產出液液柱重力復位的單管液壓抽油泵的製作方法

2023-05-06 06:23:36

專利名稱：產出液液柱重力復位的單管液壓抽油泵的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油開採的無杆抽油技術領域，是一種以液壓為動力 的井下抽油泵。該液壓抽油泵依靠地面液壓動力舉升，利用產出液液柱重 力復位，將井液抽汲到地面。
背景技術：
目前，在採油技術領域，大量採用遊梁式抽油機採油。液壓抽油泵利 用較少，主要原因是液壓抽油泵一般採用雙作用水力活塞泵結構，液壓 抽油泵由外筒、固定凡爾、遊動凡爾、上缸筒、下缸筒組成。上缸筒下部 有動力液進出口，上缸筒內有上活塞，動力液推動上活塞向上運動。在外 筒上有井液進出口，下缸筒下部也有井液進出口。井液進出口的作用是平 衡上活塞壓力。上活塞向下運動是依靠地面泵的動力液推動的，這樣必須 有兩條管線才能使抽油泵的活塞上、下往復運動，達到抽油的目的。雙作 用水力活塞泵的管線複雜，換向機構設置在油井內。
實用新型內容
本實用新型的目的是:提供一種產出液液柱重力復位的單管液壓抽油 泵，利用一條管線完成液壓採油，克服液壓抽油泵活塞向下運動依靠地面 液壓動力，造成井內管線複雜的不足。
本實用新型的技術方案是產出液液柱重力復位的單管液壓抽油泵主 要由封隔器、固定凡爾、下遊動凡爾、泵筒、空心柱塞杆、柱塞、上遊動 凡爾球、篩管和平衡短節等組成。在泵筒內部有柱塞，柱塞上有上遊動凡 爾球、篩管和平衡短節。空心柱塞杆下部有下遊動凡爾。泵筒壁上有工作 液進出口。泵筒下部有固定凡爾，泵筒與空心柱塞杆之間是間隙密封，形
成高壓動力液通道，高壓動力液經工作液進出口進入或排出泵體；柱塞上 方聯有篩管，產出液流出上遊動凡爾後經篩管流入油管被逐步排到地面輸 油管線，柱塞下部聯有空心柱塞杆，其長度為3—6米。控制系統既能控制 高壓泵的電機轉速，也能控制電動閥工作液的輸出流量。
參閱附圖。套管(1)與泵筒(6)之間用封隔器(2)隔開，可作為高壓工 作液的運行通道。高壓泵(13)將儲液罐(12)裡的工作液加壓後經工作液進 出孔(5)進入泵體並驅動柱塞(8)上行，此時上遊動凡爾(9)和下遊動凡爾 (4)關閉，固定凡爾(3)打開；柱塞(8)上方的產出液隨上遊動凡爾(9)上行 一個衝程，而下遊動凡爾(4)下部的地層產出液則進入泵筒(6)。柱塞(8) 的上行是依靠高壓工作液的驅動，而下行則是依靠產出液液柱的自身重力 實現復位的。柱塞(8)下行時工作液按原路返回地面。
衝程大小，即柱塞(8)上行高度的大小是由高壓工作液的擠入量決定 的；而衝次的大小則是根據高壓工作液的擠入速度決定的。衝程、衝次都 可由控制系統(14)進行控制。電動閥(15)即可保證動力液擠入井下抽油 泵，也可保證泛動力液由井下抽油泵返回儲液罐(12)。高壓工作液的液量 是由地面控制系統(14)控制的，工作液的液量決定了衝程的大小，可根據 地層供液能力的大小隨時在一定範圍內調整衝程的大小。
利用產出液液柱的重力實現柱塞(8)的復位，產出液液柱在上行過程 中只有一個衝程高度的液柱通過上遊動閥(9)後被排到地面輸油管線，其 它大部分產出液因液柱重力而下行並驅動上下遊動凡爾(9) 、 (4)下行進
液，如此往復將地層產出液採到地面。
為了在有限的空間內提高平衡短節(11)的重量，所述的平衡短節(11) 是用高密度材料製成，如採用鋼、鉛、鎢等，其作用是在每個衝程中起到
穩定抽油泵的工作，在高粘油或高凝油裡則可使上下遊動凡爾(9)、 (4)
加速進液。
本實用新型的有益效果本實用新型產出液液柱重力復位的單管液 壓抽油泵的柱塞向上運動靠地面液壓動力，向下運動靠產出液液柱重力， 柱塞上、下運動順利。產出液液柱重力復位方式很好地解決了柱塞向下運 動問題。柱塞只有上行時需要高壓動力液驅動，柱塞下行時乏動力液按原 進入的管線返回。在井內只需要一條動力液管線。產出液液柱重力復位的 單管液壓抽油泵，無需在井下下入兩層同心油管。
地面控制器能根據地層產出液的供液情 兄隨時調整高壓工作液的流 量，為智能化採油提供了依據。
另外，動力液換向機構設置在地面，便於維修。
本實用新型產出液液柱重力復位的單管液壓抽油泵。是單管抽油泵， 無需在井內下入兩層同心油管，也不需用抽油杆，不但減少了施工工作 量，降低了施工難度，同時還降低了採油成本。做到高壓工作液和地層產 出液各行其道，彼此相隔離，便於地面計量。在各油田採油工藝中可得到 廣泛的應用推廣，特別是斜井採油則更具有很好的推廣應用前景。

