CN101451428B - 真空和气压双动力多井抽油系统装置 - Google Patents

Abstract

本发明真空和气压双动力多井抽油系统装置，是一种利用水柱塞式真空泵和压缩机规模获得真空能量和压缩气体，用其双动力使多台真空压力深井抽油机实现多井提升深井油的真空抽油系统装置。具有安全、高效、大流量、自动化和热采功能，主要用于油田多井抽油和开采高粘油方面。本发明包括多台真空压力深井抽油机、水柱塞式真空泵和压缩机，通过真空管路、压缩气体管路将其连通构成一体组成。

Description

真空和气压双动力多井抽油系统装置

一、技术领域

本发明真空和气压双动力多井抽油系统装置，是一种利用水柱塞式真空泵和压缩机规模获得真空能量和压缩气体，再利用多台真空压力深井抽油机以真空能量和压缩气体双动力，实现多井大流量提升深井油并具备热采功能的真空抽油系统装置。主要用于油田多井大流量抽油和开采高粘油方面。

二、背景技术

今后陆地上剩余的石油资源，多在地下深层、高寒、荒漠地区，所以石油工业将随着采油环境的恶化和油井深度的不断增深，以及先进的多水平钻井新技术的实施，对深井大流量采油技术设备的要求越来越高。但目前在石油开采方面主要采用杆式泵和潜油电泵两种采油设备，随着井深和产量的增加，以及油井复杂条件(如高粘、重蜡、多砂、多气、水淹和强腐蚀等)的出现，容易造成生产事故增多和抽油量降低的工况。所以如何解决多井、安全、高效、自动化、深井、大流量提升石油的难点，决不是仅靠对现有采用技术设备改进所能完成的，因此，研究发明新的采油技术设备将成为解决石油工业界面临问题的关键。

三、发明内容

本发明的主要目的，是向石油工业提供一种多井、安全、高效、自动化、深井、大流量并具备热采功能的真空抽油系统装置，增大单井产油能力为实施多水平钻井和采油工艺，提供可行的深井大流量抽油技术设备保障，减少建井数量、节省基建投资、降低采油成本；解决我国西部油田深层石油提升和我国东部油田后期注水开采需要增大提油流量的难点；解决高粘油的开采技术问题；推向国际促进石油工业的发展。

本发明的结构：包括多台真空压力深井抽油机；包括水柱塞式真空泵和压缩机，将水柱塞式真空泵和压缩机装置在多台真空压力深井抽油机的中心位置，通过真空管路、压缩气体管路与多台真空压力深井抽油机连接成为一体构成。

真空压力深井抽油机的结构：包括安装在地下油井套管内的井下分级提油系统；包括安装在地面上的井上管路调控系统，由两系统组成。

井下分级提油系统的结构：包括两条真空压力管路、天然气管路、多条吸油管路、多个底阀、多个固定盘、多个封隔器、多个管道活接、两个管头堵塞、井底支撑架、井壁套管、密封法兰等，利用多个管路活接分别将两条真空压力管路、天然气管路连接成三条各自从地面通入到井底油气层管路，用两个管头堵塞分别将两条真空压力管路的下端封闭，通过多个固定盘构成一体，由底部井底支撑架的支撑安装在油井的井壁套管内，再利用安装在每个固定盘外周边的封隔器与井壁套管密封牢固，通过多个封隔器将井壁套管分隔成为多个串联相同容积的密闭储油室，通过吸油管路将各个相临串联的储油室相连通，同时将最下端的一个储油室与井底油气层的原油相连通，再通过安装在各条吸油管路底部的底阀使各储油室为各自密闭的容腔，从串联的储油室最下端的第一节储油室开始，按顺序分为奇数节储油室和偶数节储油室两组，使第一条真空压力管路通过通气孔将奇数节储油室相连通，使第二条真空压力管路通过通气孔将偶数节储油室相连通，利用密封法兰将井壁套管的上顶端封闭，结构成一体组成。

