液压双作用无杆采油泵的金沙现金网平台

文档序号:5475089
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【专利摘要】本发明公开一种液压双作用无杆采油泵及系统,为解决现有技术中容易产生自振的问题而发明。本发明通过主管路中增设了信号阀组件,从而减少了将活塞撞击传递到泵体的可能,从而克服了自振问题的发生。
【专利说明】液压双作用无杆采油泵

【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种液压双作用无杆采油泵。

【背景技术】
[0002]为了克服现有设备抽取稠油时容易产生偏磨、掉杆等重大机械事故;中国专利号ZL200820110494.9公开了一种液压双作用无杆采油泵。这种无杆采油泵是利用地面动力泵把加压后的液压流,沿动力液管下至液压双作用无杆采油泵的进液管路,往复泵在液压流的作用下,把液压能转换成机械能,做上下往复运动,促使往复泵往复工作,从而由泵腔带动原油管路实现吸油举升。这种无杆采油泵没有泵杆,能够适应大斜度井,水平井,能杜绝偏磨或抽油杆复运动而造成的掉杆等重大机械事故;所以,传动可靠性高,操作简单灵活,节省能源。
[0003]但是,上述方案中是依靠往复泵的活塞撞击阀芯来切换液体的运动方向,从而实现活塞的往复运动的;在这个过程中,阀芯将活塞的撞击力直接传递给了泵体,而由于活塞的往复运动比较快,因此在泵体上则产生来自两个不同方向的撞击,从而容易产生泵体的自振(共振)现象,以造成死机,导致整个系统无法工作。


【发明内容】

[0004]为克服上述缺陷,本发明提供一种不易产生自振的液压双作用无杆采油泵。
[0005]为达到上述目的,本发明的液压双作用无杆采油泵包括:所述的无杆采油泵包括一柱状泵体和轴向设置在泵体内的配套管路,所述的泵体由上到下依次由连接柱段、功能段和尾座组成;所述的配套管路包括上行信号管路、下行信号管路、进液管路、回液管路和原油管路;所述的上行信号管路和下行信号管路均由两段互不连通的信号长管路和信号短管路组成;其中,在所述的功能段中心处设有主管路,在所述的主管路内由上至下依次设有相互水密封的上功能腔、往复泵腔和下功能腔;每个功能腔内轴向依次连续设有相互水密封的顶杆组件、信号阀组件和换向阀组件,其中,顶杆组件位于近往复泵腔一侧;
[0006]往复泵腔:
[0007]往复泵腔中部设有隔断器,将往复泵腔分隔成上下两个大小相等相互隔离的泵腔;往复泵腔内设有一个与隔断器相适配的工作轴,工作轴的两端穿过隔断器分别置于两个泵腔内,工作轴两端端部设置有工作活塞;两个泵腔中远隔断器的一端的主管路侧壁上设置有工作液进出口,近隔断器的一端的主管路侧壁上设置有原油进出口 ;
[0008]顶杆组件:
[0009]由顶杆和套设于顶杆外的顶杆套组成,顶杆一端伸至往复泵泵内能与工作活塞接触,顶杆另一端设有止挡凸部;所述的顶杆能在工作活塞的推动下以及信号阀的阀体作用下在顶杆套内轴向往复运动;
[0010]信号阀组件:
[0011]由能在顶杆作用下和液体压力下轴向发生位移的信号阀体和信号回位活塞组成,顶杆、信号阀体和信号回位活塞轴向联动;其中信号阀体位于近隔断器一侧,信号回位活塞位于远隔断器一侧;所述的信号阀体由阀套和套设于阀套内的信号阀芯组成;
[0012]在所述的主管路侧壁上:对应信号阀体近隔断器止点设有与回液管路连通的信号回液通孔和与信号管路相连通的阀体信号通孔,对应信号回位活塞设有与信号短管路相连通的回位信号通孔;在信号阀组件中部设有导流通道,当信号阀体在回位活塞作用下向近隔断器止点位置时,阀体信号通孔和回位信号通孔通过导流通道连通,信号长管路与信号短管路的导通;当信号阀体在顶杆作用下向远隔断器止点位置时,切断信号长管路与信号短管路的高压液流,信号回液通孔与回位信号通孔通过导流通道连通;
