[发明专利]一种水力活塞泵换向阀

说明书

本发明涉及一种水力活塞泵换向阀，它由先导阀和主阀组成，包括先导阀座、空心阀芯、滑杆、上阀座、下阀座及主阀芯，当空心阀芯处于下部位置时，控制流道与乏液流道连通，主阀芯处于下部位置，由主阀提供的动力液促使动力活塞上行，当空心阀芯处于上部位置时动力液控制主阀芯在上部坐封，由先导阀提供的动力液促使动力活塞下行，空心阀芯的初始动作由动力活塞触动滑杆提供，然后由液压力推至换向位置，由于换向阀采用了锥阀组合的结构，阀座与阀芯是线密封，可直接用水做动力液，并且换向平稳，无振动撞击，寿命长。

所属技术领域：

本发明涉及油井采油用的水力活塞泵，尤其涉及一种控制水力活塞泵往复运动的换向阀。

背景技术：

现有的水力活塞泵是通过地面泵向井下注入高压动力液并由井下滑阀控制动力活塞往复运动，从而带动抽油泵活塞做往复运动。(参考图1、图2)电动机101驱动高压柱塞泵102运转，柱塞泵102从分离器103中吸入动力液，增压后通过动力管柱108注入井下换向滑阀120及活塞马达150，活塞马达驱动抽油泵160往复运动将原油举升至地面，图1中的107是油层射孔段，104是流量计，105是压力表。图2中的120是换向滑阀，121是换向滑杆，153是动力活塞，151是动力活塞杆，163是泵活塞。水力活塞泵属于无杆采油方式，最适合斜井及水平井的开采，它不仅效率高、扬程大，还可利用高温动力液保持井筒温度解决稠油及高凝原油流动问题。但由于现有的水力活塞泵采用滑套阀控制动力活塞的往复换向，从而造成了水力活塞泵一直存在以下缺点：一、要求动力液具有良好的润滑性，由于滑套换向阀无法实现低冲次换向，为了降低运动件的磨损速度需要动力液润滑性能好。二、要求动力液具有良好的清洁度，滑套换向阀的配合间隙十分精密，为了防止滑套卡死，动力液必须进行精细过滤。三、最苛刻的是要求动力液具有适当的粘度，滑套阀是间隙配合，如果用水等低粘度流体作动力液不仅运动件磨损快，滑套阀的漏失也会十分严重。上世纪国内各油田使用的水力活塞泵都是用原油做动力液，也就是将采出液经过脱水、精细过滤、加热后作为动力液使用，由于地面处理动力液的工作量太大，生产成本太高，到上世纪末全国已没有用水力活塞泵作为人工举升的油井(详见《石油钻采工艺》第33卷第五期，2011年9月刊登的《国内水力活塞泵应用分析》)。

发明内容：

本发明提供一种水力活塞泵换向阀，采用该换向阀设计的水力活塞泵可以使用纯水或高含水采出液直接作为动力液，并且换向阀的漏失很小从而克服现有滑套换向阀的最大问题。

本发明的另一目的是提供一种水力活塞泵换向阀，该换向阀能在不同冲次的运动速度下实现平稳换向，消除或减小振动和撞击以达到提高可靠性和增加工作寿命的目的。

本发明的另一目的是提供一种水力活塞泵换向阀，该换向阀能在大排量油井中实现平稳换向，消除振动和撞击以达到工作可靠、寿命长的目的。