井上管路调控系统的结构：包括输油管路、天然气管路、两条真空压力管路、两条旁通管路、真空包、真空控制仪、两个电动真空阀、真空管路、压力气罐、压力控制仪、三个电动气阀、压缩气体管路、管道加热器、电器控制箱，将两条真空压力管路与真空包相连通，在每条真空压力管路上安装一个电动真空阀，真空包与真空管路相连接，在真空包上安装一个真空控制仪，用两条旁通管路分别将两条真空压力管路与压力气罐相连通，在每条旁通管路上安装一个电动气阀，压力气罐与压缩气体管路相连通，在压力气罐上安装一个压力控制仪，在压缩气体管路上安装一个管道加热器，在天然气管路上安装一个电动气阀，通过线路将电器控制箱与三个电动气阀、二个电动真空阀、真空控制仪、压力控制仪、管道加热器相连通，组成一体构成。

水柱塞式真空泵和压缩机的结构：包括由多个真空获得器、真空制冷器、气水分离器、水泵、输水管路、电器控制箱、循环水池、温度传感器、工作平台等组成，其中真空获得器是由真空室、尾管、真空阀、排气阀、水位传感器、给水泵、真空管、两个电动阀、等组成；真空制冷器是由真空室、制冷室、尾管、真空阀、排气阀、水位传感器、给水泵、放水管、真空管、电动真空阀、两个电动阀等组成；气水分离器是由分离室、水位传感器、压力表、放水管、电动阀等组成。

本发明的工作原理：利用水柱塞式真空泵和压缩机规模获得的真空能量和压缩气体为动力，通过真空压力深井抽油机的井上管路调控系统的自动切换控制，使其井下分级提油系统分级轮换交替利用真空能量和压缩气体之间形成的压差力为动力，将深井底部的原油分级提升到地面上来。

真空压力深井抽油机的工作原理：真空压力深井抽油机是以真空能量和压缩气体为动力，当通过第一条真空压力管路对井下分级提油系统的所有奇数节储油室抽真空，使所有奇数节储油室形成真空状态，同时通过第二条真空压力管路对所有偶数节储油室输入压力气体，使所有偶数节储油室形成压力状态，在这种工况下，第一节奇数节储油室下面油气层的原油，将被原油上面的天然气压力通过吸油管路压入第一节奇数节储油室内，同时所有偶数节储油室的原油将被输入的压力气体，通过吸油管路压入串联的上一节奇数节储油室内。当所有奇数节储油室完成真空提油工作后，通过井上管路调控部分的自动控制，使两条真空压力管路的工作进行切换，通过第一条真空压力管路对所有奇数节储油室输入压力气体，使所有奇数节储油室形成压力状态；通过第二条真空压力管路对所有偶数节储油室抽真空，使所有偶数节储油室内形成真空状态，在这种工况下，所有奇数节储油室内的原油将被输入的压力气体通过吸油管路压入串联的上一节偶数节储油室内。当所有偶数节储油室完成真空提油工作后，通过井上管路调控部分的自动控制，使两条真空压力管路的工作进行切换……，如此，周而复始的交替工作，就能将深井底部的原油分级提升到地面上来。

水柱塞式真空泵和压缩机的工作原理：真空获得器的真空室安装在工作平台上面，工作平台高于下面循环水池水面10.33米，真空室下部的尾管伸入到循环水池水中，利用在常压下真空吸上水柱的极限高度不超过10.33米的原理，通过水泵和输水管路将循环水池内的水压入真空室内，压入真空室内的水量在上升的过程中便形成水柱塞的工况，将真空室内水面以上的气体压缩，压缩气体将真空室内上部的真空阀压紧封严并压开排气阀排入大气中，压入的水量注满真空室后便完成了排除气体的工作，其后由真空室内的水位传感器发出电信号使输水管路上的电动阀关闭，同时使真空室尾管上的电动阀开启，这样真空室内的水量便通过尾管压入循环水池内，真空室在放水的过程中便形成真空，排气阀被大气压力压紧封严，被抽除的气体通过真空管路压开真空阀压入真空室内，完成抽除气体获得真空能量的工作。

本发明的目的是这样完成的：在油田多个真空压力深井抽油机的中心位置安装水柱塞式真空泵和压缩机，通过真空管路、压缩气体管路与各个真空压力深井抽油机相连通，以水柱塞式真空泵和压缩机规模获得的真空能量和压缩气体为动力，使多个真空压力深井抽油机同时完成深井抽油工作。由于真空压力深井抽油机是采用井壁套管作为多级储油室管，可以通过扩大吸油管、真空压力管的直径实现增大抽油流量的要求，达到大流量抽油的目的；由于在井上管路调控系统的压缩气体管路上装置了管道加热器，可以对输送的压缩天然气加热，用加热后的压缩天然气为井下分级提油系统的工作介质，用其所携带的热量加热井下分级提油系统和所提升的原油，达到热采高粘油的目的。

