CN101553641A - 双缸提升泵系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于使抽油杆柱往复运动的抽取机系统，包括：基架；活塞驱动缸，所述活塞驱动缸安装在基架上，其中抽油杆的上端连接至缸组件，该缸组件通过与内、外同心流体通道连通的流体控制回路协同操作，所述抽油杆柱通过一流体回路而被平衡，该流体回路在每个上升行程时沿着向上方向向每个活塞供应压力，并且在每个下行行程时显著地减小该压力。该流体回路仅选自惰性气体或附加有带压惰性气体的液压流体。该流体控制回路包括一方向控制阀和定时器，以及一流体缓冲器，该流体缓冲器在每个上升行程和下行行程开始时自动地响应而缓冲压力浪涌和加速冲击。

Description

双缸提升泵系统及方法

相关申请的交叉引用

本申请是于2006年6月29日由Marion提交的名称为“从地下岩层抽取流体的双缸提升泵及方法(DUAL CYLINDER LIFT PUMP AND METHODOF RECOVERING FLUIDS FROM SUBSURFACE FORMATIONS)”的美国专利申请No.11/478,202的部分继续申请。

技术领域

本发明涉及井下抽油系统，更具体地涉及一种低轮廓抽取机系统以及从地下岩层抽取诸如油气之类的流体的方法。

背景技术

近年来已经研发了大量用于从钻入地下岩层的井抽取流体的泵设备。一种通常被称为“游梁式泵”的公知设备，其特征在于具有安装在梁的一端的抽油杆，而梁由一动力驱动源，例如，通过转向摇臂联接在梁的另一端的马达等所驱动。通常，抽油杆向井中延伸相当长的距离而连接至井下泵，并响应于游梁的摇摆运动而升降，从而从井中吸取流体，游梁的摇摆运动由原动机通过转向摇臂来启动。

游梁的摇摆运动将抵消被提升的流体的重量，该重量当抽油杆开始其上行行程时达到最大，这些重量一部分基于抽油杆柱的重量，一部分基于被提升的流体的重量以及为克服抽油杆下行行程所产生的惯性载荷所需要的力；在井深规模大约5,000至6,000英尺的情形，抽油杆和被提升的油的重量可以超过8,000磅。基于克服抽油杆进入岩层时的流体压力所遇到的阻力，在每个下行行程，动力驱动源上会受到一个同样大或更大的的载荷。游梁式抽取机的不利之处和缺点是公知的，且在文献中具有详细的记载，因此各种不同的解决方法被利用起来，并获得了不同程度的成功。然而，仍然存在要求抽取机具有低轮廓的需求，使其能够安装在地平面之上或之下，且行程长度可调，并且具有极低的能耗，从而克服游梁式泵中的杆速及行程控制的固有问题。

更理想的是，能使在抽油杆的行进途中的上、下端部的压力振荡最小化，以避免在杆接头处受到应力，该应力能另外引起杆的拉伸、松开和破损。

发明内容

在本发明的一个重要特征中，改进的新颖井口缸在泵或抽油杆的相对侧协同操作；而且，每个所述缸或者通过液压流体上方的氮气的组合形式，或者仅通过氮气来平衡，同时满足源于缸效率的低功耗要求，并平衡了抽油杆柱的载荷或重量、以及随着每个下行行程产生的被提升的流体量和载荷惯性，同时也平衡了每个上升行程中抽油杆柱前进受到的力或阻力。

根据本发明的另一特征，位于所述抽油杆相对侧的平衡缸可调节的连接至横梁，从而使所述抽油杆精确地位于所述平衡缸中间；通过调节流向所述缸的流体的压力和方向，使得所述缸具有大范围地精确控制所述抽油杆的泵循环速度和行程长度的能力。通过使所述抽油杆位于所述缸中间，所述抽油杆的行程长度能够减小到足以使该抽油杆能够连续操作而不会与其他操作干涉，例如，不会干扰地面移动式冲洗系统的操作，该操作通常所指为围绕滴洒机转动以及横向移动，该冲洗系统具有一系列可以在整个场地上来回移动的喷洒管道。

