一种液力驱动往复泵制造技术

本发明专利技术提供了一种液力驱动往复泵，包括柱塞总成、泵筒和外管；所述泵筒设置于外管内，所述泵筒包括空心杆、双通接头和泵筒体，在泵筒体上设置侧孔；空心杆通过双通接头的第一流道与侧孔相连通；在侧孔下方的泵筒体外设置限位短节，用以在外管内于轴向上限位固定；在限位短节与侧孔之间设置用于密封泵筒体和外管之间的环形腔的密封件。本发明专利技术所述的一种液力驱动往复泵，能够解决杆管偏磨问题，同时还能够在后期产气量上升产水量下降后实现向自产气携液举升的转换，充分利用地层能量实现速度管携液自喷，降低能耗，降低生产运行成本，提高煤层气井生产的经济效益的目的。

A Hydraulically Driven Reciprocating Pump

The invention provides a hydraulic driven reciprocating pump, which comprises a plunger assembly, a pump barrel and an outer tube; the pump barrel is arranged in an outer tube, which comprises a hollow rod, a double-pass joint and a pump barrel body, and a side hole is arranged on the pump barrel body; the hollow rod is connected with the side hole through the first flow channel of the double-pass joint; and a limited short section is arranged outside the pump barrel under the side hole for axial use in the outer tube. The upper limit is fixed; a sealing element for sealing the annular cavity between the cylinder body and the outer tube of the pump is arranged between the limit short section and the side hole. The hydraulic driven reciprocating pump can solve the problem of eccentric wear of rod and tube, and realize the conversion to self-produced gas and liquid-carrying lift after the later gas production increases and water production decreases. It can make full use of formation energy to realize self-blowout of liquid-carrying velocity tube, reduce energy consumption, reduce production and operation cost, and improve the economic benefit of coal-bed methane well production.

