本發(fā)明屬于煤層氣開采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種液壓驅(qū)動煤層氣井排采管式泵。

背景技術(shù)：

煤層氣排采是通過抽排將水從煤層氣井內(nèi)排出，使煤儲層壓力降低到煤層氣臨界解吸壓力值以下，從而使吸附態(tài)甲烷解吸為大量游離態(tài)甲烷并運(yùn)移至井口。

煤層氣主要存在于山區(qū)，現(xiàn)有的煤層氣排采設(shè)備大都是石油開采的常規(guī)抽油設(shè)備，需要在山體之上建造開采平臺，對山體破壞嚴(yán)重，極易引發(fā)泥石流、山體滑坡等災(zāi)害，且所建造平臺可利用空間小，要想實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，需要由幾口甚至幾十口井組成的基于單井排采機(jī)理井群來達(dá)到這一目的；常規(guī)抽油設(shè)備中的抽油桿容易造成偏磨，大大縮短了檢泵周期，故而大大增加了成本，嚴(yán)重影響了煤層氣排采的連續(xù)性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種液壓驅(qū)動煤層氣井排采管式泵，以解決現(xiàn)有抽油設(shè)備中的抽油桿容易造成偏磨，縮短了檢泵周期的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種液壓驅(qū)動煤層氣井排采管式泵，包括由上至下依次連接的變徑法蘭接頭部分、動力缸部分、動力缸柱塞泵接頭部分及柱塞泵部分，所述動力缸部分包括無桿腔動力管線、有桿腔動力管線、缸底、動力缸內(nèi)筒、活塞、活塞桿、導(dǎo)向套及動力缸外筒，其中動力缸外筒的上端與變徑法蘭接頭部分連接，下端與動力缸柱塞泵接頭部分連接，所述動力缸內(nèi)筒設(shè)置于動力缸外筒內(nèi)、且上端與缸底連接，所述動力缸內(nèi)筒的下端通過導(dǎo)向套與動力缸柱塞泵接頭部分連接，所述動力缸柱塞泵接頭部分上設(shè)有連通內(nèi)外腔的通孔，所述活塞桿容置于動力缸內(nèi)筒內(nèi)、且與導(dǎo)向套滑動連接，所述活塞桿的上端設(shè)有與動力缸內(nèi)筒的內(nèi)壁滑動連接的活塞，下端與柱塞泵部分的柱塞連接，所述無桿腔動力管線和有桿腔動力管線由變徑法蘭接頭部分引入、且分別與缸動力缸部分的無桿腔和有桿腔連通。

所述無桿腔動力管線和有桿腔動力管線結(jié)構(gòu)相同，均包括動力鋼管、穿越接頭、動力管接頭及動力軟管，其中穿越接頭穿過變徑法蘭接頭部分上設(shè)有的穿線孔、且兩端通過動力管接頭分別與動力鋼管和動力軟管連接，所述動力鋼管位于變徑法蘭接頭部分的外側(cè)，所述動力軟管設(shè)置于變徑法蘭接頭部分的內(nèi)側(cè)、且與缸底上設(shè)有的動力缸上進(jìn)液口或?qū)蛱咨显O(shè)有的動力缸下進(jìn)液口連通，所述穿越接頭與變徑法蘭接頭部分上的穿線孔通過動力密封環(huán)密封。

所述變徑法蘭接頭部分包括上變徑法蘭接頭、法蘭連接螺栓、彈簧墊片、法蘭連接螺母及下變徑法蘭接頭，其中上變徑法蘭接頭和下變徑法蘭接頭的通過法蘭連接螺栓和法蘭連接螺母連接，所述上變徑法蘭接頭和下變徑法蘭接頭之間設(shè)有彈簧墊片。

所述上變徑法蘭接頭包括上變徑連接管及與其端部連接的上法蘭盤，所述上法蘭盤上對稱設(shè)有上法蘭豁口，所述下變徑法蘭接頭包括依次連接的下變徑連接管、頸部及下法蘭盤所述下法蘭盤上對稱設(shè)有下法蘭豁口，所述上法蘭盤與下法蘭盤通過法蘭連接螺栓和法蘭連接螺母連接。

所述動力缸柱塞泵接頭部分包括出液口接頭和雙接頭，其中雙接頭的下端與所述柱塞泵部分的殼體連接，上端內(nèi)壁設(shè)有階梯孔，所述階梯孔由內(nèi)到外分別與出液口接頭和動力缸外筒的下端連接，所述出液口接頭的上端與所述導(dǎo)向套連接，所述出液口接頭的側(cè)壁上沿周向設(shè)有多個出液口。

