双筒双塞双动阀式塞阀一体泵制造技术

本发明专利技术提供了一种双筒双塞双动阀式塞阀一体泵，应用于水平井和稠油井抽吸工况。该塞阀一体泵采用上长泵筒与下长泵筒一体、上动柱塞体与动排液阀一体和动进液阀与下动柱塞体一体的三位一体方式，并结合上长泵筒和下长泵筒的双长泵筒、上动柱塞体和下动柱塞体的双动柱塞及动排液阀和动进液阀的双动液阀的双筒双塞双动阀式构造，防止砂卡泵和液阀漏失，实现柱塞和泵筒自行扶正及注采一体作业等；依据双筒体内流压的变化，上塞阀器的动排液阀自行启闭且下塞阀器的动进液阀结合导阀杆和助启弹簧而顺利启闭，依据弹性套环的弹性径向变形实时减小上动柱塞体和上长泵筒的环空间隙，依据旋齿除砂器和涡轮扶正器的涡流导砂作用及时刮除并排出泵内砂粒。

【技术实现步骤摘要】
双筒双塞双动阀式塞阀一体泵
本专利技术涉及一种油气井和非常规气井用的抽吸泵设备，特别是涉及一种适用于水平井和稠油井的双筒双塞双动阀式塞阀一体泵。
技术介绍
目前，油气开采和非常规气排采常用的井下抽吸泵设备有：双管泵、自旋转柱塞泵、防气防砂泵和旋流柱塞抽油泵。其中，双管泵具有两根管柱，一根管柱提供动力液，且另一根管柱作为排液的生产管柱，同时双管泵的顶部设有转换装置，该转换装置由油磨光杆、密封部件和液流转换头组成。自旋转柱塞泵的柱塞与泵筒间采用刚性连接，抽油杆柱与柱塞间采用旋转接头连接，且泵筒的外部设有螺旋槽与泵腔相连通。防气防砂泵的防砂功能依据其特殊设计的捞砂工具，且捞砂工具的安装位置位于两个泵筒之间，柱塞在上下冲程中均经过捞砂工具的安装位置。旋流柱塞抽油泵是在普通抽油泵柱塞的上方设计了专门的旋转装置，泵筒的上部设有锥形腔且泵筒的顶部采用三翼形内表面，柱塞内装有特殊的叶片且叶片上开有小孔。这些常规抽油泵应用于水平井和稠油井时，会出现柱塞和泵筒间砂粒磨损和偏磨、阀漏失、阀开启困难和关闭不严等问题，且应用于稠油井时无法满足注采一体作业的要求。目前，水平井和稠油井所采用的井下抽吸泵设备主要有：带液力平衡补偿液缸泵和带导向功能固定阀泵。带液力平衡补偿液缸泵是将常规抽油泵和液力平衡补偿液缸组合在一起，且抽油泵和液力平衡补偿液缸通过拉杆连为一体，带导向功能固定阀泵的特点是固定凡尔可以实现导向功能。由于水平井的井斜角度大同时稠油井的产液粘度大，现场这些抽油泵仍然存在阀坐封滞后、阀关闭不严和阀漏失以及砂卡泵等问题，同时柱塞和泵筒之间没有扶正器，砂粒磨损和偏磨现象也较为严重，且应用于稠油井时仍然无法满足注采一体作业的要求。
技术实现思路
为了有效解决油气开采和非常规气排采井下抽吸技术问题并克服现有水平井和稠油井用抽吸泵设备存在的缺陷和不足，本专利技术的目的是提供一种油气开采和非常规气排采中水平井和稠油井专用的双筒双塞双动阀式塞阀一体泵。该塞阀一体泵采用双长泵筒、双动柱塞、双动液阀、涡轮搅拌扶正体、旋齿轴流除砂筒体以及柱塞和液阀一体化构造，有效防止砂卡泵和液阀漏失，并实现柱塞和泵筒自行扶正、双动液阀顺利启闭、泵内砂粒顺利排出以及稠油井的注采一体作业等。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种双筒双塞双动阀式塞阀一体泵，它主要由双筒体、上塞阀器、下塞阀器、涡轮扶正器和旋齿除砂器组成，双筒体的上长泵筒和下长泵筒由上而下依次同轴心布置，上塞阀器置入上长泵筒同时旋齿除砂器和下塞阀器置入下长泵筒并由上而下依次同轴心布置，上长泵筒、上塞阀器和涡轮扶正器沿径向由外至内依次同轴心布置。