專利名稱：旋動式抽油泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是石油地下開采的泵送設(shè)備——抽油泵，它是石油井下開采的關(guān)鍵設(shè)備。
背景技術(shù)：
抽油泵是連接于抽油桿下端、下入石油開采油井的油層位置，向地面泵送原油的一種機械結(jié)構(gòu)泵。由于此類產(chǎn)品工作于地下較為惡劣的地質(zhì)環(huán)境中，特別是目前許多油田已進入后期開采階段，原油油液中混有大量的泥砂以及腐蝕性物質(zhì)，如何解決抽油泵的砂卡、砂埋、延長其使用周期以及防止桿柱脫落、同時提高泵效等，最終降低油田生產(chǎn)成本就成為石油開采業(yè)的首要課題。
中國專利CN97217785X、名稱為“整筒管式抽油泵”的實用新型技術(shù)，在柱塞表面設(shè)置螺紋排砂槽以達到排砂目的，但事實證明這種產(chǎn)品的排砂能力極其有限，沒有實質(zhì)性地解決抽油泵的砂卡問題?，F(xiàn)有技術(shù)中，還有采用在油油桿與柱塞之間設(shè)置旋轉(zhuǎn)器來解決抽油桿脫落的技術(shù)方案，如中國專利CN96239124.7、名稱為“整筒式抽油泵”所提供的一套技術(shù)方案，其方案中在抽油桿與柱塞之間設(shè)置一步進式離合器，該離合器是通過一兩端面設(shè)有若干齒牙的嵌套的滑動軸，在其隨柱塞軸向運行到極限位置時與滑動軸套的鋸形齒相契合，在每一次極限位置契合作用時，該旋轉(zhuǎn)器都會帶動柱塞作與柱塞螺紋旋緊方向相同的一個齒弧寬度轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)，該微動式旋轉(zhuǎn)技術(shù)手段只在于解決抽油桿脫落的技術(shù)問題，其齒與齒之間的反復(fù)沖撞導(dǎo)致齒牙在短期內(nèi)遭到嚴(yán)重?fù)p壞，而且使原有有限的泵效又進一步降低。所以對于以上兩典型技術(shù)解決方案，無論是其單獨運用還是組合實施，都沒有從根本上解決砂卡、砂埋等技術(shù)問題，而且現(xiàn)有各類抽油泵普遍存在泵效低下的技術(shù)現(xiàn)狀。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有柱塞式抽油泵技術(shù)在泵送含砂原油存在的砂卡、砂埋等技術(shù)問題，改變在開采后期油井中短期報廢的嚴(yán)峻現(xiàn)狀，本實用新型提供了一種新型的旋動式抽油泵的技術(shù)方案，本技術(shù)方案的主要技術(shù)內(nèi)容為該旋動式抽油泵的組成包括有泵筒總成、泵筒內(nèi)的柱塞總成和泵筒的進油閥門總成，柱塞與抽油桿之間通過柱塞旋動器滑動聯(lián)接，本技術(shù)方案的主要技術(shù)特點在于柱塞旋動器是由間隙滑動配合的旋動軸和該旋動軸的驅(qū)動軸套組成的，旋動軸下端聯(lián)接柱塞，驅(qū)動軸套上端聯(lián)接抽油桿，旋動軸軸表面上設(shè)有上下運行中其與柱塞聯(lián)接螺紋旋緊方向相同的“人”字形首尾相接的斜向?qū)Р?，?qū)動軸套上設(shè)有在旋動軸的斜向?qū)Р壑谢瑒舆\行的凸榫。
在上述的整體技術(shù)方案中，斜向?qū)Р鄣摹叭恕弊中无D(zhuǎn)向點處軸線方向設(shè)有縱向過渡滑槽。
本實用新型的旋動式抽油泵，其主要動作方式是驅(qū)動軸套作為主動件由抽油桿帶動上下反復(fù)抽油運行中，驅(qū)動軸套內(nèi)的凸榫位于旋動軸的斜向?qū)Р壑校归镜妮S向移動，迫使旋動軸還按斜向?qū)Р鄣难由旆较蛐D(zhuǎn)運行，其旋動方向和其聯(lián)接柱塞的螺紋旋緊方向相同，可以防止抽油桿脫落；抽油桿上下往返運行時，恰是凸榫由斜向?qū)Р鄣霓D(zhuǎn)向折點與抽油桿同步變向、并首尾相接反復(fù)運行。