所述柱塞泵部分包括泵筒及由上至下依次設(shè)置于泵筒內(nèi)的上游動閥、柱塞、下游動閥及固定閥，其中柱塞與泵筒內(nèi)壁滑動配合、且兩端分別與上游動閥和下游動閥連接，所述上游動閥與所述活塞桿的下端連接，所述固定閥與泵筒的下端固定連接。

所述固定閥的上端連接有導(dǎo)流罩，所述導(dǎo)流罩的外壁與所述泵筒的內(nèi)壁之間留有間隙，所述導(dǎo)流罩的側(cè)壁上沿周向設(shè)有多個導(dǎo)流孔。

所述泵筒包括由上至下依次連接的上加長泵筒、主泵筒及下加長泵筒，所述上加長泵筒和主泵筒之間通過上泵筒接箍連接，所述主泵筒和下加長泵筒之間通過下泵筒接箍連接。

所述上游動閥包括上游動閥閥罩及由上至下容置于上游動閥閥罩內(nèi)的上游動閥閥球和上游動閥閥座，所述上游動閥閥罩的上端通過活塞桿柱塞接箍與所述活塞桿的下端連接，下端通過內(nèi)螺紋柱塞接頭與柱塞連接；所述下游動閥包括下游動閥閥罩、下游動閥閥球、下游動閥閥座及下游動閥壓帽，其中上游動閥閥罩的上端與所述柱塞的下端連接，所述下游動閥壓帽與上游動閥閥罩的下端連接，所述下游動閥閥球和下游動閥閥座由上至下容置于下游動閥閥罩內(nèi)。

所述固定閥包括固定閥閥罩、固定閥閥球、固定閥閥座及固定閥壓蓋，其中固定閥閥罩的上端通過固定閥泵筒接箍與泵筒連接，所述固定閥壓蓋與固定閥閥罩的下端連接，所述固定閥閥球和固定閥閥座由上至下依次容置于固定閥閥罩內(nèi)。

本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是：本發(fā)明采用液力無桿排采，從根本上解決了桿管偏磨問題；“多機(jī)聯(lián)動”充分考慮了煤層氣井場同一井臺多井聯(lián)合排采的狀況，通過液控系統(tǒng)，實現(xiàn)多機(jī)聯(lián)動，調(diào)參方便且調(diào)參范圍大；采用小油管設(shè)計，使得油套環(huán)空空間增大，有利于布置直徑更大的動力液管線，以減小動力液的沿程壓力損失；采用動力缸雙層筒結(jié)構(gòu)設(shè)計，井液由底部篩管進(jìn)入，經(jīng)抽油泵排出到泵的上方，然后流經(jīng)動力缸內(nèi)外筒之間的環(huán)空進(jìn)入上部油管，被排出地面。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中變徑法蘭接頭部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中上變徑法蘭接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中下變徑法蘭接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明中動力缸部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中動力缸缸底的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明中活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明中導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明中動力缸柱塞泵接頭部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明中出液口接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明中雙通接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明中柱塞泵部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本發(fā)明中上游動閥閥罩的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為本發(fā)明中下游動閥閥罩的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15為本發(fā)明中導(dǎo)流罩的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16為本發(fā)明中固定閥閥罩的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1為變徑法蘭接頭部分，1.1為動力鋼管，1.2為上變徑法蘭接頭，1.2.1上變徑連接管，1.2.2上法蘭盤，1.2.3為上法蘭豁口，1.2.4為上法蘭連接孔，1.3為法蘭連接螺栓，1.4為彈簧墊片，1.5為法蘭連接螺母，1.6為動力密封環(huán)，1.7為穿越接頭，1.8為動力管接頭，1.9為動力軟管，1.10為下變徑法蘭接頭，1.10.1為下變徑連接管，1.10.2為頸部，1.10.3為下法蘭盤，1.10.4為下法蘭豁口，1.10.5為下法蘭連接孔，2為動力缸部分，2.1為無桿腔動力管線，2.2為有桿腔動力管線，2.3為缸底，2.3.1為定位止口，2.3.2為動力缸上進(jìn)液口，2.4為動力缸內(nèi)筒，2.5為活塞桿活塞連接螺母，2.6為活塞，2.6.1為活塞內(nèi)止口，2.7為活塞桿，2.8為導(dǎo)向套，2.8.1為導(dǎo)向套外止口，2.8.2為導(dǎo)向套內(nèi)止口，2.8.3為內(nèi)導(dǎo)向面，2.8.4為動力缸下進(jìn)液口，2.9為動力缸外筒，3為動力缸柱塞泵接頭部分，3.1為出液口接頭，3.1.1為出液口接頭內(nèi)止口，3.1.2為出液口，3.2為雙通接頭，3.2.1為雙通接頭上止口a，3.2.2為雙通接頭上止口b，3.2.3為雙通接頭下止口，4為柱塞泵部分，4.1為上加長泵筒，4.2為活塞桿柱塞接箍，4.3為上游動閥，4.3.1為上游動閥閥罩，4.3.1.1為上游動閥閥罩通液孔，4.3.2為上游動閥閥球，4.3.3為上游動閥閥座，4.4為上泵筒接箍，4.5為內(nèi)螺紋柱塞接頭，4.6為泵筒，4.7為內(nèi)螺紋整體式柱塞，4.8為下泵筒接箍，4.9為下游動閥，4.9.1為下游動閥閥罩，4.9.1.1為下游動閥閥罩通液孔，4.9.2為下游動閥閥球，4.9.3為下游動閥閥座，4.9.4為下游動閥壓帽，4.10為下加長泵筒，4.11為固定閥泵筒接箍，4.12為導(dǎo)流罩，4.12.1為導(dǎo)流孔，4.13為固定閥閥體，4.13.1為固定閥閥罩，4.13.1.1為固定閥閥罩進(jìn)液口，4.13.2為固定閥閥球，4.13.3為固定閥閥座，4.13.4為固定閥壓蓋。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

