专利名称：油井泵装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及油井泵。更具体地，本发明涉及这样的井下油井泵装置，其使用循环工 作流体来驱动由工作流体操作的、专门配置的泵，其中，该泵通过将泵出的油与工作流体混 合，将来自井的油传送到地表，在井口或者地表将油和工作流体分离。更具体地，本发明涉 及在井下装套的产油管环境中工作的油井泵，该井下装套的产油管环境利用具有单个泵转 轴的泵，该单个泵转轴的每一端处都具有内齿轮轴承(gerotor)设备，一个内齿轮轴承设 备由工作流体驱动，另一个内齿轮轴承设备泵出待取出的油。
背景技术：
多种类型的泵被用来从井中泵油，最通常的泵是在低位置和高位置之间往复运动 的地表安装的泵。例子包括通常的油井抽油机械(pumpjack)和Ajusta 泵。这样的泵使 井内的抽油杆循环往复运动，并且延伸到床层的深度。泵的问题之一是必须不时地执行维 护和维修。
发明内容
本发明提供改进的泵系统，用于从提供井下泵装置的井中泵油，该井下泵装置是 用工作流体操作的，该工作流体对包括公共轴的专门配置的泵装置进行操作。所述轴的一 个末端部分是由所述工作流体驱动的第一正齿轮。所述轴的另一个末端部分具有从井中泵 油的第一正齿轮。在这个布置中，当泵出的油和所述工作流体被输送到地表时，将二者混 合。在地表处使用分离器来将所述工作流体(例如，水)和油分离。
为了进一步理解本发明的本质、目标和优势，应当参考下面的详细描述，并结合附 图阅读，其中类似的标号表示类似的元件，其中图1A、1B和IC是本发明的装置的优选实施方式的截面正视图，其中，图IA与图IB 在拼接线A-A处匹配，图IB与图IC在拼接线B-B处匹配；
图2是本发明的装置的优选实施方式的部分拆解的立体图，示出了泵组件中的一些组件；图3是本发明的装置的优选实施方式的放大的局部剖面图，示出了泵组件；图4是沿着图3的线4-4得到的截面视图；图5是沿着图3的线5-5得到的截面视图；图6是沿着图3的线6-6得到的截面视图；图7A—图7B是本发明的装置的优选实施方式的立体图，其中图7A的拼接线AA 与图7B的拼接线AA匹配；图8是本发明的装置的优选实施方式的局部顶部视图，示出了过滤盘之一；图9是本发明的装置的优选实施方式的局部平面图，示出了过滤盘隔离片；图IOA-图IOE是顺序图示，示出了内齿轮轴承设备中用于上部内齿轮轴承和下部 内齿轮轴承的多个位置；图IlA是示出了处于泵出位置的、本发明的装置和方法的操作的示意图；图IlB是在处于取出位置上的、本发明的装置和方法的操作的示意图；图IlC是在处于空档位置上的、本发明的装置和方法的操作的示意图；图12是本发明的装置的优选实施方式的部分正视图，示出了替换的泵机构；图13是沿着图12的线13-13得到的截面视图；图14是本发明的装置的优选实施方式的部分正视图，示出了另一替换的泵机构；图15是沿着图14的线15-15得到的截面视图；图16是沿着图14的线16-16得到的截面视图；图17是沿着图14的线17-17得到的截面视图；图18是本发明的装置的优选实施方式的部分截面视图，示出了又一替换的泵机 构；图19是本发明的装置的优选实施方式的部分截面视图，示出了再一替换的泵机 构；图20是本发明的装置的第二实施方式的截面视图；图21是沿着图20的线21-21得到的截面视图；图22是沿着图20的线22-22得到的截面视图；图23是沿着图20的线23-23得到的截面视图。
具体实施例方式图1A、图IB和图IC示出了油井泵装置10的截面正视图，图IA和图IB中在线A-A 处匹配，图IB和图IC在线B-B处匹配。油井泵10将要在环绕产油管12的井套管11中使 用。如在图IC中所示，在井套管11和产油管12之间嵌入封隔器13。在封隔器13上面放 置了坐放短节14。如在图IC中所示，坐放短节14接纳下井仪壳体15的下端部分17。下 井仪壳体15(图11A)可以通过液压泵出或者可以使用在下井仪壳体15的上端16处抓住 颈部32的工作管柱(没有示出)降低到产油管12的内孔(bore) 18内。本发明的装置10提供了油井泵10，该油井泵10具有下井仪壳体15，下井仪壳体 15为细长的以装入产油管12的内孔18内，如图IA-图IC所示。井环(well annulus) 19是在井套管11和产油管12之间的空间。在使用期间，例如水、矿产水或者油水混合物的工 作流体可以用来为泵机构26提供动力。工作流体沿着在图1A-1B中大致由箭头20、21、22 和23指定的路径流动。如在图IlA中由箭头20指示的，使用原动机121从井口区120泵 取工作流体。原动机121可以是市场上买得到的泵，该泵通过流送管122从贮液器123接收工 作流体。贮液器123是由通过离开油/水分离器125的流送管124提供工作流体，例如水。 当由原动机121泵送的工作流体向着箭头20的方向通过产油管12时，工作流体 进入如由箭头21指示的T形通道34。然后工作流体如由箭头22指示的流进套管35的套 管内孔36，直到到达连接器60和工作流体的流通道67。箭头23指示工作流体从流通道67 流到保持器111和工作流体的通路112、113。在此，工作流体进入泵机构26 (参见图1B、图 2和图3-图6)。提供了防止油朝着相反方向流动的止回阀25。