CN101539134A - 一种隔膜式液力抽油泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隔膜式液力抽油泵，该泵依靠地面液压系统提供以常规液压油作动力液，在井上实现自动换向。该泵包括上端密封体、泵壳、隔膜囊、动力管、驱动腔、排出吸入凡尔、碟形弹簧、排液缸、下端吸入凡尔和下端密封体。根据不同井况采用不同的工作频率，每种工作频率由井上液压系统控制。效果是：该泵彻底改变了原液力柱塞泵中的柱塞运动速度受限制以及易磨损现状，隔膜囊在工作过程处于非磨损状态，并且在换向过程中密封面几乎不受冲蚀，且不受工作频率限制。因此整机可靠性很强，对动力液质量要求低，是现代油井采油的理想设备。

Description

一种隔膜式液力抽油泵

一、技术领域

本发明涉及一种隔膜式液力抽油泵。该泵依靠地面液压系统提供以常规液压油作动力液，注入特制液囊腔体内，通过液囊的膨胀和和压缩，实现把原油举升至地面的功能。

二、背景技术

1.常规采油系统的现状

采油系统的生产机械分为两大类：

一是有杆采油系统的生产机械，包括游梁式抽油机、皮带式抽油机、链条式抽油机、异型抽油机等等。目前，有杆泵技术是油田开发技术的重要组成部分。但是在油田开发后期，抽汲特殊流体条件下工况变差，导致抽汲设备故障率高、效率低，抽油杆断，检泵周期短，采油成本上升，经济效益下降等。特别是深斜井抽油时，抽油杆出现问题总数占全年泵检作业发现问题总数的70-80％。

二是无杆采油系统的生产机械，无杆泵的使用，占油田开发的15％左右。主要包括潜游电泵、水力活塞泵等，其中潜游电泵应用较广，它是一种无杆采油设备，其原理通过潜游电机带动离心泵旋转将井液举升到地面，达到了采油的目的。而水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽油设备，将液压抽油机的驱动油缸和换向阀移到井下，和抽油泵相连，取消了抽油杆。多年来的矿场试验证明，水力活塞泵可以有效地开采深井和定向井，但它的不足之处是：①需借助减速器和四连杆机构等中间环节，使电动机的旋转运动变为直线运动。因驴头悬点运动加速度较大，平衡效果差；②使用减速器和四连杆机构等较多的中间环节，使系统效率过低，在长冲程时体积变得庞大且笨重，装置结构复杂；③使用材料多，不易加工制造，工作可靠性不能保障，而且设备造价高，电能消耗大。油田采油系统的电能消耗约占生产线成本的30％，其中有杆采油系统的能耗所占比重较大。以游梁式抽油机为例，整个系统的效率最大目标值只有38.4％，而无杆采油系统的效率比有杆采油系统更低，尤其是多级离心泵。

2.传统的抽油系统存在的其他问题

(1)传动环节多，维护、维修工作量大，体积大和重量大，很难进行平衡调整。

(2)存在冲程损失。

(3)偏磨现象严重，造成井下作业费用过高。

三、发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种传动简单、适用范围广且操作方便、安全可靠、较常规抽油方式更节能的新型隔膜式液力抽油泵。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：

主要由泵体、动力管、置于泵体内与动力管连接的主隔膜囊和附加隔膜囊、碟形弹簧等组成，整个泵体置于套管内，其上端与油管进行连接，由上端密封体固定，下端与带有凡尔的下端密封体连接。

置于套管内的泵体主要由弹簧支撑板、碟形弹簧、动力管、与动力管连接的隔膜囊主隔膜囊、与主隔膜囊连接的附加隔膜囊、上端密封体、带有进油凡尔的下端密封体、泵体上的凡尔等组成。利用地面液压系统驱动抽油泵抽取原油。

在泵体上、中位置开开有小孔，小孔上安装排油凡尔。

动力管为中空管，在动力管均匀分布动力液孔，用于给主隔膜囊和附加隔膜囊提供动力。

碟形弹簧固定上端与上端密封体连接，下端与下端密封体连接，并套在动力管上。

采用本发明的技术方案，克服了现有技术之不足，传动系统简单、安全、可靠，省去了克服抽油杆重量的能量消耗，因而更加节能，并可以通过液压控制系统改变泵工作参数，直接进行无级调节冲程、冲次及其他抽汲工作参数，且检泵等作业方便，适用于不同井况的采油井。

