专利名称：稠油热采抽油泵的装配型陶瓷柱塞的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种稠油热采抽油泵的装配型陶瓷柱塞，属于抽油泵的柱塞改进技术。
背景技术：
在稠油热采中，蒸汽驱可望在油田大规模应用，能有效提高采收率的热采技术之一。目前稠油蒸汽驱开采工艺中使用的有杆抽油泵主要为金属柱塞，为增加其耐磨性和耐蚀性，一般在金属柱塞表面喷焊镍基合金粉末和或镀铬，如喷Ni60自熔合金+WC柱塞；但由于采油井温高达200-300℃，以及油中含腐蚀介质H2S和少量砂粒，在长期使用过程中，柱塞表面出现磨损、脱落现象严重，致使漏失量增加，甚至卡泵，使泵无法工作。这类柱塞使用寿命较短，停机换泵次数多，增加了采油成本。为提高抽油泵柱塞的使用寿命，采用氧化物陶瓷材料对柱塞加以改进，其中一种作法是在钢质柱塞表面喷涂陶瓷层，制成涂层型陶瓷柱塞，如中国专利94213245.9采用在钢质柱塞骨架上外装陶瓷套，通过机械紧固装配，或采用等离子喷涂法在钢质柱塞上喷涂陶瓷层。类似专利还有日本专利JP10122157A。经使用证明，由于柱塞长期处在较高温度、含沙和腐蚀介质环境中，因陶瓷涂层与钢质柱塞热膨胀系数的不匹配，以及喷涂层不是致密层，在使用时易出现剥落，导致卡泵，柱塞使用寿命仍然较短；另外一种作法是将氧化物陶瓷材料的轴套，以粘结剂或水泥将其连接于钢芯上，制成粘结型的陶瓷柱塞。上述陶瓷柱塞套一般长度较短，为100-300mm。长度为400-600mm的陶瓷柱塞套未见报道。
发明内容
本实用新型的目的就在于提供一种稠油热采抽油泵的装配型陶瓷柱塞，该陶瓷柱塞具有实用寿命长，制备简便及易于更换的特点。
本实用新型是通过下述方案加以实现的。该柱塞使用状态为立式，在其管式钢芯的上端依次设置柱塞上接箍4、阀座3、球阀2及柱塞阀罩1装置。在它的下端依次设置下接箍10、柱塞阀罩11、阀座、球阀、支承套塞12装置。其特征在于，在管式钢芯的外周装配陶瓷密封套。该陶瓷密封套由两节陶瓷套7和8及它们之间的密封垫15，陶瓷密封套外端设置台阶状支承套6和背紧帽5。
上述每节陶瓷密封套的一端端面为平齐面，另一端端面为台阶端面与支承套呈阴阳搭接。
上述的每节陶瓷密封套长度为450～600mm。
本实用新型的优点在于，制造装配过程简单，该柱塞克服了钢芯与陶瓷热膨胀系数不匹配的缺点，因此柱塞即耐磨、耐腐蚀，使用寿命又长，其使用寿命为钢质柱塞的2～3倍；另外，当陶瓷管套一旦损坏，更换也极为方便。
图1为实用新型结构示意图图2为图1中的I-I放大图图3为图1中的II-II放大图图中1为柱塞上阀罩，2为球阀，3为阀座，4为柱塞上接箍，5为背紧帽，6为台阶状支承套，7、8为陶瓷密封套，9为钢芯，10为柱塞下接箍，11为阀罩，12为台阶状支承套塞，13阀球，14、15为密封垫。
具体实施方式
