專利名稱：磁流體密封抽油泵的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田機械采油井中使用的有桿抽油泵，屬油田設備類。
抽油泵是油田有桿泵采油系統中的主要設備之一。針對不同的原油物性和油井特征，世界上已經研制出了眾多的抽油泵種和型號來滿足不斷發展的采油工藝的需要。但在這眾多的泵種中，都存在著一個共同的技術難點，即要解決柱塞與泵筒在工作過程中滑動密封的問題。由于抽油泵要在上千米乃至數千米的井下工作，泵上液柱形成的壓頭非常高，因此泵筒和柱塞這一對磨擦副的密封性顯得非常重要，如果其密封性不好，就會造成泵工作中的大量漏失，嚴重影響泵效。抽油泵在油井中工作，不但要承受很高的壓頭，而且其工作環境也相當惡劣，存在著壓力、溫度、磨粒磨損、氣體干擾、腐蝕等一系列影響因素，因此，解決抽油泵柱塞與泵筒的密封問題，具有相當大的難度。現有技術中，主要采用加長柱塞以增加密封段長度，減少二者的配合間隙，以及采用橡膠等彈性材料制造柱塞密封段等幾種方法來解決這一難題，但這些方法都存在著缺點。首先，它們都是有間隙密封，在抽油泵的長期連續工作中，會早期磨損，加大間隙，增加漏失，影響泵效，降低泵的使用壽命；再者這些方法都會加大泵的制造成本，使泵的加工、安裝變得復雜和困難；另外，上述結構的抽油泵，在使用過程中，經常發生砂卡的問題，影響油井的正常生產，增加作業費用。
本實用新型的目的在于提供一種能夠提高柱塞和泵筒滑動副的密封性，從而提高泵效，并能防止砂卡，具有較長使用壽命的抽油泵。
本實用新型的磁流體密封抽油泵包括泵筒、柱塞總成、游動閥總成和固定閥總成等幾部分。該泵的泵筒、游動閥總成和固定閥總成均與常規抽油泵相同，而柱塞則采用了磁性流體軟密封柱塞。其結構是在柱塞的兩端有數組磁環，相鄰兩磁環的極性相反，根據不同的原油物性和油井的深淺，磁環組的數目可以相應增減。該磁環選用高矯頑力，高磁能積永久磁鐵，耐溫耐腐蝕，適合在高壓、高溫下工作。磁環采用公差配合與粘接劑粘合相結合的方式，裝配在柱塞上，達到在工作中不掉不裂，能適應在油井中長期工作的要求。磁流體涂在柱塞與泵筒之間，為耐油耐酸堿有機載液磁流體、粘度高、附著力強，在柱塞內所形成的閉合磁回路中，受磁場作用，形成密封環。由于此種密封為液體密封，所以可以使柱塞與泵筒在相互滑動中，達到零間隙，保證工作中無井液漏失，提高抽油泵的泵效。本實用新型的磁流體密封抽油泵還針對目前油田上許多油井出砂嚴重，造成柱塞和泵筒在工作中早期磨損，極大地降低了抽油泵使用壽命的實際問題，在柱塞兩端設計了雙頭螺旋槽的結構，螺旋槽內設計有孔眼，該孔眼與柱塞內腔相互連通。該結構可以在抽油泵工作中，將泵筒上粘附存留的砂粒刮進柱塞的螺旋槽內，再經由槽內孔眼，落入柱塞的內腔，隨著柱塞上、下沖程中油流的上返，將砂粒攜出井口，這樣就可以達到防止抽油泵在工作中砂卡的目的，延長泵的使用壽命。
本實用新型的磁流體密封抽油泵與現有技術中的抽油泵相比，具有如下的優點；1、磁流體密封抽油泵采用磁性流體軟密封來代替常規的柱塞與泵筒間隙密封的方式，密封可靠，工作中無泄漏，提高了泵效。
2、具有高強磁能積，高矯頑力、耐腐蝕、耐高溫磁環可以使磁流體附著力大大增強，使磁流體密封抽油泵適用于油井中各種復雜的工作介質。
3、特殊磁流體使密封部分耐壓提高，使磁流體密封抽油泵能在深井中使用。
