投球式管式泵的制作方法

本实用新型涉及采油工程技术领域，特别涉及一种投球式管式泵。

背景技术：

稠油主要采取注蒸汽吞吐的开发方式，目前注汽与开采分两个作业阶段进行，生产顺序是：注入蒸汽-焖井-作业起注汽管柱-下生产管柱-开井生产，此过程中作业耗费了有限的生产时间，同时在作业起注汽管柱的过程中容易发生井喷事故，给生产带来不必要的麻烦，同时也加大了作业的劳动强度，给环境带来了污染，不利于当前绿色生产要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种能够实现注采一体化的投球式管式泵。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种投球式管式泵，其包括：

泵筒，所述泵筒的下端通过接箍连接有阀体，所述泵筒内能拆装的插设有柱塞组件，且所述柱塞组件能沿所述泵筒的轴向移动，所述柱塞组件的下端接有顶杆；

固定凡尔组件，其至少包括导向块、弹性滑套、锥形弹簧、固定凡尔座和投球，所述导向块设置于所述接箍内，且所述导向块具有由上至下贯通且呈扩径状的滑道，所述弹性滑套设置于所述滑道内并能沿所述滑道移动，所述弹性滑套具有允许所述投球穿过的第一工作位置和呈收缩状态以阻止所述投球穿过的第二工作位置，所述顶杆的下移能驱动所述弹性滑套由所述第二工作位置移动至所述第一工作位置，所述锥形弹簧的两端分别与所述弹性滑套和所述阀体相接，所述固定凡尔座设置于所述阀体内，所述固定凡尔座上设有轴向通孔，所述投球具有与所述弹性滑套密封连接的第一封堵位置和穿过所述弹性滑套与所述轴向通孔密封连接的第二封堵位置。

如上所述的投球式管式泵，其中，所述弹性滑套的下端面沿周向设有环状容置槽，所述锥形弹簧的上端卡置于所述环状容置槽内，所述锥形弹簧的下端连接有弹簧垫片，所述弹簧垫片抵接于所述阀体的上端。

如上所述的投球式管式泵，其中，所述固定凡尔组件还包括压环，所述接箍的内壁面上沿周向设有挡环，所述挡环的内径小于所述弹性滑套的上端外径，且所述挡环的内径大于所述投球的直径，所述导向块的上端面抵接所述挡环的下端面，所述导向块的下端通过所述压环与所述阀体的上端相连接。

如上所述的投球式管式泵，其中，所述弹性滑套的形状与所述滑道的形状相适配。

如上所述的投球式管式泵，其中，所述柱塞组件包括柱塞、上游动凡尔和下游动凡尔，所述上游动凡尔连接于所述柱塞的上端，所述下游动凡尔连接于所述柱塞的下端，所述顶杆连接于所述下游动凡尔的下端。

如上所述的投球式管式泵，其中，所述上游动凡尔包括：

上游动凡尔座，其设置于所述柱塞的上端内部并与所述柱塞相接，所述上游动凡尔座具有轴向贯通的上流道；

上阀罩，其与所述柱塞的上端相接，所述上阀罩上开设有用于流体通过的上流通孔；

上游动凡尔球，其能在所述上游动凡尔座与所述上阀罩之间移动，且所述上游动凡尔球能与所述上流道密封连接。

如上所述的投球式管式泵，其中，所述下游动凡尔包括：

下游动凡尔座，其设置于所述柱塞的下端内部并与所述柱塞相接，所述下游动凡尔座的上端面开设有盲孔形成下流道，且所述下游动凡尔座的下端面设有与所述下流道相连通的进出孔，所述顶杆连接于所述下游动凡尔座的下端面；

下阀罩，其与所述下游动凡尔座的上端相接，且所述下阀罩与所述下游动凡尔座围合形成容置空间，所述下阀罩上开设有用于流体通过的下流通孔；

下游动凡尔球，其能在所述容置空间内移动，且所述下游动凡尔球能与所述下流道密封连接。

如上所述的投球式管式泵，其中，所述顶杆焊接于所述下游动凡尔座的底面。

如上所述的投球式管式泵，其中，所述顶杆的上端设有外螺纹，所述下游动凡尔座的底面设有螺纹孔，通过所述外螺纹与所述螺纹孔的旋接配合，所述顶杆与所述下游动凡尔座相接。

如上所述的投球式管式泵，其中，所述泵筒的上端连接有上接头，所述阀体的下端连接有下接头。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型提供的投球式管式泵，通过设置固定凡尔组件，使得管式泵也能实现注汽采油一体化，扩大了管式泵的使用范围，同时兼有杆式泵的优点；并且减少了作业工序，减轻了作业劳动强度，进而减少了对环境的不利影响，提高了油井的开井时率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型的投球式管式泵的结构示意图；