如圖1、圖5所示，本發(fā)明提供的一種液壓驅(qū)動煤層氣井排采管式泵，包括由上至下依次連接的變徑法蘭接頭部分1、動力缸部分2、動力缸柱塞泵接頭部分3及柱塞泵部分4，其中動力缸部分2包括無桿腔動力管線2.1、有桿腔動力管線2.2、缸底2.3、動力缸內(nèi)筒2.4、活塞2.6、活塞桿2.7、導(dǎo)向套2.8及動力缸外筒2.9，其中動力缸外筒2.9的上端與變徑法蘭接頭部分1螺紋連接，下端與動力缸柱塞泵接頭部分3連接，動力缸內(nèi)筒2.4設(shè)置于動力缸外筒2.9內(nèi)、且上端與缸底2.3螺紋連接，動力缸內(nèi)筒2.4的下端通過導(dǎo)向套2.8與動力缸柱塞泵接頭部分3螺紋連接，動力缸柱塞泵接頭部分3上設(shè)有連通內(nèi)外腔的通孔，活塞桿2.7容置于動力缸內(nèi)筒2.4內(nèi)、且與導(dǎo)向套2.8滑動連接，活塞桿2.7的上端設(shè)有與動力缸內(nèi)筒2.4的內(nèi)壁滑動連接的活塞2.6，下端與柱塞泵部分4的柱塞連接，無桿腔動力管線2.1和有桿腔動力管線2.2由變徑法蘭接頭部分1引入、且分別與缸動力缸部分2的無桿腔和有桿腔連通。上變徑法蘭接頭1.2通過螺紋連接上部連接油管，

進(jìn)一步地，活塞2.6通過活塞桿活塞連接螺母2.5與活塞桿2.7連接，活塞桿活塞連接螺母2.5與活塞2.6的活塞內(nèi)止口2.6.1定位連接，如圖7所示。

如圖2所示，無桿腔動力管線2.1和有桿腔動力管線2.2結(jié)構(gòu)相同，均包括動力鋼管1.1、穿越接頭1.7、動力管接頭1.8及動力軟管1.9，其中穿越接頭1.7穿過變徑法蘭接頭部分1上設(shè)有的穿線孔、且兩端通過動力管接頭1.8分別與動力鋼管1.1和動力軟管1.9螺紋連接，動力鋼管1.1位于變徑法蘭接頭部分1的外側(cè)，動力軟管1.9設(shè)置于變徑法蘭接頭部分1的內(nèi)側(cè)、且與缸底2.3上設(shè)有的動力缸上進(jìn)液口2.3.2或?qū)蛱?.8上設(shè)有的動力缸下進(jìn)液口2.8.4連通，如圖6、圖8所示。穿越接頭1.7與變徑法蘭接頭部分1上的穿線孔通過動力密封環(huán)1.6密封。