[0013]换向阀组件:
[0014]由换向阀体和换向回位活塞组成,换向阀体位于近隔断器一侧,换向回位活塞位于远隔断器一侧;所述的换向阀体由换向阀套和设于换向阀套内的换向阀芯组成;
[0015]换向阀套的近隔断器端设有进液孔,换向阀套的远隔断器端设有回液孔,在换向阀套中部设有信号孔;当换向阀芯位于近隔断器止点时,回液孔低压与信号孔相连通,当换向阀芯位于远隔断器止点时,进液孔高压与信号孔相连通;换向阀芯远隔断器端设有伸出换向阀套的凸部,该凸部与换向回位活塞的近隔断器端相接触,使换向阀芯和换向回位活塞轴向联动;
[0016]在主管路的侧壁上,所述的换向阀组件与信号阀组件之间设有与进液管路相连通的换向进液通孔,换向进液通孔与换向阀套的进液孔连通;对应换向阀套中部的信号孔的主管路侧壁上设有与信号长管路连通的换向信号通孔;在换向阀体和换向回位活塞之间的主管路侧壁上设有与回液管路连通的换向回液通孔,换向回液通孔与换向阀套的回液孔连通;
[0017]管路:
[0018]信号长管路的一端与主管路一侧的对应换向阀中部的换向信号通孔以及往复泵工作液进出口相连通,另一端与主管路另一侧信号阀的阀体信号通孔相连通;
[0019]信号短管路的一端与信号阀的回位信号通孔相连通,另一端与换向回位活塞远隔断器端相连通,以利用信号液压力驱动换向阀回位活塞回位;
[0020]进液管路与每个换向阀与信号阀之间的换向进液通孔相连通;
[0021]回液管路与信号阀的信号回液通孔、换向回液通孔相连通;
[0022]每个原油进出口连通一原油管路,原油进出口下原油管路设有进油单向阀,原油进出口上的原油管路设有出油单向阀;
[0023]运动关系:
[0024]当泵腔内的活塞位于下止点:
[0025]在下功能腔中:信号阀组件中的信号阀体和信号回位活塞在顶杆作用下位于远隔断器止点,信号长管路与信号短管路之间的通道,切断下行信号管路,同时,信号回液通孔与回位信号通孔被连通,使信号短管路中换向阀回位活塞压力通道与信号阀回水通孔与回水管路连通减压;
[0026]换向阀组件中的换向阀芯和换向回位活塞在进液管路中的进液压力作用下移位于远隔断器止点,换向进液通孔与换向信号通孔连通形成通道,实现换向,此时进液管路中的高压液体能通过该通道进入上行信号管路中的信号长管路,同时该高压液体能通过与信号长管路连通的下泵腔工作液进出口进入下泵腔,以推动工作活塞上行;
[0027]在上功能腔中:进液管路的高压液体进入换向进液通孔,信号阀组件中的信号阀体和信号回位活塞在液体压力作用下位于近隔断器止点,并推动顶杆位于近隔断器止点;信号阀组件中阀体信号通孔和回位信号通孔连通,上行信号管路中的信号长管路与信号短管路被连通,该信号长管路中的高压液体通过该信号短管路至换向回位活塞尾部,并推动换向回位活塞和换向阀芯至近隔断器止点,换向信号通孔与换向回液通孔连通形成通道,换向进液通孔与换向信号通孔连通形成通道,下行信号管路信号长管路中的高压液体能通过该通道流出;
[0028]反之,当泵腔内的活塞位于上止点:
[0029]在上功能腔中:顶杆受活塞推动位于远隔断器止点;信号阀组件中的信号阀体和信号回位活塞在顶杆作用下位于远隔断器止点,信号回液通孔与回位信号通孔被连通,上行信号管路中的信号短管路内的高压液体能通过该通道流出;换向阀组件中的换向阀芯和换向回位活塞在进液管路中的高压液体作用下位于远隔断器止点,换向进液通孔与换向信号通孔连通形成通道,进液管路中的高压液体能通过该通道进入下行信号管路中的信号长管路,同时该高压液体能通过与信号长管路连通的上泵腔工作液进出口进入上泵腔,以推动工作活塞下行;