止回阀25具有弹簧50，弹 簧50由朝着箭头20、21、22、23的方向流经通路51的工作流体的压力压下。工作流体经由 通路137和工作流体排放口 65(参见箭头24)排出下井仪壳体15。泵机构26由工作流体驱动。泵机构26还朝着如在图1B、图IC和图IlA中示出的 油流箭头27的方向用从井泵油。连接器68连接到泵机构壳体63的下端。连接器68提供 上、下外螺纹69、70和流通道71，流通道71使将产出的油能够到达下部过滤器31、保持器 132的吸入口 133、134和下部内齿轮轴承设备151，使得下部内齿轮轴承设备151可将油经 由通路135泵出至出油排放口 66。在排放口 66处，出油进入产油管内孔18，在产油管内孔 18处与工作流体混合，混合得到的混合物通过穿孔114流进井环19。从生油层流进下井仪壳体(参见箭头27)的油经由座节14向上流动。如在图IC 中看见的，下井仪壳体15的下端部17具有锥形部分84，锥形部分84的形状适于装入座节 14。在下井仪壳体15的下端17上的0形环87在下井仪壳体15和座节14之间形成流体 密封。在通路86上方，用下部过滤器31将油过滤。与过滤器30具有类似的构造，过滤器 31可以具有交替的盘76和隔离片108 (图8-图9)。用具有连接到连接器68的螺纹连接 73轴72将过滤器盘76固定到连接器68，同时保持板74和螺栓75将过滤器盘76保持在 轴72上(见图1B、图7B和图8-图9)。连接器68在螺纹连接78处连接到泵构体3。连接 器68在螺纹连接79处连接到套管80及其内螺纹82。套管80具有由下部过滤器31占用 的内孔81 (见图IB和图7B)。座节14用螺纹连接83连接到套管80的下端。座节14具有 在螺纹连接83处连接到套管80的内孔86和外螺纹85。止回阀88及其弹簧89防止工作流体流入含油的地层内。生油层位于封隔器13 和止回阀88的下方。如在油井技术领域公知的，出油通过穿孔(没有示出)进入产油管内 孔18。当油朝向箭头27的方向向上泵出时，泵26的压力胜过止回阀88的作用。泵26包 括两个中央叶轮或者转子94、95。上部中央转子94和外部转子98由工作流体驱动。下部 中央转子95和外部转子99由轴91连接到上部转子94，从而使得当工作流体驱动上部转子 95时下部中央转子95随之旋转。从而，工作流体对上部转子94的驱动同时驱动了下部转 子95，使得下部转子95将油从井产油内孔18泵出。如在图1A、图IB中由箭头28、29示意 性指示的，泵出的油与工作流体在产油管中的穿孔114处混合。箭头29指示油/水混合物 在位于井套管11和产油管12之间的井环19中的返回。在图IlA中，如由箭头127指示的，油/水(或者其它工作流体)混合物在流送管126中被收集并且流进油/水分离器125内。如在图IlA中由箭头129指示的，由分离器将流送管128内的油去除。使工作流体(例如，水)分离并且通过流送管124流回贮液器 123，用于再使用做工作流体。作为将下井仪壳体15降低到井内的替换方式(如果不使用图IlA所示的泵取)， 提供具有环形肩部33的颈部32。这是在油田中公知的普通类型连接器，用于将穿孔工具降 低到井内孔内或者作为取出的替换方式。提供上部过滤器30，用于在工作流体进入泵机构26之前过滤工作流体。提供下部 过滤器31，用于在油进入泵机构26之前过滤油。如在图IA中所示，下井仪壳体15包括套管35，套管35可以用螺纹连接38与颈部 32的下端部连接。一对抽吸皮碗37、40在隔离套42处连接到套管部分35。抽吸皮碗37 提供环形插槽39。抽吸皮碗40提供环形插槽41。隔离套42具有内孔43，内孔43的内径 严密地符合套管35的外表面。如在图IA和图IB中所示，套管35提供可供工作流体流过 的内孔36。如在图IB中所示，第三抽吸皮碗44放置在阀罩48的正上方。抽吸皮碗44具 有环形插槽47。如在图IB中所示，将带有内孔46的隔离套45的大小设置为严密地装在套 管35上。阀罩48具有外螺纹，该外螺纹使得能够与套管52在具有内螺纹部分的内孔53处 形成螺纹连接49。套管52的内孔53带有过滤器30，过滤器30优选地是以由隔离片108分 离的多个过滤器盘54的形式(参见图1B、图8-图9)。如在图7A中所示，用保持板55和 螺栓56将过滤器30的过滤盘54保持在轴57上的适当位置。如在图IB和图7A中所示， 轴57具有用于接纳螺栓56的内螺纹部分58。在轴57的下端部分和连接器60之间形成有 螺纹连接59。如在图IB和图7A中所示，连接器60具有外螺纹部分61、62和多个纵向延长 的流通道71。泵机构26 (参见图1B、图2、图3)包括用螺纹连接在螺纹62处连接到连接器60 底部的泵壳体63。在图7B中的泵壳体63具有能够与连接器60连接的内螺纹64。壳体63具有工作流体排放口 65和油排放口 66 (参见图3)。泵壳体63带有轴91。 轴91(参见图2和图3)具有楔形端部92、93。每个转子94、95具有相应形状的开口，从而 紧紧地装到轴91的楔形端部92或者93上。在图2中，上部转子94具有其形状适于装入 轴91的楔形端部92的开口 96。转子95具有其形状适于装入轴91的楔形端部93的开口 97。中央转子94、95中的每一个都适合于具有星形室的外部转子。