CN101782060B - 一种液力抽油泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液力抽油泵，包括依次串联的油管3、小泵筒9、大泵筒12和依次连接的上行泵筒5、小柱塞7、大柱塞10，其中，所述上行泵筒5设在所述油管3内，侧壁设有第一油口a，内腔设有固定柱塞6，所述上行泵筒5通过动力液在所述固定柱塞6外做上下往复运动；所述小柱塞7在所述小泵筒9内做上下往复运动，所述小柱塞7与大柱塞10的连接处设有第二油口b；所述大柱塞10在所述大泵筒12内做上下往复运动，底部设有下出油阀11，通过上行泵筒5、小柱塞7、大柱塞10在油管3、小泵筒9、大泵筒12内的往复运动实现采油。本发明的水力抽油泵具有下方深度范围大、使用面宽、安全可靠、使用寿命长、使用成本低等优点。

Description

一种液力抽油泵
技术领域
本发明涉及一种液力驱动采油设备，具体是一种适用于井壁弯曲变形油井、大斜度井、水平井的抽油泵，属无杆采油设备。
背景技术
常规有杆采油设备，虽然效率很低，但以可靠性强，使用寿命长等特点，始终在世界石油领域的开采中占主导地位。近年来随着钻井、采油技术的发展，油田生产出现了新的情况，定向井和水平井增多。另外，由于油田早期开发过程中的钻井误差和后期开采过程中的地层蠕动，部分油井井壁弯曲变形严重，杆管偏磨，断杆频繁。
对以上情况，现有采油设备都有局限性，问题越来越突出。传统有杆采油设备也会出现问题，抽油杆因偏磨造成断脱和油管因偏磨产生漏失等使检泵周期缩短；现有无杆采油设备，如电潜泵、水力活塞泵、喷射泵等均有自身难以克服的缺陷，致使这几种泵的使用都有很大的局限性。目前世界范围内，无一种下放深度范围大、使用面宽、安全可靠、使用寿命长、使用成本低的采油设备在水平井、定向井、断杆频繁井的开采中发挥主导作用。
本发明就是作为目前各种采油设备的一种补充，解决水平井、定向井、断杆频繁井采油生产问题。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种抽油泵，以解决现有技术中的上述问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是一种液力抽油泵，设在套管内，包括依次连接的油管、小泵筒、大泵筒，其特征在于，还包括：
上行泵筒、小柱塞、大柱塞，所述上行泵筒、小柱塞、大柱塞依次固接在一起，并且内腔相通，
所述上行泵筒设在所述油管内，侧壁设有第一油口，内腔设有固定柱塞，所述上行泵筒通过动力液在所述固定柱塞外做上下往复运动；
所述小柱塞在所述小泵筒内做上下往复运动，内腔设有上出油阀，所述小柱塞与大柱塞的连接处设有第二油口；
所述大柱塞在所述大泵筒内做上下往复运动，底部设有下出油阀，
所述上行泵筒下移时，地层里的油通过下出油阀进入上出油阀与下出油阀之间的第二空腔；
所述上行泵筒上移时，所述第二空腔内的油通过上出油阀进入上行泵筒的内腔，进而通过所述第一油口进入油管，从而实现采油。
其中，所述小柱塞的直径小于所述大柱塞，所述小泵筒、小柱塞、大泵筒及大柱塞形成第一空腔。
所述上行泵筒下移时，下出油阀开启，地层里的油通过下出油阀进入第二空腔，同时第一空腔体积增大，第二空腔里的油进入第一空腔；
所述上行泵筒上移时，第一空腔被挤压，第一空腔里的油通过所述第二油口进入第二空腔，同时第二空腔里的油通过上出油阀进入所述上行泵筒的内腔。
其中，固定柱塞通过柱塞杆固定在油管上，并与动力系统相连，所述柱塞杆上设有开口，设有所述开口的固定柱塞的内腔为上腔，则
动力系统的动力液通过所述开口进入所述固定柱塞的上腔时，所述上行泵筒上移；
所述上腔内的动力液回流至所述动力系统时，所述上行泵筒下移。
其中，所述动力系统为液压系统或油田注水站。
其中，所述液压系统设有换向阀，用于控制所述动力液的流向。
其中，所述第一油口靠近所述上行泵筒与小柱塞的连接处。
本发明不是通过抽油杆的上下往复运动来实现采油，而是通过合理的液力传动来实现采油，因此解决了现有有杆采油设备中存在的抽油杆和油管偏磨的问题，减少了抽油杆磨断、油管磨穿等生产事故的发生，并且具有下方深度范围大、使用面宽、安全可靠、使用寿命长、使用成本低等优点。
附图说明
图1是本发明的抽油泵结构原理图；
图2是表示一个动力源带动两个抽油泵的结构图。
图中：1、动力液通道；2、产液通道；3、油管；4、套管；5、上行泵筒；6、固定柱塞；7、小柱塞；8、上出油阀；9、小泵筒；10、大柱塞；11、下出油阀；12、大泵筒；13、换向阀；14、蓄能器；15、液压泵；16、存储罐；a、第一油口；b、第二油口；c、开口；d、上腔；A、第一空腔；B、第二空腔；100、液压系统。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明的抽油泵设在地下部分的套管4内，主要由串联连接的油管3、小泵筒9、大泵筒12构成。
其中，油管3内设有上行泵筒5，上行泵筒5的下端固接小柱塞7，小柱塞7的下端固接大柱塞10，其内腔互相连通。小柱塞7在小泵筒9内上下密封滑动，大柱塞10在大泵筒12内上下密封滑动。在上行泵筒5的侧壁、靠近小柱塞7的地方设有第一油口a，小柱塞7的内腔内设有上出油阀8，大柱塞10的底部设有下出油阀11，小柱塞7与大柱塞10的连接处设有第二油口b。上行泵筒5的内腔设有固定柱塞6，固定柱塞6通过柱塞杆e固定在油管3上，柱塞杆e设有开口c，用于向上行泵筒5的上腔d注入动力系统的动力液。
小柱塞7的管径小于固定柱塞6与大柱塞10的管径，因此，小柱塞7与小泵筒9、大泵筒12、大柱塞10形成一空间即第一空腔A，第一空腔A里的油通过第二油口b可进入大柱塞10的内腔即第二空腔B。
动力系统可以是液压系统，也可以由油田注水站的注水管网里直接引出高压水管线作为地面动力源，也可以是一个动力源带动两个抽油泵(如图2所示)。在图2中，液压系统100包括换向阀13、蓄能器14、液压泵15和动力液存储罐16。
下面对本发明的工作原理进行说明，具体包括如下两个抽油过程：
上行程，换向阀13处于如图1所示位置(左侧位置)时，动力液依次通过动力液通道1、开口c进入上行泵筒5的上腔d，由于固定柱塞6固定在油管3上，随着动力液压力的增加，上行泵筒5上升，带动小柱塞7、大柱塞10上行，第一空腔A被压缩，压力上升，此时下出油阀11关闭，第一空腔A油液进入第二空腔B，克服产液柱的压力顶开上出油阀8进入油管3内。
下行程，换向阀13处于右侧位置时，地面动力液压力降低，由于产液柱和第二空腔B内液体的压差作用，形成液力反馈力，上出油阀8关闭。在液力反馈力的作用下，上行泵筒5、小柱塞7、大柱塞10下行，上行泵筒5内的乏动力液回到地面存储罐16。同时，第一空腔A体积增大，吸入第二空腔B产液，第二空腔B压力降低，吸入泵外产液。
本发明不是通过抽油杆的上下往复运动来实现采油，而是通过合理的液力传动来实现采油，因此解决了现有有杆采油设备中存在的抽油杆和油管偏磨的问题，减少了抽油杆磨断、油管磨穿等生产事故的发生，并且具有下方深度范围大、使用面宽、安全可靠、使用寿命长、使用成本低等优点。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由其权利要求限定。

