专利名称：串联泵装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于油田有杆泵抽油井的井下深井泵装置，它由两台φ83毫米管式泵和串联器组成。
油田进入高含水开采，需要有相应的大排量抽油泵以提高油井的排液能力。在现有抽油设备条件下，为达到上述目的，国外主要采取增大泵径的办法；国内由于普遍使用5 1/2 ″套管，增大泵径受套管尺寸的限制，针对这种情况，“胜利油田”设计试验成功了大排量抽油泵——串联泵。
图1为已有串联泵结构示意图。
该泵由上、下泵〔24〕、〔25〕、密封总成及与泵配套的封隔器〔29〕组成。密封总成包括装在连接两泵筒之间的密封盘根〔26〕、穿过盘根连接上、下泵活塞的空心光杆〔27〕；下泵有出油凡尔〔28〕。该泵不足之处是(1)因必须有与泵配套的封隔器，所以油井在正常生产时不能测液面，不能放套管气，不便于对油井进行动态分析和管理。
(2)密封总成采用盘根密封，盘根过盈量不好调整。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种新型的串联泵装置。该装置采用内呼吸结构，废弃了与原串联泵配套的封隔器和出油凡尔，从而可测试抽油井液面，也解决了串联泵下冲程阻力大的技术问题；同时采用了活塞环密封总成，即保证了环与杆的动密封性能，又最大限度地降低了下冲程时的摩擦阻力。
本发明的目的可通过如下措施来达到该装置由上、下两台φ83毫米普通管式泵和串联器组成，串联器由泵体连接、活塞连接、活塞环密封总成和吸入凡尔四大部件组成。它将原串联泵的外呼吸结构改用内呼吸结构，将呼吸孔的位置由原串联泵连接部分的外壳体置于本装置活塞连接部件的长杆〔8〕上；并废弃了与原串联泵配套的封隔器。它还将原密封总成中的盘根密封改为活塞环密封，在正常生产时，活塞环的开口闭合，活塞环与长杆构成动密封，将整个装置分为上、下两个生产腔和一个缓冲腔。当活塞下行时泵筒里的液体通过下游动凡尔和长杆上的呼吸孔进入缓冲腔，当活塞上行时，缓冲腔内液体又可通过呼吸孔进入长杆中心孔道，并通过上游动凡尔的旁通孔道排出。
以下结合附图对本发明作进一步详述。
图3为串联器的结构示意图。
从图3中看出泵体连接部件由上接头〔9〕、“O”型盘根〔10〕、密封套〔16〕和下接头〔20〕组成，上接头〔9〕的上端和下接头〔20〕的下端以3 1/2 ″油管扣分别与上、下φ83毫米泵筒连接，并通过密封套把整个装置连为一体。
活塞连接部件包括上、下活塞接头〔1〕、〔23〕固定销钉〔6〕、连接套〔7〕、长杆〔8〕和上、下肘节及上游动凡尔。
上、下肘节由活动杆〔21〕和短杆〔22〕组成。
上游动凡尔由挡球环〔2〕、凡尔座〔3〕、φ36毫米凡尔球〔4〕和凡尔下接头〔5〕组成。
上肘节的上端通过凡尔下接头〔5〕与凡尔座〔3〕丝扣相连，上肘节下端通过连接套〔7〕与长杆〔8〕上端丝扣相连，下肘节与长杆〔8〕下端丝扣相连，以保证活塞顺利上、下活动。
长杆〔8〕为空心长杆，它的下方有三个长形呼吸孔，它是连接上、下活塞的主体部件，也是下泵油流通道。
固定销钉〔6〕在活塞连接部件各丝扣的连接处，以防退扣。
上游动凡尔的凡尔座〔3〕由一外套与芯子焊接而成，设有油流旁通孔道，以保证上冲程时油流的正常流动。
图3还表明密封总成由垫片〔13〕、活塞套〔14〕、活塞环〔15〕、密封套〔16〕、下挡环〔17〕、隔环〔18〕、调节环〔19〕组成。
图4是活塞套结构示意图活塞套是密封总成的重要部件，图中表明活塞套〔14〕上均布有8个半园形储压孔涡。
活塞环〔15〕内侧有一工作斜面，环上有一开口，并镶在活塞套上部内侧。
密封套是串联器的主要部件之一，且具有多功能，它的上端为M105×2平扣，下端为3 1/2 ″油管扣并分别与上接头〔9〕和下接头〔20〕相连构成泵体连接部件。它的下部内侧有一空间，空间上部有一肩台。从肩台处自上而下依次装有垫片〔13〕、三个活塞套〔14〕、下挡环〔17〕、垫片〔13〕、隔环〔18〕和调节环〔19〕构成了活塞环密封总成。调节环〔19〕以M80×2平扣与密封套〔16〕下部内丝扣相连，并锁紧以上各密封件。
密封套的中部外侧还均布有4个水平孔，它与内部4个纵孔相交构成4个凡尔座，它们与上挡环〔11〕和四个φ22毫米凡尔球组成4个单流凡尔为上泵的吸入口。
图2是串联泵装置结构示意图。