图2是图1所示的投球式管式泵中投球位于第一封堵位置的结构示意图；

图3是图1所示的投球式管式泵中投球准备穿过弹性滑套的结构示意图；

图4是图1所示的投球式管式泵中投球穿出弹性滑套的结构示意图；

图5是图1所示的投球式管式泵中投球位于第二封堵位置的结构示意图；

图6是图1所述的投球式管式泵中下游动凡尔座与顶杆连接处的剖视结构示意图。

附图标号说明：

1、泵筒；2、接箍；21、挡环；3、阀体；4、柱塞组件；41、柱塞；42、上游动凡尔；421、上游动凡尔座；4211、上流道；422、上阀罩；4221、上流通孔；423、上游动凡尔球；43、下游动凡尔；431、下游动凡尔座；4311、下流道；4312、进出孔；432、下阀罩；4321、下流通孔；433、下游动凡尔球；5、顶杆；6、固定凡尔组件；61、导向块；611、滑道；62、弹性滑套；63、锥形弹簧；631、弹簧垫片；64、固定凡尔座；641、轴向通孔；65、投球；66、压环；7、上接头；8、下接头。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提供了一种投球式管式泵，其包括泵筒1和固定凡尔组件6，其中，泵筒1的下端通过接箍2连接有阀体3，即泵筒1、接箍2和阀体3由上至下依次连接，具体的，接箍2的上下两端分别设有内螺纹，泵筒1的下端设有泵筒1外螺纹，阀体3的上端设有阀体外螺纹，通过泵筒外螺纹与接箍2上端的内螺纹旋接配合，泵筒1与接箍2相接，通过阀体外螺纹与接箍2下端的内螺纹旋接配合，阀体3与接箍2相接，当然，接箍2也可以通过连接销分别与泵筒1和阀体3相接，在此不再赘述；泵筒1内能拆装的插设有柱塞组件4，且柱塞组件4能沿泵筒1的轴向移动，优选的，柱塞组件4的外壁面与泵筒1的内壁面相贴合，柱塞组件4的下端接有顶杆5；

固定凡尔组件6至少包括导向块61、弹性滑套62、锥形弹簧63、固定凡尔座64和投球65，导向块61设置于接箍2内，且导向块61具有由上至下贯通且呈扩径状的滑道611，弹性滑套62设置于滑道611内并能沿滑道611移动，弹性滑套62具有允许投球65穿过的第一工作位置和呈收缩状态以阻止投球65穿过的第二工作位置，顶杆5的下移能驱动弹性滑套62由第二工作位置移动至第一工作位置，锥形弹簧63的两端分别与弹性滑套62和阀体3相接，投球65能够穿过锥形弹簧63，锥形弹簧63能够保证在弹性滑套62沿滑道611移动时，不发生偏移，固定凡尔座64设置于阀体3内，固定凡尔座64上设有轴向通孔641，投球65具有与弹性滑套62密封连接的第一封堵位置和穿过弹性滑套62与轴向通孔641密封连接的第二封堵位置；

具体的，如图2所示，在锥形弹簧63的作用下，当弹性滑套62的上端面与导向块61的上端面平齐时，弹性滑套62受滑道611的限制呈收缩状态，此时，弹性滑套62的内径小于投球65的直径，投球65无法穿过弹性滑套62进入阀体3内，即投球65位于第一封堵位置，弹性滑套62位于第二工作位置，当顶杆5随柱塞组件4向下移动，顶抵对投球65施加向下的作用力，由于投球65的直径大于呈收缩状态的弹性滑套62的内径，如图3所示，使得投球65推动弹性滑套62同步向下移动，弹性滑套62沿滑道611移动，由于滑道611由上至下呈扩径状，弹性滑套62沿滑道611向下移动，随着滑道611内径不断增大，弹性滑套62的内径也会逐渐扩大，如图4所示，直至弹性滑套62的内径大于投球65的直径，即弹性滑套62位于第一工作位置，使得投球65穿过弹性滑道611和锥形弹簧63进入阀体3内，如图5所示，投球65在重力的作用下与固定凡尔座64的轴向通孔641密封连接，即投球65位于第二工作位置，并且，当弹性滑套62沿滑道611向下移动时，会压缩锥形弹簧63，当投球65穿过弹性滑套62且顶杆5上移后，弹性滑套62会在锥形弹簧63的弹力作用下沿滑道611上移，重新恢复至收缩状态，此时，弹性滑套62能够对投球65起到阻挡作用，使得投球65只能在弹性滑套62与固定凡尔座64之间移动。