另外一个特点是提供了一种泵系统，该泵系统可以安装在地平面之下或之上，与传统驴头式抽取机相比，该泵系统更节省能量，能耗极低，从而可以使用太阳能作为动力源，维护少，重量轻，并且能够用轻型货车而不是通常要求的全尺寸拖拉机挂车容易地往返运输，架设和安装所需的提升设备或起重机更小，具有最少的活动部件，增加了使用寿命，可以通过，例如，一台计算机来遥控，该计算机可以同时控制多个抽取机，且能够在几毫秒内调节泵取速度同时调节所述缸和抽油杆的行程长度，抽取机可以通过利用可编程PC板借助于互联网或电话来监测或控制，该PC板能够维护信息并提供关于业主要求的一些事件的报告，这些事件例如为：使用方法、产量、故障、动力消耗、泵取量、系统问题等，并且监测整个系统状态，包括过滤器、油位、泵情况、动力源、运行时间和产量水平，并具有在需要时无需手动介入而关闭系统的能力。

根据一种形式，提供了一种用于使抽油杆柱在油井或其他流体井中往复运动的抽取机，该抽取机包括：接合地面的基架，所述抽油杆柱的上端向上延伸穿过所述基架；以及活塞驱动缸组件，所述活塞驱动缸组件安装在所述基架上，以在所述抽油杆柱的相对侧延伸，其中，带压流体被选择性地引入所述缸组件中，可反向地同步驱动每个所述活塞，从而使所述抽油杆柱往复运动。在另一种形式中，每个所述缸组件都包括用于抵消所述抽油杆柱的载荷或重量的装置，其中包括提升的流体量和随着每个下行行程所产生的载荷惯量，以及每个上升行程抽油杆前进所受到的阻力。

另一种形式是提供了一种从地下岩层采收流体的方法，其中，抽油杆柱向下延伸到岩层中，该方法包括如下步骤：在伸出地面的抽油杆柱的上端的相对侧安装一对液压流体缸组件；向所述缸组件施加带压液压流体，以使抽油杆柱往复运动；以及平衡所述抽油杆柱和从岩层抽取的流体的重量，以在所述缸中的液压流体压力与抽油杆柱的重量之间建立平衡。更理想的是，通过利用一流体回路来实现平衡，配合于每次上升行程时向每个活塞下端施加带压液压流体，该流体回路在每个活塞的上端上沿着向上方向施加压力，并且，当带压液压流体向下作用于活塞以使抽油杆柱开始下行行程时，从每个所述活塞的上端和下端释放液压流体；所述平衡流体回路至少包括部分可压缩气体，例如唯有氮气或油上的氮气。平衡缸的使用使得能耗要求极低。例如，通常的液压缸需要2500-3000psi，而平衡液压缸需要通常量的10％以下，甚至可以小于250psi的液压压力。这还使得能够利用较小的缸并适合所需的任意提升高度。

根据另一种形式，并配合以所述的平衡缸，一种液压控制回路包括一方向控制阀，一连接至所述方向控制阀的控制开关，该控制开关用以调节通过压力及返回管路的液压流体的流动，以反向地驱动每个驱动缸，该液压控制回路的特征在于一个压力延迟缸，其中具有一活塞头部，该延迟缸的相对端连接至每个所述压力及返回管路，其中，通过所述控制开关使所述方向控制阀反向，会使得带压流体在带压液压流体相继充入所述延迟缸的相对端，之后带压流体会连续通过所述压力和返回管路，使所述驱动缸的行程逆转。

除了所描述的方法和设备外，其他形式和实施方式通过参照附图及研究随后的描述将变得更清楚。示例性的实施方式参照附图进行了说明。本文所公开的实施方式和附图应被认为是示例性而非限制性的。

