短柱塞抽油泵的制作方法

1.本发明涉及石油开采设备领域，属于地下油藏抽吸用抽油泵结构的改进，特别是一种短柱塞抽油泵。


背景技术：

2.目前的采油工艺，普遍采用传统的长柱塞管式或杆式抽油泵，传统的抽油泵在结构设计与加工制造上，存在诸多问题。传统长柱塞管式或杆式抽油泵，采用长柱塞设计的目的是为了提高抽油泵的使用寿命，在快速运动中减少泄漏，抽油泵在运行过程中，由于油藏的非均质性和结构设计与加工制造的问题，给设备带来很多故障，造成抽油泵的工作效率非常低。
3.为了便于观察和分析，以φ57管式泵为例，泵筒内径加工过程中，很多加工生产企业，由于加工设备的加工精度不高，很难保证加工泵筒内径的直线和同心度，造成了长柱塞在运动过程中卡泵现象，尤其是在稠油生产中，细砂卡泵现象更为严重，几乎占了检泵工作量的50～60%，稀油生产，主要表现是蜡卡。长柱塞在设计结构上为了长柱塞安装方便，长柱塞上下两端设计了导向稍度，流体是非均质性的，流体内免不了有细沙和石蜡，细沙和石蜡长期积累沉淀在导向稍度与抽油泵筒内径之间，这样就很容易造成卡泵。柱塞越长产生的摩擦阻力大，电能损失越大。如果原油粘度发生变化，机械传动抽油机就会出现，柱塞下行速度不能与机械速度同步，会造成冲程损失，抽油杆在油管内出现变形，长时间会造成抽油杆磨断或油管磨穿现象。
4.另外抽油泵的泵效问题，由于油藏物性不同，油藏内伴有气体和水，原油粘度随温度变化而变化，所以油藏的流体存在极大的非均质性。几种不同粘度的流体，在同样的条件下，泄漏量通过抽油泵内径与柱塞之间的间隙大为不同，粘度越小，泄漏量越大抽油泵吸入口负压损失越大，泵效越低，造就了井下抽油泵的泵效只有20%～30%，这就是当前采油生产的现状。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种短柱塞抽油泵，其结构合理，性能安全可靠，其抽油泵柱塞的长度短，可以大大降低柱塞与泵筒内壁的摩擦阻力，节能效果好，消除卡泵的弊端，抽油泵的密封性能好，提高泵效，可以满足各种性质油蔵的开采作业。
6.本发明的目的是这样实现的：一种短柱塞抽油泵，油管通过油管接箍和过渡连接套螺纹连接着泵筒，在泵筒的下端连接着吸入口泵套，在泵筒内抽油杆通过抽油杆接箍和连接机构连接着柱塞总成，在过渡连接套上设置着泄油孔，在过渡连接套内设置着与泄油孔相配合的滑套，滑套通过钢球定位装置定位，连接机构由相互配合连接的抓簧、导向杆和变径连接管组成，其中在抓簧连接杆上安装的拨套与滑套相配合，上端具有导向连接头的导向杆上安装着锁套、锁紧弹簧和锁紧螺母，抓簧的抓爪与导向杆的导向连接头相配合，并且通过锁套锁定导向杆，导向杆的下端通过螺纹连接着具有出油孔的变径连接管，其下端
的螺纹管通过螺纹连接着柱塞总成，在柱塞总成柱塞的外部安装有活塞环和密封环，在柱塞内的流体通道上配合安装着柱塞止回阀装置，在流体通道的下端口上安装着钢球止回阀装置，在吸入口泵套内配合安装着吸入口止回阀装置。