[0030]在下功能腔中:进液管路的高压液体进入换向进液通孔,信号阀组件中的信号阀体和信号回位活塞在液体压力作用下位于近隔断器止点,并推动顶杆位于近隔断器止点;信号阀组件中阀体信号通孔和回位信号通孔连通,下行信号管路中的信号长管路与信号短管路被连通,该信号长管路中的高压液体通过该信号短管路至换向回位活塞尾部,并推动换向回位活塞和换向阀芯至近隔断器止点,换向信号通孔与换向回液通孔连通形成通道,换向进液通孔与换向信号通孔连通形成通道,上行信号管路信号长管路中的高压液体能通过该通道流出。
[0031]为达到上述目的,本发明液压双作用无杆采油泵系统,由高压泵、溢流阀、油水分离器以及如上述的液压双作用无杆采油泵组成;其中,
[0032]所述的系统由高压泵、溢流阀控制系统的流量和压力;调控后的高压液体流通过油井中心液压管柱输送到井下液压双作用无杆采油泵,高压液体通过采油泵的连接段、沉砂滤器,过滤后的液压流经过换向阀进入工作腔推动空心活塞空心轴在换向阀的控制下作上下往复运动;工作后的乏液在采油泵的出口与井液混合举升到井口出口,油井出口混合液经井口油水分离器分离,分离后的水进入高压泵作为动力液循环使用;分离后的原油进站。
[0033]采用上述结构的双作用无杆采油泵,在换向阀与阀芯之间增加了信号阀,从而将往复泵的撞击力转换成了对液体的压力,从而减少了自振现象,有利于延长液压双作用无杆采油泵的寿命。

【专利附图】

【附图说明】
[0034]图1为本发明液压双作用无杆采油泵实施例1中对信号管路的轴向剖视示意图;
[0035]图2为图1所示实施例中对原油管路的轴向剖视示意图;
[0036]图3为图1所示实施例中对进液管路、出液管路的轴向剖视示意图;
[0037]图4为图1所示实施例中功能段的放大示意图。
[0038]图5为图2所示实施例中功能段的放大示意图。
[0039]图6为图3所示实施例中功能段的放大示意图。
[0040]图7为图3所示实施例中上、下功能腔的放大示意图。
[0041]图8为图1所示实施例中上、下功能腔的放大示意图。
[0042]图9为图7所示实施例中换向阀组件的局部放大示意图。
[0043]标号说明
[0044]泵体1 ;连接柱段2 ;功能段3 ;尾座4 ;
[0045]上行信号管路51,信号长管路511,信号短管路512组成;下行信号管路52,信号长管路521,信号短管路522 ;进液管路53 ;回液管路54 ;原油管路55 ;主管路58 ;
[0046]换向阀组件61、62,;换向阀体611、621 ;换向回位活塞612、622 ;换向阀套6111、6211 ;换向阀芯 6112、6212 ;进液孔 6113、6213 ;回液孔 6114、6214 ;信号孔 6115、6215 ;
[0047]信号阀组件71、72,信号阀体711、721,信号回位活塞712、722,信号阀套7111、7211,信号阀芯 7112、7212 ;
[0048]顶杆组件81、82,顶杆 811、821,顶杆套 812、822 ;
[0049]隔断器91,工作轴92,工作活塞931、932 ;工作液进出口 94,原油进出口 95,进油单向阀961,出油单向阀962 ;
[0050]信号回液通孔5811、5821,阀体信号通孔5812、5822,回位信号通孔5813、5823 ;换向进液通孔5814、5824 ;换向信号通孔5815、5825 ;换向回液通孔5816、5826 ;

【具体实施方式】
[0051]下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0052]如图1至图9所示,本实施例中的液压双作用无杆采油泵,包括一柱状泵体1和轴向设置在泵体内的配套管路,泵体由上到下依次由连接柱段2、功能段3和尾座4组成;