四、附图说明

图1、真空和气压双动力多井抽油系统装置结构图

图2、真空压力深井抽油机结构图

图3、井下分级提油系统结构图

图4、井上管道调控系统结构图

图5、井下分级提油系统工作原理图

图6、水柱塞式真空泵和压缩机结构和工况图

图7、真空获得器结构图

图8、气水分离器结构图

图9、真空制冷器结构图

如图1所示，真空和气压双动力多井抽油系统装置包括多个真空压力深井抽油机1、多条输油管路5、多条天然气管路6、水柱塞式真空泵和压缩机2、通过真空管路3、压缩气体管路4、连接成为一体构成。

如图2所示，真空压力深井抽油机是由井下分级提油系统1、井上管道调控系统2、组成，在井下分级提油系统1中，通过多个封隔器3，分隔成为多个串联的相同容积储油室4，用第一条真空压力管路6通过多个通气孔5与奇数节储油室4相连通，用第二条真空压力管路6通过多个通气孔5与偶数节储油室4相连通。

如图3所示，井下分级提油系统包括输油管路1、二条真空压力管路2、多个固定盘3、多个封隔器4、井壁套管5、多个管道活接6、多条吸油管路7、多个底阀8、多个通气孔9、井底支撑架10、天然气管路11、密封法兰12、二个管头堵塞13等，用多个管道活接6分别将二条真空压力管路2、天然气管路11，连接成三条各自从地面直通入到井底油气层面的管路，用二个管头堵塞13分别将二条真空压力管路2的下端封闭，井底油气层面的天然气14可通过天然气管路11排放到地面，用多个固定盘3将二条真空压力管路2、天然气管路11固定成为一体。安装在井底支撑架10上面，用安装在各个固定盘3外周边的多个封隔器4与井壁套管5密闭牢固，并将井壁套管5分隔成为多个容积相等储油室16，利用通过固定盘3的吸油管路7将串联相邻的储油室16相连通，再利用通过固定盘3的吸油管路7将第一节储油室16与井底油气层的原油15相连通，在每条吸油管路7的底部安装一个底阀8，输油管路1用法兰与最上一条吸油管路7相连接，第一条真空压力管路2通过通气孔9与奇数节储油室16相连通，第二条真空压力管路2通过通气孔9与偶数节储油室16相连通，再利用密封法兰12将井壁套管5的上顶端封闭，结构成一整体组成。

如图4所示，井上管道调控系统包括二条真空压力管路1、天然气管路2、三个电动气阀3、输油管路4、二个电动真空阀5、真空包6、真空控制仪7、真空管路8、压力控制仪10、压力气罐11、管道加热器12、压缩气体管路13、电器控制箱14、二条旁通管路15等，将二条真空压力管路1与真空包6相连通，在每条真空压力管路1上安装一个电动真空阀5，再利用二条旁通管路15分别将二条真空压力管路1与压力气罐11相连通，在每条旁通管路15上安装一个电动气阀3，真空包6上面安装一个真空控制仪7，真空包6与真空管路8相连通，压力气罐11上面安装一个压力控制仪10、压力气罐11与压缩气体管路13相连通，在压缩气体管路13上安装一个管道加热器12，在天然气管路2上安装一个电动气阀3，输油管路4通过法兰与吸油管路16相连通，通过线路将电器控制箱14与三个电动气阀3、二个电动真空阀5、真空控制仪7、压力控制仪10、管道加热器12相连接，组成一体构成。

如图6所示，水柱塞式真空泵和压缩机是由多个真空获得器3、真空制冷器2、气水分离器7、真空管路4、排气管路6、工作平台8、电控箱1、水泵11、输水管9、循环水池12、温度传感器13、放水管10等组成，将多个真空获得器3、真空制冷器2、气水分离器7、电控箱1安装在工作平台8上面，工作平台8高于循环水池12水面10.33米，多个真空获得器3和真空制冷器2的尾管末端伸入循环水池12的水中，温度传感器13安装在循环水池12水中，水泵11通过输水管9与多个真空获得器3和真空制冷器2中的真空室相连通，气水分离器7下面的放水管路10输入到循环水池12水中，利用真空管路4和排气管路6将多个真空获得器3和气水分离器7并联成为一体。