其中，弹性滑套62可以是由弹性材质(例如橡胶、弹性塑料)制成而具有弹性，也可以是在弹性滑套62上端沿轴向开设多个间隔设置凹槽，以使其具有弹性。

优选的，弹性滑套62的形状与滑道611的形状相适配，即弹性滑套62由上至下呈扩径状，当然，弹性滑套62也可以呈筒状，在此不再赘述。

在使用时，将柱塞组件4由泵筒1内拆下，进行注气作业，注气作业完成后，向泵筒1内投入投球65，使投球65与弹性滑套62密封连接，即投球65位于第一封堵位置，然后将柱塞组件4的上端连接油管，之后将柱塞组件4插入泵筒1内，随着柱塞组件4向下移动，顶杆5顶推投球65，使得投球65带动弹性滑套62沿滑道611向下移动，弹性滑套62的下移使其内径逐渐扩张，当弹性滑套62的内径扩张至投球65能够穿过时，投球65在重力的作用下，穿过弹性滑套62和锥形弹簧63进入阀体3内，并与阀体3内的固定凡尔座64的轴向通孔641密封连接，当在柱塞组件4向上移动的过程中，井筒内的原油在压力作用下进入阀体3内并顶开投球65，并依次经过锥形弹簧63、弹性滑套62进入到泵筒1中，当柱塞组件4再次下移，由于投球65的作用，使得原油不能重新回到井筒中去，泵筒1内的原油只能进入柱塞组件4内，并通过柱塞组件4进入到油管内，此时上提油管即可将原油提升到地面。

本实用新型提供的投球式管式泵，通过设置固定凡尔组件，使得管式泵也能实现注汽采油一体化，扩大了管式泵的使用范围，同时兼有杆式泵的优点；并且减少了作业工序，减轻了作业劳动强度，进而减少了对环境的不利影响，提高了油井的开井时率。

进一步，为了便于投球式管式泵与其他部件连接，泵筒1的上端连接有上接头7，阀体3的下端连接有下接头8，其中，阀体3内设有上小下大的阀体3阶梯孔，固定凡尔座64的两端分别抵接于阀体3阶梯孔的台阶面和下接头8的上端面上，以使固定凡尔座64相对阀体3固定不动，当然，固定凡尔座64也可以通过连接销与阀体3相接。

在本实用新型的一种实施方式中，如图1所示，弹性滑套62的下端面沿周向设有环状容置槽(图中未示出)，锥形弹簧63的上端卡置于环状容置槽内，锥形弹簧63的下端连接有弹簧垫片631，弹簧垫片631抵接于阀体3的上端，这样，使得锥形弹簧63与弹性滑套62和阀体3之间的连接简单方便，从而使得投球式管式泵的装配操作简单方便。

当然，锥形弹簧63的两端也可以分别嵌入弹性滑套62的底面和阀体3的顶面。

进一步，为了避免锥形弹簧63的弹力过大导致弹性滑套62移出接箍2的情况发生，如图1所示，固定凡尔组件6还包括压环66，接箍2的内壁面上沿周向设有挡环21，挡环21的内径小于弹性滑套62的上端外径，且挡环21的内径大于投球65的直径，即投球65能穿过挡环21，而弹性滑套62会受到挡环21的限制不能继续向上移动，不会移出接箍2，在投球65进入阀体3后，弹性滑套62能够对投球65起到限位作用；导向块61的上端面抵接挡环21的下端面，导向块61的下端通过压环66与阀体3的上端相连接，即导向块61卡置于挡环21与压环66之间，使得导向块61与接箍2之间没有相对位移，具体的，装配时，将挡环21套设在锥形弹簧63外并插入接箍2内，通过阀体3与接箍2的旋接配合，使压环66紧紧的抵压导向块61，导向块61的上端紧紧的抵压于挡环21上即可，使得固定块的安装操作简单方便。

当然，固定块也可以通过连接销与接箍2相接。

在本实用新型的一种实施方式中，如图1所示，柱塞组件4包括柱塞41、上游动凡尔42和下游动凡尔43，上游动凡尔42连接于柱塞41的上端，下游动凡尔43连接于柱塞41的下端，上游动凡尔42和下游动凡尔43均能防止原油流回至泵筒1内，顶杆5连接于下游动凡尔43的下端。

