磁懸浮機泵一體化井下採油裝置製造方法
2023-07-29 20:52:01 1
磁懸浮機泵一體化井下採油裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及油田領域採油時所用的磁懸浮機泵一體化井下採油裝置。該裝置包括抽油泵筒及內置的投撈短接，所述的投撈短接經轉換接頭連接磁懸浮電機動子，磁懸浮電機動子的下端連接抽油泵遊動凡爾組合；而抽油泵筒外壁套裝磁懸浮電機定子，所述的磁懸浮電機定子置於殼體內。該裝置具有防砂、防蠟、無級調整功能，結構緊湊、高效節能、免維護、壽命長，可大大降低生產成本，特別適合深井、定向井、結蠟、稠油、抽空控制等陸上及海上油井使用。
【專利說明】磁懸浮機泵一體化井下採油裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油田領域採油時所用的井下採油設備，特別涉及定向井、水平井，高含蠟井及海上油田採油時使用的一種具有防砂、防蠟功能的磁懸浮機泵一體化井下採油 裝置。
【背景技術】
[0002]在油田採油領域，目前各油田的抽油設備大多為常規遊梁式抽油機，其存在的主要問題是能耗大、效率低、遊梁式抽油機附件多、重量大、傳動部分環節太多、部件的損耗和能量的損耗驚人。由於傳統的遊梁式抽油機其工作過程為:用電機帶動減速機，減速機帶動皮帶輪，皮帶輪帶動曲柄連杆將旋轉圓運動變成驢頭懸點的上下直線往復運動，依靠抽油杆和光杆傳遞運動，帶動井下抽油泵柱塞提上放下，將油帶出地面進入輸油管道中，在抽油杆上下往復運動過程中，極易造成抽油杆與油管之間偏磨，減少使用壽命，縮短了作業周期，增加了大量費用。隨著井深和產量的不斷增加，同時隨著油井開採複雜條件的經常出現，如多氣、水淹和強腐蝕性等條件，傳統遊梁式抽油機的許多問題明顯地顯現出來。主要變現為能耗高、重量大和難以實現長衝程、低衝次抽油，在生產中抽油杆的事故增多、抽油泵的排量降低等。據統計，遊梁式抽油機其中皮帶損耗15%，減速機功率損耗9%，四連杆結構功率損耗3-6%，以上三個方面的能量損失在30-35%左右，海上油田因為遊梁式抽油機的重量更是無法作業。為了克服這些缺點，21世紀以來，出現了新的往復式潛遊電泵，即磁懸浮電機與抽油泵連接，具有明顯的節能作用，但結構不完善，存在先天的問題是由於泵與磁懸浮電機由連杆相連，使得整體結構的軸線尺寸過長，壓杆容易失穩，衝程大多為1.2米到
1.5米，抽油泵抽汲係數不高。
[0003]實用新型內容:
[0004]為了解決上述問題，本實用新型提供一種磁懸浮機泵一體化井下採油裝置。該裝置具有防砂、防蠟、無級調整功能，結構緊湊、高效節能、免維護、壽命長，可大大降低生產成本，特別適合深井、定向井、結蠟、稠油、抽空控制等陸上及海上油井使用。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種磁懸浮機泵一體化井下採油裝置，包括抽油泵筒及內置的投撈短接，所述的投撈短接經轉換接頭連接磁懸浮電機動子，磁懸浮電機動子的下端連接抽油泵遊動凡爾組合；而抽油泵筒外壁套裝磁懸浮電機定子，所述的磁懸浮電機定子置於殼體內。
[0006]所述的抽油泵遊動凡爾組合包括上凡爾罩及上凡爾、變徑接箍、抽油泵柱塞，下凡爾罩及下凡爾，所述的上凡爾罩連接於磁懸浮動子的下端，上凡爾罩內置有上凡爾，上凡爾罩經變徑接箍連接抽油泵柱塞，抽油泵柱塞的下端連接下凡爾罩，下凡爾罩內置有下凡爾。
[0007]上述的磁懸浮電機定子由若干電磁線圈及磁懸浮軸承組成，所述的若干電磁線圈與磁懸浮軸承軸向間隔連接並套裝於上述抽油泵筒外壁，最上端的電磁線圈與供電電纜連接。
[0008]本實用新型的有益效果是:在上述方案中，磁懸浮動子與抽油泵遊動部件合為一體，成為抽油泵的遊動部分，磁懸浮定子與抽油泵泵筒也配合為一體，依託磁懸浮電磁原理，抽油泵固定組件為遊動組件直接提供電磁動力，將電能直接轉換成直線運動的機械能，中間無機械傳動部分，提高了傳動效率，節能效果非常明顯；利用裝置中的數據採集單元，實現抽汲參數無級調整；由磁懸浮動子替代抽油杆，避免了抽油杆與油管之間的偏磨問題，延長了該裝置的使用壽命；由於該裝置不使用四連杆機構，克服了遊梁式抽油機加大衝程時減速箱扭矩增加的缺點，因此，較容易實現長衝程。該裝置整體結構簡單，提高了可靠性和安裝便利性，運行平穩、可靠、免維護、調控方便，能滿足採油工藝自動控制的要求和適應惡劣的工作環境等特點，特別適合深井、定向井、結蠟、稠油、抽空控制等陸上及海上油井使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0010]圖2為該裝置的工作原理示意圖。