本技術(shù)方案具有如下技術(shù)優(yōu)點1、可以有效地防止桿與柱塞之間配合聯(lián)接的脫離；2、抽油桿每一次上、下泵油驅(qū)動中，旋動器的設(shè)置迫使旋動軸及與其聯(lián)接的柱塞大幅度旋轉(zhuǎn)180°，使柱塞與泵筒配合間隙中的原油驅(qū)動形成嚴(yán)密的旋動密封油膜層，從而提高了間隙處的油封作用，實現(xiàn)配合間隙的密封是提高泵效的一個基本因素；3、柱塞大幅度強制旋轉(zhuǎn)，使柱塞在每一運行周期中其表面能夠與泵筒表面全面旋轉(zhuǎn)接觸，因而避免了原有抽油泵因柱塞單一直線運行中使夾入的砂污只能在同一位置反復(fù)拉磨，導(dǎo)致間隙局部嚴(yán)重拉傷、密封失效、泵效降低的技術(shù)弊病，大大減緩了配合間隙的磨損程度，穩(wěn)定了泵的漏失量，延長了本抽油泵的使用壽命；4、旋轉(zhuǎn)的柱塞和泵筒形成了徑向碾、壓、擠的動配合，這種動配合工作方式能把鉆入配合間隙的砂污碾碎，并將微細砂污擠入激光工藝處理的泵筒內(nèi)表面的微細凹縫中，待柱塞移出其所在位置時，就被沖刷回油液中，避免了泵配合表面的積垢；5、旋動器的設(shè)置，有效地避免了停機后因砂埋而造成的無法啟動的現(xiàn)象發(fā)生，柱塞在啟動時，除被軸向拉動，還作徑向上強制旋動，這種綜合運動方式疏松了沉砂，破除了砂埋阻力，從而打通柱塞的運行通道；6、在抽油桿上下變向運行的換向中，由于斜向?qū)Р壑锌v向過渡滑槽的設(shè)置，使柱塞在隨抽油桿變向運行時滯后于抽油桿的轉(zhuǎn)向運行，該滯后時間差恰好與柱塞球閥、進油球閥的自然回落與頂起所用時間相吻合，從而實現(xiàn)了各閥門可靠關(guān)閉后、柱塞再移動的工作順序，實現(xiàn)了閥門可靠關(guān)閉，從而徹底解決了現(xiàn)有常規(guī)泵的閥門關(guān)閉動作滯后而產(chǎn)生泵油漏失的難題，大大地提高本抽油泵的泵效。


圖1為本旋動式抽油泵的上部分的剖視結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本旋動式抽油泵的柱塞球閥的的剖視結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本旋動式抽油泵的進油球閥的剖視結(jié)構(gòu)示意圖圖4、為圖1中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖5為圖2中B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖6為旋動器的旋動軸軸表面的展開結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本旋動式抽油泵包括泵筒總成2、柱塞總成和泵筒的進油閥門總成，抽油桿通過抽油桿接頭3經(jīng)旋動器與柱塞8聯(lián)接，該旋動器包括有固定連接于柱塞8上端的旋動軸4，和固定連接于抽油桿接頭3下端的驅(qū)動軸套5，旋動軸4在驅(qū)動軸套5的內(nèi)部軸向套管中滑動運行，旋動軸4的頂端設(shè)有與驅(qū)動軸套5配合的限位凸臺43，旋動軸4的軸表面上設(shè)有首尾相接的“人”字形斜向?qū)Р?0，驅(qū)動軸套5上設(shè)有凸出端置于該斜向?qū)Р?0的凸榫50，當(dāng)抽油桿帶動驅(qū)動軸套5作軸向運行時，旋動軸4由其斜向?qū)Р?0在凸榫50的帶動下作軸向運行的同時，還沿斜向?qū)Р?0作旋轉(zhuǎn)運行，直至達到斜向?qū)Р?0的轉(zhuǎn)向頂端，凸榫50帶動旋動軸4及柱塞8作同一轉(zhuǎn)向的運行，重新回到起始的轉(zhuǎn)向點。在斜向?qū)Р?的轉(zhuǎn)向點處各設(shè)有一軸向延伸的上縱向過渡滑槽41和下縱向過渡滑槽42，當(dāng)抽油桿帶動驅(qū)動軸套5的凸榫50滑動到上縱向過渡滑槽41并進入該過渡滑槽41時，柱塞基本停止軸向運行，此時因原油油液負(fù)壓明顯減弱，上行的油液無法繼續(xù)維持進油球閥的開啟，于是進油球閥13在自身重力作用下克服油液阻力開始緩緩回落，進油球閥13基本落于其球座14封閉進油通道后，抽油桿經(jīng)旋動器帶動柱塞開始向下運行，當(dāng)?shù)竭_下縱向過渡滑槽42的下端，下縱向過渡滑槽42的設(shè)置，同樣為柱塞閥球10的回落封閉設(shè)置了一等待時間，所以過渡滑槽的設(shè)置使抽油泵的泵效大大提高。
在本實施例中，旋動軸4與柱塞8之間設(shè)有一出油接頭7，出油接頭7作為柱塞的延伸端的表面上設(shè)有若干螺紋槽71，螺紋槽71的下端設(shè)有通入柱塞內(nèi)管的回砂孔70，該螺紋槽71的槽刃能夠?qū)⒄掣皆谥砻娴纳拔酃纬?，并使其由回砂?0進入原液中。柱塞的進油接頭11作為柱塞下端的延伸，其表面上同樣設(shè)有若干螺紋槽15，并且其上端也設(shè)有通入柱塞內(nèi)管的回砂孔12。