如图7所示，真空获得器是由真空管路1、真空阀2、真空室3、水位传感器4、排气管5、排气阀6、输水管7、二个电动阀8、尾管9、工作平台10、循环水池11等组成，工作平台10的台面高于循环水池11的水面10.33米，真空室3安装在工作平台10上面，尾管9安装在真空室3的下部，尾管9输入到循环水池11的水中，在尾管9的下部安装一个电动阀8，输水管路7与真空室3的下部相连通，在输水管路7上安装一个电动阀8，水位传感器4安装在真空室3内部，真空管路1安装在真空室3的上部，真空阀2安装在真空管路1的下部，排气管路5安装在真空室3的上部，排气阀6安装在排气管路5的下部。

如图8所示，气水分离器是由分离室3、进气口1、排气口6、压力表2、水位传感器7、工作平台8、放水管5、电动阀4、等组成，分离室3安装在工作平台8上面，压力表2安装在分离室3的上部，水位传感器7安装在分离室3内部，放水管5安装在分离室3的下部，放水管5伸向循环水池9的水中，在放水管5上安装一个电动阀4。

如图9所示，真空制冷器是由真空管1、真空阀2、电动真空阀3、水位传感器4、排气管5、排气阀6、真空室7、二个电动阀8、放水管9、输水管10、制冷室12、挡板17、尾管13、工作平台14、循环水池16、温度传感器15、等组成，工作平台14的台面高于循环水池16内的水面10.33米，真空室7安装在工作平台14上面，制冷室12通过放水管9和电动阀8安装在真空室7的下部，尾管13安装在制冷室12的下部，尾管13的末端输入到循环水池16的水中，温度传感器15安装在循环水池16的水中，真空管1安装在真空室7的上部并在其下方安装真空阀2，真空管1通过电动真空阀3与制冷室12的上部连通，水位传感器4安装在真空室7内部，输水管10伸入真空室7的下部，在输水管10上安装一个电动阀8。

五、具体实施方式

下面结合附图1对本发明的动态操作进行概括描述：如图1所示，当水柱塞式真空泵和压缩机2运行工作时，通过真空管路3对多台真空压力深井抽油机1进行真空抽除，使每台真空压力深井抽油机1获得所需要的真空能量，水柱塞式真空泵和压缩机2从多台真空压力深井抽油机1抽除的天然气进行压缩通过压缩气体管路4输送到每台真空压力深井抽油机1，每台真空压力深井抽油机1利用水柱塞式真空泵和压缩机2供给的真空能量和压缩气体为动力，完成提升深井油的工作，提升上来的原油通过输油管路5输出，深井底部的天然气通过天然气管路6输出。

下面结合附图2对真空压力深井抽油机的动态操作进行概括描述：如图2所示，在井下分级提油系统中，利用多个封隔器3分隔成为多个相同容积的储油室4，从深井底部第一节储油室开始，按串联顺序分为奇数节储油室4和偶数节储油室4两组，用第一条真空压力管路6通过通气孔5与奇数节储油室4相连通，再用第二条真空压力管路6通过通气孔5与偶数节储油室4相连通，通过井上管道调节系统2的自动调控，使两条真空压力管路6相互交替的进行抽真空和输送压力气体工作。利用第一条真空压力管路6对奇数节储油室4进行抽真空的同时，利用第二条真空压力管路6对偶数节储油室4进行输入压力气体，这种工况，可使所有的奇数节储油室4完成真空提油工作。当所有奇数节储油室4完成真空提油工作后，通过地面上的井上管道调节系统2的自动切换调节，切换成为利用第一条真空压力管路6对奇数节储油室4进行输入压力气体，同时利用第二条真空压力管路6对偶数节储油室4进行抽真空，这种工况，可使所有偶数节储油室4完成真空提油工作，偶数节储油室4完成真空提油工作后，通过井上管道调节系统2进行自动切换调节……如此，周而复始交替工作，就能利用真空能量和压缩气体为动力使真空压力深井抽油机完成深井抽油的工作。

