CN101446186A - 利用热能转换二氧化碳相变式节能环保抽油机 - Google Patents
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Abstract
一种利用热能转换二氧化碳相变式节能环保抽油机，它包括：井架固定在井口抽油泵上方并与抽油泵对中，将气缸或油缸的中心杆与抽油泵通过联接装置联接于井架上，其特征在于：所述的井架与气缸或油缸之间设置动力缸，动力缸与气缸或油缸的下面密闭相接，在动力缸内的中心杆上设置柱塞与动力缸密封配合，在动力缸的上、下部分别设置感应行程开关的上止点与感应行程开关的下止点，所述的在感应行程开关的上止点下部的动力缸连通二氧化碳罐的出气管，二氧化碳罐外层设置保温套，保温套分别通过阀门连通热水进、回水管道及冷水进、回水管道。它具有节约能源，投资规模小、占地小、安全环保、安装简易、维修量小、省工省力、对环境无任何污染等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用利用油田注水余热使热媒介质受热膨胀作功替代电及其它能源的节能环保抽油机，具体是一种利用热能转换二氧化碳相变式节能环保抽油机。
背景技术
随着我国油田科技进步，采油涌现三次采油技术，尤其大庆油田，三次采油技术应用比较普及，各联合站配备几台上百立方的注水罐，抽油设备从地层中采出油液中含水量为70—90％，温度为40-60℃，经过油水气三相分离后，分离出来的水经简单处理后，降温至二十多度后，通过注水泵重新注入井下，资源未能得到很好地利用。油田中的采油设备有常规的驴头式抽油机、还包括近年刚研究成功的地面驱动螺杆泵、电潜油螺杆泵和直线电机采油设备，随着技术进步，采油设备不断更新换代，但它们有一个共同特点：电机带动泵运行，平均电机功率在37KW左右，虽然有的采用变频技术，但耗能依然很大。
发明内容
本发明是为了克服上述的不足，提供一种利用热能转换二氧化碳相变式节能环保抽油机，它采用利用油田注水余热使二氧化碳受热膨胀进行做功，无须电机以及耗电量，克服了传统抽油机许多缺点，具有投资规模小、占地小、安全环保、安装简易、维修量小、省工省力、对环境无污染等优点。
本发明的技术方案是这样实现的：一种利用热能转换二氧化碳相变式节能环保抽油机，它包括：井架固定在井口的抽油泵光杆上方并与抽油泵光杆对中，将气缸或油缸的中心杆与抽油泵光杆通过联接装置联接于井架上，所述的井架与气缸或油缸之间设置动力缸，动力缸与气缸或油缸的下面密闭相接，在动力缸内的中心杆上设置柱塞与动力缸密封配合，在动力缸的上、下部分别设置感应行程开关的上止点与感应行程开关的下止点，所述的在感应行程开关的上止点下部的动力缸连通二氧化碳罐的出气管，二氧化碳罐外层设置保温套，保温套分别通过阀门连通热水进、回水管道及冷水进、回水管道。
所述的井架上部设置氮气背压罐，氮气背压罐的出气管通过阀门连通气缸或油缸的下部。
所述的热水进水管道、热水回水管道及冷水进水管道、冷水回水管道分别连通电磁阀，所述的电磁阀与感应行程开关分别连通控制柜。
所述的二氧化碳罐的进气管通过阀连通气源。
所述的二氧化碳罐与保温套之间设置填充换热填料。
本发明它采用利用油田注水余热使二氧化碳加热冷却进行作功，二氧化碳受热膨胀、冷却压缩，利用二氧化碳在临界温度以下气液相特性，推动气缸上下工作，带动抽油泵进行工作。它克服了传统抽油机许多缺点，具有节约能源，投资规模小、占地小、安全环保、安装简易、维修量小、省工省力、对环境无任何污染等优点。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是图1中二氧化碳罐结构剖面示意图。
具有实施方式
实施例