【技术实现步骤摘要】
一种液力驱动往复泵
本专利技术属于开采石油天然气领域，尤其是涉及一种液力驱动往复泵。
技术介绍
煤层气又称煤层甲烷气，煤炭工业称之为煤层瓦斯，是在成煤过程中形成并赋存在煤层中的一种非常规的天然气。这种天然气大部分(70％-90％)以吸附状态赋存在煤岩基质中，少量成游离状态存在于煤的割理和其它孔隙、裂隙中，还有少许溶解在煤层水中。煤的吸附性导致煤层气成藏机制和开发技术与常规天然气截然不同。在现有技术中，煤层气的产出通常采用抽油机有杆泵通过抽排煤储层中的承压水，使得煤层压力降至煤的解吸压力以下，吸附态的甲烷解吸为大量游离态甲烷，并通过扩散和渗流两种不同的机制运移到井筒。使用现有技术采集煤层气通常可分为三个阶段：第一阶段是单相流阶段，排采初期未达到煤层临界解吸压力之前，只有水产出；当储层压力进一步下降，压力达到临界解吸压力时，有吸附气解吸形成气泡，但尚未流动，为第二阶段；第三阶段是气水两相流阶段，随着储层压力进一步下降，含气饱和度超过临界流动饱和度，形成气水两相流；此后，气的相对渗透率逐渐上升，产气量快速上升，形成第一个产气高峰，产水量下降。煤层气井产出分三个阶段阶段1：早期排水降压阶段，主要产水，随着压力降至临界解吸压力以下，气体解析，并从井口产出。阶段2：中期稳定生产阶段，随着排水的继续，产气量逐渐上升并趋于稳定，出现高峰产气，产水量逐渐下降。阶段3：后期气产量下降阶段，当大量气体已经采出，煤基质中解析气逐渐减少，产气量下降，产出微量水。目前煤层气井排采工艺存在的主要问题：煤层气井多为丛式大斜度井，造斜点浅，主体采用抽油机有杆泵工艺排采，杆管偏磨问题较为突出。煤层气井产水量低，产气量低，现有排采工艺难以适应三个阶段排采，效率低，能耗高，经济效益差。因此，煤层气井生产迫切需要一种液力驱动往复泵，能够解决杆管偏磨问题，同时还能够在后期产气量上升产水量下降后实现向自产气携液举升的转换，充分利用地层能量实现速度管携液自喷，降低能耗，降低生产运行成本，提高煤层气井生产的经济效益。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种液力驱动往复泵，能够解决杆管偏磨问题，同时还能够在后期产气量上升产水量下降后实现向自产气携液举升的转换，充分利用地层能量实现速度管携液自喷，降低能耗，降低生产运行成本，提高煤层气井生产的经济效益的目的。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种液力驱动往复泵，包括柱塞总成、泵筒和外管；所述泵筒设置于外管内，所述泵筒包括空心杆、双通接头和泵筒体，在泵筒体上设置侧孔；空心杆通过双通接头的第一流道与侧孔相连通；在侧孔下方的泵筒体外设置限位短节，用以在外管内于轴向上限位固定；在限位短节与侧孔之间的泵筒体外设置用于密封泵筒体和外管之间的环形腔的密封件；在泵筒体内设置柱塞总成；所述柱塞总成设置为变径式，柱塞总成的上部直径大于柱塞总成的下部直径；柱塞总成的中心孔道与双通接头的第二流道相联通。进一步，所述密封件包括匹配的支撑皮碗芯轴、支撑皮碗、皮碗座和皮碗压帽；所述支撑皮碗芯轴与泵筒体螺接，所述支撑皮碗与皮碗座依次套在支撑皮碗芯轴外，并由皮碗压帽压紧固定。进一步，在双通接头上端设置密封筒，所述密封筒与双通接头螺纹连接，在密封筒与外管之间设置密封环。进一步，在外管底端设置密封阀，所述密封阀包括密封阀体，所述密封阀体与外管螺纹连接，在密封阀体内滑动设置密封阀芯，所述密封阀芯外套置弹簧；在密封阀芯下端设置固定挡环，所述固定挡环上设置与密封阀芯相匹配的密封头。进一步，在柱塞总成的上端和下端分别设置单向的上柱塞阀和下柱塞阀；在柱塞总成的底部的泵筒体上设置单向的泵筒阀。进一步，柱塞总成包括由上到下依次螺纹连接的活塞、柱塞接头和柱塞，所述柱塞接头的直径大于柱塞的直径；在活塞上端设置上柱塞阀，在柱塞下端设置下柱塞阀；所述上柱塞阀包括上游动阀罩、上连接支座，在上连接支座和上游动阀罩之间设置上阀座和上阀球；所述下柱塞阀包括下游动阀罩和支座管塞，在下游动阀罩和支座管塞之间设置下阀座和下阀球。进一步，所述泵筒体由上到下依次包括液缸、支撑皮碗芯轴、限位接头、下泵筒体；所述液缸通过连接头与双通接头连接；所述液缸与支撑皮碗芯轴通过液缸下接头连接；所述侧孔设置于液缸下接头上；所述下泵筒体通过泵筒体固定阀接头与泵筒阀的固定阀罩相连。进一步，所述泵筒阀还包括固定阀支座，在固定阀支座和固定阀罩内设置固定阀座和泵筒阀球。进一步，所述外管由上到下依次包括上接头、调节头、第一外管体、定位短节和第二外管体；所述上接头和调节头之间限位固定密封环；所述调节头和第一外管体之间通过第一接箍相连，所述定位短节与限位接头匹配，所述定位短节的上下端分别通过第二接箍、第三接箍和第一外管体、第二外管体相连；所述第二外管体通过变扣接头与密封阀体相连；所述密封阀体下端设置下接头。相对于现有技术，本专利技术所述的一种液力驱动往复泵具有以下优势：通过液力驱动，解决杆管偏磨问题，并且，通过限位短节和定位短节对其泵筒和外管进行限位设置，在外力的作用下，泵筒可相对外管上移，实现在后期产气量上升产水量下降后实现向自产气携液举升的转换，充分利用底层能量实现速度管携液自喷，降低能耗，降低生产运行成本，提高煤层气井生产的经济效益。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的一种液力驱动往复泵第一段局部的剖面示意图；图2为本专利技术实施例所述的一种液力驱动往复泵第二段局部的剖面示意图；图3为本专利技术实施例所述的一种液力驱动往复泵第三段局部的剖面示意图；图4为本专利技术实施例所述的双通接头剖面示意图；图5为图4中双通接头A-A剖面示意图；图6为本专利技术实施例所述的固定挡环的俯视示意图。附图标记说明：1-空心杆接头；2-空心杆；3-上接头；4-密封筒；5-密封环；6-调节头；7-第一接箍；8-双通接头；9-连接头；10-第一外管体；11-液缸；12-上游动阀罩；13-上阀球；14-上阀座；15-上连接支座；16-活塞；17-柱塞接头；18-柱塞；19-液缸下接头；20-侧孔；21-第二接箍；22-支撑皮碗芯轴；23-支撑皮碗；24-皮碗座；25-皮碗压帽；26-定位短节；27-限位接头；28-第三接箍；29-泵筒体；30-第二外管体；31-游动阀下接头；32-下游动阀罩；33-下阀球；34-下阀座；35-支座管塞；36-泵筒体固定阀连接头；37-固定阀罩；38-泵筒阀球；39-固定阀座；40固定阀支座；41-变扣接头；42-上密封圈；43-密封阀体；44-密封阀芯；45-弹簧；46-下密封圈；47-密封头；48-固定挡环；49-挡环；50-下接头。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液力驱动往复泵，其特征在于：包括柱塞总成、泵筒和外管；所述泵筒设置于外管内，所述泵筒包括空心杆(2)、双通接头(8)和泵筒体，在泵筒体上设置侧孔(20)；空心杆(2)通过双通接头(8)的第一流道与侧孔(20)相连通；在侧孔(20)下方的泵筒体上设置限位短节(27)，用以在外管内于轴向上限位固定；在限位短节(27)与侧孔(20)之间的泵筒体外设置用于密封泵筒体和外管之间的环形腔的密封件；在泵筒体内设置柱塞总成；所述柱塞总成设置为变径式，柱塞总成的上部的直径大于柱塞总成的下部的直径；柱塞总成的中心孔道与双通接头(8)的第二流道相联通。

