CN102121363A - 一种单驱动多井无杆液压采油装置 - Google Patents

Abstract

一种地面液压系统和井下抽油泵的结构，所述的地面液压系统由低压缸、工作站、高压缸、电动阀A、流量计A、井口A、井口B、电动阀B、电动阀C、电动阀D、循环管线、电动阀E、流量计B组成。所述井下抽油泵由泵筒、外工作筒、下游动阀、固定阀、配重、工作液进出孔、减震孔、空心活塞、上游动阀组成。上冲程是在高压工作液的作用之下完成的，而下冲程则是在产出液液柱和配重的双重作用之下完成的，节电效果非常明显；工作液与产出液互不干扰各行其道，便于地面对产出液进行计量；彻底解决了杆管偏摩问题在丛式井组或近井距井组使用，可以实施单驱动多井工艺，更可以节省抽油机及庞大的采油设备，大幅度降低采油成本。

Description

一种单驱动多井无杆液压采油装置

技术领域

本发明涉及一种单驱动多井无杆液压采油装置，属于石油开采用设备方面的技术领域。

背景技术

目前，在油田开发过程中，使用的开采装置以有杆泵为主。这种有杆泵装置由地面游梁式抽油机通过抽油杆驱动井下泵往复运动，将地层产出液举升到地面。由于钻井施工误差和后期开采过程中的地层蠕动，造成油井套管、油管弯曲。采用常规有杆抽油设备进行开采时，就会发生杆管偏摩问题。在采油生产过程中，尽管采取了许多减磨、防磨措施，如：在抽油杆之间分段加装有扶正器，还是很难取得良好的防偏摩效果。于是，人们开始采用无杆采油技术，传统无杆采油设备，包括电潜泵、水力活塞泵等。无杆采油设备具有泵挂深、扬程高、排量大等优点，得到采油现场的应用。但无杆采油技术有其应用局限性，不能适应低渗透井、产液量少的油井。

无杆采油技术应用比较多的是开式水力活塞泵采油系统。开式水力活塞泵采油系统有二条通道与地面站相连通。第一条是动力液通过油管到井下活塞泵的通道；第二条是地层产出液和乏工作液混合后输送到地面的环空通道。其不足之处是该采油系统必须配合使用井下封隔器，这样使井下情况复杂化。其次，最大的缺点是地层产出液与乏工作液混合输送到地面后，必须经过油、水分离，分离后的原油才能作为工作液加压后输送到井下，为活塞泵提供动力。油、水分离处理的费用相当昂贵，这是阻碍井下水力活塞泵推广应用的最大障碍。闭式水力活塞泵采油系统有三条通道与地面站相连通。第一条是工作液通过油管到井下活塞泵的通道；第二条是乏工作液返回地面泵站通道，第三条是把地层产出液输送到地面的环空通道。其不足之处是该采油系统在井下多使用一条管线，造成井下管线复杂，增加施工难度及施工费用。另外由于长距离输送工作液——液压油，在高压工作液输送过程中，不可避免地要有液压油流失，液压油的大量流失，从而将直接导致采油成本的提高。

发明内容

针对上述技术问题存在的不足，本发明的目的是提供一种单驱动多井无杆液压采油装置。

本发明的技术方案如下：

一种地面液压系统和井下抽油泵的结构，其特征在于，工作站一侧通过低压管线与低压缸连接，另一侧通过高压管线与高压缸连接，在高压缸上设置有电动阀A，电动阀A一侧设置有流量计A，流量计A通过高压管线与井口A连接；

在高压缸上设置有电动阀E，电动阀E一侧没置有流量计B，流量计B通过高压管线与井口连接；

所述井口A与井口B上分别安装有电动阀B与电动阀C，用以将乏工作液通过循环管线流入低压缸内；

高压缸上设置有电动阀D，用来将高压缸内多余的工作液流返回低压缸内；

所述井口A、井口B的井下分别安装有井下抽油泵，外工作筒的腔体内设置有泵筒，泵筒与外工作筒之间形成环形腔体。所述泵筒的中部设置有工作液进出孔和减震孔，井口A和井口B内的高压工作液，通过工作液进出孔和减震孔进入到泵筒与外工作筒之间形成的环形腔体内；