[0053]所述的配套管路包括上行信号管路51、下行信号管路52、进液管路53、回液管路54和泵油55管路,在所述的功能段中心处设有主管路58,其它各管路均设于主管路周侧,即各管路以主管路为轴心相隔60度相位角设置;如图1所示,上行信号管路51和下行信号管路52对称设置在主管路两侧;相隔60度相位角后,进液管路51和出液管路52对称设置在主管路两侧;相隔60度相位角后,原油管路对称设置在主管路两侧;
[0054]在所述的主管路内由上至下依次设有相互水密封的上功能腔31、往复泵腔32和下功能腔33 ;每个功能腔内轴向依次连续设有相互水密封的顶杆组件、信号阀组件和换向阀组件,其中,顶杆组件位于近往复泵腔一侧;
[0055]如图所示,在上功能腔中,有换向阀组件61、信号阀组件71、顶杆组件81 ;下功能腔中,设有顶杆组件82、信号阀组件72、换向阀组件62 ;,
[0056]如图所示,上行信号管路51由信号长管路511和信号短管路512组成,两段管路轴向上互不连通;下行信号管路52所对应的信号长管路521和信号短管路522,两段管路轴向上互不连通;
[0057]往复泵腔中部设有隔断器91,将泵体分隔成上下两个大小相等相互隔离的泵腔;还包括一个与隔断器相适配的工作轴92,工作轴的穿过隔断器、两端分别置于两个泵腔内,轴两端设置有工作活塞931、932 ;两个泵腔中远隔断器的一端的主管路侧壁上设置有工作液进出口 94,其中上泵腔的工作液进出口与下行信号管路的信号长管路相连通,下泵腔的工作液进出口与上行信号管路的信号长管路相连通;近隔断器的一端的主管路侧壁上设置有原油进出口 95,每个原油进出口 95与对应一原油管路55连通,原油管路55中位于原油进出口下的下段部分中设有进油单向阀961,位于原油进出口上的上段部分中上段设有出油单向阀962,其中;
[0058]所述的顶杆组件81、82对称设置在往复泵腔两端,用于传导工作活塞931或932轴向往复运动过程中的力;其由顶杆811、821和套设于顶杆外的顶杆套812、822组成,顶杆811、821 —端伸至往复泵腔内能与工作活塞接触,顶杆另一端设有止挡凸部;所述的顶杆能在工作活塞的推动下以及信号阀的阀体作用下在顶杆套内轴向往复运动;
[0059]所述的信号阀组件71、72由能在顶杆作用下和液体压力下轴向发生位移的信号阀体711、721和信号回位活塞712、722组成,顶杆、信号阀体和信号回位活塞轴向联动,即,当顶杆能在工作活塞的推动下向远隔断器一侧移动时,其推动信号阀体以及信号回位活塞同时向远隔断器端移动;而当信号回位活塞近隔断器端受到液体压力作用向隔断器方向移动时,其同时推动信号阀体以及顶杆向隔断器方向移动。其中信号阀体位于近隔断器一侧,信号回位活塞位于远隔断器一侧;所述的信号阀体由信号阀套7111、7211和套设于阀套内的信号阀芯7112、7212组成;
[0060]在所述的主管路侧壁上,对应每个功能腔的信号阀设有三个通孔:对应信号阀体近隔断器止点设有与回液管路连通的信号回液通孔5811、5821,与上、下行信号管路相连通的阀体信号通孔5812、5822,对应信号回位活塞设有与信号短管路相连通的回位信号通孔5813,5823 ;在信号阀组件中部设有导流通道,当信号阀体位于近隔断器止点时,导流通道使阀体信号通孔和回位信号通孔连通,当信号阀体位于远隔断器止点时,导流通道使信号回液通孔与回位信号通孔连通;
[0061]所述的换向阀组件61、62由:能在液体压力下轴向发生位移的换向阀体611、612和换向回位活塞621、622组成,其中阀体611、612位于近隔断器一侧,回位活塞621、622位于远隔断器一侧;所述的换向阀体由换向阀套6111、6121和设于换向阀套内的换向阀芯6112,6122 组成;
