CN100497882C - 一种液压采油方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明的液压采油方法及其装置，包括提供高温高压动力液的地面液压动力源、地面加热器，动力液管路通过置于油管中的空心抽油杆和置于双向液压泵中套装在活塞杆上的行程换向阀相连，两端具有活塞的活塞杆置于泵缸内，上泵腔的上边自下而上设有上泵出口阀、下泵出口阀并通过通道分别与油管和设于下泵腔下边的下泵入口阀的出口端相连；上泵出口阀的入口端用管件与设于下泵入口阀下边的上泵入口阀的出口端相连，乏动力液管路的排出端与行程换向阀的一个通道相连，排出端经过泵加热尾管与油管相通。上泵排油做功下泵吸油，而下泵排油做功上泵吸油，如此交替循环周而复始连续将原油送到地面，提高采油效率并适于各类油品。

Description

一种液压采油方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种石油开采方法与开采设备，尤其涉及一种液压采油方法及其装置，适用于各类油井、斜井、水平井、海上平台和油田各类原油开采。

背景技术

稠油在全球的石油资源中占有一定的比例，这类油的特点是含沥青质和胶质较高，凝点高、粘度大，因此，给石油开采增加了很大的难度。我国稠油资源的分布也很广，约占陆地石油总资源的20％以上。目前解决这一难题的办法是在抽油机抽油的同时，还要采用其它专门设备和措施对井柱的原油进行降粘。如向井内注热水、热油或化学降粘剂等方法。这不仅增加了石油开采成本，同时开采效率也较低。除此之外，传统的抽油机由于其结构原因致使工作效率低，运动件磨损严重，使用寿命短，故障率高，致使停机维修的情况也时有发生。尽管传统的抽油机存在所述的种种弊端和不尽如人意的诸多缺陷，但是到目前为止还没有较理想的开采设备能取而代之，致使采油企业无可奈何的使用传统抽油机年复一年、日复一日的一直沿用至今。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种液压采油方法和与其相匹配的采油装置，并且采油效率高、适用范围宽、功能多、磨损小，故障率低，使用寿命长，明显降低开采成本和运行成本。

本发明的采油方法是通过如下的工艺步骤实现的：

A、由地面液压动力源和地面加热器给井下双向液压泵提供高温高压流体介质驱动力；

B、高温高压流体介质通过动力液管路、空心抽油杆、经置于双向液压泵内的行程换向阀的一个通道进入上液压缸推动上活塞上行，上泵腔内升压顶开上泵出口阀，其腔内的原油被排入油管，被举升到地面经原油出口进站，即上泵抽油做功；

C、与此同时下活塞随之上行，下液压缸的腔容逐渐变小，其内做完功的乏动力液通过行程换向阀的另一通道经过泵热尾管回到油管与原油合为一体，此时下泵腔压力降低成负压，原油通过下泵入口阀进入下泵腔内，当上活塞上行到上止点，下活塞也同时达到上止点，行程换向阀换向，动力液进入下液压缸，使其成为高压腔，下活塞下行，下泵腔内升压下泵入口阀关闭，腔内原油顶开下泵出口阀排入油管内排出，此时上活塞的上泵腔吸油，即下泵排油做功；

D、上下泵交替排油做功，即上泵排油下泵吸油；下泵排油时上泵吸油，如此周而复始循环，使其双向液压泵连续将原油举升至地面。

本发明的采油装置：

包括一个给井下双向液压泵提供高温高压流体介质的地面液压动力源、地面加热器，通过动力液管路与置于油管内的空心抽油杆的上端相连，其下端与双向液压泵的泵头相连，所述的双向液压泵包括其上下端具有活塞的活塞杆置于泵缸内，行程换向阀套装于活塞杆上并与泵缸壁紧密结合，上泵腔的上边自下而上设有上泵出口阀、下泵出口阀并通过通道分别与油管和设于下泵腔下边的下泵入口阀的出口端相连；上泵出口阀的入口端通过通道与设于下泵入口阀下边的上泵入口阀的出口端相连；乏动力液管路的输入端与行程换向阀的一个通道相连，输出端经过泵加热尾管与油管相通。

所述的装置还包括一个油井电加热器，其有一个电加热控制柜，经变压整流后输出低压双脉冲大电流直流电源以电缆分别接在相互绝缘的油管和与空心抽油杆相连的地面动力液管路上，并形成回路。