在图2和图3中， 上部转子94适合于转子98的星形室109。类似地，下部转子95适合于转子99的星形室 110。每个转子94、95都具有多个叶片(例如，如图所示为四个)。上部转子94具有叶 片或齿轮齿100、101、102和103。下部转子95具有基底或齿轮齿叶片104、105、106和107。 星形内转子或中央转子在具有比中央转子或内转子多一个叶片的外部转子的星形室中旋 转的这种配置是被称为“内齿轮轴承(gerotor)”的本身公知的泵设备。内齿轮轴承油泵 在例如第 3，273，501,4, 183，746,4, 540，347,4, 986，739 和 6，113，360 号美国专利中已经公 开，上述每个专利文件都通过弓I用并入本文。朝着箭头23的方向向下流动的工作流体进入保持室111的通路112的放大的室113部分，从而使得工作流体可以进入上部盘98的星形室109的任何部分。流入板115支撑在上部盘98上方并且提供成型的开口 116。当从放大的部分113将工作流体泵出到由上 部转子94占用的星形室109中时，两个转子94和98如图IOA-图IOE所示旋转，以提供上 部内齿轮轴承设备150。图IOA-图IOE示出在泵取过程中，上部中央转子94相对于上部外 部转子98及其星形室109的一系列操作。在图IOA中，开口 116位于相对于转子94和98 的适当位置。在图IOA的开始位置中，两个参考点140、141对齐。箭头118指示转子94的 旋转方向。箭头119指示上部盘98的旋转方向。通过检查在图10A-10E的每一个中的参 考点140、141的位置，可以观察泵取操作的顺序。在轴91的楔形端部92、93处提供的两个内齿轮轴承设备150、151的每一个均利 用内部转子和外部转子。在轴的上部端92处，将上部内部转子94安装在外围转子98的星 形室109内。当内部中央转子94旋转时，外部转子98也旋转，两个转子都是由在压力作用 下泵出到上部内齿轮轴承150处的工作流体驱动的。转子或者叶轮94旋转轴92和下部内部转子或者叶轮95。当转子95随着轴92旋 转时，外部的外围转子99也旋转，将油朝着箭头27的方向向上抽。如在图2和图IOA-图 IOE中所示，每个内部中央转子94、95都比与之关联的内部中央转子关联的外部转子98、99 少一个齿或者叶片。尽管图IOA-图IOE示出了上部转子94、98，但图IOA-图IOE所示的相 同配置也适用于下部转子95、99。通过转子94、98的平行、但非同轴的旋转轴建立了偏心关 系，使得转子94、98之间的全齿或叶片接合仅在单点处发生(参见图IOA-图10E)。当工作流体经由通路112、113流进星形室109和成型的开口 116时，转子94、98如 转子95、99那样旋转。将待产出的油经由保持器132的吸入口 133、134抽出到流出板117 的成型的开口 136，然后进入外部转子99的星形室110内。旋转转子95、99将待泵取的油 通过通路135传送到油排放口 66。如在图IB中由箭头28指示，在排放口 66，将待产出的油与工作流体混合并且离开 产油管12的穿孔114。在图IlA的泵出模式中，将工作流体(例如，水)从贮液器123移动到原动机121。 原动机121可以是将工作流体通过三通阀门30泵取出1的正排量泵。在泵出模式中，如在 图IlA中所示，三通阀门130柄131处于向下的位置，允许工作流体或者动力流体进入管道 12。工作流体将下井仪壳体15泵入座节14，然后下部抽吸皮碗40、44呈喇叭状向外展开， 与管道12密封，然后使动力流体进入在下井仪壳体15的上端16处的端口或者通道34。工 作流体穿过叠放的盘上部过滤器30的中央，并进入最上部的内齿轮轴承马达150，使上部 内齿轮轴承150旋转，因而使轴92旋转，从而使下部内齿轮轴承151转动。当下部内齿轮轴承151转动时，其将出油泵到套管环19内，使出油与工作流体混 合(箭头28)并且返回地表。在地表或者油井口 120处，油/水分离器125将出油分离至 选择的存储箱并且将动力流体再循环到贮液器内以完成循环。在图IlB的取出模式中，工作流体从贮液器123移动到原动机121。正排量原动 机121通过三通阀门130将工作流体泵出。在取出模式中，三通阀门柄131处于允许工作 流体进入套管环19的上部位置(如在图IlB中所示)。工作流体在穿孔114处进入有孔的 产油管12，但不通过封隔器13。在环19中流动的工作流体使上部抽吸皮碗37靠着产油管 12张开从而得到实现密封。下井仪壳体15提供止回阀88，以防止工作流体通过下井仪壳体15循环到位于止回阀88和封隔器13下方的生油层。这个布置使下井仪壳体15向上升 高并且返回井口 120，在井口 120处可使用打捞筒将下井仪壳体15移走。在图IlB中，因而 可以将下井仪壳体15泵到地面或者井口区120，用于维修或者替换。动力流体或者工作流 体通过三通阀门130循环到油分离器125，然后到贮液器123，从而完成循环。 在图IlC中，示出空档模式。例如当用打捞筒捕获下井仪壳体15时，将三通阀门 130放置在如在图IlC中所示的中间或者空档位置。图IlC的配置使动力流体或者工作流 体循环通过三通阀门130并直接到分离器125，然后回到贮液器123。图IlA的配置在油管 12上产生零压力。可以松开由壬(hammer union)以移走下井仪壳体15并释放打捞筒。