下面结合附图5对真空压力深井抽油机井下分级提油系统的动态操作进行描述：如图5所示，是井下分级提油系统的工况，其中A图所示是奇数节储油室完成真空提油的工况，用第一条真空压力管路1通过通气孔3对奇数节储油室进行抽真空，同时用第二条真空压力管路2通过通气孔3对偶数节储油室进行输入压缩气体，这种工况，利用第1节奇数节储油室获得的真空能量与井底油气层中天然气6的压力形成的压差力为动力，将井底油气层中的原油7压开底阀5通过吸油管路4压入第1节奇数节储油室内，利用第2节偶数节储油室输入的天然气6的压力与第3节奇数节储油室的真空能量形成的压差力为动力，将第2节偶数节储油室内的原油7压开底阀5通过吸油管路4压入第3节奇数节储油室内，并压紧封严第1节奇数节储油室内吸油管路4底部的底阀5，同时使所有奇数节储油室完成真空提油的工作。如图5中B图所示的是偶数节储油室完成真空提油的工况，用第一条真空压力管路1通过通气孔3对奇数节储油室进行输入压缩气体，同时用第二条真空压力管路2通过通气孔3对偶数节储油室进行抽真空，这种工况，利用第2节偶数节储油室获得的真空能量与第1节奇数节储油室输入的天然气6的压力形成的压差力为动力，将第1节奇数节储油室内的原油7压开底阀5通过吸油管路4压入第2节偶数节储油室内，并压紧第1节奇数节储油室下面吸油管路4的底阀5，同时使所有偶数节储油室完成真空提油的工作。

下面结合附图4、5对真空压力深井抽油机井上管道调控系统的动态操作进行描述：如图4所示，通过电器控制箱14的控制，使第一条真空压力管路1上的电动真空阀5和第二条真空压力管路1的旁通管路15上的电动气阀3同步工作，使第一条真空压力管路1的旁通管路15上的电动气阀3和第二条真空压力管路1上的电动真空阀5同步工作，第一条真空压力管路1与奇数节储油室相连通，第二条真空压力管路1与偶数节储油室相连通。通过电器控制箱14工作，开启第一条真空压力管路1上的电动真空阀5和第二条真空压力管路1的旁通管路15上的电动气阀3，实现通过真空管路8、真空包6、电动真空阀5、第一条真空压力管路1对奇数节储油室进行抽真空，同时实现通过压缩气体管路13、压力气罐11、电动气阀3、旁通管路15、第二条真空压力管路1对偶数节储油室进行输入压缩气体，这种工况是奇数节储油室进行真空提油工作，如附图5中A图所示，在其真空提油工作过程中，当真空包6上面真空控制仪7的真空度指示达到给定的上限位置和压力气罐11上面的压力控制仪10的压力指示达到给定的上限位置时，奇数节储油室即完成真空提油工作，真空控制仪7和压力控制仪10各自发出电信号，由其双电信指令电器控制箱14进行切换管道工作，关闭第一条真空压力管路1上的电动真空阀5和第二条真空压力管路1的旁通管路15上的电动气阀3，同时开启第一条真空压力管路1的旁通管路15上的电动气阀3，和第二条真空压力管路1上的电动真空阀5，实现通过第一条真空压力管路1对奇数节储油室进行输入压缩气体，同时实现通过第二条真空压力管路1对偶数节储油室进行抽真空，这种工况是偶数节储油室进行真空提油工作，如图5中B图所示，在其真空提油工作中，当真空包6上面真空控制仪7的真空度指示达到给定的上限位置和压力气罐11上面的压力控制仪10的压力指示达到给定的上限位置时，偶数节储油室即完成真空提油工作，真空控制仪7和压力控制仪10各自发出电信号，由其双电信指令电器控制箱14进行切换管道工作，……井上管道调控系统如此周而复始工作。

当需要开采井下天然气时通过电器控制箱14开启天然气管路13上的电动气阀3即可。

当需要进行热采时通过电器控制箱14开启压缩气体管路13上的管道加热器12即可。

下面结合附图6、7、8、9对水柱塞式真空泵和压缩机的动态操作进行描述：如图6所示，多个真空获得器3、真空制冷器2、气水分离器7安装在工作平台8上面，工作平台高于循环水池12的水面10.33米，通过输水管路9将水泵11与多个真空获得器3和真空制冷器2的真空室相当连通，用水泵11输出的压力水流为动力，使多个真空获得器3和真空制冷器2分别完成获得真空能量和真空制冷工作。如图6中(a)图所示，是用水泵11向真空获得器3中真空室输水形成的水柱塞，在向上运动的过程中完成排除气体的工况；如图6中(b)图所示，是排放真空获得器3中真空室内的水量，获得真空能量的工况；如图6中(c)图所示，是排放真空制冷器2中真空室内的水量获得真空能量和完成制冷的工况。