7.本发明的外部是由油管、油管接箍、过渡连接套、泵筒、吸入口泵套通过螺纹连接组成。由抽油杆、抽油杆接箍、抓簧通过螺纹连接，在抓簧连接杆上串接着拨套，拨套采用软性耐磨耐高温材料，拨套与锁紧螺母，为防止抽油杆接箍与抓簧松动脱落，锁紧螺母与抽油杆接箍备紧，串接在抓簧上的拨套拨动套滑套下行将过渡连接套上的泄油孔封住，为防止滑套 工作时上下窜动，在过渡连接套上装配有定位钢珠、定位钢珠弹簧、丝堵对滑套上下进行定位。抓簧与导向杆进行对接，将柱塞总成推入抽油泵底吸入口导流盘上，抓簧将锁套在重力的作用下使锁紧弹簧压缩，当导向杆进入抓簧，抓簧靠弹性迅速收缩，锁紧弹簧将锁套上推将抓簧与导向杆锁住。导向杆与变径连接管通过螺纹连接，为防止导向杆与变径连接管松动脱落，在导向杆安装有锁紧螺母与变径连接管备紧。变径连接管与柱塞进行螺纹连接，柱塞外径安装有活塞环，为了提高活塞环使用寿命，在柱塞上下端背对背安装有耐磨材料u型密封环，在柱塞上下运动时防止油沙或其它异物进入，保护活塞环。在柱塞流体通道上，安装有柱塞止回阀，柱塞止回阀采用锥型设计，柱塞止回阀上的导向杆上安装有止回弹簧，柱塞止回阀导向杆通过导流盘导向定位，柱塞止回阀与柱塞止回阀座设计为线密封。在柱塞下部安装有柱塞止回钢珠，当柱塞总成向上运行时，柱塞止回阀的s面受油管内的流体的重力使柱塞止回阀迅速关闭，设计上加装了柱塞止回钢珠，保证抽油泵的泵效，柱塞止回钢珠与柱塞钢柱止回阀座设计上为线密封。锁紧套与柱塞通过螺纹连接，内卡簧卡住柱塞钢柱止回阀座。抽油泵吸入口设计采用吸入口止回阀座，结构原理与柱塞止回阀一样，只是吸入口过流面积大于柱塞止回阀过流面积，当柱塞总成下行瞬间吸入泵筒内的流体克服柱塞止回钢珠与柱塞止回阀重力，流体将产生内压，内压对吸入口止回阀s面施压的同时与止回弹簧形成合力，使吸入口止回阀座迅速关闭，吸入口止回阀座与吸入口止回阀座设计为线密封。修井时，将抽油杆上提，柱塞总成上的拨套、锁套将滑套提至上限位，滑套限制住了锁套，锁紧弹簧压缩，抓簧与导向杆分离，柱塞总成留在了泵筒内，此时滑套上移泄油口打开，油管里的流体可以通过泄油口留在井筒里。根据这一工况，如果是稠油生产的吞吐井，短柱塞抽油泵可以进行注汽作业。油管、油管接箍过渡连接套、泵筒、吸入口泵套通过螺纹连接组成。抽油杆、抽油杆接箍、抓簧通过螺纹连接，在抓簧连接杆上串接着拨套，拨套采用软性耐磨耐高温材料，拨套与锁紧螺母。串接在抓簧上的拨套拨动套滑套下行将过渡连接套上的泄油孔封住，为防止滑套 工作时上下窜动，在过渡连接套上装配有定位钢珠、定位钢珠弹簧、丝堵对滑套上下进行定位。抓簧与柱塞导向杆进行对接，抓簧将锁套在重力的作用下使锁紧弹簧压缩，当导向杆进入抓簧，抓簧靠弹性迅速收缩，锁紧弹簧将锁套上推将抓簧与导向杆锁住。导向杆与变径连接管通过螺纹连接，为防止导向杆与变径连接管松动脱落，在导向杆安装有锁紧螺母与变径连接管备紧。变径连接管与柱塞进行螺纹连接，柱塞外径安装有活塞环，为了提高活塞环使用寿命，在柱塞上下端背对背安装有耐磨材料u型密封环。在柱塞内安装有柱塞止回阀，柱塞止回阀采用锥型设计，柱塞止回阀导向杆上安装有止回弹簧，柱塞止回阀导向杆通过导流盘导向定位，柱塞止回阀与柱塞止回阀座设计为线密封。在柱塞下部安装有柱塞止回钢珠，锁紧套与柱塞通过螺纹连接，内卡簧卡住柱塞钢柱止回阀座。吸入口由吸入口止回阀座、导流盘、止回弹簧、吸入口止回阀座组成，吸入口止回