该塞阀一体泵的上部经上长泵筒固定于油管柱的底端，且其下部由下长泵筒固定于尾管的顶端，同时上塞阀器和下塞阀器通过涡轮扶正器与抽油杆柱相连并随抽油杆柱作上下往复运动。该塞阀一体泵采用三位一体的方式，双筒体采用上长泵筒和下长泵筒一体化的构造，上塞阀器采用上动柱塞体和动排液阀一体化的构造，同时下塞阀器采用动进液阀和下动柱塞体一体化的构造。该塞阀一体泵采用双筒双塞双动阀式的特殊构造，依据变径筒接箍的连接，上长泵筒和下长泵筒组成双长泵筒，同时依据涡轮扶正器和旋齿除砂器的连接，上动柱塞体和下动柱塞体组成双动柱塞，且动排液阀和动进液阀组成双动液阀。双筒体采用上长泵筒和下长泵筒一体化的双长泵筒，并依据上长泵筒下筒腔室内流压大小的变化而实现动进液阀和动排液阀的启闭，同时通过变径筒接箍实现涡轮扶正器的下限位，它包括上长泵筒、下长泵筒和变径筒接箍。上长泵筒采用等径粗筒体，且下长泵筒采用等径细筒体，上长泵筒的顶端部通过外管螺纹与油管柱相连，且下长泵筒的底端部通过外管螺纹与尾管相连，由此将油管柱、双筒体和尾管连成一体。上长泵筒的轴向长度大于涡轮扶正器的轴向长度、塞阀一体泵的冲程长度及其防冲距之和，下长泵筒的轴向长度大于旋齿除砂器的轴向长度、下塞阀器的轴向长度、塞阀一体泵的冲程长度及其防冲距之和。上长泵筒的环腔通过上塞阀器分为上筒腔室和下筒腔室，上长泵筒的上筒腔室与抽油杆和油管间的环形空间相连通，且上长泵筒的下筒腔室与下长泵筒的环腔相连通，并存储经动进液阀吸入的产液。上冲程中，上长泵筒下筒腔室内的流压下降，动进液阀开启，而动排液阀关闭；下冲程中，上长泵筒下筒腔室内的流压升高，动进液阀关闭，而动排液阀开启。变径筒接箍通过其环腔内壁上部和下部的内管螺纹将上长泵筒和下长泵筒连成一体，同时变径筒接箍的环腔内壁中部设有柱状箍流道，且其柱状箍流道采用柱面并实现上长泵筒和下长泵筒环腔的变径，由此上长泵筒和下长泵筒组成的双长泵筒分别与上动柱塞体和下动柱塞体组成的双动柱塞相配合。稠油井由采油作业转为注热作业时，只需通过抽油杆柱上提上塞阀器和下塞阀器，并使下动柱塞体进入上长泵筒的环腔同时上动柱塞体进入油管柱的管腔；而稠油井由注热作业转为采油作业时，只需通过抽油杆柱下放上塞阀器和下塞阀器，并使下动柱塞体重新进入下长泵筒的环腔同时上动柱塞体重新进入上长泵筒的环腔，从而实施稠油井的注采一体作业。上塞阀器采用上动柱塞体和动排液阀一体化的构造，上动柱塞体由弹性套环和上动柱塞的动柱塞组成，依据弹性套环的弹性径向变形而实时减小上动柱塞体和上长泵筒的环空间隙，从而有效防止砂卡泵。上动柱塞采用动柱塞和液阀座一体的构造，上动柱塞的动柱塞外环面上铣有宽环形凹沟且其宽环形凹沟内配置弹性套环，上动柱塞中动柱塞的轴向长度小于动排液阀罩的轴向长度。上动柱塞的液阀座环腔内壁依次设有上柱状塞流道和锥状密封面，上动柱塞的上柱状塞流道采用柱面且其上柱状塞流道的直径等于动排液阀罩的内径，同时上动柱塞的锥状密封面采用圆锥面。弹性套环采用整体式轴瓦，上冲程中，上动柱塞体随涡轮扶正器朝上滑动，且动排液阀关闭，上动柱塞受上长泵筒的上筒腔室内液柱压力作用而受压，并压缩弹性套环而产生弹性径向变形，以此实时减小上动柱塞体和上长泵筒的环空间隙并防止落入砂粒。动排液阀由动排液阀体、动排液阀罩和上动柱塞的液阀座组成，并随涡轮扶正器的往复运动而自行启闭，有效防止动排液阀漏失。