一种利用热能转换二氧化碳相变式节能环保抽油机，如图1、2所示，它包括：电滋阀、井架7、井架上设置的气缸或油缸1、二氧化碳罐4、保温装置4—3、感应行程开关、中心杆3、中心杆3与抽油泵光杆相连联接装置8、氮气背压罐6、控制柜10组成。所述的井架7固定在井口抽油泵9上方并与抽油泵9对中，将气缸或油缸1的中心杆3与抽油泵光杆9通过联接装置8联接于井架7上，所述的井架7与气缸或油缸1之间设置动力缸11，动力缸11与气缸或油缸1的下面密闭相接，在动力缸11内的中心杆3上设置柱塞1101与动力缸11密封配合，在动力缸11的上、下部分别设置感应行程开关的上止点2—1与感应行程开关的下止点2—2，所述的在感应行程开关的上止点2—1下部的动力缸11连通热媒介质罐4的高压的出气管4—6，热媒介质罐4外层设置保温套4—3，保温套4—3分别通过阀门4—2连通热水进、回水管道及冷水进、回水管道。
所述的井架7上部设置氮气背压罐6，氮气背压罐6的出气管通过阀门连通气缸或油缸1的下部。
所述的热水进水管道连通电磁阀5、热水回水管道连通电磁阀5—1，冷水进水管道连通电磁阀5—2、冷水回水管道连通电磁阀5—3，所述的电磁阀5、电磁阀5—1，电磁阀5—2、电磁阀5—3与感应行程开关分别连通控制柜10。电磁阀5、电磁阀5—1，电磁阀5—2、电磁阀5—3可采用一个多通道电磁阀。
所述的二氧化碳罐4的进气管通过阀连通气源。
工作过程
打开热水进水管道连通电磁阀5，向保温套4-3通热水，二氧化碳罐4内的二氧化碳气液膨胀推动柱塞1101上行，中心杆3带动抽油泵9上行抽油，碰到感应行程开关2的上止点2—1，在控制柜10控制下关闭热水管道、打开冷水进水管道连通电磁阀5—2，冷水进水管道开通对二氧化碳罐4冷却，二氧化碳罐4内的二氧化碳冷却收缩、在中心杆3重力下压缩液化，带动抽油泵9下行进油；当碰到感应行程开关的下止点2—2，在控制柜10控制下关闭冷水进水管道连通电磁阀5—2，冷水进水管道关闭，又打开热水进水管道连通电磁阀5，周而复始，循环作业。
为保证二氧化碳在临界温度下的物理特性，配备一只氮气背压罐6，充分利用抽油泵下行作负功的特性，对背压罐进行蓄能；抽油泵上行作正功，氮气背压罐进行辅助作功。
为保证二氧化碳罐4与冷、热源充分换热，在保温装置4—3与二氧化碳罐4填充换热填料。
为便于观察罐内二氧化碳罐内的介质如二氧化碳压力变化及二氧化碳的补充，在罐顶位置阀401。
实验证明：本发明它采用利用油田注水余热使二氧化碳受热膨胀、冷却压缩，利用二氧化碳在临界温度以下气液相特性，推动气缸上下工作，带动抽油泵进行工作。它克服了传统抽油机许多缺点，具有节约能源，投资规模小、占地小、安全环保、安装简易、维修量小、省工省力、对环境无任何污染等优点。
Claims (5)
1、一种利用热能转换二氧化碳相变式节能环保抽油机，它包括：井架(7)固定在井口的抽油泵光杆(9)上方并与抽油泵光杆(9)对中，将气缸或油缸(1)的中心杆(3)与抽油泵光杆(9)通过联接装置(8)联接于井架(7)上，其特征在于：所述的井架(7)与气缸或油缸(1)之间设置动力缸(11)，动力缸(11)与气缸或油缸(1)的下面密闭相接，在动力缸(11)内的中心杆(3)上设置柱塞(1101)与动力缸(11)密封配合，在动力缸(11)的上、下部分别设置感应行程开关的上止点(2—1)与感应行程开关的下止点(2—2)，所述的在感应行程开关的上止点(2—1)下部的动力缸(11)连通二氧化碳罐(4)的出气管(4—6)，二氧化碳罐(4)外层设置保温套(4—3)，保温套(4—3)分别通过阀门(4—2)连通热水进、回水管道及冷水进、回水管道。
2、如权利要求1所述的利用热能转换二氧化碳相变式节能环保抽油机，其特征在于：所述的井架(7)上部设置氮气背压罐(6)，氮气背压罐(6)的出气管通过阀门连通气缸或油缸(1)的下部。
3、如权利要求1所述的利用热能转换二氧化碳相变式节能环保抽油机，其特征在于：所述的热水进水管道、热水回水管道及冷水进水管道、冷水回水管道分别连通电磁阀(5、5—1，5—2、5—3)，所述的电磁阀(5、5—1，5—2、5—3)与感应行程开关分别连通控制柜(10)。
4、如权利要求1所述的利用热能转换二氧化碳相变式节能环保抽油机，其特征在于：所述的二氧化碳罐(4)的进气管通过阀(4—1)连通气源。
5、如权利要求1所述的利用热能转换二氧化碳相变式节能环保抽油机，其特征在于：所述的二氧化碳罐(4)与保温套(4—3)之间设置填充换热填料。
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