多腔室大直径双作用泵的制作方法

本发明涉及地热井开采双作用泵技术领域，尤其是涉及一种多腔室大直径双作用泵。

背景技术：

在目前国家不断加大环境保护的前提条件下，各地都在充分利用地热资源发电、取暖以及用于其它形式的对热水有需求的行业。充分利用当地的地热资源，不仅能够节约大量的煤、燃油和天然气，而且对自然环境起到了极大的保护作用。

目前在地热资源开采方面采用的主要技术是电潜泵和大直径单作用抽油泵，电潜泵在地热资源开采过程中主要存在的问题是电机耐热性差，导致电机经常出现过热烧毁的现象。频繁的作业，不仅增加了作业费用，导致开采成本的大幅度增加，还直接影响了下游热水用户的生产。普通的大直径泵目前主要存在的问题是排量小，不能满足地热生产需求，由于所采用的大直径泵是借用了油田采油设备而导致该种泵在高温环境下产生柱塞与泵筒之间的间隙增大，漏失量增大，泵效低等诸多失效因素。

针对上述地热开采过程中电潜泵和普通大直径抽油泵所存在的诸多难题，研究开发了适用于高温、高矿化度水环境下开采地热的多腔室大直径双作用泵。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多腔室大直径双作用泵，采用大直径、软硬结合的短柱塞、多腔室以及分流短节、双级分流式固定阀等结构设计，不仅大幅度提高了地热井热水的产量，同时解决了大泵开采过程中间隙大时漏失量大、间隙小时下行阻力大、固定阀漏失量大的难题，大幅度延长了检泵周期，提高了生产时率，降低了生产成本，提高了经济效益。

为实现上述目的，本发明提供了一种多腔室大直径双作用泵，包括：

上泵，所述上泵包括上泵泵筒、在所述上泵泵筒内上下滑动的上泵柱塞、设置在所述上泵柱塞下方的上泵柱塞分流阀总成和设置在所述上泵柱塞分流阀总成上的a腔室，所述上泵柱塞分流阀总成上设置有两个互不相通的流道，分别为中心流道和分流流道，所述上泵泵筒的顶端设置有上泵变扣接头，所述上泵变扣接头的上端母扣连接油管；

与所述上泵柱塞分流阀总成连接的中间阀，所述中间阀包括中心管、设置在所述中心管外侧的上泵进油阀、与所述上泵进油阀连接的加长短节和与所述加长短节连接的中间进油阀，所述中间进油阀的末端设置有c腔室；

与所述中间进油阀连接的下泵，所述下泵包括下泵泵筒、设置在所述下泵泵筒内的下泵中分流阀、与所述下泵中分流阀连接的下泵柱塞和设置在所述下泵柱塞下方的双级固定阀，所述双级固定阀上设置有b腔室。

优选的，所述上泵柱塞包括与抽油杆连接的上泵柱塞上接头、与所述上泵柱塞上接头连接的上泵柱塞本体和与所述上泵柱塞本体下端丝扣连接的上泵柱塞游动阀体；

所述上泵柱塞本体的上端和下端均套设有上泵柱塞扶正环、上泵柱塞支撑环、上泵柱塞软密封环和上泵柱塞软环座，所述上泵柱塞本体上端的上泵柱塞支撑环、上泵柱塞软密封环和上泵柱塞软环座的开口方向均向上，所述上泵柱塞本体下端的上泵柱塞支撑环、上泵柱塞软密封环和上泵柱塞软环座的开口方向均向下；

所述上泵柱塞游动阀体的内部依次固定有上泵柱塞游动阀罩、上泵柱塞游动阀球和上泵柱塞游动阀座，所述上泵柱塞游动阀座、所述上泵柱塞游动阀球和所述上泵柱塞游动阀罩通过上泵柱塞游动阀接头固定，所述上泵柱塞游动阀座上设置有上泵柱塞游动阀座密封圈。

优选的，所述上泵柱塞分流阀总成包括上泵柱塞分流阀体、设置在所述上泵柱塞分流阀体内的上泵柱塞分流阀罩和与所述上泵柱塞分流阀罩连接的上泵柱塞分流阀座，所述上泵柱塞分流阀座上设置有上泵柱塞分流阀座密封圈。

优选的，所述上泵进油阀包括与所述上泵泵筒连接的上泵进油阀变扣接头和与所述上泵进油阀变扣接头连接的上泵进油阀阀体，所述上泵进油阀阀体沿周向设置有十二个阀孔，每个所述阀孔内均依次安装有上泵进油阀阀罩、上泵进油阀阀球和上泵进油阀阀座，所述上泵进油阀阀体与所述上泵进油阀变扣接头之间设置有上泵进油阀变扣接头密封圈，所述上泵进油阀阀体的末端设置有中心管密封套。

