本实用新型涉及一种无游动阀低漏失、防垢、砂卡抽油泵柱塞。
背景技术：
长庆油田由于自身“低渗”、“低压”和“低丰度”的“三低”特性，大规模采用低渗透油藏开发模式，由于其单井产量较低，主要采用抽油机有杆泵机械采油举升方式，抽油泵是机采系统运行的关键环节，是将地层原油举升到地面的唯一途径，应用数量巨大。以长庆油田为例，截至2015年底，油井开井4.9万余口，其中采用有杆抽油泵采油的油井达4.8万余口。
在油井生产过程中，随着抽油机的机械运动，带动抽油泵柱塞在泵筒内每天发生上千次往复运动，将油流源源不断举升至地面，随着油田开发进入中后期，地层中部分砂粒和岩屑会随油流进入抽油泵筒和柱塞之间，严重时造成砂卡，地层水不配伍的油井会出现垢卡。在泵还未完全被卡死前，柱塞和泵筒的相对运动会导致柱塞表面和泵筒内表面划伤，大量的划伤使泵效下降，甚至会导致抽油泵彻底失效。抽油泵频繁故障造成修井作业工作量与成本大幅增加，严重影响正常生产。同时由于泵筒和柱塞之间存在间隙，造成漏失，影响原油产量。按照油井开井4.9万口，存在砂卡、垢卡的井占总井数的1/10，平均单井因泵故障修井1次/年，单次作业经费1.4万元进行估算，平均修井停产时间4天/次，年修井费用约6860万元，年停井时间1.96万天，损失原油产量2.94万吨。
为有效解决砂卡、垢卡导致的高频修井作业，提高原油产量，保障正常生产需求，急需研发一种新型防垢、砂卡及低漏失的抽油泵柱塞，缓解以上矛盾。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种无游动阀低漏失、防垢、砂卡抽油泵柱塞，该抽油泵柱塞主要是针对目前国内常用有杆采油常规管式抽油泵柱塞在每天发生几千次往复运行中，由于泵筒内砂卡和垢卡造成抽油泵失效，以及低冲次条件下柱塞和泵筒间隙漏失量大影响原油产量的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种无游动阀低漏失、防垢、砂卡抽油泵柱塞，包括柱塞，以及套设于柱塞内的柱塞中心连杆，柱塞中心连杆的前端连接半球阀球，柱塞的前端内侧设置与半球阀球相配合的半球阀座；柱塞中心连杆的后端伸出柱塞，且末端设置柱塞扶正块。
本实用新型进一步的改进在于：
柱塞的外侧套设柱塞密封环。
套装柱塞密封环的柱塞侧壁上开设至少一个导压孔。
柱塞扶正块的侧面及柱塞中心连杆的后部的杆身上均开设有用于提高液体进入柱塞时的流速的导流槽。
柱塞扶正块的后端连接上接头。
柱塞密封环由高强度碳纤维材料制成，柱塞上行程过程中，柱塞密封环处于扩张状态；下行程过程中，柱塞密封环处于收缩状态。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型在不改变机采井原有生产系统结构的基础上，能够有效杜绝因砂卡、垢卡造成的抽油泵故障，提高原油产量。预计新型无游动阀低漏失、防垢、砂卡抽油泵柱塞推广应用后，一方面能够大大降低因泵故障导致的修井作业频次，节约修井费用，延长抽油泵使用寿命；另一方面保障了油井正常生产，提高了原油产量；对油田低成本高效开发具有重要的现实意义。
本实用新型优选新型高强度碳纤维材料，设计制造柱塞密封环配合金属抽油泵柱塞，利用上下冲程泵筒内产生的压力差使抽油泵柱塞密封环处于抽缩或扩张状态，解决抽油泵在井筒内运行过程中柱塞与泵筒之间发生砂卡、垢卡及液体漏失的问题。同时，设计固定式半球阀球阀座，有效解决抽油泵气锁问题。从而达到有效降低修井作业频次，提高泵效，降低修井作业费用，提高产量的目的。
【附图说明】
图1为本实用新型的整体结构示意图。
