软柱塞皮碗支承保护部分的设计软密封皮碗在工作中承受静载荷、动载荷和冲击载荷。这三种载荷的叠加使软密封皮碗的受力情况十分恶劣,受自身材料特性的限制,软密封皮碗又不具备与金属材料同样的强度和刚度。为了解决这一使用中的矛盾,主要从支承结构的设计上来提高密封皮碗的力学性能。在具体设计中,采用了萼状环护式支承,通过平面受力、应力角过渡,边缘保护和力的分解等研究,提高了密封皮碗的抗压性能和耐冲击性能。为了防止支承部位对弹性材料的重复弹性切割,相应部位采用了圆角结构。
软柱塞皮碗承受压力的分散均衡及等寿命设计由于软柱塞皮碗是预张紧安装的,因此在工作中处于端部的皮碗首先承受油井压力,而且在此压力的作用下,端部皮碗的密封性能加强,使压力向下传递更加困难,这样形成的密封皮碗的工作状况是:受压由端部皮碗向下依次递减,工作恶劣性也是依次递减,这在工作中是非常不利的,因为这会使端部皮碗逐个迅速磨损,使整个柱塞的承压能力和磨损性能大大降低,严重时,井下过大的压力会造成皮碗爆裂。为了克服软柱塞工作中这一弱点,设计中,对软柱塞的受力条件进行了反复研究和计算,对于压力的分散和均衡进行了多次优选设计。
*后的方案是:在中心管上设计了传压减压槽,在支承环上设计了角度不同的截流孔,根据计算结果,使减压槽的形状与截流传压孔的角度相互组配,达到压力的分散均衡,使每个密封皮碗在工作中承受相同的工作压力,每个密封皮碗的磨损状态在整个工作周期内接近相同,实现密封皮碗的等寿命设计。液力启动软密封柱塞的受力分布。
液力启动软柱塞抽油泵特点(1)提高泵效。软柱塞与泵筒密封性好,实现/零0漏失,提高泵效5%15%.(2)适用于出砂、出泥浆等特殊井况。软柱塞抽油泵由于采用软-硬配合,不会受到砂粒等细小颗粒的影响而发生卡泵现象。(3)节省作业费用。在泵筒及管柱完好的情况下,只需起下抽油杆,便可完成检泵作业。
结论及下一步发展方向由现场使用情况看,液力启动软柱塞抽油泵在出砂井中不会砂卡,具有较长的使用寿命,是出砂井,尤其是出细粉砂井机械采油的一个较为理想的泵种。另外,液力启动软柱塞抽油泵由于为/零0间隙配合,减少了泵的漏失,增加了泵效,提高了油井的产量。