阀座导向杆通过导流盘导向定位，吸入口止回阀座与吸入口止回阀座设计为线密封。
8.短柱塞抽油泵外部是由油管接箍、过度连接套、泵筒、吸入口泵套组成。泵筒内是由抽油杆接箍连接脱节器爪簧连接着导向杆，爪簧与导向杆连接后锁套在锁紧弹簧的作用下，将爪簧与导向杆锁住，导向杆与柱塞连接件通过螺纹连接，柱塞连接件与柱塞进行螺纹连接，柱塞外部安装有活塞环，为了提高活塞使用寿命，在柱塞上下端背对背安装有耐磨材料u型环，在柱塞上下运动时，u型环可将油沙或其它异物推开，防止油沙或其它异物进入柱塞与泵筒间隙，造成卡泵及柱塞的损坏，从而保护活塞环。在柱塞内安装有柱塞止回阀，柱塞止回阀采用锥型设计，柱塞止回阀上的导向杆上安装有止回弹簧，柱塞止回阀上的导向杆通过导流盘导向定位，柱塞止回阀与柱塞止回阀座设计为线密封。在柱塞下部安装有柱塞止回钢珠，当柱塞向上运行时确保止回阀与柱塞止回钢珠及时关闭，减少泄漏，保证抽油泵的泵效，柱塞止回钢珠与柱塞止回钢珠座设计为线密封。抽油泵吸入口同样采用吸入口止回阀，结构原理与柱塞止回阀一样，只是吸入口过流面积大于柱塞止回阀过流面积，当柱塞下行瞬间吸入泵筒内的流体克服柱塞止回钢珠与柱塞止回阀重力，流体将产生内压，内压将对吸入口止回阀s面施压与止回弹簧形成合力使吸入口止回阀迅速关闭，吸入口止回阀与吸入口止回阀座设计为线密封。
9.短柱塞抽油泵在工厂将短柱塞通过专业工具装入泵筒内，到了现场，短柱塞、泵筒与油管下入油井预定位置，爪簧通过抽油杆接箍连接抽油杆下入油井，在爪簧上安装有拨套，拨套采用软性耐磨耐高温材料，拨套功能是拨动滑套上下运动，当爪簧下入泵筒内首先是拨套滑套下行，确保泄油口关闭，当爪簧与短柱塞上的导向杆相遇，爪簧利用抽油杆的重量将锁套和锁紧弹簧下压，下压到爪簧与导向杆相配合，锁紧弹簧将锁套与爪簧锁住，抽油泵柱塞在正常限位内工作，爪簧不会与导向杆脱落。如果需要修井，将抽油杆上提，柱塞上的锁套将滑套提至上限位，滑套限制锁套，锁紧弹簧压缩，爪簧与导向杆分离，短柱塞留在了泵筒内，此时滑套上移泄油口打开，油管里的流体可以通过泄油口留在井筒里。根据这一工况，如果在稠油生产的吞吐井，短柱塞抽油泵可以进行注汽作业。
10.本发明性能可靠，操作方便，可以满足各种性质油藏的开采作业，节能效果好，降低了修井的间接成本。鉴于抽油泵泵筒生产的现状，短柱塞抽油泵柱塞密封长度较传统抽油泵柱塞长度缩短了6倍，大大降低了柱塞与泵筒内径的摩擦阻力，在同样的条件下，每天节电2～3kw
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h节能效果好，卡泵的概率微乎其微。为了控制柱塞与泵筒内径的泄漏，柱塞与泵筒内径之间柱塞采用了耐磨弹性材料和活塞环，消除了柱塞与泵筒内径之间的间隙。通过生产现场试运行得到了证实，泵效在85%以上，性能安全可靠。
11.本发明结构合理，性能安全可靠，其抽油泵柱塞的长度短，大大降低了柱塞与泵筒内壁的摩擦阻力，节能效果好，消除了卡泵的弊端，抽油泵的密封性能好，提高了泵效，可以满足各种性质油蔵的开采作业。
附图说明
12.下面将结合附图对本发明做进一步的描述，图1为本发明的井下安装主视结构示意图，图2为图1的上部放大结构示意图，图3为图1的中部放大结构示意图，图4为图1的下部放大结构示意图。