附图说明

图1是用于在地下岩层中操作抽油杆柱的抽取机的一个实施方式的示意图；

图2是图1中所示的抽取机的部分分解的立体图；

图3是缸组件之一的更详细的纵向剖视图；

图3A是图3所示的缸盖的详细端视图；

图4是图3中所示的缸组件的主要组成部件在上行行程结束或处于升起位置时的另一纵向剖视图；

图5是图3和图4所示的缸组件的另一纵向剖视图，其中活塞处于其下行行程结束时；

图6是图1和图2的抽取机系统的示意图，示出了用于使缸平衡的液压控制回路以及气源；

图7是仅利用氮气作为平衡流体的缸组件的另一个实施方式的纵向剖视图，示出的缸组件处于升起位置；

图8是示出为在其下行行程结束时的图7的缸组件的纵向剖视图；

图9是图1和2的抽取机系统具有改进形式的液压回路和氮气源的示意图；

图10是用于图9的液压回路的延迟缸的细节的纵向剖视图，其中活塞在上升行程开始时处于运动一个末端；以及

图11是图10的延迟缸在下行行程开始时处于运动的相对末端的纵向视图。

具体实施方式

下面详细地参照附图，在图1和图2中以图示实施例方式示出了用于从地下岩层抽取油和气的抽取机(pump jack)系统10，该抽取机系统10大体上包括一个基架或平台12，其通过校平螺杆14可调节地安装在混凝土底脚16中；该抽取机系统10还包括一个传统的抽油杆，其向下延伸穿过已有的井套管20，并在相对侧分布有缸组件22，每个组件22各具有一个活塞24，其上端安装在横梁(cross bar)26上。在图1至图4所示的实施方式中，液压流体和氮气的混合体被一个连接至容器32和氮气源34的液压马达30输送到每个缸22中，其方式将随后加以描述。一个合适的控制面板36控制着输往缸22的液压流体供应，用以通过横梁26和抽油杆夹38控制抽油杆的升降，抽油杆夹38可调节地安装在抽油杆的上端。

抽油杆组件为传统构造形式，其具有一个延伸穿过井套管的杆柱以及一个井下泵，该井下泵具有一个往复柱塞，该往复柱塞在抽油杆柱的交替行程过程中强制流体向上通过套管。抽油杆柱可以在从几百英尺到几千英尺深的任意位置向下延伸相当大的距离。因而，在抽油杆柱的每个提升行程中，缸组件22不仅必须能够克服抽油杆及其井下附件的重量，而且必须能够克服被提升至地面的流体的重量以及其他惯性力和摩擦力。此外，当抽油杆组件反向以结束每个循环时，缸22会被强制克服各下行行程过程中的相等或更大的载荷。

图2更详细地示出了平台或基架12，该平台或基架12由间隔开的平行I字梁40构成，平行I字梁40通过间隔开的平行横支撑42相互连接，在平台或基架12的四个角上，每个角都有一个混凝土底脚16，每个底脚16都可以安装在所需的深度处，以与校平螺杆14一起对极陡的斜坡或地形差异进行补偿。容易清楚的是，该基架12可修改成用于近海平台操作。同样重要的是，基架12相对于一个已经存在的抽油杆18及其套管20进行安装，并且在地面操作过程中，需要向地面进行必要的钻孔，以将缸22插入缸套管保护器44中。所描述实施方式的另一特征是可以利用从事其他地面操作的场地，例如可以利用带有游梁的自动冲洗系统的场地，其中游梁跨越的场地极其巨大，并且其中的冲洗管路通常不会超过地面8至10英尺。为了使抽取机系统持续工作，重要的是能够限制抽取机和缸22在地面之上的行程，使得冲洗管路的走向不会受到干扰，同时保持油、气或水之类的地下流体的回采量基本恒定。

上横梁26呈中空、大致矩形梁的形式，活塞24的上端通过连接板46而附接至该矩形梁。连接板46焊接至活塞24的上端，并且每个连接板46由间隔开的U形螺栓或连接带48以可调节的方式附接至横梁26的底面。连接带48能够使用于上活塞端部的连接板46可滑动的调节横梁26的长度，直到抽油杆18精确地居于活塞中间。参照图3，应注意，每个活塞24的上端都包括一个实心锥形头部50，该实心锥形头部50具有上斜切边缘52并且插入到管状接收器54中，管状接收器54具有与头部50的外锥形壁表面互补的内锥形壁56，接收器54的上边缘焊接在连接板46上，使得锥形头部50牢固地楔入接收器54。

图4和图5更详细地示出了分别处于升起和下降位置的一个活塞组件24。每个活塞组件24都包括一个细长活塞轴60，该活塞轴60具有一个与上扩大端50永久连接的上螺纹端61，并且向下延伸穿过一个小直径活塞管62而终止于一下端63，该下端63永久连接至一个活塞头部64，活塞头部64接收与活塞管62的内壁可滑动地密封接合的密封件66、66′和磨损环68。活塞管62终止于一下螺纹端72，该下螺纹端72附接至缸盖75的内壁74的上端。缸盖75的中心孔接收弯管形配件76，该配件76连接至由端口79开始的液压管道78下端的一个第二配件77。