进一步，如图1所示，上游动凡尔42包括上游动凡尔座421、上阀罩422和上游动凡尔球423，其中，上游动凡尔座421设置于柱塞41的上端内部并与柱塞41相接，上游动凡尔座421与柱塞41之间通过螺纹连接，上阀罩422、泵筒1的侧壁和上游动凡尔座421围合成活动空间，上游动凡尔座421具有轴向贯通的上流道4211；上阀罩422与柱塞41的上端相接，具体的，上阀罩422与柱塞41之间通过螺纹连接，上阀罩422上开设有用于流体通过的上流通孔4221；上游动凡尔球423能在上游动凡尔座421与上阀罩422之间移动，即上游动凡尔球423能在活动空间内移动，且上游动凡尔球423能与上流道4211密封连接，以使得油管内的原油不能流回至柱塞41内。

进一步，如图1所示，下游动凡尔43包括下游动凡尔座431、下阀罩432和下游动凡尔球433，其中，下游动凡尔座431设置于柱塞41的下端内部并与柱塞41相接，下游动凡尔座431与柱塞41之间通过丝扣连接，下游动凡尔座431的上端面开设有盲孔形成下流道4311，如图6所示，下游动凡尔座431的下端面设有与下流道4311相连通的进出孔4312，顶杆5连接于下游动凡尔座431的下端面；如图1所示，下阀罩432与下游动凡尔座431的上端相接，即下阀罩432盖设于下游动凡尔座431的上端，且下阀罩432与下游动凡尔座431围合形成容置空间，下阀罩432上开设有用于流体通过的下流通孔4321；下游动凡尔球433能在容置空间内移动，且下游动凡尔球433能与下流道4311密封连接，以使得柱塞41内的原油不能流回至接箍2内。

当然，上游动凡尔42和下游动凡尔43也可以采用相同的结构。

进一步，如图6所示，顶杆5焊接于下游动凡尔座431的底面，焊接的方式简单可靠，能够保证顶杆5与下游动凡尔座431之间的连接强度。

或者，顶杆5的上端设有外螺纹，下游动凡尔座431的底面设有螺纹孔，通过外螺纹与螺纹孔的旋接配合，顶杆5与下游动凡尔座431相接，螺纹连接的方式简单方便，使得顶杆5与下游动凡尔座431之间的连接操作简单方便。

下面结合附图，具体说明本实用新型的投球式管式泵的工作过程；

如图1所示，在使用时，将柱塞组件4由泵筒1内拆下，进行注气作业，气体依次通过泵筒1、弹性滑套62、锥形弹簧63、固定凡尔座64和阀体3，注气作业完成后，向泵筒1内投入投球65，如图2所示，由于弹性滑套62的上端面与导向块61的上端面均与挡环21抵接，弹性滑套62受滑道611的限制呈收缩状态，此时，弹性滑套62的内径小于投球65的直径，投球65无法穿过弹性滑套62进入阀体3内，即投球65位于第一封堵位置，弹性滑套62位于第二工作位置，然后将柱塞组件4的上端连接油管，之后将柱塞组件4插入泵筒1内，随着柱塞组件4向下移动，顶杆5顶推投球65，使得投球65带动弹性滑套62沿滑道611向下移动，如图3所示，弹性滑套62的下移使其内径逐渐扩张，当弹性滑套62的内径扩张至投球65能够穿过时，如图4和图5所示，投球65在重力的作用下，穿过弹性滑套62和锥形弹簧63进入阀体3内，并与阀体3内的固定凡尔座64的轴向通孔641密封连接，如图1所示，当在柱塞组件4向上移动的过程中，井筒内的原油在压力作用下进入阀体3内并顶开投球65，进一步依次经过锥形弹簧63、弹性滑套62进入到泵筒1中，当柱塞组件4再次下移，由于投球65的作用，使得原油不能重新回到井筒中去，并且由于柱塞41向下移动过程中泵筒1内部空间相对减小、压力增加，原油顶开下游动凡尔球433，并通过下阀罩432上的下流通孔4321进入到柱塞41中，柱塞41内的原油在压力作用下会顶开上游动凡尔球423，原油经过上阀罩422的上流通孔4221进入到油管中去，此时上提柱塞41，在上部原油作用下上游动凡尔球423会被压在上游动凡尔座421上并与上流道4211密封连接，原油不能向下流动，进而将原油提升到地面。

综上所述，本实用新型提供的投球式管式泵，通过设置固定凡尔组件，使得管式泵也能实现注汽采油一体化，扩大了管式泵的使用范围，同时兼有杆式泵的优点；并且减少了作业工序，减轻了作业劳动强度，进而减少了对环境的不利影响，提高了油井的开井时率。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本实用新型的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本实用新型理所当然地涵盖了与本案实用新型点有关的其它组合及具体应用。