[发明专利]一种防垢、防腐和防砂陶瓷抽油泵及其制造方法

权利要求书

1.一种在石油开采的结垢、腐蚀和出砂井中使用的防垢、防腐和防砂陶瓷抽油泵，包括泵筒总成、柱塞总成和固定阀总成，其特征在于：在构造材料上，其柱塞、泵筒和阀组的工作部分由表面硬度极高的工程结构陶瓷制造，选择的工程结构陶瓷精加工后具有极好的防垢、防腐和防砂性能，在结构上，该泵采用了挡、刮、沉三种特殊结构的组合，挡是在柱塞上设计了挡垢、挡砂帽，挡垢、挡砂帽的外径大于泵筒内径，刮是在泵筒两端设计组合的刮垢、刮砂环，紧紧包复在柱塞外表面，沉是在泵筒外设计了沉砂外管、沉垢、沉砂通道和进液分隔接头；泵筒总成由外管上接箍(5)、外管(6)、泵筒扶正头(7)、刮垢、刮砂环(8)、环组外套(9)、弹簧套(10)、泵筒接头(11)、陶瓷泵筒(12)、泵筒外套(13)、泵筒下接箍(14)、泵筒短节(15)、固定阀上接头(16)、固定阀罩(17)、固定阀球(18)、固定阀座(19)、固定阀下接头(20)、外管下接箍(21)、进液分隔接头(22)、盛垢、盛砂管接头(23)、盛垢、盛砂管(24)和丝堵(25)组成，其结构、组装关系如下，外管上接箍(5)、外管(6)、外管下接箍(21)、进液分隔接头(22)、盛垢、盛砂管接头(23)、盛垢、盛砂管(24)和丝堵(25)从上至下依次用螺纹连接组成泵外管总成，陶瓷泵筒(12)装在泵筒外套(13)内，两端用带有螺纹的泵筒接头(11)上紧，构成陶瓷泵筒总成，刮垢、刮砂环(8)成组使用，装在环组外套(9)中，环组外套(9)与刮垢、刮砂环(8)中间装有弹簧套(10)，环组外套(9)装在陶瓷泵筒总成的两端，陶瓷泵筒总成的上端用螺纹与泵筒扶正头(7)相连，下端依次与泵筒下接箍(14)、泵筒短节(15)、固定阀上接头(16)、固定阀罩(17)、固定阀下接头(20)用螺纹连接，固定阀球(18)和固定阀座(19)装在固定阀罩(17)内并用带有螺纹的固定阀下接头(20)压紧固定阀座(19)，固定阀下接头(20)下端的外螺纹与进液分隔接头(22)上部的内螺纹相连接，完成泵筒与泵外管总成的组装；柱塞总成由出油接头(26)、上游动阀球(27)、上游动阀座(28)、挡砂帽(29)、柱塞上接头(30)、陶瓷柱塞(31)、中心管(32)、柱塞下接头(33)、中间接管(34)、下游动阀接头(35)、下游动阀罩(36)、下游动阀球(37)、下游动阀座(38)和下接头(39)组成，其结构、组装关系如下，出油接头(26)、挡砂帽(29)、柱塞上接头(30)、中心管(32)、柱塞下接头(33)、中间接管(34)、下游动阀接头(35)、下游动阀罩(36)、和下接头(39)从上至下依次用螺纹连接，上游动阀球(27)和上游动阀座(28)安装在出油接头(26)内，并用带有螺纹的挡砂帽(29)压紧上游动阀座(28)，下游动阀球(37)和下游动阀座(38)安装在下游动阀罩(36)内，并用带有螺纹的下接头(39)压紧下游动阀座(38)，陶瓷柱塞(31)套装在中心管(32)上，分别用带有螺纹的柱塞上接头(30)、柱塞下接头(33)和中间接管(34)、下游动阀接头(35)上紧。

2.根据权利要求1所述的防垢、防腐和防砂陶瓷抽油泵，其特征在于：陶瓷件的制造方法是，粉料超细制备-真空造粒-振动法填模-等静压成型-烧结-热处理-粗磨-精磨；陶瓷泵筒的加工和装配方法是，陶瓷衬套内外圆柱面及端面精加工后，端面进行镀铜处理，泵筒外套装配前要加热至280-350℃，将陶瓷衬套迅速放入泵筒外套中，再用泵筒接头上紧，多节陶瓷衬套的装配可以采用液压涨力装配芯轴来装配，泵筒外套与陶瓷衬套要有0.01～0.03mm的装配过盈；刮垢、刮砂环用38CrMoAl制造，表面进行氮化处理，制造工艺是，粗车-调质-精车-粗磨-去应力时效处理-精磨-氮化-研磨-线切割；陶瓷柱塞的加工和装配方法是，陶瓷柱塞管内外圆柱面及端面先进行精磨加工，装配端面磨成10～15度斜面，陶瓷柱塞管的所有加工尖角都要倒成0.5～1mm的圆角，端面进行镀铜处理，然后将陶瓷柱塞和所有的支撑零件、紧固零件依次套装在中心管上，放入炉中加热，加热温度控制在油井井下使用温度以上30～50℃之间，保温1小时左右，出炉后用专用工具迅速上紧，再修整定位中心孔或定位面，进行整体通磨和抛光至给定尺寸和粗糙度，多节陶瓷柱塞组装成长柱塞时，一定在装配部位加工与柱塞外圆柱面同轴的定位圆柱面，定位圆柱面长度不得少于30mm。