[0011]圖中1-上接頭，2-供電電纜，3-投撈短接，4-殼體，5-抽油泵出液孔，6-磁懸浮電機動子，7_轉換接頭，8_電磁線圈，9-上凡爾，10~抽油慄柱塞，11-抽油慄筒，12~下凡爾，13-油管接箍，14-固定凡爾，15-固定凡爾罩，16-變徑接箍，17-下接頭，18-下凡爾罩，19-上凡爾罩，20-磁懸浮軸承，21-數據採集單元。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0013]由圖1及圖2所示，該磁懸浮機泵一體化井下採油裝置，包括上接頭1、抽油泵筒11及投撈短接3、油管接箍13及下接頭17，所述的上接頭I與抽油泵筒11的上端螺紋連接，抽油泵筒11的下端螺紋連接油管接箍13，油管接箍13螺紋連接固定凡爾罩15，固定凡爾罩15螺紋連接下接頭17，固定凡爾罩15內置有固定凡爾14，其中，上述的投撈短接3上帶有出液孔5，且螺紋連接轉換接頭7，轉換接頭7螺紋連接磁懸浮電機動子6，磁懸浮電機動子6的下端螺紋連接抽油泵遊動凡爾組合，且上述的投撈短接3、轉換接頭7、磁懸浮電機動子及抽油泵遊動凡爾組合均置於抽油泵筒11內；上述的抽油泵筒11外壁套裝磁懸浮電機定子，所述的磁懸浮電機定子置於殼體4內。
[0014]上述的抽油泵遊動凡爾組合包括上凡爾罩19及上凡爾9、變徑接箍16、抽油泵柱塞10、下凡爾罩18及下凡爾12，所述的上凡爾罩19螺紋連接於磁懸浮電機動子6的下端，上凡爾罩19內置有上凡爾17，上凡爾罩19螺紋連接變徑接箍16，接變徑接箍16螺紋連接抽油泵柱塞10，抽油泵柱塞10的下端螺紋連接下凡爾罩18，下凡爾罩18內置有下凡爾12。
[0015]上述的磁懸浮電機動子6由若干軸向螺紋連接的磁懸浮動子組成。
[0016]上述的磁懸浮電機定子由若干電磁線圈8及磁懸浮軸承20組成，所述的若干電磁線圈8與磁懸浮軸承20軸向間隔固定連接並套裝於上述抽油泵筒11外壁，最上端的電磁線圈8與供電電纜2連接，供電電纜2與地面供電系統連接，且上接頭內置有與供電電纜連接的數據採集單元21。
[0017]上述的上接頭I內置有與供電電纜2連接的數據採集單元21，用於測量油壓，套壓，溫度，含水等參數，這些參數通過數據電纜2上傳至地面控制單元，從而得出油井流量，動液面等參數，地面控制單元根據採集參數，根據程序自動調節井下採油裝置的衝程，衝次，提高油田產量和採油效率。
[0018]採油時，該裝置中的下接頭17與防篩管連接，形成採油設備的進液孔，油液由此進液孔進入採油設備，上接頭I與油管連接，原油在磁懸浮動子及抽油泵柱塞的抽吸作用下，最後由出液口進入油管，從而被輸送到地面。
[0019]具體抽吸過程如圖2所示:上衝程如圖2A所示，磁懸浮電機動子6依次帶動抽油泵柱塞10、上凡爾9、下凡爾12下行，關閉通道，抽油泵筒11內壓力下降，當抽油泵筒11內壓力低於進液口壓力時，在壓差作用下固定凡爾14上行，抽油泵固定閥打開，液體進入抽油泵柱塞10內，同時井口排出抽油泵筒體積的液體；下衝程時，如圖2B所示，在磁懸浮電機動子6的作用下，抽油泵活塞10上行，抽油泵筒11內壓力升高，在壓差作用下，上凡爾9，下凡爾12上行，通道打開，固定凡爾14下行，固定下部通道，液體從泵內排出到抽油泵活塞10以上的油管中，等待下個上衝程被排出井口。
【權利要求】
1.一種磁懸浮機泵一體化井下採油裝置，包括抽油泵筒(11)及內置的投撈短接(3)，其特徵在於:所述的投撈短接(3)經轉換接頭(7)連接磁懸浮電機動子，磁懸浮電機動子的下端連接抽油泵遊動凡爾組合；而抽油泵筒(11)外壁套裝磁懸浮電機定子，所述的磁懸浮電機定子置於殼體(4)內。
2.根據權利要求1所述的磁懸浮機泵一體化井下採油裝置，其特徵在於:所述的抽油泵遊動凡爾組合包括上凡爾罩(19)及上凡爾(9)、變徑接箍(16)、抽油泵柱塞(10)，下凡爾罩(18 )及下凡爾(12 )，所述的上凡爾罩(19 )連接於磁懸浮動子(6 )的下端，上凡爾罩(19 )內置有上凡爾(9)，上凡爾罩(19)經變徑接箍(16)連接抽油泵柱塞(10)，抽油泵柱塞(10)的下端連接下凡爾罩(18)，下凡爾罩(18)內置有下凡爾(12)。
3.根據權利要求1所述的磁懸浮機泵一體化井下採油裝置，其特徵在於:上述的磁懸浮電機定子由若干電磁線圈(8)及磁懸浮軸承(20)組成，所述的若干電磁線圈(8)均與磁懸浮軸承(20)軸向間隔固定連接並套裝於上述抽油泵筒(11)外壁，最上端的電磁線圈(8)與供電電纜(2)連接。
【文檔編號】E21B43/00GK203499650SQ201320636405
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月16日 優先權日:2013年10月16日
【發明者】於修海, 暴喜軍 申請人:大慶九方石油儀器設備有限公司