液压输送管道78向下延伸穿过外同心缸82和内同心的下缸延伸部84之间的环形或外腔室80。延伸部84从位于外缸82的上端的对准环86向下延伸，并具有附接至缸盖75的外壁88的下螺纹端87，该缸盖75相对于管84厚度逐渐增加，并与套筒74成一体且与套筒74呈向外间隔开的同心关系。一系列紧密间隔开的孔63以彼此周向间隔开的关系垂直延伸穿过缸盖75的位于内壁74和外壁88之间的中间部分，以分别为内腔室92和外腔室80之间的油的流动建立连通。对准环86具有形成在一弯曲半径上的外表面，该外表面楔入结合在一个环形座87上的互补内表面，用于自我定位在座87上，并且该对准环86安装在图2所示的横梁42之间。在图3中，为了清晰起见而将对准引导件86示出为与座87呈间隔开的关系，但在实际操作中，将与座87保持座落地接合关系，如图4和图5所示。

大直径活塞管102具有永久附接至活塞轴60的上锥形头部50的上内螺纹端103，管102以可滑动但密封接合的方式向下延伸穿过缸盖100，盖100在其上端具有与外管102密封接触的内密封件104、104′。管102向下延续而终止于与筒状下延伸部84密封但可滑动地接合的套筒106，套筒106具有位于上端的外台肩90，以及插设在套筒端部106与筒状延伸部84之间的油密封件107、107′。一个端口108延伸穿过上端96而与下筒状延伸部84和活塞管102之间的一个环形流体通道109连通，用以将活塞从图4所示的升起位置驱动到图5所示的下降位置，下面将对此进行描述。

一个端口110位于对准环86中，用于在压力下将氮气引入环形区域80，以平衡抽油杆柱的重量，下面将对此进行描述。在本结构中，外缸82的下端被具有排放塞85的端板83封闭。然而，位于管62和102下端的头部75具有一系列孔63，因此，管62和102之间的通道92是与环形区域80开放流体连通的。环形区域80填充有一定量的液压流体，使得当从供给箱34向该环形区域预填充诸如带压氮气之类的惰性气体时，会强制上述液压流体向上填充内腔室92，如图6所示，而腔室92中的所有空气都可以通过活塞管102上末端的泄放孔101排出。箱34可以通过合适的气源填充氮气，该气源可以是具有截止阀122的进口管路123之类的压力氮气瓶。进而，出口管路124从箱34通向端口110，以如前所述的那样填充各环形区域80，氮气压力可以通过压力调节器35调节，用以在如图4所示的气体G和油F′之间建立期望的平衡。随后，在抽油杆已被平衡之后，管路1 24中的另一个阀1 22将会关闭。需要强调的是，以F和F′表示的油与液压控制回路以及前述从岩层抽取出的油或其他流体是隔离的，其中，该液压控制回路与泵30和抵消或平衡抽油杆18的重量的容器32相关。

如图4至图6进一步所示，液压泵30借助于管路111经过方向控制阀112和提升管路114将带压液压流体向上供应到各端口79和管道78而进入套筒74中的内同心通道73内，从而作用在两个缸22之中的活塞端部64的整个底面上。管路111中的一个流量控制阀116既可以手动控制也可以遥控，用于通过各相应的活塞管62向上驱动各活塞轴60时，调节输送到活塞端部64的流体体积。在提升或升起活塞24时，波及活塞端部64的流体压力会由于腔室92内的流体压力而增大，使得外腔室80内的流体水平会随着其在带压氮气作用下挤入腔室92中而降低。缸22中的活塞24将通过所述液压控制回路同步升高，以将抽油杆18提升一个预定的距离，该距离由方向控制阀112所确定。阀芯113在限位开关25的控制下移动到图6所示的左侧，该限位开关25定位在横梁25的行进路径中，如图1所示。该限位开关可以在高度上进行调整，以控制抽油杆18的行程。

通过方向控制阀112使流体流动反向，带压液压流体通过管路115被导向缸的端口108，经由外活塞管102和筒状延伸部84之间的外通道109供应带压液压流体，进而作用于套筒上端处的外台肩90，并向下驱动各活塞以使抽油杆18的行程反向。输送管道78中的带压液压流体将通过管路114和下返回管路118自由返回液压容器32。同时，活塞24的上端24会强制内腔室92中的部分液压流体返回到环形区域80，并将氮气压缩至一定程度，使得液压流体水平高过图4所示的下行行程开始时的水平。从而，在图5所示活塞24和抽油杆18的下行行程结束时，在抵消提升行程开始时的抽油杆的重量的过程中，外环形区域80内的氮气和液压流体将回复到平衡状态。控制管路111中的压力释放阀120允许液压流体能够在发生过载的情况下通过管路118返回到容器32。