下 井仪壳体15可以移走以用于维修或者替换。然后可以将替换泵放置在油管12的内孔18 中。油井操作者然后替换由壬并且将三通阀门130的柄131放置在图IlA的下面位置。然 后如在图IlA中所示，将下井仪壳体15泵到座节14处，并将其就位于座节14中，从而使得 可以开始产油。图12-图19示出替换的泵机构152，其可以用来取代或者代替在图1_图11中示 出的泵机构26。如同泵机构26具有泵机构壳体63，泵机构152提供泵机构壳体153。在图 1-图11中，泵机构152及其壳体153可以代替泵机构26及其壳体63。因而壳体63和壳 体152可以类似地或者可互换地确定尺寸和形状。壳体153的上部端部分154具有内螺纹 155，内螺纹155使得能够与连接器60的外螺纹62建立连接。壳体153的下部端部分156 具有内螺纹157，内螺纹157使能够与连接器68的外螺纹69建立连接。泵机构152提供多个正齿轮169-172。这些正齿轮包括上部的一对正齿轮169、170 和下部的一对正齿轮171、172。上部保持板158放置在齿轮169、170上方，并用螺母210保 持在位置上。下部保持板179放置在齿轮171、172下方，并用螺母211保持在位置上。齿轮 169、170保持在上部腔163内。齿轮171-172保持在下部腔164内。一对上部正齿轮169、 170容纳在泵机构壳体153的上部腔163内。下部正齿轮172、172容纳在泵机构壳体173 的下部腔164内。锁销160、182防止保持板158、179的任何一个从泵机构壳体153上分离。如在 图12-图14、图15、图18中所示，在壳体153内提供了纵向延伸的槽或者有槽的开口 161、 162。轴开口 165、166提供在壳体153内并且在上部腔163和下部腔164之间连通。轴开 口 165、166使轴167、168在每个上部正齿轮169、170和下部正齿轮171、172之间延伸。在 图14-图17中，上部正齿轮169与下部正齿轮171用轴167连接。类似地，上部正齿轮170 与下部正齿轮172用轴168连接。上部正齿轮169随着下部正齿轮171旋转。类似地，齿 轮170、172 —起旋转。每个锁销160、182可以在提供的销槽173内旋转较短的距离，提供 的销槽173起导向装置作用，以使销160、182与板158或179内的销孔对准。保持器螺母 111 (参见图3)可以用来将每个板158、179固定到壳体153上。每个轴167、168都具有大致为圆柱形的部分174和D型的部分175。如在图19中 所示，每个轴167、168的圆柱形的部分174连接到下部正齿轮171、172。每个轴167、168的 D型部分175连接到在上部正齿轮169、170的每一个上提供的D型内孔176。如在图15-图 19中所示，正齿轮169-172的每一个都具有纵向和径向延伸并圆周地空间分离的齿177。每 个齿轮171-172容纳在腔163、164的部分圆柱形部分180、181内。上部和下部腔163、164的每一个提供与流入开口 /通道159连通的后面部分178。
流入的工作流体朝着在图18中箭头23、184的方向从流入开口 /流入通道159向下流动。沿着箭头23、184的流入流体是工作流体，相同的工作流体已参照图1-图11进行 了描述。工作流体从上部腔163的后面部分178朝着箭头23、184的方向流动并且如在图 15中由箭头189所示通过上部正齿轮169、170。如在图15中所示，流体流朝着箭头187的 方向旋转齿轮169，并朝着箭头188的方向旋转齿轮170。上部齿轮169、170的旋转还旋转 了下部齿轮171、172。泵出的油朝着箭头27、186的方向流入进油开口 183，流入下部腔174的后面部分 178，并流过齿轮171、172。沿着图18中的箭头23、184的方向流动的工作流体如由箭头185 指示的通过上部槽161离开上部腔163。泵出的油朝着箭头127、186的方向流动并且离开 下部槽162，与工作流体混合。如在图18中由箭头28指示的，工作流体和油穿过穿孔114， 通过环19返回地表区。图20-图23示出本发明的装置的另一实施方式，其中，泵机构190包括单个上部 正齿轮206和单个下部正齿轮207。泵机构190提供具有上部端部分192和下部端部分193 的泵机构壳体191。如同优选的实施方式，泵机构壳体191提供上部内螺纹194和下部内 螺纹195。上部保持板196放置在上部正齿轮206之上。上部保持板196提供流入开口 / 通道197。下部保持板199放置在下部正齿轮207下面。如在图20中所示，可以分别使用 锁销210、211将上部和下部保持板196、199保持在位置上。锁销210提供通道197。锁销 211提供流通路212。如同优选的实施方式，将工作流体泵出并通过工作管柱到流入开口 / 通道197，然后通过端口 208进入上部腔202。然后，流体朝着箭头209的方向从上部腔202 通过上部槽200流到壳体191的外部。如同优选的实施方式，正齿轮206的旋转使轴205 旋转，并还使下部正齿轮207旋转。如同优选的实施方式，轴205穿过位于上部腔202和下 部腔203之间的轴开口 205。下面是对于本发明优选实施方式的多个要素的合适的部件和材料的列表。部件列表部件号描述10 油井泵(oil well pump)11 套管(casing)12 产油管(production tubing)13 封隔器(packer)14 座节(seating nipple)15 下井仪壳体(tool body)16 上部端部分(upper end portion)17 下部端部分(lower end portion)18 内孔(bore)19 环(annulus)20 箭头(arrow)21 箭头(arrow)22 箭头(arrow)23 箭头(arrow)