优选的，所述中间进油阀包括中间进油阀体、中间进油阀罩、中间进油阀球和中间进油阀座，所述中间进油阀座、所述中间进油阀球和所述中间进油阀罩均设置在所述中间进油阀体上均布的阀孔内，所述中间进油阀体与所述上泵进油阀阀体通过所述加长短节采用丝扣连接，丝扣间的间隙用上泵进油阀阀体密封圈和加长短节密封圈密封，所述中间进油阀体与所述下泵泵筒通过丝扣连接，丝扣的间隙用下泵筒密封圈密封连接。

优选的，所述下泵中分流阀包括与所述中心管下端连接的下泵中分流阀变扣接头和与所述下泵中分流阀变扣接头下端连接的下泵中分流阀阀体，所述下泵中分流阀阀体内设置有下泵中分流阀阀罩、下泵中分流阀阀球和下泵中分流阀阀座，所述下泵中分流阀阀座上设置有下泵中分流阀阀座密封圈。

优选的，所述下泵柱塞包括与所述下泵中分流阀阀体下端丝扣连接的下泵柱塞游动阀阀体和与所述下泵柱塞游动阀阀体下端丝扣连接的下泵柱塞本体；

所述下泵柱塞游动阀阀体内依次安装有下泵柱塞游动阀阀罩、下泵柱塞游动阀阀球和下泵柱塞游动阀阀座，所述下泵柱塞游动阀阀座上设置有下泵柱塞游动阀阀座密封圈；

所述下泵柱塞本体的上端和下端依次套设有下泵柱塞扶正环、下泵柱塞软环支撑环、下泵柱塞软环和下泵柱塞软环垫环，所述下泵柱塞本体上端的下泵软环支撑环和下泵软环的开口均向上，所述下泵柱塞本体下端的下泵软环支撑环和下泵软环的开口均向下，所述下泵柱塞本体的下端设置有用于固定所述下泵柱塞扶正环、下泵柱塞软环支撑环、下泵柱塞软环及下泵柱塞软环垫环的下泵柱塞下接头。

优选的，所述双级固定阀包括双母接头、分流固定阀阀体和与所述分流固定阀阀体丝扣连接的固定阀阀体，所述双母接头与所述下泵泵筒丝扣连接，丝扣的间隙通过双母接头密封圈密封连接；

所述分流固定阀阀体内依次安装有分流固定阀阀罩固定环、分流固定阀阀罩、分流固定阀阀球和分流固定阀阀座；

所述固定阀阀体内依次安装有固定阀阀罩固定环、固定阀阀罩、固定阀阀球和固定阀阀座。

因此，本发明采用上述结构的多腔室大直径双作用泵，其效果体现在以下几点：

首先，多腔室的结构设计，使泵在一个冲程内三个腔室进液和排液，大大提高了单冲排液量；

其次，在柱塞结构上采用了软硬结合的短柱塞，减少了柱塞的运行阻力，减少了柱塞与泵筒间隙的漏失量，提高了泵效；

再次，在结构设计上采用分流短节的设计，保证了三个腔室的进液和排液各自独立，不相混淆；

最后，采用了双级分流式固定阀，在保证进液量不变的情况下减小了固定阀球的直径，降低了阀球重量，减缓了阀球对阀座的磨损和撞击变形，增加了阀球与阀座间的密封性能，降低了固定阀的漏失量。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种多腔室大直径双作用泵实施例的上泵结构示意图；