为了示出而非限制之目的，对于深井来说，氮气压力可以为大约300psi至350psi，而对于浅井来说，氮气压力可以显著减小。一旦抽油杆18已经得到平衡，行程速度就可以通过控制流过流量控制阀72的液压流体的体积或质量的速率来设定，并且行程长度也可以通过前述的限位开关25或通过冲洗控制面板(irrigation control panel)上的适宜的遥控开关126来调节。因而，在循环冲洗系统中，遥控定时器开关126通过管路128连接至阀113，以有选择地缩短抽油杆行程，从而使得冲洗控制管路穿越每个抽油杆时，都不会干扰冲洗控制管路的走向。此外，液压流体压力可以与行程长度成比例地变化，使得，例如，在行程长度减小时液压流体压力增加，以增加行程速度并从井中抽取相同量的流体。

其他实施方式的详细描述

图7和图8示出了用于抽取机系统的另一实施方式的缸组件22′，其中相同的部件用最初的附图标记相应地表示。实际上，缸组件22′对应于第一实施方式的缸组件22′，但是只利用氮气G代替在油上方的氮气来作为平衡流体。尽管未示出，用于该缸组件的液压控制回路和氮气供应箱与图1至图6中所示和描述相同，但是液压流体或油不再引入到环形区域80′或腔室92′中。取而代之的是，氮气被引入到端口110′，直到其达到平衡抽油杆柱18的载荷所需的压力水平为止，如之前参照图1至图6所描述的那样。氮气压力水平可以通过供应箱34上的压力调节器35适当地调节，使得一旦建立合适的平衡则关闭。因而，在图8所示的下行行程时，活塞头部50′会向下前进而强制氮气从腔室92′出来而进入到环形区域80′，从而略微地增加环形区域80′中的氮气压力水平。相反，在如图7所示的上行行程时，氮气将随着活塞头部50′的向上运动而填充流体通道92′，并略微地降低氮气的压力，以为下一次下行行程做好准备。

除此之外的优点是，图1至图6中，在油F和F′上使用氮气G的优点在于，暴露于油F中的那些密封件要比暴露于气体G中更不容易泄漏，并且活塞端部64和管62之间的任何磨损表面都可以得到润滑，因此使用寿命更长久。

在图9至图11所示的实施方式中，图6所示的液压控制回路被修改成包括一个延迟缸130，该延迟缸130安装在控制管路114和115之间，以调节流体压力，特别是抑制每次上行行程和下行行程开始时的流体浪涌和加速度冲击。控制回路的相同部件用图6的附图标记相应地表示，延迟缸由两端被端板134封闭的外筒状管132构成，端板134通过紧固件135而附接有密封板136，密封板136嵌设在管132的端部中，并具有一个与管132的内壁接合的O形环137。尽管未示出，端板134可以牢固地夹持在管132的相对端，以将密封板136固定设置于管132相对端。缸130的各个端板134上的油端口138通过流体管路140连接至流体控制管路114和115中的一个，而位于各个端部处的放气口142可以被手动地打开，以在图6的控制回路操作之前从缸130移除空气。缸中的一个浮动活塞头部144设有具有组合设置的油密封件146和磨损环148，以在活塞头部144的外表面和缸130的内壁表面之间建立可滑动但密封的接合。

如前所述，泵30通过管路111和方向控制阀112借助于管路114将液压流体导向各个端口79，以一致地升起缸22和提升抽油杆18，或通过移动方向控制阀112使流动反向而通过管路115将流体导向端口108，以使抽油杆18的行程反向；输送管道78中的液压流体能够通过管路114自由地返回到容器32。相反，当流体在上升行程时被导向通过管路114时，其将通过管路115返回至容器32。

为了避免在每个上升行程和下行行程开始时的压力浪涌或冲击，液压流体最初沿着最小阻力的路径流动到延迟缸130，从而强制活塞头部144到达缸的一端，如图10所示，并延迟或减缓对将被输送至井下的流体的冲击。如图11所示，在每次控制回路使行程反向时，强迫进入缸130内的带压流体将会受到某种程度的抑制，并且还会反作用于活塞头部另一侧所剩下的流体，当然，活塞头另一侧的流体将能够自由返回至容器32。一旦活塞头部144被强制抵靠缸130的每一端部，流体压力将在压力管路114或115中逐渐增大，并视具体情况而到达端口79或108，从而，在使井下柱受到最小的拉伸或冲击的情况下，使抽油杆18的行程反向。