所述的空心抽油杆与油管之间设有绝缘扶正器，上端井口处设有绝缘密封器。

所述的地面加热器与空心抽油杆之间的动力液管路上设有绝缘管接头。

所述的空心抽油杆的下端与井下双向液压泵的泵头是通过截台锥形的液压插接头相连。

所述的动力液管路与乏动力液管路之间设有反向预热单向阀。

所述的双向液压泵的泵头上在与空心抽油杆下端液压插接头的对应部位横向开有泄油孔。

本发明的优点效果如下：

本发明与现有技术相比，由于采用了地面液压动力源、地面加热器、还增设一个油井电加热器为井下双向液压泵提供工作动力加热原油；双向液压泵在行程换向阀的作用下使上下泵交替连续排油，地面电机工作电流平移，对电网无冲击，经实验证明具有结构简单、取消了地面抽油机、运行件磨损小，延长了使用寿命，故障率低，便于安装、操作和管理，明显降低了设备投资与运行成本；双向液压泵因是液压驱动，地面设备可一机多井，适用于各类油井、斜井、水平井以及海上平台开采，稀油、稠油都可以；对凉井还可以进行预热启动，可对井柱全程加热均匀，降粘清蜡，提高泵效，其耗电量不足传统抽油机的1/2，而采油效率提高40-50％，降低了采油成本。当提出空心抽油杆时其内的原油自泄油孔流入油井内，不污染环境，便于施工作业。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是图1中液压管与泵头连接部位的局部放大图。

图3是油井电加热器输出的低压双脉冲大电流直流电源的双脉冲波形图。

具体实施方式

实施例1

本发明的实施例结合附图加以详细描述，如图1所示的地面液压泵1通过动力液管路与地面加热器2相连，地面加热器2的输出端通过动力液管路、绝缘管接头3与置于油管19内的空心抽油杆5的上端相连，穿过井口绝缘密封器4，空心抽油杆5上设有绝缘扶正器6，下端通过截台锥形的液压插接头7与井下的双向液压泵18的泵头相连如图2所示，双向液压泵18包括泵缸，两端具有上活塞10和下活塞12的活塞杆11置于泵缸中，能根据上下活塞10、12的行程位置来实现切换液体通道的两位四通行程换向阀16套装于活塞杆11上，外周与泵缸内壁保持紧密配合，其安装在泵缸壁的中部，上活塞10与上泵出口阀9之间的空间为上泵腔24，其下面与行程换向阀16之间为上液压缸25，行程换向阀16与下活塞12之间为下液压缸27，下活塞12与其下边的下泵入口阀13之间形成的空腔为下泵腔26，下泵出口阀8设于上泵出口阀9的上边，其出口端可以与油管19相通，入口端通过通道与下泵入口阀13的出口端相连，下泵入口阀13的入口通过通道与油井原油相通，上泵出口阀9的出口端通过通道与油管19相通，其入口端通过通道与设于下泵入口阀13下边的上泵入口阀14的出口端相连，上泵入口阀14的入口与油井原油相通。动力液管路的输入端与行程换向阀16的一个通道相连，而乏动力液管路的排出口与行程换向阀16的另一通道相连，其排出端通过过泵加热尾管15与油管19相通，在动力液管路的输入端与乏动力液管路的排出口之间设有一个反向预热单向阀17，所述的乏动力液是指做完功的动力液；油井电加热器是通过电加热器控制柜21输出的两根电缆20分别接于相互绝缘的井口处油管19壁和空心抽油杆5相连的地面动力液管路上，所述的油井电加热器是经电加热控制柜21变压整流后输出低压双脉冲大电流直流电源经空心抽杆5和油管管柱返回形成回路，因其空心抽油杆5的截面积小于油管19的截面积，故使空心抽油杆5产生过电流而发热，进而将热能传导给空心抽油杆内的动力液和油管19内的油井井液。从而使原油在最佳温度和粘度的状态下顺利地被举升出地面输油管网和一部分送入地面液压泵液池中。所述的双向液泵18的泵头上在与空心抽油杆5下端的液压插接头7的顶端相应部位横向设有于利于拔出空心抽油杆5时泄油的泄油孔23。

实施例2

不设油井电加热器及相应的绝缘管接头3、绝缘密封器4和绝缘扶正器6，其余同实施例1。

本发明使用时，开动地面液压泵1将加压后的高压水或高压原油沿管道进入地面加热器2，加热后的流体介质携带着高压高温经绝缘管接头3，井口绝缘密封器4，进入井柱中的空心抽油杆5内，并沿空心抽油杆5底部的液压接头7、动力液管路、进入双向液压泵总成18内的行程换向阀16的一个通道进入上液压缸25使其成为高压腔推动上活塞10上行，上泵腔24的腔容变小，压力升高，其内的原油被迫顶开上泵出口阀9进入油管19内；此时下活塞12也随之上行，下液压缸27的腔容变小，腔内做完功的乏动力液通过行程换向阀16的另一通道经过泵加热尾管15回到油管19与液压泵18举升的原抽合为一体，继续被举升，此时下泵腔26的腔容逐步增大，压力降低形成负压，油井内的原油通过下泵入口阀13被逐步吸入到下泵腔26内，上活塞10上行至上止点，下活塞12也同时到上止点，靠活塞的推力，推动行程换向阀16换向，改变上下两液压缸的高低压接口，使下液压缸27成为高压腔，下活塞12带动活塞杆11，上活塞10向下运行，这时，下泵腔26的腔容逐步变小，压力升高，下泵入口阀13关闭，腔内原油顶开下泵出口阀8，进入油管19内，同时上液压缸25的腔容变小，乏动力液通过行程换向阀的低压口，经过泵加热尾管15流入装在泵上端的油管19内，上泵腔24的腔容变大，腔内形成负压，井内原油顶开上泵入口阀14，经管道进入上泵腔24内，等待行程换向阀16换向，准备下一往复的行程，因此周而复始的上、下泵交替排油吸油的往复运动，连续将原油举升到地面。经原油出口22送入地面输油管网。如果开采稠油时可使油井电加热器投入工作。

