阅读说明：本技术 桥式注抽防砂泵 (Bridge type injection and suction sand-proof pump ) 是由 王飞 杜冰 王静 王争光 金鑫 李永忠 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种桥式注抽防砂泵,包括上下相连接的采油总成和桥式注汽总成两部分；所述的采油总成和桥式注汽总成之间通过抽油杆柱相连接；所述采油总成包括柱塞部分和泵筒部分；所述柱塞部分由上至下依次设有上接头、拉杆、柱塞上罩、游动阀、上罩连接头、柱塞、小阀罩、顶紧头；其中,所述游动阀由一个阀球和一个环形阀座组成,所述柱塞部分包括两套游动阀,即上游动阀和下游动阀,所述上游动阀的阀座位于柱塞上罩中,上罩连接头和柱塞上罩通过螺纹连接,顶紧阀座端面,阀球位于柱塞上罩和阀座形成的独立空间中；本发明的优点在于：降低了频繁修井劳动强度,延长了工作寿命,降低了生产成本。(The invention discloses a bridge type injection and suction sand control pump, which comprises an oil extraction assembly and a bridge type steam injection assembly which are connected up and down; the oil extraction assembly is connected with the bridge type steam injection assembly through a sucker rod string; the production assembly comprises a plunger portion and a pump barrel portion; the plunger part is sequentially provided with an upper joint, a pull rod, a plunger upper cover, a traveling valve, an upper cover connector, a plunger, a small valve cover and a puller head from top to bottom; the plunger part comprises two sets of traveling valves, namely an upper traveling valve and a lower traveling valve, the valve seat of the upper traveling valve is positioned in the plunger upper cover, the upper cover connector is connected with the plunger upper cover through threads and tightly props against the end face of the valve seat, and the valve ball is positioned in an independent space formed by the plunger upper cover and the valve seat; the invention has the advantages that: the labor intensity of frequent well repair is reduced, the service life is prolonged, and the production cost is reduced.)

桥式注抽防砂泵

技术领域

本发明涉及一种油田采油泵，具体地说是一种桥式注抽防砂泵，属于油田采油泵领域。

背景技术

稠油井，经常采用注汽吞吐工艺，使稠油降粘，提高生产率。但是目前常用的注抽两用工具存在问题：

1，注汽和抽油时，介质通过泵筒总成内孔或其他唯一通道，注汽时，容易在内壁结垢，发生柱塞卡住等事故，或缩短密封工作筒寿命；

2，注汽时，高温蒸汽快速通过泵筒，造成泵体剧烈甩动，撞击油管内壁，导致泵体或油管损坏变形，缩短整体管杆寿命；

3，抽油时，油液中的砂粒等固体杂质，落到泵筒内部，造成砂磨，甚至砂卡停产事故。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种桥式注抽防砂泵，降低了频繁修井劳动强度，延长了工作寿命，降低了生产成本。

本发明的技术方案为：

桥式注抽防砂泵，包括上下相连接的采油总成和桥式注汽总成两部分；所述的采油总成和桥式注汽总成之间通过抽油杆柱相连接；

安装时，先把桥式注汽总成下到井里，再用抽油杆柱连接采油总成，下放到桥式注汽总成里面；密封芯轴和密封支撑衬套由配合的限位座封面，两个面接合后，皮碗也处于衬套中辅助密封。

所述采油总成包括柱塞部分和泵筒部分；

柱塞部分和泵筒部分装配后，拉杆通过泵筒部分的防砂罩、防砂环、泵筒连接头三个部件的内孔伸出，可以上、下轴向运动，但是不能完全拿出来。下井安装时，只要提起柱塞部分的上接头，就可以把整个采油总成提起来。

所述柱塞部分的柱塞部件，在泵筒部件中，柱塞表面和泵筒内壁都有防腐层，且经过精磨加工，属于金属间隙密封。

所述柱塞部分由上至下依次设有上接头、拉杆、柱塞上罩、游动阀、上罩连接头、柱塞、小阀罩、顶紧头；

其中，所述游动阀由一个阀球和一个环形阀座组成，所述柱塞部分的其余部件均为轴类零件。

所述柱塞部分包括两套游动阀，即上游动阀和下游动阀，所述上游动阀的阀座位于柱塞上罩中，上罩连接头和柱塞上罩通过螺纹连接，顶紧阀座端面，阀球位于柱塞上罩和阀座形成的独立空间中；在重力作用下，阀球起到单向阀的作用。