其中：1-半球阀球；2-半球阀座；3-柱塞中心连杆；4-柱塞；5-柱塞密封环；6-柱塞扶正块；7-导流槽；8-上接头。
【具体实施方式】
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参见图1，本实用新型无游动阀低漏失、防垢、砂卡抽油泵柱塞包括柱塞4，以及套设于柱塞4内的柱塞中心连杆3，柱塞中心连杆3的前端连接半球阀球1，柱塞4的前端内侧设置与半球阀球1相配合的半球阀座2，柱塞4的外侧套设柱塞密封环5，且套装柱塞密封环5的柱塞4侧壁上开设至少一个导压孔；柱塞中心连杆3的后端伸出柱塞4，且末端设置柱塞扶正块6，柱塞扶正块6的侧面及柱塞中心连杆3的后部的杆身上均开设有用于提高液体进入柱塞时的流速的导流槽7，柱塞扶正块6的后端连接上接头8。
本实用新型主要解决了抽油泵在井筒内运行过程中柱塞与泵筒之间发生砂卡、垢卡及低冲次条件下漏失量大的问题，主要是针对目前国内常用有杆采油常规管式抽油泵柱塞在每天发生几千次往复运行中，由于泵筒内砂卡和垢卡造成抽油泵失效导致的频繁修井，以及在较低冲次条件下柱塞和泵筒间隙漏失影响原油产量的问题。本实用新型采用一种新型半球阀球阀座，以及新型抽油泵柱塞密封环结合金属柱塞，并配合常规管式抽油泵泵筒，利用抽油泵在运行过程中，泵筒内产生的压力差使抽油泵柱塞密封环处于收缩或扩张状态，从而解决抽油泵在井筒内运行过程中柱塞与泵筒之间发生砂卡、垢卡及漏失的问题。达到降低泵故障，延长抽油泵使用寿命，保障油井正常生产的目的。
柱塞密封环，采用一种新型高强度碳纤维材料制成，具有耐磨、柔韧性强、摩擦系数低等特性。较传统抽油泵柱塞耐磨性大大增强。新型半球阀球阀座较原有游动阀球阀座，其优势在于新型半球阀球阀座设计结构更为稳定，在运行中不会出现传统抽油泵柱塞游动阀阀球阀罩频繁撞击造成的阀球阀罩破损及断裂，有效延长阀球阀罩的适用寿命。柱塞采用短柱塞长泵筒设计，减少柱塞与泵筒接触面积，有效降低砂卡柱塞、砂磨泵筒和柱塞、形成较大冲程时柱塞脱离泵筒等现象。半球阀球阀座设计采用强启闭机械操作，彻底解决了抽油泵气锁问题，提高了抽油泵泵效。结合液体在井筒内的流动状态，液体进入柱塞时采用新型导流槽设计进行导流，提高了流速，减少了液体流动阻力。
柱塞密封环主要采用一种高强度碳纤维材料制成，具有耐磨、柔韧性强、摩擦系数低等特性。柱塞密封环套在金属抽油泵柱塞上，配套固定半球阀及阀座。柱塞上行程过程中，柱塞密封环处于扩张状态，有效降低漏失。下行程中，柱塞密封环处于收缩状态，减少柱塞下行阻力的同时，避免了井筒内垢、砂等异物滞留泵柱塞、泵筒之间导致卡泵。
本实用新型的工作原理：
与本实用新型柱塞配套应用的泵筒为常规管式抽油泵泵筒，下井时柱塞上接头与抽油杆柱连杆通过丝扣连接；当柱塞下行程时，半球阀打开，泵筒内液体由柱塞4、柱塞中心连杆环空经导流槽(红色箭头方向)排入油管内，此时泵筒内压力与油管内压力平衡(柱塞密封环内外压力平衡)，柱塞密封环处于收缩状态，密封环与泵筒内壁之间存在空隙，减少柱塞下行阻力的同时，避免了井筒内垢、砂等异物滞留泵柱塞、泵筒之间导致卡泵；
在泵柱塞上行程时，半球阀关闭，此时由于柱塞上油管内液体压力作用下，使柱塞密封环内压明显增大，导致柱塞密封环在导压孔压力作用下发生膨胀，使柱塞密封环紧紧贴在泵筒内壁上，抽油泵工作过程中漏失量显著降低；由于柱塞密封环与泵筒间刮擦作用，可有效防止泵筒内壁发生结垢现象，并将柱塞上端液体举升至地面。
以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。