四、附图说明

图1-本发明的结构示意图

图1中，1-套管  2-泵体  3-主隔膜囊  4-碟形弹簧  5-排油凡尔  6-封隔器  7-弹簧支撑板  8-进油凡尔  9-上端密封体  10-附加隔膜囊11-动力管  12-动力液孔  13-动力液  14-工作腔  15-原油。

五、实施例

下面结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1，本发明主要由泵体2、动力管11、置于泵体内与动力管连接的主隔膜囊3和附加隔膜囊10、碟形弹簧4等组成，整个泵体置于套管1内，其上端与油管进行连接，由上端密封体9固定，下端与带有凡尔的下端密封体15连接。

置于套管1内的泵体主要由弹簧支撑板7、碟形弹簧4、动力管11、与动力管连接的隔膜囊主隔膜囊3、与主隔膜囊3连接的附加隔膜囊10、上端密封体9、带有进油凡尔8的下端密封体15、泵体上的排油凡尔5等组成。利用地面液压系统驱动抽油泵抽取原油。

在泵体2上、中位置开开有小孔，小孔上安装排油凡尔5。

动力管11为中空管，在动力管均匀分布动力液孔12，用于给主隔膜囊3和附加隔膜囊10提供动力。

碟形弹簧4固定上端与上端密封体9连接，下端与下端密封体15连接，并套在动力管11上。

主隔膜囊3和附加隔膜囊10是环形结构，环内径大小与动力管11外径相一致，环外径大小与泵体2内径相一致，套在动力管11上，其截面为圆形，上、下由碟形弹簧4包围，通过动力管11上的动力液孔12获得动力。

碟形弹簧4截面为圆环，环内径大小与动力管11外径相一致，并套在动力管11上。

泵体2通过封隔器6固定在套管1上。

本发明的工作原理为：

通过地面控制系统将动力液13从动力管11注入井下泵体3，使动力液13充满泵体内的每一组主隔膜囊3和附加隔膜囊10，与此同时，碟形弹簧4发生受压收缩。膨胀的主隔膜囊3和附加隔膜囊10会压缩工作腔14内的原油16，使原油通过泵体3上排油凡尔5压入排液通道，下端密封体15进油凡尔8关闭，泵体3上排油凡尔5打开，继而将原油举升到地面；通过地面液压控制系统控制动力液13进行卸压，此时碟形弹簧4恢复初始状态。主隔膜囊3和附加隔膜囊10在碟形弹簧4的作用力下被压缩，卸压的动力液13被排出主隔膜囊3和附加隔膜囊10，通过动力管11经油管流回地面，此时，泵体3上排油凡尔5关闭，下端密封体15进油凡尔8打开，原油16在负压的作用下再次进入工作腔14。至此完成了一个冲程，抽油泵完成一次循环，如此进行循环。

Claims (4)

1、一种隔膜式液力抽油泵，主要由泵体(2)、动力管(11)、置于泵体内与动力管连接的主隔膜囊(3)和附加隔膜囊(10)、碟形弹簧(4)组成，整个泵体置于套管(1)内，其上端与油管进行连接，由上端密封体(9)固定，下端与带有凡尔的下端密封体(15)连接；其特征在于：置于套管(1)内的泵体主要由弹簧支撑板(7)、碟形弹簧(4)、动力管(11)、与动力管连接的主隔膜囊(3)、与主隔膜囊(3)连接的附加隔膜囊(10)、上端密封体(9)、带有进油凡尔(8)的下端密封体(15)、泵体上的排油凡尔(5)组成；在泵体(2)上、中位置开开有小孔，小孔上安装排油凡尔(5)；动力管(13)为中空管，在动力管均匀分布动力液孔(12)，用于给主隔膜囊(3)和附加隔膜囊(10)提供动力；碟形弹簧(4)固定上端与上端密封体(9)连接，下端与下端密封体(15)连接，并套在动力管(11)上。

2.根据权利1所述的隔膜式液力抽油泵，其特征在于主隔膜囊(3)和附加隔膜囊(10)是环形结构，环内径大小与动力管(11)外径相一致，环外径大小与泵体(2)内径相一致，套在动力管(11)上，其截面为圆形，上、下由碟形弹簧(4)包围，通过动力管(11)上的动力液孔(12)获得动力。

3.根据权利1或2所述的隔膜式液力抽油泵，其特征在于碟形弹簧(4)截面为圆环，环内径大小与动力管(11)外径相一致，并套在动力管(11)上。

4.根据权利1所述的隔膜式液力抽油泵，其特征在于泵体(2)通过封隔器(6)固定在套管(1)上。

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