使油液中砂粒和吸附在泵筒内壁上砂粒向柱塞内部移动，游动阀8关闭，固定阀组件在下柱塞10摩擦力和油液沉没压力作用下向上运动，固定阀13打开，油液进入到上部泵筒7内部。此时，泵筒旋转器12与过桥外管11发生相对运动，使得泵筒旋转器12发生转动，同时带动固定阀13和下部泵筒14机械转动一定的角度。下冲程时，抽油杆柱推动柱塞组件向下运动，固定阀组件在下柱塞10摩擦力和上部泵筒7腔室内液柱压力作用下向下运动，固定阀13关闭，上部泵筒7内部压力增加，游动阀8开启，上部泵筒7内的油液经过上部柱塞6内部流道排入泵上油管中，同时也将上部柱塞6内部的砂粒携带走。此时，柱塞旋转器4与拉杆5发生相对运动，使得柱塞旋转器4发生转动，同时带动上部柱塞6机械转动一定的角度。
综上所述，本发明具有机械启闭、机械旋转和防砂功能，在水平稠油井中能有效工作，不仅能消除泵筒与柱塞的偏磨，减少因油井出砂造成的卡泵、拉伤和堵塞事故，而且还能增加泵的充满系数，实现正洗井作业，实现一次管柱注气降粘开采和冲砂工艺，可有效延长检泵周期，提高采油效率，降低采油成本。
权利要求
1.一种水平防砂抽稠泵，它包括泵筒组件、固定阀组件和柱塞组件，柱塞组件插入到泵筒组件和固定阀组件中，其特征在于:所述的泵筒组件包括泵筒接箍(I)、上部泵筒(7)、过桥外管(11)和导向套(15);所述的固定阀组件包括固定阀(13)和下部泵筒(14);所述的柱塞组件包括拉杆接箍(2 )、拉杆(5 )、上部柱塞(6 )、游动阀(8 )、拉杆接头(9 )和下部柱塞(10)，上部柱塞上端设计了小端向内的刮砂杯(3)，拉杆上端通过拉杆接箍与抽油杆柱连接，下端通过拉杆接头与下部柱塞串联成一体，上部柱塞套装在拉杆外部，并可沿着拉杆做上下串动，其串动范围受拉杆上端的拉杆接箍和下端的游动阀限制，固定阀组件被装入过桥外管中，在导向套的约束作用下，可在过桥管内孔中心做同轴串动，当柱塞组件在抽油杆柱的带动下做往复运动时，上部柱塞会与拉杆发生相对运动，使得游动阀发生机械开启和关闭，同时，固定阀组件也会在下部柱塞的滑动摩擦力带动下，与过桥外管发生相对运动，使得固定阀发生机械开启和关闭。
2.根据权利要求1所述的水平防砂抽稠泵，其特征在于:所述的固定阀组件还包括泵筒旋转器(12)，泵筒旋转器设在固定阀上端，当固定阀组件与过桥外管发生相对运动时，泵筒旋转器会带动固定阀和下部泵筒机械转动一定的角度。
3.根据权利要求1或2所述的水平防砂抽稠泵，其特征在于:所述的上部柱塞中心通道内设计有柱塞旋转器(4)，当拉杆与上部柱塞发生相对运动时，柱塞旋转器会带动上部柱塞机械转动一定的角度。
全文摘要
一种水平防砂抽稠泵，它包括泵筒组件、固定阀组件和柱塞组件，柱塞组件插入到泵筒组件和固定阀组件中，所述的泵筒组件包括泵筒接箍、上部泵筒、过桥外管和导向套；所述的固定阀组件包括固定阀和下部泵筒；所述的柱塞组件包括拉杆接箍、拉杆、上部柱塞、游动阀、拉杆接头和下部柱塞，上部柱塞上端设计了小端向内的刮砂杯，拉杆上端通过拉杆接箍与抽油杆柱连接，下端通过拉杆接头与下部柱塞串联成一体，上部柱塞套装在拉杆外部，并可沿着拉杆做上下串动。本发明能够有效减少因油井出砂造成的卡泵、拉伤和堵塞事故，消除泵筒与柱塞的偏磨，并具有机械强制启闭功能。
文档编号F04B53/14GK103174630SQ20131007790
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月12日 优先权日2013年3月12日
发明者胡桢, 张炜, 陈向灵, 李进玉, 刘建魁, 唐裔振, 张元圆 申请人:中船重工中南装备有限责任公司