下面结合图6、7对真空获得器的动态操作进行描述：如图7所示，当关闭尾管9下端的电动阀8，开启输水管路7上的电动阀8时，由输水管路7开始向真空室3内输水，水位在真空室3内上升的过程，便形成水柱塞向上运动排气的工况，水柱塞上面的气体被压缩，压缩气体将真空阀2压紧封严，同时压开排气阀6排入大气，如图6中(a)图所示，当真空室3内输满水完成排除气体工作的同时真空室3内水位传感器4上升到上限位置，即时水位传感器4发出电信号，由控制电路使输水管路7的电动阀8关闭，同时使尾管9下端的电动阀8开启，真空室3内的水通过尾管9排放到循环水池11内，在这过程中使真空室3内获得真空能量，被抽除的气体通过真空管路1压开真空阀2压入真空室3，完成抽除真空的工作，如图6中(b)图所示，当真空室3内的水位下降到水位传感器4的下限位置时，水位传感器4即发出电信号，由控制电路使尾管9下端的电动阀8关闭，同时使输水管路7的电动阀8开启，通过输水管路7向真空室3输水……这样周而复始的工作，使真空获得器连续完成获得真空能量的工作。

下面结合图6、8对气水分离器的动态操作进行描述：如图8所示，由多个真空获得器排出的气体通过进气口1排入到分离室3内，再通过出气口6排出，由压力表2显示排除气体压力，分离出的水量使水位传感器7上升到上限位置时，通过电信号控制，使放水管路5的电动阀4开启，积水便通过放水管路5排入到循环水池9内，当水位下降到水位传感器7的下限位置时，通过电信号控制，使放水管路5上电动阀关闭，完成放水工作，其工况如图6中气水分离器7所示。

下面结合图6、9对真空制冷器的动态操作进行描述：如图9所示，当安装在循环水池16中的温度传感器15显示水温上升到上限温度时即发出电信号，指令控制电路使真空制冷器进入制冷工作程序，开启输水管路10上电动阀8，输水管路10开始向真空室7内输水，当真空室7内水位上升到水位传感器4的上限位置时，真空室7完成排除气体的工作，水位传感器4即发出电信号，通过控制电路关闭输水管路10的电动阀8，同时开启放水管路9上电动阀8和真空管路上电动真空阀3，即时工况是，输水管路10停止对真空室7输水，真空室7内的水通过放水管9排放到制冷室12内，排放水在流经真空制冷室12的过程中被多个挡板17阻挡成为散开的水流，由尾管13排入到循环水池16内，真空室7在放水的过程获得真空能量，用其真空能量通过真空管路1使真空制冷室12获得真空，使流经真空室12散开的水流在其真空环境中汽化蒸发，完成真空制冷工作，冷却后水流通过尾管13排入循环水池16内，其工况如图6中(c)图所示，当真空室7内的水位下降到下限位置时，水位传感器发出电信号，通过控制电路关闭放水管路9上电动阀和真空管路1上电动真空阀3，同时开启输水管路10上电动阀8，通过输水管路10向真空阀7开始输水，……这样使真空制冷器周而复始的工作就能达到降低循环水池16内水温的目的，当水温下降到下限温度时，温度传感器15即发出电信号，指令控制电路使真空制冷器进入停止工作程序。

本发明的主要技术特征之一是，本发明包括多个真空压力深井抽油机、水柱塞式真空泵和压缩机，将水柱塞式真空泵和压缩机装置在多个真空压力深井抽油机的中心位置，通过真空管路、压缩气体管路与多个真空压力深井抽油机连接成一体构成。这种结构可达到利用水柱塞式真空泵和压缩机规模获得真空能量和排出的压力气体为动力，使多个真空压力深井抽油机同时工作，实现深井采油大型化、自动化。

