[实用新型]管式泵增效自振柱塞凡尔

说明书

本实用新型涉及采油机械领域，特别是一种既具有柱塞泵的柱塞作用，又具有单向凡尔的凡尔作用的管式泵增效自振柱塞凡尔。

目前，各油田的采油机械普遍采用深井采油泵。它的凡尔是固定的。采油时，随着抽油杆的上下往复运动，固定凡尔在油压的作用下反复开启和关闭，油液在油泵里只进行充满和吸入过程，而且只作单一的向上运动。由于泵下面的滤网常有附砂和结垢现象，因此抽油时阻力大，效率低，而且时间一长还会堵塞孔道，由于泵的吸入负压大，还会将滤网吸破。

本实用新型的目的在于提供一种在不增加任何动力的情况下能使柱塞凡尔上下运动，提高采油效率的管式泵增效自振柱塞凡尔。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：一种管式泵增效自振柱塞凡尔(13)包括小柱塞(24)、大柱塞(25)、单向凡尔(12)、(15)，它通过油管螺纹连接在抽油泵(10)下端。小柱塞(24)和其下缩径加工成一体，大柱塞(25)通过销轴与缩径连接有一起装入缸套(23)中。柱塞凡尔总成为圆形，中间为空心。小柱塞(24)中装有单向凡尔(12)，大柱塞(25)中装有单向凡尔(15)。大柱塞(25)下端装有组合弹簧(17)，弹簧座的下部连接有过滤总成(19)。大柱塞(25)上开有进油孔(14)，在缸套(23)上开有与套管(6)相通的孔道(20)。

本实用新型由于用柱塞凡尔代替了原来的固定凡尔，当抽油杆推动活塞下行时，起初柱塞凡尔的上单向凡尔(12)关闭，柱塞凡尔起到了柱塞的作用，它下面的液体产生一个向下的运动和压力。这个运动使柱塞凡尔(13)下面的液体经过滤网(19)向油套环行空间(7)和油层(16)运动。这个压力波经过滤网(19)传入油套环行空间的油液中和油层。它随着抽油泵活塞的上下往复运动产生和消失，从而使这一段液体中产生了一个周期性变化的压力波。通过油液的正反两个方向的运动和周期性变化的压力波，起到了清洗滤网和对近井油层的解堵作用，从而减小了泵的吸入阻力，提高了泵效，并有效地避免了卡泵及吸破滤网现象的发生。当抽油杆带动活塞上行时，由于增加了复合弹簧，大柱塞(25)内的油液在油套环行空间油压和复合弹簧的合力作用下，经过上部单向凡尔(12)被强力推入泵活塞(10)与柱塞凡尔(13)之间，作用时间短，流速高，压差大。而且在由注入变为吸入的一瞬间，使下部单向凡尔(15)快速打开，诱导了油流，从而提高泵效。

图1为柱塞凡尔下行第一阶段工作过程示意图。

图2为柱塞凡尔下行第二阶段工作过程示意图。

图3为柱塞凡尔上行第一阶段工作过程示意图。

图4为柱塞凡尔上行第二阶段工作过程示意图。

其中，1抽油杆、2油管、3阀门、4油、5油管套管连接板、6套管(井筒)、7油管和套管形成的环行空间、8环行空间里的油位高度、9泵上部单向凡尔、10抽油泵活塞、11泵下部单向凡尔、12柱塞凡尔上单向凡尔、13柱塞凡尔、14柱塞凡尔进油孔、15柱塞凡尔下单向凡尔、16油层、17复合弹簧、18套管与油层的连通孔、19油管下部进油孔过滤网、20柱塞凡尔同环行空间通孔、21油进出油管方向、22大柱塞上面空间、23缸套、24柱塞凡尔小柱塞、25柱塞凡尔大柱塞、26负压区。

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

如附图所示：本实用新型是这样实现的，由小柱塞(24)、大柱塞(25)、单向凡尔(12)、(15)、缸套(23)、复合弹簧(17)组成的柱塞凡尔(13)下行时，在第一阶段，抽油杆(1)推动抽油泵活塞(10)开始下行，此时，由于泵活塞(10)上面液体的压力大于下面液体的压力，它的两个单向凡尔(9)、(11)处于关闭(延时开启)状态。活塞(10)下面的油液使柱塞凡尔(13)向下运动。这时柱塞凡尔(13)的上部单向凡尔(12)关闭，下部单向凡尔(15)打开，油通过单向凡尔(15)和进油孔(14)进入空腔(22)。当柱塞凡尔运动到下死点时，不能继续向下运动，起到固定凡尔的作用，它上部的单向凡尔(12)继续关闭，单向凡尔(15)在重力的作用下也关闭，复合弹簧(17)被压缩，第一阶段终止。在这个阶段中，由于单向凡尔的关闭，柱塞凡尔起到了泵的柱塞作用。它下面的液体产生运动和压力。这个运动使柱塞凡尔(13)下面的液体经过滤网(19)向油套环行空间(7)和油层(16)运动。这个压力波经过滤网(19)传入油套环行空间(7)的油液中和油层(16)。在第二阶段，活塞(10)在抽油杆(1)的作用下继续向下运动，泵活塞(10)和柱塞凡尔(13)之间被封闭，中间油液的压力升高。当它的压力大于活塞(10)上部液体的压力时，活塞(10)的两个单向凡尔(9)、(11)同时打开，活塞(10)和柱塞凡尔(13)之间的液体进入活塞(10)的上部，这个过程可以称为充满过程。当抽油泵活塞(10)运动到它的下死点，充满过程结束。柱塞凡尔(13)上行时，在第一阶段，抽油杆(1)带动泵活塞(10)开始上行，它的两个单向凡尔变成关闭，在泵活塞(10)和柱塞凡尔(13)之间形成负压。此时，一方面由于油套环行空间(7)动液面对柱塞凡尔(13)的小柱塞(24)和大柱塞(25)产生压力，它大大高于泵活塞(10)和柱塞凡尔(13)之间的压力，另一方面在复合弹簧(17)的作用下，使柱塞凡尔快速向上运动，这时空腔(22)里的油进入大柱塞，迫使单向凡尔(15)关闭，单向凡尔(12)开启，大柱塞内的油液经过上部凡尔(12)被推进入泵活塞(10)与柱塞凡尔(13)之间。当柱塞凡尔(13)上行到它的上端位置时，它的下部单向凡尔(15)在下部油液的推动下迅速打开，这时第一阶段结束。在这个过程中，泵筒内虽为负压，但油液不是被吸入的，而是由大柱塞在油套环行空间油压和复合弹簧的合力作用下强行注入的，作用时间短、流速高、压差大，同时由于单向凡尔(15)的快速开启，诱导了油流，从而提高了泵效。此后泵活塞(10)在抽油杆的拉动下继续上行，油套环行空间和油层的油在负压的作用下经过滤网(19)进入泵筒内。这个过程称为吸入过程。