如图9所示，图6的泵系统还被修改成取消了氮气供应箱34，代之以通过阀122对缸22直接进行充气。例如，该修改系统在浅井中特别有用，不需要太大的压力来平衡抽油杆18和被从岩层提升的油或其他流体的重量。代替箱34及其附件，腔室80′被增大到存储必要体积的氮气所需的程度；并且在液压流体被强制进入腔室80时，会压缩氮气以为下一行程做好准备。

从如上描述可知，延迟缸130适于与图1至图8以及刚刚描述的图9至图11所示的系统一起使用。此外，没有供应箱34的增大腔室80′可以在图1至图6的系统中使用，有或没有压力延迟缸130都可以。

因此，应理解的是，尽管本文阐述并描述了若干实施方式或方面，但在不脱离所附权利要求及其合理的等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下可以对其进行上述和其他修改。

Claims (34)

1、一种抽取机系统，用于使抽油杆柱在油井或气井等中往复运动，包括：

接合地面的基架，所述抽油杆柱的上端向上延伸穿过所述基架；

活塞驱动缸组件，所述活塞驱动缸组件安装在所述基架上，以在所述抽油杆的相对侧延伸，每个所述组件均包括内、外同心流体通道，以及用于将带压流体引入至每个所述通道中、可反向地同步驱动所述活塞的装置；以及

可操作地将所述活塞连接至所述抽油杆、以使所述抽油杆在所述井中往复运动的装置。

2、根据权利要求1所述的抽取机系统，包括位于每个所述缸组件中的、用于平衡所述抽油杆柱的重量的装置。

3、根据权利要求2所述的抽取机系统，其中，所述平衡装置至少包括部分惰性气体。

4、根据权利要求2所述的抽取机系统，其中，所述平衡装置包括位于每个所述缸组件中的内、外同心腔室，所述内、外腔室的下端彼此连通。

5、根据权利要求4所述的抽取机系统，其中，所述平衡流体为油，其与引入所述内、外同心流体通道中的所述带压液压流体隔离。

6、根据权利要求5所述的抽取机系统，其中，每个所述外腔室中引入一种与所述液压流体呈叠置关系的惰性气体。

7、根据权利要求1所述的抽取机系统，其中，每个所述活塞均包括一个与一内同心活塞管滑动密封接合的活塞轴，并且一外活塞管相对所述内活塞管呈向外同心隔开关系，且安装用于随同每个所述活塞轴一起往复运动。

8、根据权利要求7所述的抽取机系统，其中，设有用于将所述带压液压流体顶向所述内活塞管的下端的装置，以用于向上驱动每个所述活塞并提升所述抽油杆。

9、根据权利要求8所述的抽取机系统，其中，每个所述外活塞管与一外筒状壁滑动密封接合，并且设有引入带压液压流体的装置，用于使该液压流体向下抵靠每个所述外活塞管上的台肩，从而向下驱动每个所述活塞。

10、根据权利要求4所述的抽取机系统，其中，设有用于将带压流体引入到所述内、外腔室以平衡所述抽油杆的重量的装置。

11、根据权利要求10所述的抽取机系统，其中，所述带压流体至少包括部分惰性气体。

12、一种抽取机组件，用于使抽油杆在油井、水井或气井中往复运动，包括：

一基架，该基架具有安装在该基架的所述抽油杆，使所述抽油杆设成在所述井内往复运动；

活塞驱动缸，所述活塞驱动缸安装在所述基架上，以在所述抽油杆的相对侧延伸；

用于将带压液压流体引入到每个所述缸中的内、外同心流体通道内反向地同步驱动每个所述活塞的装置；

在所述活塞的上端之间延伸的上梁，所述抽油杆包括以可调节的方式将所述活塞的上端连接至所述梁的装置，从而使所述抽油杆位于所述活塞中间；以及

位于每个所述缸中用于平衡所述带压液压流体的装置。

13、根据权利要求12所述的抽取机组件，其中，每个所述缸包括与所述活塞呈向外同心设置关系的内、外同心腔室，其中所述腔室的下端彼此连通。

14、根据权利要求13所述的抽取机组件，其中，所述平衡装置包括油和一种惰性气体。

15、根据权利要求14所述的抽取机组件，其中，所述惰性气体与所述内、外同心腔室中的油呈叠置关系，引入每个所述外同心腔室中。

16、根据权利要求12所述的抽取机组件，其中，每个所述活塞包括一个与一内同心活塞管滑动密封接合的活塞轴，并且一外活塞管相对所述内活塞管呈向外同心隔开关系，且安装用于随同每个所述活塞轴一起往复运动。