[0062]换向阀套6111、6121的近隔断器端设有进液孔6113、6213,换向阀套的远隔断器端设有回液孔6114、6214,在换向阀套中部设有信号孔6115、6215 ;当换向阀芯位于近隔断器止点时,回液孔与信号孔相连通,当换向阀芯位于远隔断器止点时,进液孔与信号孔相连通;换向阀芯远隔断器端设有伸出换向阀套的凸部,该凸部与换向回位活塞的近隔断器端相接触,使换向阀芯和换向回位活塞轴向联动,即,当换向阀芯受液体压力向远隔断器方向移动时,换向阀芯同时推动换向回位活塞向远隔断器方向移动;反之,当换向回位活塞受液体压力向近隔断器方向移动时,换向回位活塞同时推动换向阀芯向远隔断器方向移动;;
[0063]在主管路的侧壁上,所述的换向阀组件与信号阀组件之间设有与进液管路相连通的换向进液通孔5814、5824,换向进液通孔与换向阀套的进液孔连通;对应换向阀套中部的信号孔的主管路侧壁上设有与信号长管路连通的换向信号通孔5815、5825 ;在换向阀体和换向回位活塞之间的主管路侧壁上设有与回液管路连通的换向回液通孔5816、5826,换向回液通孔与换向阀套的回液孔连通;
[0064]管路:
[0065]信号长管路511、521的一端与一侧的换向阀中部的换向信号通孔5815、5825以及往复泵腔工作液进出口 94相连通,另一端与另一侧信号阀的阀体信号通孔5812、5822相连通;
[0066]信号短管路512、522的一端与信号阀的回位信号通孔5813、5823相连通,另一端与换向回位活塞621、622远隔断器端相连通,以利用信号液体驱动换向回位活塞回位;
[0067]进液管路53与每个换向阀与信号阀之间的换向进液通孔5814、5824相连通;回液管路54与信号阀的信号回液通孔5811、5821,换向回液通孔5816、5826相连通;
[0068]每个原油进出口 95连通一原油管路55,原油进出口 95下方的原油管路设有进油单向阀961,原油进出口上的原油管路设有出油单向阀962 ;
[0069]下面,结合附图对本发明的工作过程作进一步的说明:
[0070]初始时,地面上的泵站通过管道将高压液体输送到连接柱段,并通过连接柱段流入进液管路内;
[0071]当泵腔内的工作活塞运动至下止点:
[0072]在下功能腔中:顶杆821受工作活塞推动位于远隔断器止点;信号阀组件中的信号阀体721和信号回位活塞722在顶杆821作用下位于远隔断器止点,此时,信号回液通孔5821与回位信号通孔5823被连通形成通道,下行信号管路中的信号短管路522内的高压液体能通过该通道流出至回液管路54,并通过回液管路54、连接柱段2以及与连接柱段连接管道进入地面的油水混合回收罐中;
[0073]换向阀组件中的换向阀芯6212和换向回位活塞622在进液管路中的高压液体作用下位于远隔断器止点,此时,换向进液通孔5821与换向信号通孔5825连通形成通道,进液管路53中的高压液体通过该通道进入上行信号管路中的信号长管路511,同时该高压液体能通过与信号长管路连通的下泵腔工作液进出口 94进入下泵腔,以推动工作活塞上行;
[0074]在上功能腔中:进液管路53的高压液体进入换向进液通孔,信号阀组件中的信号阀体711和信号回位活塞712在液体压力作用下位于近隔断器止点,并推动顶杆811位于近隔断器止点;信号阀组件中阀体信号通孔5812和回位信号通孔5813连通开成通道,使上行信号管路中的信号长管路511与信号短管路512被连通,从下功能腔换向信号通孔5825流出的高压液体通过该信号长管路511流至信号短管路512并流到换向回位活塞612远隔断器端,并推动换向回位活塞612和换向阀芯6112至近隔断器止点,此时换向信号通孔5815与换向回液通孔5816连通形成通道,下行信号管路中信号长管路的高压液体能通过该通道流出至回液管路54、连接柱段2以及与连接柱段连接管道进入地面的油水混合回收te中;