动排液阀体采用厚壁筒体，其环腔内壁与涡轮杆的外环面之间采用过盈配合，从而将动排液阀体与涡轮杆连为一体，同时动排液阀体的外环面上部磨削成排液阀锥面，动排液阀体的排液阀锥面与上动柱塞的锥状密封面之间精密配合而构成排液阀密封环带，且排液阀密封环带的宽度大于动排液阀体高度的二分之一。动排液阀罩采用长管体，动排液阀罩的底端设有柱状卡箍，动排液阀罩的柱状卡箍与上动柱塞的环腔内壁之间采用过盈配合，从而将动排液阀罩与上动柱塞体连为一体，并随涡轮扶正器一起上下往复滑动。动排液阀罩的外环面与上动柱塞的环腔内壁之间构成环形空间，且动排液阀罩的罩壁上钻有沿轴向等间距分层排列的排液孔，各层排液孔沿周向均布，各排液孔采用圆形孔眼，且各排液孔朝上倾斜布置，由此产液经由排液孔射入动排液阀罩与上动柱塞的环形空间再排入上长泵筒的上筒腔室。下塞阀器采用下动柱塞体和动进液阀一体化的构造，下动柱塞体由下动柱塞和减磨环组成，下动柱塞体的外环面与下长泵筒的环腔内壁之间精密配合，同时上动柱塞体的外环面与上长泵筒的环腔内壁之间精密配合而构成双重柱面移动副，由此实现塞阀一体泵中双动柱塞和双长泵筒的自行扶正。下动柱塞采用半封闭式长筒体，其上部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双筒双塞双动阀式塞阀一体泵，双筒体的上长泵筒和下长泵筒由上而下依次同轴心布置，上塞阀器、旋齿除砂器和下塞阀器由上而下依次同轴心布置，上长泵筒、上塞阀器和涡轮扶正器沿径向由外至内依次同轴心布置，其特征在于：所述双筒双塞双动阀式塞阀一体泵采用三位一体的方式，双筒体采用上长泵筒和下长泵筒一体化的构造，上塞阀器采用上动柱塞体和动排液阀一体化的构造，下塞阀器采用动进液阀和下动柱塞体一体化的构造；该塞阀一体泵采用双筒双塞双动阀式的构造，依据变径筒接箍的连接，上长泵筒和下长泵筒组成双长泵筒，依据涡轮扶正器和旋齿除砂器的连接，上动柱塞体和下动柱塞体组成双动柱塞，且动排液阀和动进液阀组成双动液阀；一双筒体；所述双筒体依据上长泵筒下筒腔室内流压大小的变化而实现动进液阀和动排液阀的启闭，上长泵筒采用等径粗筒体，且下长泵筒采用等径细筒体，上长泵筒的环腔通过上塞阀器分为上筒腔室和下筒腔室，变径筒接箍的环腔内壁中部设有柱状箍流道；一上塞阀器；所述上塞阀器的上动柱塞体由弹性套环和上动柱塞的动柱塞组成，上动柱塞采用动柱塞和液阀座一体的构造，上动柱塞的动柱塞外环面上铣有宽环形凹沟且其宽环形凹沟内配置弹性套环，弹性套环采用整体式轴瓦，上动柱塞的液阀座环腔内壁依次设有上柱状塞流道和锥状密封面；所述上塞阀器的动排液阀由动排液阀体、动排液阀罩和上动柱塞的液阀座组成，并随涡轮扶正器的往复运动而自行启闭，动排液阀体采用厚壁筒体且其外环面的上部磨削成排液阀锥面，动排液阀体的排液阀锥面与上动柱塞的锥状密封面之间精密配合而构成排液阀密封环带，动排液阀罩采用长管体且其底端设有柱状卡箍，动排液阀罩的罩壁上钻有沿轴向等间距分层排列的排液孔，且各排液孔朝上倾斜布置；一下塞阀器；所述下塞阀器的下动柱塞体由下动柱塞和减磨环组成，下动柱塞采用半封闭式长筒体且其环腔内壁依次设有下柱状塞流道和锥状塞流道，下动柱塞的外环面上铣有沿轴向等间距分层排列的窄环形凹沟且其窄环形凹沟内配置减磨环，减磨环采用剖分式轴瓦，下动柱塞的筒顶部中央钻有圆形孔眼且其圆形孔眼的四周钻有沿周向均布的塞流孔；所述下塞阀器的动进液阀由动进液阀体、动进液阀座、动进液阀罩、导流罩、导阀杆