17、根据权利要求16所述的抽取机组件，其中，设有用于将所述带压液压流体顶向所述内同心流体通道一端处的每个所述内活塞管下端的装置，用于向上驱动每个所述活塞并提升所述抽油杆。

18、根据权利要求17所述的抽取机组件，其中，每个所述外活塞管与一外筒状壁滑动密封接合，并且设有引入带压液压流体的装置，用于使该液压流体向下抵靠每个所述外活塞管上的台肩，从而向下驱动每个所述外同心流体通道一端处的每个所述活塞。

19、根据权利要求12所述的抽取机组件，具有液压控制回路装置，该液压控制回路装置包括用于调节所述活塞的行程长度和速度的流量控制装置。

20、根据权利要求12所述的抽取机组件，其中，一个限位开关可调节地安装在所述基架上，用于可调节地控制所述活塞和抽油杆的行程长度。

21、根据权利要求20所述的抽取机组件，其中，所述液压控制回路装置包括一个方向控制阀，所述方向控制阀连接至所述限位开关，以调节所述带压液压流体进入所述缸的流向。

22、一种从地下岩层采收流体的方法，其中，抽油杆向下延伸到该地下岩层中，所述抽油杆具有伸出地面的上端，该方法包括如下步骤：

在所述抽油杆的上端的相对侧安装一对液压流体缸；

向所述缸中的内、外同心流体通道中交替地施加带压液压流体，以使所述抽油杆往复运动；以及

平衡所述抽油杆和从所述地下岩层抽取的流体的重量，以在所述缸中的液压流体压力水平与所述抽油杆的重量之间建立平衡。

23、根据权利要求22所述的方法，其特征在于，通过每个所述缸中的一个平衡流体回路来平衡所述抽油杆的重量。

24、根据权利要求23所述的方法，其中，所述平衡流体回路至少包括部分可压缩流体。

25、根据权利要求24所述的方法，其中，所述可压缩流体为氮气。

26、根据权利要求22所述的方法，包括以可调节的方式控制所述活塞和抽油杆的行程长度的步骤。

27、根据权利要求26所述的方法，包括可调节地控制与行程长度相关的所述活塞和所述抽油杆的速度的步骤。

28、根据权利要求22所述的方法，包括使所述活塞和所述抽油杆的行程长度同步以避免与地面之上的冲洗系统干涉的步骤。

29、根据权利要求22所述的方法，包括使所述活塞的速度与其行程长度协调以保持从井中采收的流体量基本恒定的步骤。

30、在一种用于使抽油杆在油井、水井或气井中往复运动的抽取机组件中，至少一个活塞驱动缸包括：用于将带压液压流体从一个流体源引入到每个所述缸中可反向地驱动所述抽油杆的装置；一个包括一方向控制阀的液压控制回路；一个控制开关，该控制开关连接至所述方向控制阀，以调节带压液压流体的流动，该液压流体通过压力和返回管路流入和流出驱动缸，以可反向地驱动每个所述缸；以及一个压力延迟缸，其中具有一个活塞头部，所述延迟缸的相对端连接至每个所述输送管路，其中，通过所述开关使所述方向控制阀反向，会使得带压流体相继充入所述延迟缸的相对端，之后带压流体会连续通过所述压力和返回管路，使所述驱动缸的行程反向。

31、在根据权利要求30所述的抽取机组件中，所述延迟缸是细长的并包括位于其相对端处的泄放管路。

32、在根据权利要求31所述的抽取机组件中，作为对带压液压流体通过所述压力管路的其中之一从所述方向控制阀流入所述延迟缸的各所述相对端的响应，所述活塞可朝着所述延迟缸的每一端滑动。

33、在根据权利要求32所述的抽取机组件中，所述延迟缸的每个所述相对端都连接至通向所述液压流体源的返回管路。

34、在根据权利要求33所述的抽取机组件中，每个所述输送管路交替地用作压力和返回管路。

Images