24箭头(arrow)25止回阀(check valve)
26泵机构(pump mechanism)27油流箭头(oil flow arrow)28油混合物流箭头(oil mix flow arrow)29返回流箭头(return flow arrow)30过滤器，上部(filter，upper)31过滤器，下部(filter，lower)32颈部(neck section)33环形肩部(annular shoulder)34通道(channel)35套管(sleeve)36套管内孑L (sleeve bore)37抽吸皮碗(swab cup)38螺纹连接(threaded connection)39环形插 (annular socket)40抽吸皮碗(swab cup)41环形插 (annular socket)42隔离套(spacer sleeve)43内孔(bore)44抽吸皮碗(swab cup)45隔离套(spacer sleeve)46内孔(bore)47环形插 (annular socket)48阀罩(valve housing)49螺纹连接(threaded connection)50弹簧(spring)51通路(passageway)52套管(sleeve)53内孑L (bore)54过滤器盘(filter disk)55保持板(retainer plate)56螺栓(bolt)57轴(shaft)58内il纹(internal threads)59螺纹连接(threaded connection)60连接器(connector)61夕卜螺纹(external threads)62夕卜螺纹(external threads)
63泵机构壳体(pump mechanism housing)
64rtillX (internal threads)
65工作流体排方文口 (working fluid discharge
port)
66出油排方文口 (produced oil discharge port)
67流通道(flow passage)
68连接器(connector)
69夕卜(external threads)
70夕卜H^C (external threads)
71流通道(flow passage)
72轴(shaft)
73螺纹连接(threaded connection)
74IS- (retainer plate)
75螺栓(bolt)
76填充盘(filler disk)
78螺纹连接(threaded connection)
79螺纹连接(threaded connection)
80套管(sleeve)
81内孔(bore)
82rtillX (internal threads)
83螺纹连接(threaded connection)
84锥形节(tapered section)
85夕卜H^C (external threads)
86内孔(bore)
870 型环(o-ring)
88止回阀(check valve)
89弹簧(spring)
90rtillX (internal threads)
91轴(shaft)
92楔形部分(keyed portion)
93楔形部分(keyed portion)
94上部转子(upper rotor)
95下部转子(lower rotor)
96成型的开口 (shaped opening)
97成型的开口 (shaped opening)
98夕卜部转子(outer rotor)
99夕卜部转子(outer rotor)
100叶片(lobe)
101叶片(lobe)
102叶片(lobe)103叶片(lobe)104叶片(lobe)105叶片(lobe)106叶片(lobe) 107叶片(lobe)108隔离片(spacer)109星形室(star shaped chamber)110MMM (star shaped chamber)111保持器(retainer)112通路(passageway)113放大的部分(enlarged section)114穿孑L (perforations)115、流入板(influent plate)116成型的开口(shaped opening)117流出板(effluent plate)118箭头(arrow)119箭头(arrow)120井口区(wellhead area)121原动机(prime mover)122流送管(flow line)123贮液器(reservoir)124流送管(flowline)125分离器(separator)126流送管(flowline)127箭头(arrow)128流送管(flowline)129箭头(arrow)130三通阀门(three way valve)131柄(handle)132保持器(retainer)133吸入口(suction port)134吸入口(suction port)135通路(passageway)136成型的开口(shaped opening)137通路(passageway)140参考点(reference dot)141参考点(reference dot)150上部内齿轮轴承设备(upper gerotor device)