在正常生产时，活塞环密封总成、上、下活塞及活塞连接部件将该装置分为三个腔室，上活塞〔31〕向下至吸入凡尔构成上生产腔。下活塞〔32〕向下与下泵固定凡尔〔33〕构成下生产腔，密封总成〔30〕向下至下活塞〔32〕构成缓冲腔。
下冲程时，活塞下行，泵上、下生产腔容积变小，缓冲腔容积变大，泵内压力上升，当泵内压力高于沉没压力时，固定凡尔和吸入凡尔关闭；当压力升高至大于液柱压力时，上、下游动凡尔被顶开，上腔液体从上游动凡尔处进入上活塞中心孔道排出。下腔液体通过下游动凡尔大部分进入缓冲腔，小部分进入中心孔道经上游动凡尔的旁通孔道排出。此时，密封总成上、下均为液柱压力，上、下压差很小，活塞环依靠自身弹力而处于张开状态，活塞套的储压孔涡及各密封部件间的间隙均储存着高压液体。
上冲程时，活塞上行，上、下生产腔容积同时增大，泵内压力降低，在液柱压力作用下，上、下游动凡尔关闭，当泵内压力降低到大于沉没压力时，吸入凡尔和固定凡尔被顶开，井内液体同时进入上腔和下腔。此时，密封总成的上部生产腔内的压力为沉没压力，并作用在活塞环内侧，而密封总成下部的缓冲腔内的压力为液柱压力，活塞套上的储压孔涡及间隙内高压液体的压力来不及释放，而作用在活塞环的外侧，在内外压差的作用下，活塞环抱紧长杆构成动密封。与此同时，由于缓冲腔容积逐渐变小；腔内液体经呼吸孔进入中心孔道并经上游动凡尔处的旁通孔道而排出。
从上述过程可看出本装置的排液方式不同于原串联泵或单泵，已有技术是在正常抽吸过程中上冲程吸液，下冲程排液；而本装置在正常抽吸过程中是上冲程吸液，上、下冲程均排出液体。
本发明相比现有技术具有如下优点(1)该装置采用了内呼吸结构，废弃了与原泵配套的封隔器和出油凡尔，即简化了结构，有效地解决了该装置下冲程时液流对活塞的阻力，又克服了原串联泵不能测试液面的缺点。这有利于对油井进行动态分析，也便于生产管理。
(2)该装置采用活塞环密封总成，密封环与长杆之间动密封性能可靠，密封件寿命长，同时最大限度地降低了长杆与密封件的摩擦阻力。
(3)活塞连接部件采用上、下双肘节结构保证上、下活塞在不同心的状态下能顺利活动，增强装置工作的可靠性。
(4)在现有设备条件下，该装置最大冲程可达3.65米，能大幅度地提高油井排液量。
权利要求1.串联泵装置涉及一种用于油田有杆泵抽油井的井下深井泵装置，它由上、下泵和泵的连接部分组成，其特征在于它用串联器把上、下泵连在一起，串联器由泵体连接、活塞连接、活塞环密封总成和吸入凡尔四大部件组成，它将原串联泵的外呼吸结构改用内呼吸结构，整个装置在笼统采油井中的油套管间不采用封隔器，它还将原密封总成的盘根密封改用活塞环密封。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述的内呼吸结构，是将呼吸孔的位置由原串联泵连接部分的外壳体置于本装置活塞连接部件的长杆〔8〕上。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述的活塞环密封总成由垫片〔13〕、活塞套〔14〕、活塞环〔15〕、密封套〔16〕、下挡环〔17〕、隔环〔18〕、调节环〔19〕组成；活塞套〔14〕上均布有8个半圆形储压孔涡；活塞环〔15〕的内侧有一个工作斜面，环上有一开口；密封套〔16〕上端为内平扣，下端为3 1/2 ″油管扣且有一内平扣，它的下内侧有一空间，空间上部有一肩台，中外侧有4个水平孔，它与内部4个纵孔相交，构成4个凡尔座。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于其中所述的活塞连接部件中的上、下肘节由活动杆〔21〕和短杆〔22〕组成；上游动凡尔由挡球环〔2〕、凡尔座〔3〕、凡尔球〔4〕和凡尔下接头〔5〕组成；凡尔座〔3〕由一外套和芯子焊接而成，设有油流旁通孔道。
专利摘要本实用新型涉及一种用于油田有杆泵抽油井的井下深井泵装置，它由串联器和两台Φ83毫米管式泵组成。串联器由泵体连接，活塞连接、活塞环密封总成和吸入凡尔四大部件组成。它采用了内呼吸结构，并废弃了与原串联泵配套的封隔器和出油凡尔，从而可测试抽油井液面。它还采用活塞环密封总成，即保证了环与杆的动密封性能，又最大限度地降低了下冲程的摩擦阻力，进一步提高了串联泵的技术性能。
文档编号E21B43/00GK2040953SQ8822016
公开日1989年7月12日 申请日期1988年11月21日 优先权日1988年11月21日
发明者赵春生, 付爱德, 许晓东 申请人:大庆石油管理局采油工艺研究所