同样的连接方式，下游动阀的阀座和阀球位于小阀罩中。

所述柱塞部分的其余部件都是通过螺纹固定连接。

所述泵筒部分由上至下依次设有防砂罩、防砂环、泵筒连接头、上加长管、泵筒、下加长管、固定阀、大阀罩、打捞密封部分；

所述固定阀是由一个阀球和一个环形阀座组成，所述泵筒部分的其余部件均为轴类零件。

泵筒连接头和防砂罩通过螺纹连接后，形成封闭空间，防砂环位于该封闭空间中，是浮动的；当柱塞部分和泵筒部分组装后，防砂环套在拉杆上；在重力作用下，防砂环可沿拉杆落在泵筒连接头的端面上，可防止砂粒通过拉杆和泵筒连接头的内孔，进入泵筒部分内部空间，避免砂粒在柱塞和泵筒间隙积累，造成砂磨，砂卡等事故。

所述固定阀包括固定阀球和固定阀罩，连接方式和工作原理与游动阀相同。

所述泵筒部分的其余零件都是通过螺纹固定连接。

其中，所述打捞密封部分由上至下依次设有密封芯轴、加长管、加长接头、脱接轨道；所述打捞密封部分的各部件均为轴类零件，通过螺纹固定连接。

所述密封芯轴外由上至下依次设有上隔环、短内隔环、中隔环、长内隔环、下隔环、备帽；所述短内隔环外设有高温密封圈，所述高温密封圈的上端与所述上隔环的下端相连接。

所述密封芯轴的各部件均为轴类零件。

所述备帽通过螺纹与密封芯轴连接，把上隔环、短内隔环、中隔环、长内隔环、下隔环这些环形零件顶紧，这些环形零件的锥面之间过盈配合，实现密封作用。

所述桥式注汽总成由上至下依次设有上变扣接头、上部桥式注汽引导管、扶正接头、接箍、上部桥式注汽引导管、下变扣接头、密封支撑衬套；上述各零件均为轴类零件；所述桥式注汽总成的各零件都是通过螺纹固定连接密封，螺纹可以是锥形密封螺纹，也可以采用直螺纹端面密封。

抽油时，打捞密封部分处于密封支撑衬套中，为座封状态，注汽通道是堵住状态；

注汽前，直接上提柱塞部分，带动泵筒部分，最终使采油总成的打捞密封部分脱离密封支撑衬套；注汽孔处于打开状态，注汽通道打开；从井口油管中注入蒸汽，即可沿油管柱一直注到井下油层。

注汽和抽油过程，是通过桥式双通道实现的：注汽时，蒸汽通过桥式注汽总成和采油总成之间的环形空间注入地层；抽油时，油液经过采油工具中间流道进入上级油管；防止注汽时，泵筒内壁结垢，注汽后，柱塞在泵筒中运行不畅，甚至频繁卡泵。

注汽时，采油总成被上提到桥式注汽总成中，桥式注汽总成中部设计有扶正接头。即能通过蒸汽，又能扶正采油总成，防止在蒸汽流过时，采油总成在桥式注汽总成中甩动撞击，造成的受损变形。

泵筒部分有上加长管和下加长管，长度和柱塞配合，满足两个目的：

（1）采油时，柱塞在上死点、下死点时，泵筒全长都能磨到，防止有空白段，后期修井或注汽时，新泵筒段与柱塞卡死。示意图中，柱塞零件长度900mm，上加长管长度900mm，下加长管长度400mm；

（2）注汽时，柱塞被提到泵筒最上端，要求仍然有一段柱塞在泵筒中，游动阀、柱塞和泵筒配合密封，防止蒸汽经过泵筒内孔。防止结垢。

泵筒部分设计有防泵罩、防砂环、泵筒连接头，采油过程防止砂粒沉积到泵筒内孔，而造成砂卡砂磨。

打捞密封部分设有高温密封圈，以及上隔环、中隔环、下隔环、短内隔环、长内隔环等零件配合，实现长期稳定密封。如果一个高温密封圈受损，不会导致其他高温密封圈轴向蹿动，导致整体密封失效。打捞密封部分下部有脱接轨道，可配合专用不压井采油工具，完成对井下压力的封堵。