151下部内齿轮轴承设备(lower gerotor device)152泵机构(pump mechanism)
153泵机构壳体(pump mechanism housing)154上部端部(upper end portion)155内il纹(internal threads)156下部端部(lower end portion)157内螺纹(internal threads)158上部 呆持板(upper retainer plate)159流入开口 / 通道(influent opening/channel)160锁销(locking pin)161上部槽(upper slot)162下部槽(lower slot)163上部腔(upper cavity)164下部腔(lower cavity)165轴开口 (shaft opening)166车由开口 (shaft opening)167轴(shaft)168轴(shaft)169上部正齿轮(upper spur gear)170上部正齿轮(upper spur gear)171下部正齿轮(lower spur gear)172下部正齿轮(lower spur gear)173销槽(pin slot)174圆柱形部分(cylindrically shaped section)175D型部分(D型部分)176D型内孔(D型内孔)177纵向延伸的齿(longitudinally extendingteeth)178后面部分(rear section)179下部保持板(lower retainer plate)180部分圆柱形的部分(partial cylindricallyshaped section)181部分圆柱形的部分(partial cylindricallyshaped section)182锁销(locking pin)183进油开口(oil inlet opening)184箭头(arrow)185箭头(arrow)186箭头(arrow)
187箭头(arrow)188箭头(arrow)189箭头(arrow)190泵机构(pump mechanism)191泵机构壳体(pump mechanism housing)192上部端部分(upper end portion)193下部端部分(lower end portion)194内il纹(internal threads)195内il纹(internalthreads)196上部保持板(upper retainer plate)197流入开口 / 通道(influent opening/channel)198锁销(locking pin)199下部保持板(lower retainer plate)200上部槽(upper slot)201下部槽(lower slot)202上部腔(upper cavity)203下部腔(lower cavity)204车由开口(shaft opening)205轴(shaft)206上部正齿轮(upper spur gear)207下部正齿轮(lower spur gear)208口(port)209箭头(arrow)210锁紧螺母(locking nut)211锁紧螺母(locking nut)212、流通道(flow channel)
前述的实施方式仅示例性地提供；本发明的保护范围仅由权利要求限定。
权利要求
一种从油井中泵油的油泵装置，所述油井具有井口、带套管的井身、以及油管柱，所述油泵装置包括a)下井仪壳体，其大小和形状被设置为使其能够被降低进油井的所述油管柱内；b)工作流体，能够被泵出至所述油管柱内；c)原动机，泵出所述工作流体；d)位于所述井身内的流通道，能够使所述工作流体从所述原动机经由所述油管循环到位于所述井中某一位置处的所述下井仪壳体，然后回到所述井口区；e)所述下井仪壳体上的泵机构，所述泵机构包括由所述工作流体驱动的第一正齿轮和由所述第一正齿轮旋转的第二正齿轮，所述第二正齿轮将油经由所述下井仪壳体从所述井中泵出；f)其中，所述工作流体向下流过所述第一正齿轮；g)其中，所述下井仪壳体具有流输送部分，当油被泵出后，所述流输送部分将所述工作流体和所述油混合；以及h)其中，所述泵机构将油和工作流体的混合流体传送到所述井口区。
2.权利要求1所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体内的过滤器，其被设置为在所述工作流体到达所述泵机构之前对所述 工作流体进行过滤。
3.权利要求1所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体内的过滤器，其被设置为在泵出的油到达所述泵机构之前对所述泵出 的油进行过滤。