4、該泵柱塞兩頭設計有雙頭螺旋槽的結構，在抽汲含砂原油時，能使泵具有防砂卡的功能。
附
圖1為磁流體密封抽油泵的結構圖
以下結合附
圖1所給出的實施例對本實用新型進行進一步的描述。
實施例中的磁流體密封抽油泵為管式泵，由泵筒(2)、柱塞(4)、游動閥(7)、固定閥(9)等組成。泵筒(2)為一無縫鋼管加工成的圓筒，上端車制有不加厚油管螺紋，使用時與油井內的油管相連。泵筒(2)的下端用普通細牙螺紋與固定閥(9)相連，固定閥(9)為常規結構，下端設計有不加厚油管螺紋與油管相互連接。柱塞(4)包括上防砂螺旋槽(1)、磁環(3)、磁流體(5)、柱塞體(6)、游動閥(7)、下防砂螺旋槽(8)等。上、下防砂螺旋槽(1)、(8)設在柱塞(4)的兩頭，均為雙頭螺旋的結構，槽內有孔眼通到柱塞內腔。工作時可刮去泵筒(2)上的砂粒，使之進入柱塞(4)內腔，隨油流返出井口，防止卡泵。柱塞體(6)兩端裝有磁環(3)，根據工作要求，磁環組可為3-8環。裝配磁環(3)時，相鄰兩磁環間極性相反，采用公差配合加粘結的形式裝配，保證在井下長期工作時，不會發生脫落和斷裂現象。磁環(3)選用高矯頑力、高磁能積永久磁鐵，耐溫120℃，并且耐腐蝕，可在高溫、高壓下工作。磁流體(5)為耐油耐酸堿有機載液磁流體，粘度高，附著力強，在柱塞磁場的作用下，形成液體密封環，保證柱塞(4)與泵筒(2)之間的有效密封。柱塞(4)上裝有兩個游動閥(7)，分別為上游動閥和下游動閥，游動閥(7)的結構與普通抽油泵的游動閥相同。
磁流體密封抽油泵適合于各種工作條件下的油井，下泵與起泵作業的方法和程序與常規管式抽油泵相同，使用中不需特殊維護。
權利要求1.一種油田機械采油中使用的磁流體密封抽油泵，包括泵筒、柱塞、游動閥、固定閥等部分，其特征在于；該泵在柱塞與泵筒之間的滑動密封中，采用了磁性流體軟密封的結構，來取代普通有桿抽油泵中柱塞與泵筒靠間隙密封的技術方案。
2.根據權利要求1所述的磁流體密封抽油泵，其特征在于；該泵的磁性流體軟密封的結構是通過在柱塞兩端裝配粘結數組磁環和在泵筒與柱塞之間涂上磁流體，使磁流體在柱塞磁場的作用下形成密封環來實現的。
3.根據權利要求2所述的磁流體密封抽油泵，其特征在于；該泵的磁環為高磁能積、高矯頑力、耐溫永久磁鐵，磁流體為粘度高、附著力強的耐油耐酸堿有機載液磁流體。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的磁流體密封抽油泵，其特征在于；柱塞兩端車制有刮砂用的雙螺旋槽的結構，槽內鉆有使砂落入柱塞內腔的孔眼。
專利摘要磁流體密封抽油泵是一種油田上機械采油中使用的有桿抽油泵。該泵采用磁性液體軟密封的原理來實現柱塞與泵筒之間的密封。其結構是在活塞兩端鑲上高強度磁環，在柱塞和泵筒之間涂上磁流體，從而在四者之間形成磁回路，使磁流體長時間被吸附在柱塞與泵筒之間，達到密封之目的。該泵在柱塞兩端還設計有雙頭螺旋的結構，螺旋槽內孔眼與柱塞內腔連通，可以起到刮砂防止卡泵的目的。該泵適應性強，在使用中能大大提高泵效和使用壽命。
文檔編號F04B47/02GK2252900SQ95232628
公開日1997年4月23日 申請日期1995年11月2日 優先權日1995年11月2日
發明者馬冬嵐, 王龍清, 劉新會 申請人:遼河石油勘探局鉆采工藝研究院