圖l是本實用新型產出液液柱重力復位的單管液壓抽油泵結構縱剖面 示意圖。是高壓動力液進入重力復位的液壓抽油泵並推動柱塞向上運動的
工作流程示意圖。
圖2是產出液液柱重力復位的單管液壓抽油泵結構剖面示意圖。是乏動
力液返回地面，柱塞在產出液液柱重力作用下向下運動的示意圖。
具體實施方式
以一個2.5噸規格的產出液液柱重力復位的單管液壓抽油泵為例，對 本實用新型作進一步詳細說明。
參閱圖l,本實用新型產出液液柱重力復位的單管液壓抽油泵由固定 凡爾3、下遊動凡爾4、工作液進出孔5、泵筒6、空心柱塞杆7、柱塞8、上 遊動凡爾9、篩管10和平衡短節11等組成。
泵筒6的外徑為73mm，內徑60mm，長度8500mm;
空心柱塞杆7的外徑38mm，內徑28mm,長度3600mm。
在泵筒6內部有一個柱塞8，柱塞8上有一個上遊動凡爾球9 、 一個篩 管10和一個平衡短節11，空心柱塞杆7下部有一個下遊動凡爾4，泵筒6壁 上有4個工作液進出口5，泵筒6下部有一個固定凡爾3，泵筒6與空心柱塞 杆7之間是間隙密封，形成高壓動力液通道；柱塞8下部聯有空心柱塞杆7。 泵筒6和空心柱塞杆7及柱塞8採用間隙密封，泵筒6和套管1之間用封隔器2 隔開。
儲液罐12裡的工作液經高壓泵13增壓後經電動閥15擠入泵筒6和套管 l的環形空間，並由工作液進出孔5進入泵體，驅動柱塞8上行。此時，上 遊動凡爾9和下遊動凡爾4關閉，固定凡爾3打開，地層產出液進入泵體， 而上遊動凡爾9以上的地層產出液上行一個衝程，柱塞8下行則是依靠產出 液液柱的自身重力，此時，上遊動凡爾9和下遊動凡爾4打開，固定凡爾3
關閉，已進入泵體的地層產出液經篩管10流入地面輸油管線，而工作液經
工作液進出孔5原路返回。
重力復位的液壓抽油泵的工作原理
在地面有液壓泵站，液壓泵站包括儲液罐12、高壓泵13、控制系統14 和電動閥15。將產出液液柱重力復位的液壓抽油泵下入井內2000米左右深 的套管1內。地面高壓泵13在控制系統14的控制下，為重力復位的液壓抽 油泵提供高壓動力液，使柱塞8上行。此時，上遊動凡爾球9和下遊動凡爾 球4關閉，固定閥3打開，井液被舉升到地面輸油管線。
當柱塞8上行到上死點，控制器14自動關閉電動閥15，高壓動力液返 回到儲液罐12內，不再給井下採油泵提供高壓工作液。柱塞8在產出液液 柱重力的作用下向下運動。此時，上遊動凡爾球9和下遊動凡爾球4打開， 固定閥3關閉，井液通過下遊動凡爾球4到達上遊動閥9與固定閥3之間的泵 筒內部。
當柱塞8下行到下死點，控制器14自動開啟電動閥15，給井下採油泵 提供高壓工作液，從而完成柱塞8的上下往復運動。
地面所提供的高壓工作液通過泵筒6與空心柱塞杆7之間的環形空間， 驅動柱塞8上行。這樣在高壓動力液和產出液液柱重力交替作用下，柱塞8 不斷的進行上下往復運動，使地層產出液不斷進入泵體內部，並被排到地 面，從而完成採油作業。
權利要求1、一種產出液液柱重力復位的單管液壓抽油泵，主要是由封隔器(2)、固定凡爾(3)、下遊動凡爾(4)、泵筒(6)、空心柱塞杆(7)、柱塞(8)、上遊動凡爾球(9)、篩管(10)和平衡短節(11)組成，其特徵是在泵筒(6)內部有柱塞(8)，柱塞(8)上有上遊動凡爾球(9)、篩管(10)和平衡短節(11)，空心柱塞杆(7)下部有下遊動凡爾(4)，泵筒(6)壁上有工作液進出口(5)，泵筒(6)下部有固定凡爾(3)，泵筒(6)與空心柱塞杆(7)之間是間隙密封，形成高壓動力液通道；柱塞(8)下部聯有空心柱塞杆(7)，其長度為3-6米。
2、 根據權利要求l所述產出液液柱重力復位的單管液壓抽油泵，其 特徵是所述的平衡短節(ll)是用高密度的材料做成的。
專利摘要產出液液柱重力復位的單管液壓抽油泵，用於油田無杆抽油技術領域。在泵筒內部有柱塞。柱塞上有上遊動凡爾球。柱塞下部連接有空心柱塞杆，空心柱塞杆下端有下遊動凡爾，泵筒下端有固定凡爾，泵筒壁上有高壓工作液進出口，柱塞上端有篩管和平衡短節，篩管是產出液由遊動凡爾進入油管的必然通道，平衡短節能使上遊動凡爾運行更加平穩，在高粘油或高凝油裡它能提高上遊動凡爾的下行速度。進入泵體並驅動柱塞上行的工作液液量是由地面控制的。泵筒和空心柱塞杆之間是間隙密封，保證高壓工作液的安全運行。效果是柱塞向上運動依靠地面的液壓動力，向下運動依靠產出液的液柱重力。這種方式解決了柱塞向下運動難題；井內只需一個動力液通道。
文檔編號F04B47/00GK201187437SQ20082011093
公開日2009年1月28日 申請日期2008年4月29日 優先權日2008年4月29日
發明者韓興華 申請人:韓興華