在本實施例中，柱塞的閥球10、泵筒的進油閥球13分別由其柱塞進油接頭11、泵筒下接箍14作為其球閥的閥座，作為閥座的柱塞進油接頭11和泵筒下接箍14，其連接處的的管內(nèi)口端制成錐形管口端面，使球座管口端不會有存積砂垢的機會，因而避免了因砂垢的存在使球閥的密封失效，該球閥的密封處理為進一步提高泵效創(chuàng)造了條件。兩球閥的限位罩，其上設(shè)有共圓中心的若干散射式筋架，如圖所示，該筋架結(jié)構(gòu)可以是過圓心的單桿筋架的限位罩9，也可以是三分式三筋架結(jié)構(gòu)的限位罩6，這種限位罩結(jié)構(gòu)可以加大油流通道，降低油流阻力；而且在其圓中心位置面對閥球設(shè)有一突起90、60，該突起與管口錐面的設(shè)計相匹配，在閥球被迫開啟時，能夠順勢被推舉至油流通道的限位罩的角落，盡可能地讓開了油流通道，既減小了上行原液為維持閥球開啟狀態(tài)的作功，又使油流通道盡可能地開啟，而且閥球能夠在自身的重力作用下沿錐面自行回落，封閉油流通道，因減小了泵油阻力，其抽油泵的泵效會再一步得到提高。
權(quán)利要求1.一種旋動式抽油泵，其組成包括有泵筒總成、泵筒內(nèi)的柱塞總成和泵筒的進油閥門總成，柱塞與抽油桿之間通過柱塞旋動器滑動聯(lián)接，其特征在于柱塞旋動器是由間隙滑動配合的旋動軸(4)和該旋動軸的驅(qū)動軸套(5)組成的，旋動軸下端聯(lián)接柱塞(8)，驅(qū)動軸套(5)上端聯(lián)接抽油桿，旋動軸(4)軸表面上設(shè)有上下運行中其與柱塞聯(lián)接螺紋旋緊方向相同的“人”字形首尾相接的斜向?qū)Р?40)，驅(qū)動軸套(5)上設(shè)有在旋動軸的斜向?qū)Р壑谢瑒舆\行的凸榫(50)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油泵，其特征在于斜向?qū)Р?40)的“人”字形轉(zhuǎn)向點處軸向設(shè)有縱向過渡滑槽(41、42)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油泵，其特征在于柱塞的閥球、泵筒的進油閥球分別由其柱塞進油接頭(11)、泵筒下接箍(14)作為其球閥的閥座，其作為閥座的柱塞進油接頭(11)和泵筒下接箍(14)的內(nèi)管口端制成錐形管口端面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油泵，其特征在于旋動軸(4)與柱塞(8)之間設(shè)有一出油接頭(7)，出油接頭(7)作為柱塞的延伸端的表面上設(shè)有若干螺紋槽(71)，螺紋槽的下端設(shè)有通入柱塞內(nèi)管的回砂孔(70)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油泵，其特征在于柱塞的進油接頭(11)作為柱塞下端的延伸，其表面上設(shè)有若干螺紋槽(15)，其上端也設(shè)有通入柱塞內(nèi)管的回砂孔(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油泵，其特征在于柱塞球閥的限位罩(9)上設(shè)有若干由其圓中心散射狀的筋架，其圓中心位置面對閥球設(shè)有一突起(90)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油泵，其特征在于泵筒的進油球閥的限位罩(6)上設(shè)有若干由其圓中心散射狀的筋架，其圓中心位置面對閥球設(shè)有一突起(60)。
專利摘要本實用新型為解決現(xiàn)有的石油井下抽油泵普遍存在的砂卡、砂埋、使用期短以及桿柱脫落、泵效低等技術(shù)難題，本技術(shù)提供了一種旋動式抽油泵，該抽油泵的主要技術(shù)特點在于在柱塞與抽油桿之間設(shè)有一柱塞旋動器，該旋動器包括旋動軸和與其滑動配合的驅(qū)動軸套組成的，旋動軸軸表面上設(shè)有與柱塞聯(lián)接螺紋旋緊方向相同的“人”字形首尾相接的斜向?qū)Р?，?qū)動軸套上設(shè)有在旋動軸的斜向?qū)Р壑谢瑒舆\行的凸榫。本技術(shù)具有防砂卡、砂埋、防桿柱脫落的優(yōu)點，而且本抽油泵的泵效得到了明顯提高。
文檔編號F04B47/02GK2614277SQ0321125
公開日2004年5月5日 申請日期2003年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月29日
發(fā)明者張吉秀, 張勇 申請人:張吉秀