具体实施方式
13.一种短柱塞抽油泵，如图1所示，油管1通过油管接箍3和过渡连接套5螺纹连接着泵筒16，在泵筒16的下端连接着吸入口泵套29，在泵筒16内抽油杆2通过抽油杆接箍4和连接机构连接着柱塞总成，在过渡连接套5上设置着泄油孔8，在过渡连接套5内设置着与泄油孔8相配合的滑套9，滑套9通过钢球定位装置定位，连接机构由相互配合连接的抓簧12、导向杆13和变径连接管17组成，其中在抓簧连接杆上安装的拨套11与滑套9相配合，上端具有导向连接头的导向杆13上安装着锁套14、锁紧弹簧15和锁紧螺母10，抓簧12的抓爪与导向杆13的导向连接头相配合，并且通过锁套14锁定导向杆13，导向杆13的下端通过螺纹连接着具有出油孔32的变径连接管17，其下端的螺纹管通过螺纹连接着柱塞总成，在柱塞总成柱塞19的外部安装有活塞环20和密封环18，在柱塞19内的流体通道上配合安装着柱塞止回阀装置，在流体通道的下端口上安装着钢球止回阀装置，在吸入口泵套29内配合安装着吸入口止回阀装置。抓簧12的结构为在连接杆的下端设置着均布的抓爪，抓爪的下端设置着与导向杆导向连接头后端的锥台相配合的卡台，在连接杆上配合安装着锁紧螺母10和拨套11，锁紧螺母10压紧抽油杆接箍4，在过渡连接套5是上设置着钢球定位装置，其弹簧7控制的钢球6与滑套9外壁上设置的定位凹环相配合，将滑套9定位，在滑套9内配合安装着拨套11，拨套11摩擦传动滑套9。拨套11由柔性耐磨、耐高温材料构成。在导向杆13的上端设置着具有锥尖的导向连接头，在导向杆13的下端设置着螺杆，在导向杆13上依次设置安装着锁套14、锁紧弹簧15、锁紧螺母和变径连接管17，通过锁紧螺母将变径连接管17锁紧，锁紧弹簧15将锁套14上推，使抓簧12的卡爪与导向杆13的导向连接头锁住。在柱塞19外径柱面上均布设置着活塞环槽，在活塞环槽内配合安装着活塞环20，在柱塞19的上、下端分别配合安装着密封环18。密封环18为背对背安装的u型密封环。在柱塞19的流体通道下端口内通过螺纹连接着锁紧套27，在缩紧套27的内壁上通过卡簧槽内设置的内卡簧28安装着钢球止回阀装置的钢珠止回阀座26，止回钢珠25与钢珠止回阀座26相配合，高出钢珠止回阀座26上部的锁紧套套管，其上端配合安装着柱塞止回阀装置的柱塞止回阀座24，上部为圆锥台，下部为圆锥尖的组合体构成阀芯23，其圆锥尖锥面与柱塞止回阀座24线性密封，在阀芯圆锥台的上端设置着导杆，通过变径连接管17安装在柱塞流体通道上部的导流盘21，其中心导向孔与装有止回弹簧22的导杆上端相配合，在导流盘21上均布设置着导流孔。在柱塞19的上端面与变径连接管17的挡台构成的密封环槽中配合安装着密封环18，在柱塞19的下端面与锁紧套27的挡台构成的密封环槽中配合安装着密封环18。在吸入口泵套29内通过挡台安装着吸入口止回阀装置的吸入口止回阀座31，在吸入口止回阀座31的上部通过设置的间隔套30安装着导流盘，阀芯23的圆锥尖锥面与吸入口止回阀座31线性密封，阀芯23上端设置着装有止回弹簧的导杆，导杆的上端与导流盘的中心导向孔相配合。柱塞19的密封长度为200mm。