4.权利要求1所述的油泵装置，其中，所述工作流体是油或者水或者油和水的混合物。
5.权利要求1所述的油泵装置，其中，所述工作流体是油和水的流体混合物。
6.权利要求1所述的油泵装置，其中，所述工作流体是油。
7.权利要求1所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体上的抽吸皮碗，其使得能够使用所述工作流体将所述下井仪壳体泵到 所述井口区。
8.权利要求1所述的油泵装置，其中，所述齿轮包括上部的一对配合的正齿轮和下部的一对配合的正齿轮。
9.权利要求1所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体上的抽吸皮碗，其使得能够使用所述工作流体将所述下井仪壳体泵到 所述井口区。
10.权利要求8所述的油泵装置进一步包括所述下井仪壳体上的抽吸皮碗，其使得能够使用所述工作流体将所述下井仪壳体经由 所述油管柱泵到所述井身内。
11.一种从油井中泵油的油泵装置，所述油井具有井口、带套管的井身、以及油管柱，所 述油泵装置包括a)下井仪壳体，其大小和形状被设置为使其能够被降低进油井的所述油管柱内；b)工作流体，能够被泵到所述油管柱内；c)原动机，泵取所述工作流体；d)所述井身中的流通道，所述流通道使所述工作流体能够从所述原动机经由所述油管 柱循环到位于所述井中某一位置处的所述下井仪壳体，然后回到所述井口区；e)所述下井仪壳体上的泵机构，所述泵机构包括由所述工作流体驱动的第一对正齿轮 和由所述第一对正齿轮旋转的第二对正齿轮，所述第二对正齿轮将油经由所述下井仪壳体 从所述井中泵出； f)其中，所述下井仪壳体具有流输送部分，当油被泵出后，所述流输送部分将所述工作 流体和所述油混合；以及g)其中，所述泵机构将油和工作流体的混合流体传送到所述井口区。
12.权利要求11所述的油泵装置进一步包括止回阀，放置在所述下井仪壳体上的所述泵机构的上方，防止所述下井仪壳体内的油 流到所述泵机构上。
13.权利要求11所述的油泵装置，其中，所述第一对齿轮包括上部和下部正齿轮，每 一对由仅一个公共轴连接。
14.权利要求11所述的油泵装置，其中，所述泵机构包括上部的配合正齿轮对和下部的配合正齿轮对。
15.一种从油井中泵油的油泵装置，所述油井具有井口、带套管的井身、以及油管柱，所 述油泵装置包括a)下井仪壳体，其大小和形状被设置为使其能够被降低进油井的所述油管柱内；b)工作流体，能够被泵到所述油管柱内；c)原动机，泵取所述工作流体；d)所述井身中的流通道，所述流通道使所述工作流体能够从所述原动机经由所述油管 柱循环到位于所述井中某一位置处的所述下井仪壳体，然后回到所述井口区；e)所述下井仪壳体上的泵机构，所述泵机构包括由所述工作流体驱动的第一对配合的 齿轮设备和由所述第一对齿轮设备提供动力的第二对配合的齿轮设备，所述第二对齿轮设 备将油经由所述下井仪壳体从所述井中泵出，每一对齿轮设备具有径向延伸并圆周地间隔 的齿轮齿；f)其中，所述下井仪壳体具有流输送部分，当油被泵出后，所述流输送部分将所述工作 流体和所述油混合；以及g)其中，所述泵机构将油和工作流体的混合流体传送到所述井口区。
16.权利要求15所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体中的过滤器，其被设置为在所述工作流体到达所述泵机构之前对所述 工作流体进行过滤。
17.权利要求15所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体内的过滤器，其被设置为在泵出的油到达所述泵机构之前对所述泵出 的油进行过滤。
18.权利要求15所述的油泵装置，其中，所述工作流体是水或油或者油和水的混合物。
19.权利要求15所述的油泵装置，其中，所述工作流体是油和水的流体混合物。
20.权利要求15所述的油泵装置，其中，所述工作流体是油。
21.权利要求15所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体上的抽吸皮碗，其使得能够使用所述工作流体将所述下井仪壳体泵到 所述井口区。
22.权利要求15所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体上的抽吸皮碗，其使得能够使用所述工作流体将所述下井仪壳体经由 所述油管柱泵到所述井身内。
23.权利要求15所述的油泵装置，进一步包括止回阀，放置在所述下井仪壳体上的所述泵机构的上方，防止所述下井仪壳体内的油 流到所述泵机构上。
24.权利要求15所述的油泵装置，进一步包括止回阀，放置在所述泵机构的下方，防止在所述下井仪壳体内的所述工作流体流到所 述下井仪壳体下方的位置。
25.权利要求15所述的油泵装置，其中，所述配合的齿轮设备包括 成对的上部正齿轮设备和下部正齿轮设备，每一对上部齿轮设备通过仅一个公共轴连 接到下部正齿轮设备。