[0075]在往复泵腔中,工作活塞下行过程中,下泵腔的活塞932下行在下泵腔中产生负压,使与下泵腔相连的原油进出口连通的出油单向阀962关闭,进油单向阀961打开,油被抽入到下泵腔内;同时,上泵腔的活塞下行产生正压,使与上泵腔相连的原油进出口连通的进油单向阀961关闭,出油单向阀962被推开,上泵腔中油通过原油管路上行通过连接段2以及管道输出至地面的油水混合回收罐中;
[0076]反之,当泵腔内的工作活塞运动至上止点:
[0077]在上功能腔中:顶杆811受工作活塞推动位于远隔断器止点;信号阀组件中的信号阀体711和信号回位活塞712在顶杆811作用下位于远隔断器止点,此时,信号回液通孔5811与回位信号通孔5813被连通形成通道,上行信号管路中的信号短管路512内的高压液体能通过该通道流出至回液管路54,并通过回液管路54、连接柱段2以及与连接柱段连接管道进入地面的油水混合回收罐中;
[0078]换向阀组件中的换向阀芯6112和换向回位活塞612在进液管路中的高压液体作用下位于远隔断器止点,此时,换向进液通孔5811与换向信号通孔5815连通形成通道,进液管路53中的高压液体能通过该通道进入下行信号管路中的信号长管路521,同时该高压液体能通过与信号长管路连通的上泵腔工作液进出口 94进入上泵腔,以推动工作活塞下行;
[0079]在下功能腔中:进液管路53的高压液体进入换向进液通孔,信号阀组件中的信号阀体721和信号回位活塞722在液体压力作用下位于近隔断器止点,并推动顶杆821位于近隔断器止点;信号阀组件中阀体信号通孔5822和回位信号通孔5823连通,使下行信号管路中的信号长管路521与信号短管路522被连通,从上功能腔换向信号通孔5815流出的高压液体通过该信号长管路521流至信号短管路522并流到换向回位活塞622远隔断器端,并推动换向回位活塞622和换向阀芯6212至近隔断器止点,此时,换向信号通孔5825与换向回液通孔5826连通形成通道;上行信号管路中信号长管路的高压液体能通过该通道流出至回液管路54、连接柱段2以及与连接柱段连接管道进入地面的油水混合回收罐中;
[0080]在往复泵腔中,工作活塞上行过程中,上泵腔的活塞931上行在上泵腔中产生负压,使与上泵腔相连的原油进出口连通的出油单向阀962关闭,进油单向阀961打开,油被抽入到上泵腔内;同时,下泵腔的活塞上行产生正压,使与下泵腔相连的原油进出口连通的进油单向阀961关闭,出油单向阀962被推开,下泵腔中油通过原油管路上行通过连接段2以及管道输出至地面的油水混合回收罐中;
[0081]这样,周而复始即可利用高压液体推动本发明的液压双作用无杆采油泵将井底的原油(稠油)抽出。
[0082]为了防止高压液体中含有砂粒并进入到往复泵腔中,以对工作活塞造成损害,在连接柱段中心处设有一个与进液管路相连通的腔体,在所述的腔体内设置有沉砂滤器。
[0083]本发明的液压双作用无杆采油泵系统,由高压泵、溢流阀、油水分离器以及如权利要求1-4所述的液压双作用无杆采油泵组成;其中,高压泵、溢流阀控制系统的流量和压力;调控后的高压液体流通过油井中心液压管柱输送到井下液压双作用无杆采油泵,高压液体通过采油泵的连接段、沉砂滤器,过滤后的液压流经过换向阀进入工作腔推动空心活塞空心轴在换向阀的控制下作上下往复运动;工作后的乏液在采油泵的出口与井液混合举升到井口出口,油井出口混合液经井口油水分离器分离,分离后的水进入高压泵作为动力液循环使用;分离后的原油进站。
【权利要求】