本发明的有益效果为：降低了频繁修井劳动强度，延长了工作寿命，降低了生产成本。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实施例采油总成的结构示意图；

图3为本发明实施例柱塞部分的结构示意图；

图4为本发明实施例泵筒部分的结构示意图；

图5为本发明实施例桥式注汽总成的结构示意图；

图6为本发明实施例柱塞部分的详细结构示意图；

图7为本发明实施例泵筒部分的详细结构示意图；

图8为本发明实施例桥式注汽总成的详细结构示意图；

图9为本发明实施例打捞密封部分的结构示意图；

图10为本发明实施例锥面的结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-9所示，一种桥式注抽防砂泵，包括上下相连接的采油总成1和桥式注汽总成2两部分；所述的采油总成1和桥式注汽总成2之间通过抽油杆柱相连接；

安装时，先把桥式注汽总成2下到井里，再用抽油杆柱连接采油总成1，下放到桥式注汽总成2里面；密封芯轴1291和密封支撑衬套27由配合的限位座封面，两个面接合后，皮碗也处于衬套中辅助密封。

所述采油总成1包括柱塞部分11和泵筒部分12；

柱塞部分11和泵筒部分12装配后，拉杆112通过泵筒部分12的防砂罩121、防砂环122、泵筒连接头123三个部件的内孔伸出，可以上、下轴向运动，但是不能完全拿出来。

下井安装时，只要提起柱塞部分11的上接头111，就可以把整个采油总成1提起来。

柱塞部分11的柱塞部件，在泵筒部件中，柱塞表面和泵筒内壁都有防腐层，且经过精磨加工，属于金属间隙密封。

所述柱塞部分11由上至下依次设有上接头111、拉杆112、柱塞上罩113、游动阀114、上罩连接头115、柱塞116、小阀罩117、顶紧头118；

其中，游动阀114由一个阀球和一个环形阀座组成，所述柱塞部分11的其余部件均为轴类零件。

柱塞部分11包括两套游动阀114，即上游动阀和下游动阀，所述上游动阀的阀座位于柱塞上罩113中，上罩连接头115和柱塞上罩113通过螺纹连接，顶紧阀座端面，阀球位于柱塞上罩113和阀座形成的独立空间中；在重力作用下，阀球起到单向阀的作用。

同样的连接方式，下游动阀的阀座和阀球位于小阀罩117中。

所述柱塞部分11的其余部件都是通过螺纹固定连接（上、下相邻的两个零件之间通过螺纹连接）。

所述泵筒部分12由上至下依次设有防砂罩121、防砂环122、泵筒连接头123、上加长管124、泵筒125、下加长管126、固定阀127、大阀罩128、打捞密封部分129；

所述固定阀127是由一个阀球和一个环形阀座组成，所述泵筒部分12的其余部件均为轴类零件。

泵筒连接头123和防砂罩121通过螺纹连接后，形成封闭空间，防砂环122位于该封闭空间中，是浮动的；当柱塞部分11和泵筒部分12组装后，防砂环122套在拉杆112上；在重力作用下，防砂环122可沿拉杆112落在泵筒连接头123的端面上，可防止砂粒通过拉杆112和泵筒连接头123的内孔，进入泵筒部分12内部空间，避免砂粒在柱塞116和泵筒125间隙积累，造成砂磨，砂卡等事故。

所述固定阀127包括固定阀球和固定阀罩，连接方式和工作原理与游动阀相同。

所述泵筒部分12的其余零件都是通过螺纹固定连接（上、下相邻的两个零件之间通过螺纹连接）。

其中，所述打捞密封部分129由上至下依次设有密封芯轴1291、加长管1292、加长接头1293、脱接轨道1294；所述打捞密封部分129的各部件均为轴类零件，通过螺纹固定连接（上、下相邻的两个零件之间通过螺纹连接）。

所述密封芯轴1291外由上至下依次设有上隔环12911、短内隔环12912、中隔环12913、长内隔环12914、下隔环12915、备帽12916；所述短内隔环12912外设有高温密封圈12917，所述高温密封圈12917的上端与所述上隔环12911的下端相连接。