【技术特征摘要】
1.一种液力驱动往复泵，其特征在于：包括柱塞总成、泵筒和外管；所述泵筒设置于外管内，所述泵筒包括空心杆(2)、双通接头(8)和泵筒体，在泵筒体上设置侧孔(20)；空心杆(2)通过双通接头(8)的第一流道与侧孔(20)相连通；在侧孔(20)下方的泵筒体上设置限位短节(27)，用以在外管内于轴向上限位固定；在限位短节(27)与侧孔(20)之间的泵筒体外设置用于密封泵筒体和外管之间的环形腔的密封件；在泵筒体内设置柱塞总成；所述柱塞总成设置为变径式，柱塞总成的上部的直径大于柱塞总成的下部的直径；柱塞总成的中心孔道与双通接头(8)的第二流道相联通。2.根据权利要求1所述的一种液力驱动往复泵，其特征在于：所述密封件包括匹配的支撑皮碗芯轴(22)、支撑皮碗(23)、皮碗座(24)和皮碗压帽(25)；所述支撑皮碗芯轴(22)与泵筒体螺接，所述支撑皮碗(23)与皮碗座(24)依次套在支撑皮碗芯轴(22)外，并由皮碗压帽(25)压紧固定。3.根据权利要求2所述的一种液力驱动往复泵，其特征在于：在双通接头(8)上端设置密封筒(4)，所述密封筒(4)与双通接头(8)螺纹连接，在密封筒(4)与外管(10)之间设置密封环(5)。4.根据权利要求1所述的一种液力驱动往复泵，其特征在于：在外管底端设置密封阀，所述密封阀包括密封阀体(43)，所述密封阀体(43)与外管螺纹连接，在密封阀体(43)内滑动设置密封阀芯(44)，所述密封阀芯(44)外套置弹簧(45)；在密封阀芯(44)下端设置固定挡环(48)，所述固定挡环(48)上设置与密封阀芯(44)相匹配的密封头(47)。5.根据权利要求3所述的一种液力驱动往复泵，其特征在于：在柱塞总成的上端和下端分别设置单向的上柱塞阀和下柱塞阀；在柱塞总成的底部的泵筒体上设置单向的泵筒阀。6.根据权利要求5所述的一种液力驱动往复泵，其特征在于：柱塞总成...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志广，李风涛，闫永维，李怀文，张子佳，李川，陈冬，
申请(专利权)人：大港油田集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津,12