Claims (6)

1.一种液力抽油泵，设在套管(4)内，包括依次连接的油管(3)、小泵筒(9)、大泵筒(12)，其特征在于，还包括：
上行泵筒(5)、小柱塞(7)、大柱塞(10)，所述上行泵筒(5)、小柱塞(7)、大柱塞(10)依次固接在一起，并且内腔相通，
所述上行泵筒(5)设在所述油管(3)内，侧壁设有第一油口(a)，内腔设有固定柱塞(6)，所述上行泵筒(5)通过动力液在所述固定柱塞(6)外做上下往复运动；
所述小柱塞(7)在所述小泵筒(9)内做上下往复运动，内腔设有上出油阀(8)，所述小柱塞(7)与大柱塞(10)的连接处设有第二油口(b)；
所述大柱塞(10)在所述大泵筒(12)内做上下往复运动，底部设有下出油阀(11)，
所述上行泵筒(5)下移时，地层里的油通过下出油阀(11)进入上出油阀(8)与下出油阀(11)之间的第二空腔(B)；
所述上行泵筒(5)上移时，所述第二空腔(B)内的油通过上出油阀(8)进入上行泵筒(5)的内腔，进而通过所述第一油口(a)进入油管(3)，从而实现采油。
2.如权利要求1所述的液力抽油泵，其特征在于，所述小柱塞(7)的直径小于所述大柱塞(10)，所述小泵筒(9)、小柱塞(7)、大泵筒(12)及大柱塞(10)形成第一空腔(A)；
所述上行泵筒(5)下移时，下出油阀(11)开启，地层里的油通过下出油阀(11)进入第二空腔(B)，同时第一空腔(A)体积增大，第二空腔(B)里的油进入第一空腔(A)；
所述上行泵筒(5)上移时，第一空腔(A)被挤压，第一空腔(A)里的油通过所述第二油口(b)进入第二空腔(B)，同时第二空腔(B)里的油通过上出油阀(8)进入所述上行泵筒(5)的内腔。 
3.如权利要求2所述的液力抽油泵，其特征在于，固定柱塞(6)通过柱塞杆(e)固定在油管(3)上，并与动力系统相连，所述柱塞杆(e)上设有开口(c)，设有所述开口(c)的固定柱塞(6)的内腔为上腔(d)，则
动力系统的动力液通过所述开口(c)进入所述固定柱塞(6)的上腔(d)时，所述上行泵筒(5)上移；
所述上腔(d)内的动力液回流至所述动力系统时，所述上行泵筒(5)下移。
4.如权利要求3所述的液力抽油泵，其特征在于，所述动力系统为液压系统或油田注水站。
5.如权利要求4所述的液力抽油泵，其特征在于，所述液压系统设有换向阀(13)，用于控制所述动力液的流向。
6.如权利要求1所述的液力抽油泵，其特征在于，所述第一油口(a)靠近所述上行泵筒(5)与小柱塞(7)的连接处。 
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