和助启弹簧组成，并通过导阀杆的牵引和助启弹簧的弹力而顺利启闭，动进液阀座采用短筒体，其环腔内壁依次设有倒锥状密封面和变截面座流道，导阀杆采用等径短杆体，助启弹簧采用拉伸弹簧，动进液阀体由半球体和阀锥体组合而成，且其阀锥体所在的锥面与动进液阀座的倒锥状密封面之间精密配合而构成进液阀密封环带；动进液阀罩采用长筒体且其环腔内壁依次设有阀罩凹沟和柱状罩卡环，导流罩采用半封闭式盒体且其环腔内壁依次设有锥状罩流面和柱状罩流面，导流罩的盒底部中央钻有柱状导流道且其柱状导流道的下端磨削成球状止阀面，导流罩的球状止阀面采用圆球面，且导流罩的柱状导流道四周钻有沿周向均布的罩流孔；一旋齿除砂器；所述旋齿除砂器采用旋齿轴流除砂筒体，它包括旋齿除砂体和排液筒；旋齿除砂体采用短筒体，其外壁上铣有沿周向均布的旋齿，且旋齿法面端面的宽边朝外，排液筒由上而下依次设置排液接头、排液筒体和排液接箍，排液筒的排液筒体采用半封闭式筒体且其筒壁上钻有沿轴向等间距分层排列的筒液孔；一涡轮扶正器；所述涡轮扶正器采用涡轮搅拌扶正体，它包括涡轮叶片、涡轮杆、扶正叶片和变径杆接箍；涡轮杆采用变径杆体，涡轮杆的上部杆体上部设有扶正叶片且其下部杆体的中下部设有涡轮叶片，涡轮杆的下部杆体顶端磨削成杆锥面；涡轮叶片和扶正叶片均沿周向均布，涡轮叶片在垂直于其叶片线的法面端面呈长条形，扶正叶片由矩形薄板和三角形薄板组合而成，变径杆接箍采用厚壁筒体。...

【技术特征摘要】
1.一种双筒双塞双动阀式塞阀一体泵，双筒体的上长泵筒和下长泵筒由上而下依次同轴心布置，上塞阀器、旋齿除砂器和下塞阀器由上而下依次同轴心布置，上长泵筒、上塞阀器和涡轮扶正器沿径向由外至内依次同轴心布置，其特征在于：所述双筒双塞双动阀式塞阀一体泵采用三位一体的方式，双筒体采用上长泵筒和下长泵筒一体化的构造，上塞阀器采用上动柱塞体和动排液阀一体化的构造，下塞阀器采用动进液阀和下动柱塞体一体化的构造；该塞阀一体泵采用双筒双塞双动阀式的构造，依据变径筒接箍的连接，上长泵筒和下长泵筒组成双长泵筒，依据涡轮扶正器和旋齿除砂器的连接，上动柱塞体和下动柱塞体组成双动柱塞，且动排液阀和动进液阀组成双动液阀；一双筒体；所述双筒体依据上长泵筒下筒腔室内流压大小的变化而实现动进液阀和动排液阀的启闭，上长泵筒采用等径粗筒体，且下长泵筒采用等径细筒体，上长泵筒的环腔通过上塞阀器分为上筒腔室和下筒腔室，变径筒接箍的环腔内壁中部设有柱状箍流道；一上塞阀器；所述上塞阀器的上动柱塞体由弹性套环和上动柱塞的动柱塞组成，上动柱塞采用动柱塞和液阀座一体的构造，上动柱塞的动柱塞外环面上铣有宽环形凹沟且其宽环形凹沟内配置弹性套环，弹性套环采用整体式轴瓦，上动柱塞的液阀座环腔内壁依次设有上柱状塞流道和锥状密封面；所述上塞阀器的动排液阀由动排液阀体、动排液阀罩和上动柱塞的液阀座组成，并随涡轮扶正器的往复运动而自行启闭，动排液阀体采用厚壁筒体且其外环面的上部磨削成排液阀锥面，动排液阀体的排液阀锥面与上动柱塞的锥状密封面之间精密配合而构成排液阀密封环带，动排液阀罩采用长管体且其底端设有柱状卡箍，动排液阀罩的罩壁上钻有沿轴向等间距分层排列的排液孔，且各排液孔朝上倾斜布置；一下塞阀器；所述下塞阀器的下动柱塞体由下动柱塞和减磨环组成，下动柱塞采用半封闭式长筒体且其环腔内壁依次设有下柱状塞流道和锥状塞流道，下动柱塞的外环面上铣有沿轴向等间距分层排列的窄环形凹沟且其窄环形凹沟内配置减磨环，减磨