本发明的另一个主要技术特征之一是，真空压力深井抽油机的井下分级抽油系统包括两条真空压力管路、天然气管路、多条吸油管路、多个底阀、多个固定盘、多个封隔器、多个管道活接、两个管头堵塞、井底支撑架、井壁套管、密封法兰等，两条真空压力管路、天然气管路通过多个固定盘构成一体，由底部井底支撑架的支架安装在油井的井壁套管内，用两个管头堵塞将两条真空压力管路下部管口封严，再利用安装在每个固定盘外周边的封隔器将井壁套管分隔成为多个串联相同容积的密封储油室，通过多条吸油管路将各个串联相邻的储油室相连通，以及将最下端的第1个储油室与井底油气层的原油相当连通，再通过各条吸油管路安装的底阀使各个储油室各自为独立密闭容腔，利用第一条真空压力管路的通气孔将奇数节储油室相连通，利用第二条真空压力管路的通气孔将偶数节储油室相连通。这种结构可以实现利用真空能量和压力气体为动力，节能、高效的将深井底部的原油分级提升到地面上来，应用不受油井深度的影响，再由于井下分级抽油系统中设有天然气管路，可以实现同时开发井下天然气的要求。

本发明的再一个主要技术特征之一是，在井下分级抽油系统中利用封隔器将井壁套管分隔成为相同容积的密闭容腔作为储油室，这种结构可实现扩大储油室内吸油管路、真空压力管路、天然气管路的直径，达到提高抽油量和开采天然气的能力；在建井时安装大直径的井壁套管，达到大流量抽油和开采天然气，增大单井抽油能力的目的，为实施多水平钻井和采油技术提供可行的技术设备保障。在油田中利用多个水力封隔器分段分隔井壁套管是项成熟的技术，若采用新型磁力封隔器，其安装和操作将更为方便。

本发明的再一个主要技术特征之一是，真空压力深井抽油机的井上管道调控系统包括输油管路、天然气管路、两条真空压力管路、两条旁通管路、真空包、真空控制仪、两个电动真空阀、压力气罐、压力控制仪、三个电动气阀、真空管路、压缩气体管路、管道加热器、电器控制箱等，将两条真空压力管路通过真空包与真空管路相连接，在每条真空压力管路上各安装一个电动真空阀，在真空包上安装一个真空控制仪，再将两条真空压力管路分别通过两条旁通管路、压力气罐与压缩气体管路相连通，在每条旁通管路上各安装一个电动气阀，在压力气罐上安装一个压力控制仪，在压缩气体管路上安装一个管道加热器，在天然气管路上安装电动气阀，再将电器控制箱通过线路与三个电动气阀、两个电动真空阀、管道加热器、真空控制仪、压力控制仪相连接，构成一体组成。这种结构可使真空压力深井抽油机操作自动化，并具备热采和开采天然气功能。

本发明另一个主要技术特征之一是，水柱塞式真空泵和压缩机是由多个真空获得器、真空制冷器、气水分离器、电器控制箱、循环水池、温度传感器、水泵、输水管路、工作平台等组成，工作平台安装在循环水池上面，使台面高于循环水池水面10.33米，将多个真空获得器、真空制冷器、气水分离器、电器控制箱安装在工作平台上面，温度传感器安装在循环水池的水中，水泵安装在循环水池上面，通过输水管路将水泵与多个并联的真空获得器和真空制冷器的真空室相当连通，构成一体，以水泵输出的压力水流为动力，实现：利用多个真空获得器规模获得真空能量；利用真空制冷器获得制冷量；利用气水分离器压力输送被抽除气体。这种结构，在扩大水泵输水量的工况下，通过增加真空获得器的数量，就能够扩大获得真空能量和扩大排出压力气体量的能力；通过增加真空制冷器的数量就能够扩大制冷能力的要求；通过提高水泵的输水压力，就能够增高气水分离器输出气体压力的要求。

Claims (4)