1.一种液压双作用无杆采油泵,其特征在于,所述的无杆采油泵包括一柱状泵体和轴向设置在泵体内的配套管路,所述的泵体由上到下依次由连接柱段、功能段和尾座组成;所述的配套管路包括上行信号管路、下行信号管路、进液管路、回液管路和原油管路;所述的上行信号管路和下行信号管路均由两段互不连通的信号长管路和信号短管路组成;其中,在所述的功能段中心处设有主管路,在所述的主管路内由上至下依次设有相互水密封的上功能腔、往复泵腔和下功能腔;每个功能腔内轴向依次连续设有相互水密封的顶杆组件、信号阀组件和换向阀组件,其中,顶杆组件位于近往复泵腔一侧; 往复泵腔: 往复泵腔中部设有隔断器,将往复泵腔分隔成上下两个大小相等相互隔离的泵腔;往复泵腔内设有一个与隔断器相适配的工作轴,工作轴的两端穿过隔断器分别置于两个泵腔内,工作轴两端端部设置有工作活塞;两个泵腔中远隔断器的一端的主管路侧壁上设置有工作液进出口,近隔断器的一端的主管路侧壁上设置有原油进出口 ; 顶杆组件: 由顶杆和套设于顶杆外的顶杆套组成,顶杆一端伸至往复泵泵内能与工作活塞接触,顶杆另一端设有止挡凸部;所述的顶杆能在工作活塞的推动下以及信号阀的阀体作用下在顶杆套内轴向往复运动; 信号阀组件: 由能在顶杆作用下和液体压力下轴向发生位移的信号阀体和信号回位活塞组成,顶杆、信号阀体和信号回位活塞轴向联动;其中信号阀体位于近隔断器一侧,信号回位活塞位于远隔断器一侧;所述的信号阀体由阀套和套设于阀套内的信号阀芯组成; 在所述的主管路侧壁上:对应信号阀体近隔断器止点设有与回液管路连通的信号回液通孔和与信号管路相连通的阀体信号通孔,对应信号回位活塞设有与信号短管路相连通的回位信号通孔;在信号阀组件中部设有导流通道,当信号阀体在回位活塞作用下向近隔断器止点位置时,阀体信号通孔和回位信号通孔通过导流通道连通,信号长管路与信号短管路的导通;当信号阀体在顶杆作用下向远隔断器止点位置时,切断信号长管路与信号短管路的高压液流,信号回液通孔与回位信号通孔通过导流通道连通; 换向阀组件: 由换向阀体和换向回位活塞组成,换向阀体位于近隔断器一侧,换向回位活塞位于远隔断器一侧;所述的换向阀体由换向阀套和设于换向阀套内的换向阀芯组成; 换向阀套的近隔断器端设有进液孔,换向阀套的远隔断器端设有回液孔,在换向阀套中部设有信号孔;当换向阀芯位于近隔断器止点时,回液孔低压与信号孔相连通,当换向阀芯位于远隔断器止点时,进液孔高压与信号孔相连通;换向阀芯远隔断器端设有伸出换向阀套的凸部,该凸部与换向回位活塞的近隔断器端相接触,使换向阀芯和换向回位活塞轴向联动;在主管路的侧壁上,所述的换向阀组件与信号阀组件之间设有与进液管路相连通的换向进液通孔,换向进液通孔与换向阀套的进液孔连通;对应换向阀套中部的信号孔的主管路侧壁上设有与信号长管路连通的换向信号通孔;在换向阀体和换向回位活塞之间的主管路侧壁上设有与回液管路连通的换向回液通孔,换向回液通孔与换向阀套的回液孔连通;管路: 信号长管路的一端与主管路一侧的对应换向阀中部的换向信号通孔以及往复泵工作液进出口相连通,另一端与主管路另一侧信号阀的阀体信号通孔相连通; 信号短管路的一端与信号阀的回位信号通孔相连通,另一端与换向回位活塞远隔断器端相连通,以利用信号液压力驱动换向阀回位活塞回位; 进液管路与每个换向阀与信号阀之间的换向进液通孔相连通; 回液管路与信号阀的信号回液通孔、换向回液通孔相连通; 每个原油进出口连通一原油管路,原油进出口下原油管路设有进油单向阀,原油进出口上的原油管路设有出油单向阀; 运动关系: 当泵腔内的活塞位于下止点: 在下功能腔中:信号阀组件中的信号阀体和信号回位活塞在顶杆作用下位于远隔断器止点,信号长管路与信号短管路之间的通道,切断下行信号管路,同时,信号回液通孔与回位信号通孔被连通,使信号短管路中换向阀回位活塞压力通道与信号阀回水通孔与回水管路连通减压; 