本发明所述的液压泵1和以往地面加热器2所输送的高温高压动力液的压力和温度是根据井下的井深、阻抗、原油品质、产液排量、温度、含水量等诸多因素来确定其具体范围值。

Claims (9)

1、一种液压采油方法，其特征是工艺步骤如下：

A、由地面液压动力源和地面加热器(2)给井下双向液压泵(18)提供高温高压流体介质驱动力；所述的双向液压泵(18)的上活塞(10)与上泵出口阀(9)之间的空腔为上泵腔(24)，其下面与行程换向阀(16)之间为上液压缸(25)，行程换向阀(16)与下活塞(12)之间为下液压缸(27)，下活塞(12)与其下边的下泵入口阀(13)之间形成的空腔为下泵腔(26)；

B、高温高压流体介质通过动力液管路、空心抽油杆(5)、经置于双向液压泵(18)内的行程换向阀(16)的一个通道进入上液压缸(25)推动上活塞(10)上行，上泵腔(24)内升压顶开上泵出口阀(9)，其腔内的原油被排入油管(19)，被举升到地面经原油出口(22)进站，即上泵抽油做功；

C、与此同时下活塞(12)随之上行，下液压缸(27)的腔容逐渐变小，其内做完功的乏动力液通过行程换向阀(16)的另一通道经过泵加热尾管(15)回到油管(19)与原油合为一体，此时下泵腔(26)压力降低成负压，原油通过下泵入口阀(13)进入下泵腔(26)内，当上活塞(10)上行到上止点，下活塞(12)也同时达到上止点，行程换向阀(16)换向，动力液进入下液压缸(27)，使其成为高压腔，下活塞(12)下行，下泵腔(26)内升压下泵入口阀(13)关闭，腔内原油顶开下泵出口阀(8)排入油管(19)内排出，此时上活塞(10)的上泵腔(24)吸油，即下泵排油做功；

D、上下泵交替排油做功，即上泵排油下泵吸油；下泵排油时上泵吸油，如此周而复始循环，使其双向液压泵(18)连续将原油举升至地面。

2、根据权利要求1所述的采油方法，其特征在于所述的地面加热器还包括一个油井电加热器。

3、用于权利要求1所述方法的装置，包括一个给井下双向液压泵(18)提供高温高压流体介质的地面液压动力源、地面加热器(2)，通过动力液管路与置于油管(19)内的空心抽油杆(5)的上端相连，其下端与双向液压泵(18)的泵头相连，其特征在于所述的双向液压泵(18)包括其上下端具有活塞(10)、(12)的活塞杆(11)置于泵缸内，行程换向阀(16)套装于活塞杆(11)上并与泵缸壁紧密结合，上活塞(10)与上泵出口阀(9)之间的空间为上泵腔(24)，其下面与行程换向阀(16)之间为上液压缸(25)，行程换向阀(16)与下活塞(12)之间为下液压缸(27)，下活塞(12)与其下边的下泵入口阀(13)之间形成的空腔为下泵腔(26)，其中上泵腔(24)的上边自下而上设有上泵出口阀(9)、下泵出口阀(8)并通过通道分别与油管(19)和设于下泵腔(26)下边的下泵入口阀(13)的出口端相连；上泵出口阀(9)的入口端通过通道与设于下泵入口阀(13)下边的上泵入口阀(14)的出口端相连，乏动力液管路的排出端与行程换向阀(16)的一个通道相连，排出端经过泵加热尾管(15)与油管(19)相通。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于还包括一个油井电加热器，其有一个电加热控制柜(21)，经变压整流后输出低压双脉冲大电流直流电源以电缆(20)分别接在相互绝缘的油管(19)和与空心抽油杆(5)相连的地面动力液管路上并经井下形成回路。

5、根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述的空心抽油杆(5)与油管(19)之间设有绝缘扶正器(6)，上端井口处设有绝缘密封器(4)。

6、根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述的地面加热器(2)与空心抽油杆(5)之间的动力液管路上设有绝缘管接头(3)。

7、根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述的空心抽油杆(5)的下端与井下双向液压泵(18)的泵头是通过截台锥形的液压插接头(7)相连。

8、根据权利要求3-7中任一项所述的装置，其特征在于所述的动力液管路与乏动力液管路之间设有反向预热单向阀(17)。

9、根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述的双向液压泵(18)的泵头上在与空心抽油杆(5)下端液压插接头(7)的对应部位横向开有泄油孔(23)。

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