採油裝置的製作方法

2023-11-07 06:11:22 1

專利名稱：採油裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及能源開發領域，具體涉及一種採油裝置。
背景技術：
在原油的開採過程中，隨著油田層能量的下降和含水量的升高，絕大多數油井在經過短暫的自噴採油期後便轉入機械採油階段。目前國內外較常使用的機械採油方式主要為有杆泵。有杆泵是在油管的內部設置抽油杆，通過動力結構帶動抽油杆往復地插入、抽出油管,使得原油在這種抽動力下被輸送至地面。有杆泵的結構簡單、操作方便、維護費用低以及排量適中，可以滿足絕大多數油井的產能要求，成為國內外最主要的機械採油方式。國內有杆泵井佔到機械採油井的90%以上。雖然有杆泵相比於其它機械採油方式有許多優點，但是，隨著油田勘探開採的發展，它也暴露出一些問題。由於原油在地面以下較深的深度處，抽油杆通過抽動將原油提升至地面，從而，抽油杆的長度一般設置的極長，這樣也使得抽油杆的質量也較大。而在現有的有杆泵的採油過程中，驅動抽油杆運動的動力結構(例如為電機)常設置在地面上，動力結構需要提供極大的動力，才能驅動長度較長、質量較大的抽油杆運動。抽油杆在將地面的驅動力傳遞至地面以下的原油處的過程中會有較大的能量損失，從而使得採油效率較低。

實用新型內容本實用新型提供了一種採油裝置，能夠有效提高採油效率。本實用新型提供了一種採油裝置，包括慄，其包括活塞；電機，其包括動子，其中，所述動子設置在所述活塞處以與所述活塞連接，並帶動所述活塞做上下往復運動；其中，所述泵中設置有供原油流通的通道，沿所述活塞的運動方向，所述泵的兩端分別連接有油管，所述供原油流通的通道與所述油管連通。通過本實用新型提供的採油裝置，能夠帶來以下有益效果有效提高採油效率。本實用新型提供的採油裝置包括泵和電機，泵的兩端連接有油管。電機的動子設置在泵的活塞處，電機的動子直接帶動泵的活塞上下運動，從而將下方的油管中的原油抽動至上方的油管中，並通過持續推動，將原油傳送至地面。動子與活塞之間的傳遞力的過程極短，從而能夠降低採油過程中的能量損失，從而有效提高了採油效率。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，以下將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，以下描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖所示實施例得到其它的實施例及其附圖。圖I為本實用新型的一種實施例的結構示意圖；其中，I為第一固定閥，2為第一活動閥a, 3為第一活塞,4為第一活動閥b,5為下泵導流管，6為密封結構，7為第二活動閥，8為電磁數控電機組，9為電磁數控電機組空心杆，10為第二活塞，11為第二固定閥。
具體實施方式
以下將結合附圖對本實用新型各實施例的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬於本實用新型所保護的範圍。本實用新型提供了一種採油裝置，包括 泵，其包括活塞；電機，其包括動子，其中，所述動子設置在所述活塞處以與所述活塞連接，並帶動所述活塞做上下往復運動；其中，所述泵中設置有供原油流通的通道，沿所述活塞的運動方向，所述泵的兩端分別連接有油管，所述供原油流通的通道與所述油管連通。在本實用新型的一個實施例中，在用於採油的油管的一段位置處設置泵，泵內有供原油流通的通道，該通道的兩端分別與油管連通，使下方的油管中的原油在泵的抽動作用下通過泵中的供原油流通的通道進入上方的油管。在泵所在的位置處設置用於為泵提供動力的電機，電機包括動子，泵包括活塞，動子與活塞連接，優選地，可直接連接或通過連接杆連接，動子通過其自身的運動帶動活塞做上下往復運動，從而將原油抽動至地面上方。