换向阀组件中的换向阀芯和换向回位活塞在进液管路中的进液压力作用下移位于远隔断器止点,换向进液通孔与换向信号通孔连通形成通道,实现换向,此时进液管路中的高压液体能通过该通道进入上行信号管路中的信号长管路,同时该高压液体能通过与信号长管路连通的下泵腔工作液进出口进入下泵腔,以推动工作活塞上行; 在上功能腔中:进液管路的高压液体进入换向进液通孔,信号阀组件中的信号阀体和信号回位活塞在液体压力作用下位于近隔断器止点,并推动顶杆位于近隔断器止点;信号阀组件中阀体信号通孔和回位信号通孔连通,上行信号管路中的信号长管路与信号短管路被连通,该信号长管路中的高压液体通过该信号短管路至换向回位活塞尾部,并推动换向回位活塞和换向阀芯至近隔断器止点,换向信号通孔与换向回液通孔连通形成通道,换向进液通孔与换向信号通孔连通形成通道,下行信号管路信号长管路中的高压液体能通过该通道流出; 反之,当泵腔内的活塞位于上止点: 在上功能腔中:顶杆受活塞推动位于远隔断器止点;信号阀组件中的信号阀体和信号回位活塞在顶杆作用下位于远隔断器止点,信号回液通孔与回位信号通孔被连通,上行信号管路中的信号短管路内的高压液体能通过该通道流出;换向阀组件中的换向阀芯和换向回位活塞在进液管路中的高压液体作用下位于远隔断器止点,换向进液通孔与换向信号通孔连通形成通道,进液管路中的高压液体能通过该通道进入下行信号管路中的信号长管路,同时该高压液体能通过与信号长管路连通的上泵腔工作液进出口进入上泵腔,以推动工作活塞下行; 在下功能腔中:进液管路的高压液体进入换向进液通孔,信号阀组件中的信号阀体和信号回位活塞在液体压力作用下位于近隔断器止点,并推动顶杆位于近隔断器止点;信号阀组件中阀体信号通孔和回位信号通孔连通,下行信号管路中的信号长管路与信号短管路被连通,该信号长管路中的高压液体通过该信号短管路至换向回位活塞尾部,并推动换向回位活塞和换向阀芯至近隔断器止点,换向信号通孔与换向回液通孔连通形成通道,换向进液通孔与换向信号通孔连通形成通道,上行信号管路信号长管路中的高压液体能通过该通道流出。
2.如权利要求1所述的液压双作用无杆采油泵,其特征在于,所述的信号阀芯为中空,其中空部为导流通道。
3.如权利要求1所述的液压双作用无杆采油泵,其特征在于,所述的信号阀芯由主阀芯和同轴设置在主阀芯内的子阀芯组成;其中,所述的主阀芯与子阀芯间隙配合,主阀芯与子阀芯之间的间隙为导流通道,所述的主阀芯远隔断器的端面为球形凹面,所述的信号回位活塞近隔断器的端面为与主阀芯球形凹面相适配的球形凸面;所述的子阀芯的轴向长度大于主阀芯的长度。
4.如权利要求1所述的液压双作用无杆采油泵,其特征在于,所述的连接柱段中心处设有一个与进液管路相连通的腔体,在所述的腔体内设置有沉砂滤器。
5.一种液压双作用无杆采油泵系统,其特征在于,由高压泵、溢流阀、油水分离器以及如权利要求1-4所述的液压双作用无杆采油泵组成;其中, 所述的系统由高压泵、溢流阀控制系统的流量和压力;调控后的高压液体流通过油井中心液压管柱输送到井下液压双作用无杆采油泵,高压液体通过采油泵的连接段、沉砂滤器,过滤后的液压流经过换向阀进入工作腔推动空心活塞空心轴在换向阀的控制下作上下往复运动;工作后的乏液在采油泵的出口与井液混合举升到井口出口,油井出口混合液经井口油水分离器分离,分离后的水进入高压泵作为动力液循环使用;分离后的原油进站。
【文档编号】F04B49/22GK104405630SQ201410675560
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】余中红, 刘秉实, 刘红月, 里左明, 李东涛, 姜江, 胡敏, 刘新, 路鹏, 闫方园 申请人:刘运林
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