變徑法蘭接頭部分1包括上變徑法蘭接頭1.2、法蘭連接螺栓1.3、彈簧墊片1.4、法蘭連接螺母1.5及下變徑法蘭接頭1.10，其中上變徑法蘭接頭1.2和下變徑法蘭接頭1.10的通過法蘭連接螺栓1.3和法蘭連接螺母1.5連接，上變徑法蘭接頭1.2和下變徑法蘭接頭1.10之間設(shè)有彈簧墊片1.4。

如圖3-4所示，上變徑法蘭接頭1.2包括上變徑連接管1.2.1及與其端部連接的上法蘭盤1.2.2，上法蘭盤1.2.2上對稱設(shè)有上法蘭豁口1.2.3。下變徑法蘭接頭1.10包括依次連接的下變徑連接管1.10.1、頸部1.10.2及下法蘭盤1.10.3下法蘭盤1.10.3上對稱設(shè)有下法蘭豁口1.10.4，上法蘭盤1.2.2與下法蘭盤1.10.3通過法蘭連接螺栓1.3和法蘭連接螺母1.5連接、且上法蘭豁口1.2.3和下法蘭豁口1.10.4相對應(yīng)，動力鋼管1.1容置于上法蘭豁口1.2.3和下法蘭豁口1.10.4內(nèi)。

如圖9-11所示，動力缸柱塞泵接頭部分3包括出液口接頭3.1和雙接頭3.2，其中雙接頭3.2的下端與柱塞泵部分4的殼體螺紋連接、且通過雙通接頭下止口3.2.3定位，上端內(nèi)壁設(shè)有階梯孔，即由外到內(nèi)設(shè)置的雙通接頭上止口a3.2.1和雙通接頭上止口b3.2.2，其中雙通接頭上止口a3.2.1和動力缸外筒2.9的下端連接，雙通接頭上止口b3.2.2與出液口接頭3.1的下端螺紋連接，出液口接頭3.1的上端與螺紋導(dǎo)向套2.8連接、且通過出液口接頭內(nèi)止口3.1.1定位，出液口接頭3.1的側(cè)壁上沿周向設(shè)有多個出液口3.1.2。

本發(fā)明的一實施例中，出液口接頭3.1的側(cè)壁上沿周向設(shè)有四個大小相同的出液口3.1.2。

如圖12所示，柱塞泵部分4包括泵筒4.6及由上至下依次設(shè)置于泵筒4.6內(nèi)的上游動閥4.3、柱塞4.7、下游動閥4.9及固定閥4.13，其中柱塞4.7與泵筒4.6內(nèi)壁滑動配合、且兩端分別與上游動閥4.3和下游動閥4.9連接，上游動閥4.3與活塞桿2.7的下端連接，固定閥4.13與泵筒4.6的下端固定連接。

固定閥4.13的上端連接有導(dǎo)流罩4.12，導(dǎo)流罩4.12的外壁與泵筒4.6的內(nèi)壁之間留有間隙，導(dǎo)流罩4.12的側(cè)壁上沿周向設(shè)有多個導(dǎo)流孔4.12.1，如圖15所示。

泵筒4.6包括由上至下依次連接的上加長泵筒4.1、主泵筒及下加長泵筒4.10，上加長泵筒4.1和主泵筒之間通過上泵筒接箍4.4連接，主泵筒和下加長泵筒4.10之間通過下泵筒接箍4.8連接。上加長泵筒4.1的上端與雙通接頭3.2的下端螺紋連接。

上游動閥4.3包括上游動閥閥罩4.3.1及由上至下容置于上游動閥閥罩4.3.1內(nèi)的上游動閥閥球4.3.2和上游動閥閥座4.3.3，上游動閥閥罩4.3.1的上端通過活塞桿柱塞接箍4.2與活塞桿2.7的下端連接，下端通過內(nèi)螺紋柱塞接頭4.5與柱塞4.7連接；上游動閥閥罩4.3.1上沿周向設(shè)有多個上游動閥閥罩通液孔4.3.1.1，如圖13所示。

下游動閥4.9包括下游動閥閥罩4.9.1、下游動閥閥球4.9.2、下游動閥閥座4.9.3及下游動閥壓帽4.9.4，其中上游動閥閥罩4.3.1的上端與柱塞4.7的下端連接，下游動閥壓帽4.9.4與上游動閥閥罩4.3.1的下端連接，下游動閥閥球4.9.2和下游動閥閥座4.9.3由上至下容置于下游動閥閥罩4.9.1內(nèi)。下游動閥閥罩4.9.1的內(nèi)部隔板上設(shè)有多個下游動閥閥罩通液孔4.9.1.1，如圖14所示。