在原油被向上輸送的過程中，原油依次流經下方的油管、泵中的通道、上方的油管，最後到達地面以上。在本實用新型中，動子與活塞的力的傳遞過程極短，優選地，動子將動力直接傳遞給活塞，而不需要其他傳遞結構，從而能夠降低整個過程中動力的損耗，並提高採油效率。其中，在泵內部的活塞的上下兩端進一步設置有閥門，當活塞向上運動時，活塞下端的閥門打開，泵的下端的油管中的原油從下端的閥門處進入泵中的原油的通道；當活塞向下運動時，活塞下端的閥門關閉，上端的閥門打開，泵中的通道中的原油從上端的閥門處進入泵的上端中的油管，並在活塞的持續運動過程中，原油被輸送至地面以上。較佳地，電機與泵的位置關係設置地更為靠近，從而可進一步提高採油效率。將電機的動子設置成中空結構，並將活塞從該中空結構處穿過，活塞在動子的驅動作用下，沿該中空結構做上下往復運動。動子與活塞直接連接，動子直接驅動穿過動子的活塞做往復運動，而不需要其他結構進行力的傳遞，能夠降低動力的損耗。較佳地，電機採用電磁電機，能夠提高電機的驅動動力。同時由於電磁電機中設置有較為複雜的控制系統，可便於對電磁電機的工作進行多種控制。更優選地，電磁電機選擇橫向磁通圓筒形直線永磁電機。橫向磁通圓筒形直線永磁電機因其磁力線位於與運動方向和電流方向垂直的平面上，能夠在不降低每級磁動勢的前提下增加級數，從而使該種電機的功率密度和轉矩密度(力密度)大大增加。較佳地，本實用新型的採油裝置的一個實施例使用包括多個電機的電機組。其中，多個電機均包括動子，每個動子均設置在泵的活塞處並同時與活塞連接。多個動子中的部分動子帶動活塞做上下往復運動，或全部動子同時帶動活塞做上下往復運動。設置包括多個電機的電機組能夠提聞電機的驅動力，能夠提聞活塞的運動頻率，提聞米油效率。較佳地，泵使用雙泵(泵的數目為兩個)，兩個泵相互連接，且兩個活塞具有相同的運動方向，兩個活塞在沿活塞的運動方向上連接。兩個活塞同時向上運動，同時向下運動。兩個泵中的供原油流通的所述通道相互連通。其中，當兩個活塞同時向上運動時，原油從下方的油管進入下部的泵的原油通道中，再進入上部的泵的原油通道中，然後再進入上方的油管。設置雙泵能夠通過多個泵的作用原理加快原油的上升速度。較佳地，在上述的雙泵結構中，只有一個泵(優選地為下部的泵)中的活塞與動子連接，該活塞被動子帶動做上下往復運動，同時，該活塞帶動另一活塞做相同方向、頻率的上下往復運動。動子僅與一個活塞連接，這樣的結構較為簡單。較佳地，在上述的雙泵結構中，兩個泵中的活塞同時與動子連接，優選地，可將動 子設置在兩個泵之間。動子同時帶動兩個所述活塞運動，這樣可將驅動力均勻地分配給兩個活塞，有效保證兩個泵的正常使用，可使兩個泵的使用壽命相同。較佳地，在上述的雙泵結構中，兩個活塞沿豎直方向設置，且豎直連接。兩個活塞的兩端分別設置有閥門，其中，在上方的活塞的上端設置第一固定閥，下端設置第一活動閥，在下方的活塞的上端設置第二活動閥，下端設置第二固定閥。當兩個所述活塞向上運動時，所述第一固定閥和所述第二固定閥開啟，所述第一活動閥和所述第二活動閥關閉原油從第二固定閥處進入下方的泵中的原油通道，同時，上方的泵中的原油通道中的原油從上方的泵中進入上方的油管中。當兩個所述活塞向下運動時，所述第一活動閥和所述第二活動閥開啟，所述第一固定閥和所述第二固定閥關閉，下方的泵的原油通道中的原油從第二活動閥和第一活動閥處進入上方的泵的原油通道中。優選地，上方的泵的第一活動閥可為兩個，以使下方的泵中的原油快速進入上方的泵中。較佳地，在上述的兩個活塞的運動過程中，所述第一固定閥、所述第二活動閥、所述第一活動閥、所述第二活動閥被兩個所述活塞直接帶動開啟或關閉，例如可為連接後帶動，這樣的方式比較簡單易於實現。