环采用剖分式轴瓦，下动柱塞的筒顶部中央钻有圆形孔眼且其圆形孔眼的四周钻有沿周向均布的塞流孔；所述下塞阀器的动进液阀由动进液阀体、动进液阀座、动进液阀罩、导流罩、导阀杆和助启弹簧组成，并通过导阀杆的牵引和助启弹簧的弹力而顺利启闭，动进液阀座采用短筒体，其环腔内壁依次设有倒锥状密封面和变截面座流道，导阀杆采用等径短杆体，助启弹簧采用拉伸弹簧，动进液阀体由半球体和阀锥体组合而成，且其阀锥体所在的锥面与动进液阀座的倒锥状密封面之间精密配合而构成进液阀密封环带；动进液阀罩采用长筒体且其环腔内壁依次设有阀罩凹沟和柱状罩卡环，导流罩采用半封闭式盒体且其环腔内壁依次设有锥状罩流面和柱状罩流面，导流罩的盒底部中央钻有柱状导流道且其柱状导流道的下端磨削成球状止阀面，导流罩的球状止阀面采用圆球面，且导流罩的柱状导流道四周钻有沿周向均布的罩流孔；一旋齿除砂器；所述旋齿除砂器采用旋齿轴流除砂筒体，它包括旋齿除砂体和排液筒；旋齿除砂体采用短筒体，其外壁上铣有沿周向均布的旋齿，且旋齿法面端面的宽边朝外，排液筒由上而下依次设置排液接头、排液筒体和排液接箍，排液筒的排液筒体采用半封闭式筒体且其筒壁上钻有沿轴向等间距分层排列的筒液孔；一涡轮扶正器；所述涡轮扶正器采用涡轮搅拌扶正体，它包括涡轮叶片、涡轮杆、扶正叶片和变径杆接箍；涡轮杆采用变径杆体，涡轮杆的上部杆体上部设有扶正叶片且其下部杆体的中下部设有涡轮叶片，涡轮杆的下部杆体顶端磨削成杆锥面；涡轮叶片和扶正叶片均沿周向均布，涡轮叶片在垂直于其叶片线的法面端面呈长条形，扶正叶片由矩形薄板和三角形薄板组合而成，变径杆接箍采用厚壁筒体。2.根据权利要求1所述的双筒双塞双动阀式塞阀一体泵，其特征在于：所述双筒双塞双动阀式塞阀一体泵的上塞阀器置入上长泵筒同时旋齿除砂器和下塞阀器置入下长泵筒，该塞阀一体泵的上部经上长泵筒固定于油管柱的底端，且其下部由下长泵筒固定于尾管的顶端，同时上塞阀器和下塞阀器通过涡轮扶正器与抽油杆柱相连。3.根据权利要求1所述的双筒双塞双动阀式塞阀一体泵，其特征在于：所述双筒体通过变径筒接箍实现涡轮扶正器的下限位，上长泵筒的轴向长度大于涡轮扶正器的轴向长度、塞阀一体泵的冲程长度及其防冲距之和，下长泵筒的轴向长度大于旋齿除砂器的轴向长度、下塞阀器的轴向长度、塞阀一体泵的冲程长度及其防冲距之和；上长泵筒的上筒腔室与抽油杆和油管间的环形空间相连通，且上长泵筒的下筒腔室与下长泵筒的环腔相连通；所述变径筒接箍的柱状箍流道采用柱面并实现上长泵筒和下长泵筒环腔的变径，由此上长泵筒和下长泵筒组成的双长泵筒分别与上动柱塞体和下动柱塞体组成的双动柱塞相配合；稠油井由采油作业转为注热作业时，只需通过抽油杆柱上提上塞阀器和下塞阀器，并使下动柱塞体进入上长泵筒的环腔同时上动柱塞体进入油管柱的管腔；而稠油井由注热作业转为采油作业时，只需通过抽油杆柱下放上塞阀器和下塞阀器，并使下动柱塞体重新进入下长泵筒的环腔同时上动柱塞体重新进入上长泵筒的环腔，从而实施稠油井的注采一体作业。4.根据权利要求1所述的双筒双塞双动阀式塞阀一体泵，其特征在于：所述上动柱塞中动柱塞的轴向长度小于动排液阀罩的轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新福，吴建军，刘国强，李博，张守森，何鸿铭，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37