固定閥4.13包括固定閥閥罩4.13.1、固定閥閥球4.13.2、固定閥閥座4.13.3及固定閥壓蓋4.13.4，其中固定閥閥罩4.13.1的上端通過固定閥泵筒接箍4.11與下加長泵筒4.10的底部螺紋連接，固定閥壓蓋4.13.4與固定閥閥罩4.13.1的下端螺紋連接，固定閥閥球4.13.2和固定閥閥座4.13.3由上至下依次容置于固定閥閥罩4.13.1內(nèi)。固定閥閥罩4.13.1的內(nèi)部隔板上設(shè)有多個固定閥閥罩通液孔4.13.1.1，如圖16所示。

本發(fā)明的工作原理是：

上沖程時，動力液由有桿腔動力管線2.2進(jìn)入導(dǎo)向套2.8，從而進(jìn)入動力缸部分2下腔，動力液推動活塞桿2.7向上運(yùn)行，活塞桿2.7通過活塞桿柱塞接箍4.2帶動柱塞4.7向上運(yùn)動，固定閥閥球4.13.2在上下壓力差的作用下上行，外部液體沿固定閥4.13、導(dǎo)流罩4.12、固定閥泵筒接箍4.11、下加長泵筒4.10、下泵筒接箍4.8進(jìn)入泵筒4.6內(nèi)部。

下沖程時，動力液由無桿腔動力管線2.1進(jìn)入缸底2.3，從而進(jìn)入動力缸部分2上腔，動力液推動活塞桿2.7向下運(yùn)行，活塞桿2.7通過活塞桿柱塞接箍4.2推動內(nèi)螺紋整體式柱塞4.7向下運(yùn)動，固定閥4.13與下游動閥壓帽4.9.4之間體積減小，固定閥4.13關(guān)閉，上游動閥4.3和下游動閥4.9打開，泵筒4.6內(nèi)液體沿柱塞4.7、上游動閥4.3、出液口接頭3.1、雙通接頭3.2、動力缸外筒2.9、下變徑法蘭接頭1.10、彈簧墊片1.4、上變徑法蘭接頭1.2進(jìn)入外部油管。

綜上所述，本發(fā)明提供的液壓驅(qū)動煤層氣井排采管式泵，整體分為變徑法蘭接頭部分、動力缸部分、動力缸柱塞泵接頭部分、柱塞泵部分四大部分，按照自上而下的安裝順序，利用螺紋連接依次連接油管、變徑法蘭接頭部分、動力缸部分、動力缸柱塞泵接頭部分、柱塞泵部分，動力缸內(nèi)筒連接出液口接頭，與動力缸外筒利用螺紋連接連接雙通接頭，其中變徑法蘭接頭部分通過螺紋連接上部油管，下部連接動力缸外筒，在其內(nèi)部出液口接頭通過螺紋連接動力缸部分，動力缸外筒底部和出液口接頭下部螺紋連接柱塞泵部分；變徑法蘭接頭部分連接外部動力鋼管和內(nèi)部動力軟管輸送動力液到動力缸內(nèi)部，通過改變內(nèi)徑大小連接油管和動力缸外筒；動力缸部分通過上腔或下腔的動力液推動活塞桿上下運(yùn)動，活塞桿帶動柱塞泵部分的柱塞上下往復(fù)運(yùn)動，動力缸外筒給進(jìn)入柱塞泵部分的液體提供流動空間，使其向上運(yùn)行；動力缸柱塞泵接頭部分利用螺紋連接動力缸部分和柱塞泵部分，使得柱塞泵部分內(nèi)部液體通過出液口接頭表面出液口進(jìn)入動力缸外筒內(nèi)部；柱塞泵部分內(nèi)部柱塞上下運(yùn)動改變泵內(nèi)壓差，通過上游動閥閥體、下游動閥閥體、固定閥閥體的開啟和關(guān)閉，不斷抽取井下液體，進(jìn)入泵筒內(nèi)部。

本發(fā)明采用液力無桿排采，避免桿管偏磨及斷脫；采用“多機(jī)聯(lián)動”，調(diào)參方便且調(diào)參范圍大；采用小油管設(shè)計，減小動力液的沿程壓力損失；采用動力缸雙層筒結(jié)構(gòu)設(shè)計，井液由底部篩管進(jìn)入，流經(jīng)柱塞泵和動力缸內(nèi)外筒之間的環(huán)空進(jìn)入上部油管，進(jìn)而排出地面。

以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)、擴(kuò)展等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。