較佳地，在上述的兩個活塞的運動過程中，所述第一固定閥、所述第二活動閥、所述第一活動閥、所述第二活動閥被所述電機的控制系統控制開啟或關閉，這時可將所有的閥門都設置為電動閥門或氣動閥門，便於由電機的控制系統自動控制開啟或關閉，控制起來較為自動、便捷。較佳地，在上述的雙泵結構中，兩個泵中設置的供原油流通的所述通道相互連通，且兩個通道之間設置有密封結構，該密封結構可為閥門結構，且在活塞向上運動的過程中開啟，使原油從下方的泵的原油通道中進入上方的泵的原油通道。密封結構在活塞向下運動的過程中關閉，避免原油從上方的泵的原油通道回流至下方的泵的原油通道中。電機驅動技術的發展，直線直驅技術得到越來越廣泛的重視和應用。採油裝置就是一種將電能直接轉換成直線運動機械能而不需任何中間轉換機構的傳動裝置。採油裝置將替代有杆泵採油工藝。在本實用新型的一個實施例中，參照圖1，兩個泵(豎直連接，分為上泵和下泵)相互連接，電磁數控電機組8設置在兩個泵之間，並設置在泵的外圍，以便直接驅動泵的活塞運動。泵的活塞為柱狀活塞。在採油過程中，當電磁數控電機組8帶動下泵的第二活塞10和上泵的第一活塞3向上運動時，下泵中的第二固定閥11打開，第二活動閥7關閉，原油被從下方的油管中抽至下泵的原油通道中。同時，在第一活塞3向上運動的過程中，第一固定閥I打開，第一活動閥a2和第一活動閥b4關閉，上泵的原油通道中的原油從第一固定閥處進入上方的油管。在採油過程中，當電磁數控電機組8帶動下泵的第二活塞10和上泵的第一活塞3向下運動時，下泵中的第二固定閥11關閉，第二活動閥7打開，第一固定閥I關閉，第一活動閥a2和第一活動閥b4打開，原油從下泵的原油通道依次經電磁數控電機組空心杆9、第二活動閥7、下泵導流管5、第一活動閥a2、第一活動閥b4進入上泵的原油通道。其中，在上泵的原油通道和下泵的原油通道之間設置有密封結構6下方的油管中抽至下泵的原油通道中。同時，在第一活塞3向上運動的過程中，第一固定閥I打開，第一活動閥a2和第一活動閥b4關閉，上泵的原油通道中的原油從第一固定閥處進入上方的油管。採油裝置相對於傳統的採油工藝有如下優點 I)新井投入低，免維護期長，易管理，適用於各類井礦需求。2)潛油直驅抽油系統的衝程、衝次均能無級可調，容易根據油井產量進行調節。3)潛油直驅抽油系統沒有抽油杆，節省了克服抽油杆重量(千米22_直徑抽油杆的重量約為3. 136t)所需的動力，提高了系統效率，解決了管杆偏磨。4)潛油直驅抽油系統保持了有杆泵結構簡單、技術成熟、對原油性質適應性好、壽命長、效率高的優點。5)潛油直驅抽油系統的衝次可高達10次/分鐘，因此，潛油直驅抽油系統可採用短衝程、高衝次的工作方式。6)採油裝置與電潛泵機組比較在低滲、中低液、深抽井採油中有較強的優勢。7)潛油直驅抽油系統更適用水平井、斜井、低滲透、中低液量、深抽等油井採油。8)潛油直驅抽油系統與其它採油工藝相比較，具有較高的採油時效(泵效81%)。採油裝置的控制系統，包括硬體電路設計和軟體程序設計。控制系統的硬體部分主要分為以下幾個部分單片機晶片及其外圍電路、逆變及驅動單元、電壓電流和溫度檢測單元以及保護電路。軟體部分包括單片機主程序、中斷服務程序及控制子程序。該控制系統主要用於電磁數控機組電機在低頻範圍內運行，其主要功能是給電磁數控機組提供驅動電源、運行參數設定、運行狀態監測與顯示、運行過程控制和為系統提供安全保護等。採油裝置，它更具有優越性高運行效率、高功率及力密度、良好的伺服性能、封閉的結構、沒有繞組端部及容易克服單邊磁拉力、可以做成細長結構將電磁數控機組置於地下與特種泵直接相連而構成的潛油直驅抽油系統，是一種高效新型的機械採油系統，主要由電磁數控機組、密封保護器、特種泵、井下動力電纜和地面控制組成。電磁數控機組動子為中空結構，特種泵活塞位於電磁數控機組之上，二者通過電磁數控機組動子和連杆相連接。特種泵下接篩管，由電磁數控機組動子直接驅動特種泵的活塞工作。