1.一种真空和气压双动力多井抽油系统装置，包括多台由井下分级抽油系统、井上管路调控系统组成的真空压力深井抽油机，其中井下分级抽油系统包括输油管路、二条真空压力管路、天然气管路、多个固定盘、多个封隔器、井壁套管、多个管道活节、多条吸油管路、多个底阀、多个通气孔、井底支撑架、密封法兰、两个管头堵塞，用多个管道活节分别将二条真空压力管路、天然气管路连接成为各自从地面通入到井底油气层的管路，用二个管头堵塞分别将二条真空压力管路的下端密封，用多个固定盘将二条真空压力管路和天然气管路固定成为一体，安装在井底支撑架上面，用安装在各个固定盘外周边的封隔器与井壁套管密封牢固，并将井壁套管分隔成为多个容积相等的串联储油室，通过安装在固定盘下面的吸油管路将相串联的储油室相连通，同时使最下一节储油室通过吸油管路与井底油气层原油相连通，在每条吸油管路的底部安装一个底阀，地面上的输油管路与最上一节储油室的吸油管路相连接，从井底开始计数，按顺序将串联的多个储油室分为奇数节储油室和偶数节储油室两组，用第一条真空压力管路通过通气孔与奇数节储油室相连通，用第二条真空压力管路通过通气孔与偶数节储油室相连通，用密封法兰将井壁套管的上顶端封闭，结构成为一体组成，其中井上管道调控系统包括二条真空压力管路、天然气管路、输油管路、三个电动气阀、二个电动真空阀、真空包、真空控制阀、真空管路、压力气罐、压力控制仪、压缩气体管路、管道加热器、二条旁通管路、电器控制箱，将二条真空压力管路与真空包相连通，在每条真空压力管路上安装一个电动真空阀，真空包与真空管路相连通，在真空包上安装一个真空控制仪，用二条旁通管路分别将二条真空压力管路与压力气罐相连通，在每条旁通管路上安装一个电动气阀，压力气罐与压缩气体管路相连通，在压缩气体管路上安装一个管道加热器，在压力气罐上安装一个压力控制仪，在天然气管路上安装一个电动气阀，通过线路将电器控制箱与三个电动气阀、二个电动真空阀、真空控制仪、压力控制仪、管道加热器相连通，组成一体构成；包括水柱塞式真空泵和压缩机，所述水柱塞式真空泵和压缩机包括多个真空获得器、真空制冷器、气水分离器、水泵、输水管路、电器控制箱、循环水池、温度传感器、真空管路、排气管路、工作平台，将工作平台安装在循环水池的上面，工作平台面高于循环水池面10.33米，多个真空获得器、真空制冷器、气水分离器、电控箱安装在工作平台上面，温度传感器安装在循环水池的水中，水泵安装在循环水池的上面，通过输水管路将水泵与多个真空获得器和真空制冷器的真空室相连通，通过真空管路、排气管路将多个真空获得器和气水分离器并联构成一体，将水柱塞式真空泵和压缩机装置在多台真空压力深井抽油机中心位置，通过真空管路和压缩气体管路与多台真空压力深井抽油机连接成一体构成。

2.根据权利要求1所述的真空和气压双动力多井抽油系统装置，其特征在于，水柱塞式真空泵和压缩机中真空获得器包括真空管路、真空阀、真空室、水位传感器、排气管、排气阀、输水管、二个电动阀、尾管、工作平台、循环水池，工作平台的台面高于循环水池的水面10.33米，真空室安装在工作平台上面，尾管安装在真空室的下部，尾管输入到循环水池的水中，在尾管的下部安装一个电动阀，输水管路与真空室的下部相连通，在输水管路上安装一个电动阀，水位传感器安装在真空室内部，真空管路安装在真空室的上部，真空阀安装在真空管路的下部，排气管路安装在真空室的上部，排气阀安装在排气管路的下部。

3.根据权利要求1所述的真空和气压双动力多井抽油系统装置，其特征在于水柱塞式真空泵和压缩机中气水分离器包括分离室、进气口、排气口、压力表、水位传感器、工作平台、放水管、电动阀，分离室安装在工作平台上面，压力表安装在分离室的上部，水位传感器安装在分离室内部，放水管安装在分离室的下部，放水管伸向循环水池的水中，在放水管上安装一个电动阀。

4.根据权利要求1所述的真空和气压双动力多井抽油系统装置，其特征在于水柱塞式真空泵和压缩机中真空制冷器包括真空管、真空阀、电动真空阀、水位传感器、排气管、排气阀、真空室、二个电动阀、放水管、输水管、制冷室、挡板、尾管、工作平台、循环水池、温度传感器，工作平台的台面高于循环水池内的水面10.33米，真空室安装在工作平台上面，制冷室通过放水管和电动阀安装在真空室的下部，尾管安装在制冷室的下部，尾管的末端输入到循环水池的水中，温度传感器安装在循环水池的水中，真空管安装在真空室的上部并在其下方安装真空阀，真空管通过电动真空阀与制冷室的上部连通，水位传感器安装在真空室内部，输水管伸入真空室的下部，在输水管上安装一个电动阀。

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