图2为本发明一种多腔室大直径双作用泵实施例的中间阀结构示意图；

图3为本发明一种多腔室大直径双作用泵实施例的下泵结构示意图；

图4为本发明一种多腔室大直径双作用泵实施例的中心流道示意图；

图5为本发明一种多腔室大直径双作用泵实施例的分流流道示意图。

具体实施方式

实施例

本发明提供了一种多腔室大直径双作用泵，包括：上泵、中间阀和下泵。

图1为本发明一种多腔室大直径双作用泵实施例的上泵结构示意图，如图所示，上泵包括上泵泵筒11、在上泵泵筒11内上下滑动的上泵柱塞12、设置在上泵柱塞12下方的上泵柱塞分流阀总成13和设置在上泵柱塞分流阀总成13上的a腔室14，上泵柱塞分流阀总成13上设置有两个互不相通的流道，分别为中心流道4和分流流道5，上泵泵筒11的顶端设置有上泵变扣接头15，上泵变扣接头15的上端母扣连接油管；上泵柱塞12包括与抽油杆连接的上泵柱塞上接头120、与上泵柱塞上接头120连接的上泵柱塞本体121和与上泵柱塞本体121下端丝扣连接的上泵柱塞游动阀体122；上泵柱塞本体121的上端和下端均套设有上泵柱塞扶正环123、上泵柱塞支撑环124、上泵柱塞软密封环125和上泵柱塞软环座126，上泵柱塞本体121上端的上泵柱塞支撑环124、上泵柱塞软密封环125和上泵柱塞软环座126的开口方向均向上，上泵柱塞本体121下端的上泵柱塞支撑环124、上泵柱塞软密封环125和上泵柱塞软环座126的开口方向均向下；上泵柱塞游动阀体122的内部依次固定有上泵柱塞游动阀罩127、上泵柱塞游动阀球128和上泵柱塞游动阀座129，上泵柱塞游动阀座129、上泵柱塞游动阀球128和上泵柱塞游动阀罩127通过上泵柱塞游动阀接头1280固定，上泵柱塞游动阀座129上设置有上泵柱塞游动阀座密封圈。上泵柱塞分流阀总成13包括上泵柱塞分流阀体130、设置在上泵柱塞分流阀体130内的上泵柱塞分流阀罩131和与上泵柱塞分流阀罩131连接的上泵柱塞分流阀座132，上泵柱塞分流阀座132上设置有上泵柱塞分流阀座密封圈；上泵泵筒11的末端设置有泵筒密封圈110，起到密封丝扣间隙的作用，防止丝扣间的渗漏。

图2为本发明一种多腔室大直径双作用泵实施例的中间阀结构示意图，如图所示，中间阀包括中心管21、设置在中心管21外侧的上泵进油阀22、与上泵进油阀22连接的加长短节6和与加长短节6连接的中间进油阀23，中间进油阀23的末端设置有c腔室24；中心管21的上端连接有中心管变扣接头25，中心管变扣接头25的上端与上泵柱塞分流阀体130下部的母扣相连接。上泵进油阀22包括与上泵泵筒11连接的上泵进油阀变扣接头220和与上泵进油阀变扣接头220连接的上泵进油阀阀体221，上泵进油阀阀体221沿周向设置有十二个阀孔，每个阀孔内均依次安装有上泵进油阀阀罩222、上泵进油阀阀球223和上泵进油阀阀座224，上泵进油阀阀体221与上泵进油阀变扣接头220之间设置有上泵进油阀变扣接头密封圈225，上泵进油阀阀体221的末端设置有中心管密封套7，中心管密封套7与上泵进油阀阀体221丝扣连接，其主要作用是密封中心管21，使a腔室内的液体与c腔室内的液体隔断。中间进油阀23包括中间进油阀体230、中间进油阀罩231、中间进油阀球232和中间进油阀座233，中间进油阀座233、中间进油阀球232和中间进油阀罩231均设置在中间进油阀体230上均布的阀孔内，中间进油阀体230与上泵进油阀阀体221通过加长短节6采用丝扣连接，丝扣间的间隙用上泵进油阀阀体密封圈8和加长短节密封圈9密封，中间进油阀体230与下泵泵筒通过丝扣连接，丝扣的间隙用下泵筒密封圈10密封连接。

图3为本发明一种多腔室大直径双作用泵实施例的下泵结构示意图，如图所示，下泵包括下泵泵筒31、设置在下泵泵筒31内的下泵中分流阀32、与下泵中分流阀32连接的下泵柱塞33和设置在下泵柱塞33下方的双级固定阀34，双级固定阀34上设置有b腔室35。下泵中分流阀32包括与中心管21下端连接的下泵中分流阀变扣接头320和与下泵中分流阀变扣接头320下端连接的下泵中分流阀阀体321，其作用是将a腔室与c腔室中的液体流道分开，下泵中分流阀阀体321内设置有下泵中分流阀阀罩322、下泵中分流阀阀球323和下泵中分流阀阀座324，下泵中分流阀阀座324上设置有下泵中分流阀阀座密封圈。下泵柱塞33包括与下泵中分流阀阀体321下端丝扣连接的下泵柱塞游动阀阀体330和与下泵柱塞游动阀阀体330下端丝扣连接的下泵柱塞本体331；下泵柱塞游动阀阀体330内依次安装有下泵柱塞游动阀阀罩332、下泵柱塞游动阀阀球333和下泵柱塞游动阀阀座334，下泵柱塞游动阀阀座334上设置有下泵柱塞游动阀阀座密封圈；下泵柱塞本体331的上端和下端依次套设有下泵柱塞扶正环335、下泵柱塞软环支撑环336、下泵柱塞软环337和下泵柱塞软环垫环338，下泵柱塞本体331上端的下泵软环支撑环336和下泵软环337的开口均向上，下泵柱塞本体331下端的下泵软环支撑环336和下泵软环337的开口均向下，下泵柱塞本体331的下端设置有用于固定下泵柱塞扶正环335、下泵柱塞软环支撑环336、下泵柱塞软环337及下泵柱塞软环垫环338的下泵柱塞下接头339。双级固定阀34包括双母接头340、分流固定阀阀体341和与分流固定阀阀体341丝扣连接的固定阀阀体342，双母接头340与下泵泵筒31丝扣连接，丝扣的间隙通过双母接头密封圈343密封连接，防止泵内液体通过丝扣间隙渗漏；分流固定阀阀体341内依次安装有分流固定阀阀罩固定环344、分流固定阀阀罩345、分流固定阀阀球346和分流固定阀阀座347；固定阀阀体342内依次安装有固定阀阀罩固定环348、固定阀阀罩349、固定阀阀球350和固定阀阀座351。