系統通電後，電磁數控機組動子作上下往復直線運動，不經過中間運動形式轉換和傳動環節，驅動活塞，達到舉升抽油的目的。動子向上運動時，活塞作上衝程運動，活塞內的固定閥打開，活動閥關閉，活塞將油管中的原油舉升至井口 ；動子向下運動時，活塞作下衝程運動，固定閥關閉，活動閥打開活塞將原油注入活塞以上，原油流入油管。如此循環往復，將原油舉升至地面。本實用新型提供的各種實施例可根據需要以任意方式相互組合，通過這種組合得到的技術方案，也在本實用新型的範圍內。顯然，本領域技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若對本實用新型的這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也包含這些改動和 變型在內。
權利要求1.一種採油裝置，其特徵在於，包括 泵，其包括活塞； 電機，其包括動子，其中，所述動子設置在所述活塞處以與所述活塞連接，並帶動所述活塞做上下往復運動； 其中，所述泵中設置有供原油流通的通道，沿所述活塞的運動方向，所述泵的兩端分別連接有油管，所述供原油流通的通道與所述油管連通。
2.如權利要求I所述的採油裝置，其特徵在於，所述動子具有中空結構，所述活塞從所述中空結構處穿過所述動子，以與所述動子連接。
3.如權利要求I所述的採油裝置，其特徵在於，所述電機為電磁電機。
4.如權利要求3所述的採油裝置，其特徵在於，所述電磁電機為橫向磁通圓筒形直線永磁電機。
5.如權利要求I所述的採油裝置，其特徵在於，所述電機為多個，多個所述電機的所述動子均設置在所述活塞處以與所述活塞連接，多個所述電機的多個所述動子帶動所述活塞做上下往復運動。
6.如權利要求I所述的採油裝置，其特徵在於，所述泵為雙泵； 其中，每個所述泵中的所述活塞相互連接，兩個所述活塞具有相同的運動方向； 其中，每個泵中的供原油流通的所述通道相互連通。
7.如權利要求6所述的採油裝置，其特徵在於， 一個所述活塞與所述動子連接，並帶動另一個所述活塞運動； 或者， 兩個所述活塞分別與所述動子連接，所述動子同時帶動兩個所述活塞運動。
8.如權利要求6所述的採油裝置，其特徵在於，兩個所述活塞沿豎直方向設置； 其中，上方的所述活塞的上端設置有第一固定閥，下端設置有第一活動閥； 其中，下方的所述活塞的上端設置有第二活動閥，上端設置有第二固定閥； 其中，當兩個所述活塞向上運動時，所述第一固定閥和所述第二固定閥開啟，所述第一活動閥和所述第二活動閥關閉；當兩個所述活塞向下運動時，所述第一活動閥和所述第二活動閥開啟，所述第一固定閥和所述第二固定閥關閉。
9.如權利要求8所述的採油裝置，其特徵在於， 所述第一固定閥、所述第二活動閥、所述第一活動閥、所述第二活動閥被兩個所述活塞帶動開啟或關閉； 或者， 所述第一固定閥、所述第二活動閥、所述第一活動閥、所述第二活動閥被所述電機的控制系統控制開啟或關閉。
10.如權利要求6所述的採油裝置，其特徵在於， 兩個所述泵中設置的供原油流通的所述通道之間設置有密封結構，以避免原油在兩個所述通道之間回流。
專利摘要本實用新型涉及油田領域，具體涉及一種採油裝置，包括泵，其包括活塞；電機，其包括動子，其中，所述動子設置在所述活塞處以與所述活塞連接，並帶動所述活塞做上下往復運動；其中，所述泵中設置有供原油流通的通道，沿所述活塞的運動方向，所述泵的兩端分別連接有油管，所述供原油流通的通道與所述油管連通。通過本實用新型提供的採油裝置，能夠降低採油過程中的動力損耗，有效提高採油效率。
文檔編號F04B47/00GK202756213SQ20122044350
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者鍾克新, 劉廣東, 鍾維軍, 陳來平 申請人:鍾克新