所述密封芯轴1291的各部件均为轴类零件。

所述备帽12916通过螺纹与密封芯轴1291连接，把上隔环12911、短内隔环12912、中隔环12913、长内隔环12914、下隔环12915这些环形零件顶紧，这些环形零件的锥面（如图10所示）12918之间过盈配合，实现密封作用。

所述桥式注汽总成2由上至下依次设有上变扣接头21、上部桥式注汽引导管22、扶正接头23、接箍24、上部桥式注汽引导管25、下变扣接头26、密封支撑衬套27；上述各零件均为轴类零件；所述桥式注汽总成2的各零件都是通过螺纹固定连接密封（上、下相邻的两个零件之间通过螺纹连接），螺纹可以是锥形密封螺纹，也可以采用直螺纹端面密封。本实施例图中是锥形密封螺纹。

抽油时，打捞密封部分129处于密封支撑衬套27中，为座封状态，注汽通道是堵住状态；

注汽前，直接上提柱塞部分11，带动泵筒部分12，最终使采油总成的打捞密封部分129脱离密封支撑衬套27；注汽孔处于打开状态，注汽通道打开；从井口油管中注入蒸汽，即可沿油管柱一直注到井下油层。

安装方法：

油管柱（统称，包括：尾管、桥式注汽总成、上部油管）安装：由下往上依次安装：尾管（指接在桥式注汽总成下面的几根油管，起到导向和沉砂的作用）、桥式注汽总成2、上部油管（接在桥式注汽总成上面一直到地表的油管，实际用量根据油层深度不同而变化）到井口；尾管和上部油管不属于本专利产品零件，图中未标出。

抽油杆柱（统称，包括采油总成、上部抽油杆、露出井口的1根光杆）安装：由下往上依次安装：采油总成1，上部按工艺设计连接抽油杆柱等配套工具，一直到井口，最后连接光杆（光杆是在地面直接挂在抽油机驴头上的一根杆，表面经过精磨处理，和采油树上的盘根盒之间形成密封，在上、下抽油时，防止油管中的油液喷出地表）。

抽油杆柱下放到底，打捞密封部分129被压入密封支撑衬套27中，实现座封到位。

通过在井口上提光杆，带动柱塞116上行，调好防冲距，即可抽油。

注汽和抽油过程，是通过桥式双通道实现的：注汽时，蒸汽通过桥式注汽总成2和采油总成之间的环形空间注入地层；抽油时，油液经过采油工具中间流道进入上级油管；防止注汽时，泵筒内壁结垢，注汽后，柱塞在泵筒中运行不畅，甚至频繁卡泵。

注汽时，采油总成被上提到桥式注汽总成中，桥式注汽总成中部设计有扶正接头。即能通过蒸汽，又能扶正采油总成，防止在蒸汽流过时，采油总成在桥式注汽总成中甩动撞击，造成的受损变形。

泵筒部分有上加长管和下加长管，长度和柱塞配合，满足两个目的：

（1）采油时，柱塞在上死点、下死点（上死点是指抽油机行程的最高位置，下死点是指抽油机行程的最低点。对应的柱塞在泵筒中也有相应的行程最高点和最低点，就是柱塞的上死点和下死点）时，泵筒全长都能磨到，防止有空白段，后期修井或注汽时，新泵筒段与柱塞卡死。示意图中，柱塞零件长度900mm，上加长管长度900mm，下加长管长度400mm；

（2）注汽时，柱塞被提到泵筒最上端，要求仍然有一段柱塞在泵筒中，游动阀、柱塞和泵筒配合密封，防止蒸汽经过泵筒内孔。防止结垢。

泵筒部分12设计有防泵罩、防砂环、泵筒连接头，采油过程防止砂粒沉积到泵筒内孔，而造成砂卡砂磨。

打捞密封部分设有高温密封圈，以及上隔环、中隔环、下隔环、短内隔环、长内隔环等零件配合，实现长期稳定密封。如果一个高温密封圈受损，不会导致其他高温密封圈轴向蹿动，导致整体密封失效。打捞密封部分下部有脱接轨道，可配合专用不压井采油工具，完成对井下压力的封堵。