工作原理：上泵柱塞能够在上泵泵筒内上下运动，在上泵柱塞向上运行时，上泵柱塞本体上部的三个上泵柱塞软密封环在液体的压力下张开，封住上泵柱塞与上泵泵筒之间的间隙，而上泵柱塞本体下部的三个上泵柱塞软密封环处于收缩状态，减小上泵柱塞的摩擦阻力；上泵柱塞分流阀体、上泵柱塞分流阀罩、上泵柱塞分流阀座密封圈、上泵柱塞分流阀座组成的上泵柱塞分流阀总成均处于关闭状态。随着上泵柱塞的上行，a腔室的空间容积不断增加，压力下降，当a腔室内的压力低于油套环形空间的压力时，由上泵进油阀阀体、上泵进油阀阀罩、上泵进油阀阀球、上泵进油阀阀座组成的上泵进油阀打开，液体在环空液柱的压力下进入a腔室。中心管变扣接头的上端与上泵柱塞分流阀体的下端丝扣连接，下端与中心管的上端丝扣连接，中心管的下端与下泵中分流阀变扣接头的上端丝扣连接。当上泵柱塞向上运行时，带动中心管向上运行，同时带动由下泵中分流阀变扣接头、下泵中分流阀阀体、下泵中分流阀阀罩、下泵中分流阀阀球、下泵中分流阀阀座密封圈、下泵中分流阀阀阀座组成的下泵中分流阀和由下泵柱塞游动阀阀体、下泵柱塞游动阀阀罩、下泵柱塞游动阀阀球、下泵柱塞游动阀阀座密封圈、下泵柱塞游动阀阀座、下泵柱塞本体、下泵柱塞扶正环、下泵软环支撑环、下泵软环、下泵软环垫环、下泵柱塞下接头组成的下泵柱塞均向上运行。c腔室的容积不断减小，c腔室内的压力不断增加，当其压力超过油管内液柱的压力时，c腔室内的液体就会顶开由下泵中分流阀阀体、下泵中分流阀阀罩、下泵中分流阀阀球、下泵中分流阀阀座密封圈、下泵中分流阀阀阀座组成的下泵中分流阀进入油管内(排液过程)。此时上泵柱塞游动阀球处于开启状态，下泵柱塞游动阀阀球处于关闭状态。下泵柱塞的上行，使b腔室的容积增加，压力降低，当其压力低于油套环空压力时，油套环空内的液体在环空液柱压力的作用下顶开由分流固定阀阀体、分流固定阀阀罩固定环、分流固定阀阀罩、分流固定阀阀球、分流固定阀阀座、固定阀阀体、固定阀阀罩固定环、固定阀阀罩、固定阀阀球、固定阀阀座组成的双级固定阀进入b腔室(吸液过程)，此时双级固定阀中的分流固定阀阀球和固定阀阀球处于开启状态。下行过程与上行过程相反，上行过程中开启的阀均处于关闭状态，而上行过程中关闭的阀均处于打开状态。上行过程中排液的腔室在下行过程中处于吸液过程，而上行过程中处于吸液过程的腔室处于排液过程。

图4为本发明一种多腔室大直径双作用泵实施例的中心流道示意图，图5为本发明一种多腔室大直径双作用泵实施例的分流流道示意图，如图所示，本发明的上泵柱塞分流阀体上设计有两个互不相通的流道，a腔室中的液体只能通过中心流道，而b腔室内的液体只能通过分流流道流过，从而将a腔室和b腔室的液流分开，达到分别排液的目的；另外采用双级固定阀的主要目的是消除普通大泵固定阀由于阀球直径过大而导致的阀球过重现象，大直径的阀球存在加工精度难以控制，跳动滞后、对阀座的破坏严重等诸多缺点。

因此，本发明采用上述结构的多腔室大直径双作用泵，采用大直径、软硬结合的短柱塞、多腔室以及分流短节、双级分流式固定阀等结构设计，不仅大幅度提高了地热井热水的产量，同时解决了大泵开采过程中间隙大时漏失量大、间隙小时下行阻力大、固定阀漏失量大的难题，大幅度延长了检泵周期，提高了生产时率，降低了生产成本，提高了经济效益。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。