实施例1陶瓷密封套7和8经外圆磨磨至57.50±0.05mm，两端内径精加工至44±0.05mm，陶瓷密封套长加工至450±0.2mm，根据陶瓷密封套内径(41.52±0.2mm)制备外径为40±0.05mm的金属钢芯轴；将上陶瓷密封套7和陶瓷密封套8按对应端方向从钢芯轴9的两端分别装入，在钢芯轴中部凸台阶(上下陶瓷密封套径向定位作用)处将上、下陶瓷密封套经密封垫15对接，再分别将密封垫14和台阶状支承套6、背帽5从芯轴两端各自按顺序装入，并使上下陶瓷密封套轴向对接预紧，而后对陶瓷密封套外圆精加工至57±0.01mm；从芯轴上部(图示左侧)按顺序装入柱塞上接箍4、球阀13、阀球2、柱塞上阀罩1，并依次紧固；从芯轴下部(图示右侧)按顺序装入柱塞下接箍10、阀罩11、阀球2、球阀13、支承管12，并依次紧固，陶瓷柱塞总成装配完成。
实施例2陶瓷密封套7和8经外圆磨磨至70.50±0.05mm，两端内径精加工至54±0.05mm，陶瓷密封套长加工至600±0.2mm，根据陶瓷密封套内径(49.5±0.2mm)制备外径为48±0.05mm的金属钢芯轴；将上陶瓷密封套7和陶瓷密封套8按对应端方向从钢芯轴9的两端分别装入，在钢芯轴中部凸台阶(上、下陶瓷密封套径向定位作用)处将上、下陶瓷密封套经密封垫15对接，再分别将密封垫14和台阶状支承套6、背帽5从芯轴两端各自按顺序装入，并使上、下陶瓷密封套轴向对接预紧，而后对陶瓷密封套外圆精加工至70±0.01mm；从芯轴上部(图示左侧)按顺序装入柱塞上接箍4、球阀13、阀球2、柱塞上阀罩1，并依次紧固；从芯轴下部(图示右侧)按顺序装入柱塞下接箍10、阀罩11、阀球2、球阀13、支承管12，并依次紧固，陶瓷柱塞总成装配完成。
权利要求1.一种稠油热采抽油泵的装配型陶瓷柱塞，该柱塞使用状态为立式，在其管式钢芯的上端依次设置柱塞上接箍(4)、阀座(3)、球阀(2)及柱塞阀罩(1)装置；在它的下端依次设置下接箍(10)、柱塞阀罩(11)、阀座(4)、球阀(2)、支承套塞(12)装置；其特征在于在管式钢芯的外周装配陶瓷密封套，该陶瓷密封套由两节陶瓷套(7)和(8)及它们之间的密封垫(15)，陶瓷密封套外端设置台阶状支承套(6)和背紧帽(5)。
2.按权利要求1所述的稠油热采抽油泵的装配型陶瓷柱塞，其特征在于每节陶瓷密封套的一端端面为平齐面，另一端端面为台阶端面与支承套呈阴阳搭接。
3.按权利要求1所述的稠油热采抽油泵的装配型陶瓷柱塞，其特征在于每节陶瓷密封套长度为450～600mm。
专利摘要本实用新型公开一种稠油热采抽油泵的装配型陶瓷柱塞，属于抽油泵的柱塞改进技术。该柱塞使用状态为立式，在其管式钢芯的上端依次设置柱塞上接箍4、阀座3、球阀2及柱塞阀罩1装置；在它的下端依次设置下接箍10、柱塞阀罩11、阀座4、球阀2、支承套塞12装置；其特征在于在管式钢芯的外周装配陶瓷密封套，该陶瓷密封套由两节陶瓷套7和8及它们之间的密封垫15，陶瓷密封套外端设置台阶状支承套6和背紧帽5。本实用新型的优点在于，制造装配过程简单，该柱塞克服了钢芯与陶瓷热膨胀系数不匹配的缺点，因此柱塞即耐磨、耐腐蚀，使用寿命又长，其使用寿命为钢质柱塞的2～3倍；另外，当陶瓷管套一旦损坏，更换也极为方便。
文档编号E21B43/00GK2688930SQ200420028698
公开日2005年3月30日 申请日期2004年4月7日 优先权日2004年4月7日
发明者蔡舒, 李金有, 王志明, 陈砚军 申请人:天津大学