26.一种从油井中泵油的油泵装置，所述油井具有井口、带套管的井身、以及油管柱，所 述油泵装置包括a)下井仪壳体，确定该下井仪壳体的大小和形状，以被降低进油井的a)下井仪壳体， 其大小和形状被设置为使其能够被降低进油井的所述油管柱内；b)工作流体，能够被泵到所述油管柱内；c)原动机，泵取所述工作流体；d)所述井身中的流通道，所述流通道使所述工作流体能够从所述原动机经由所述油管 柱循环到位于所述井中某一位置处的所述下井仪壳体，然后回到所述井口区；e)所述下井仪壳体上的泵机构，所述泵机构包括第一对齿轮和第二对齿轮，所述第一 对齿轮包括由所述工作流体旋转的至少一个正齿轮，所述第二对齿轮包括由所述第一对齿 轮旋转的至少一个正齿轮，所述第二对齿轮将油经由所述下井仪壳体从所述井中泵出；f)其中，所述下井仪壳体具有流输送部分，当油被泵出后，所述流输送部分将所述工作 流体和所述油混合；以及g)其中，所述泵机构将油和工作流体的混合流体传送到所述井口区。
27.权利要求26所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体上的过滤器，其被设置为在所述工作流体到达所述泵机构之前对所述 工作流体进行过滤。
28.权利要求26所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体中的过滤器，其被设置为在泵出的油到达所述泵机构之前对所述泵出 的油进行过滤。
29.权利要求26所述的油泵装置，其中，所述工作流体是水或油或油和水的混合物。
30.权利要求26所述的油泵装置，其中，所述工作流体是油和水的流体混合物。
31.权利要求26所述的油泵装置，其中，所述工作流体是油。
32.权利要求26所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体上的抽吸皮碗，其使得能够使用所述工作流体将所述下井仪壳体泵到所述井口区。
33.权利要求26所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体上的抽吸皮碗，其使得能够使用所述工作流体将所述下井仪壳体经由 所述油管柱泵到所述井身内。
34.权利要求33所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体上的抽吸皮碗，其使得能够使用所述工作流体将所述下井仪壳体泵到 所述井口区。
35.权利要求32所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体上的抽吸皮碗，其使得能够使用所述工作流体将所述下井仪壳体经由 所述油管柱泵到所述井身内。
36.权利要求26所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体上的止回阀，防止所述在下井仪壳体内的油流到所述泵机构上。
37.权利要求26所述的油泵装置，进一步包括所述下井仪壳体上的止回阀，防止所述下井仪壳体内的所述工作流体流到所述下井仪 壳体下方的位置处。
38.权利要求26所述的油泵装置，其中，每一对齿轮包括上部齿轮和下部齿轮，每一个齿轮具有径向延伸的齿，所述上部齿轮 和所述下部齿轮由公共轴连接。
39.权利要求26所述的油泵装置，其中，所述泵机构包括上部的配合正齿轮对和下部 的配合正齿轮对，使得当一个正齿轮旋转时，与该正齿轮配合的正齿轮也旋转。
40.一种从油井中泵油的油泵装置，所述油井具有井口、带套管的井身、以及油管柱，所 述油泵装置包括a)下井仪壳体，确定该下井仪壳体的大小和形状，以被降低进油井的a)下井仪壳体， 其大小和形状被设置为使其能够被降低进油井的所述油管柱内；b)工作流体，能够被泵到所述油管柱内；c)原动机，泵取所述工作流体；d)所述井身中的流通道，所述流通道使所述工作流体能够从所述原动机经由所述油管 柱循环到位于所述井中某一位置处的所述下井仪壳体，然后回到所述井口区；e)所述下井仪壳体上的泵机构，所述泵机构包括由所述工作流体驱动的第一对连接的 齿轮和由所述第一对齿轮提供动力的第二对齿轮设备，所述第二对齿轮将油经由所述下井 仪壳体从所述井中泵出；f)其中，所述下井仪壳体具有流输送部分，当油被泵出后，所述流输送部分将所述工作 流体和所述油混合；g)其中，所述泵机构将油和工作流体的混合流体传送到所述井口区；以及h)其中，每个齿轮具有径向延伸并圆周地间隔的齿轮齿，所述齿轮齿与所述齿轮中的 另一个的齿向配合。
全文摘要
将油从井到井口的油井泵装置提供了下井仪壳体，该下井仪壳体的大小和形状被设置为能够降低到油井的油管柱内。提供了能够被泵到油管柱内的工作流体。提供了用于泵出工作流体的原动机。进入井身内的流通道使工作流体能够从原动机经由油管柱循环到位于井中某一位置处的下井仪壳体，然后回到井口区。在下井仪壳体上提供了泵机构，泵机构包括上部的和下部的正齿轮或者齿轮。由工作流体驱动上部正齿轮。由第一正齿轮旋转下部正齿轮。上部和下部正齿轮用公共轴连接。如果采用了上部的正齿轮对和下部的正齿轮对，每个上部齿轮和下部齿轮则通过公共轴相连接。下井仪壳体具有流输送部分，在油被泵出后，流输送部分将工作流体和泵出的油混合。泵机构将油和工作流体的混合流体传送到井口区，在井口处对油和工作流体的混合流体进行分离并且回收工作流体。
文档编号F04B47/12GK101842547SQ200880109831
公开日2010年9月22日 申请日期2008年10月1日 优先权日2007年10月1日
发明者雷蒙德·C·戴维斯 申请人:雷蒙德·C·戴维斯