泵筒的内部设置有空心活塞，所述的泵筒和空心活塞为间隙式密封结构。所述工作液进出孔下部设置的减震孔，能使空心活塞下行到最底面时，减轻其与泵筒的碰撞；

所述空心活塞的空腔上下设置有上游动阀和下游动阀，井下抽油泵将产出液通过上游动阀和下游动阀输送到输油管内；

所述空心活塞的下部设置有配重，空心活塞在其上部的产出液液柱的自身重量及其下部设置的配重的双重作用下下行；

泵筒下部一侧设置有固定阀，所述的固定阀也称旁通阀。

在所述的高压缸上可设置多个电动阀和流量计，当通过流量计的工作液达到设定值时，电动阀打开或关闭。所述的多个流量计分别通过高压管线与地面多个井口连接。

其工作原理是，工作站将低压缸中的工作液(油或水)加压后输入高压缸中，高压工作液则通过电动阀A、电动阀E和流量计A、流量计B泵入井下并沿外工作筒和泵筒之间的环形空间下行，在通过工作液进出孔和减震孔后驱动空心活塞上行。此时是上冲程，在上冲程中上游动阀和下游动阀关闭，上游动阀以上的产出液液柱上行一个冲程，这时固定阀打开，地层产出液进入泵筒内部；

当电动阀A和电动阀E关闭后在产出液液柱和配重的双重作用下空心活塞下行，此时为下冲程，在下冲程中泵筒与外工作筒之间形成的环形腔体内的工作液，通过工作液进出孔和减震孔返回地面井口A和井口B，通过电动阀B与电动阀C，将井口A、井口B内的乏工作液通过循环管线流入低压缸内。而此时上游动阀和下游动阀打开，固定阀关闭，泵筒内部的地层产出液通过上游动阀和下游动阀流到地面输油管内。

所述的工作液和地层产出液互不干扰各行其道。

本发明的有益效果是：1、上冲程是在高压工作液的作用之下完成的，而下冲程则是在产出液液柱和配重的双重作用之下完成的，节电效果非常明显；2、工作液与产出液互不干扰各行其道，便于地面对产出液进行计量；3、彻底解决了杆管偏摩问题；4、在丛式井组或近井距井组使用，可以实施单驱动多井工艺，更可以节省抽油机及庞大的采油设备，大幅度降低采油成本。

附图说明

图1是本发明的地面液压系统流程结构示意图；

图2是本发明的井下抽油泵剖视结构示意图。

图中：1低压缸、2工作站、3高压缸、4电动阀A、5流量计A、6井口A、7井口B、8电动阀B、9电动阀C、10电动阀D、11循环管线、12电动阀E、13流量计B、14泵筒、15外工作筒、16下游动阀、17固定阀、18配重、19工作液进出孔、20减震孔、21空心活塞、22上游动阀。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明包括地面液压系统和井下抽油泵。

所述的地面液压系统由低压缸1、工作站2、高压缸3、电动阀A4、流量计A5、井口A6、井口B7、电动阀B8、电动阀C9、电动阀D10、循环管线11、电动阀E12、流量计B13组成。

工作站2一侧通过低压管线与低压缸1连接，另一侧通过高压管线与高压缸3连接，在高压缸3上设置有电动阀A4，电动阀A4一侧设置有流量计A5，流量计A5通过高压管线与井口A6连接。

在高压缸3上设置有电动阀E12，电动阀E12一侧设置有流量计B13，流量计B13通过高压管线与井口B7连接。

所述井口A6与井口B7上分别安装有电动阀B8与电动阀C9，用以将乏工作液通过循环管线11流入低压缸1内。

高压缸3上设置有电动阀D10，用来将高压缸3内多余的工作液流返回低压缸1内。

所述的高压缸3上可设置多个电动阀和流量计，当通过流量计的工作液达到设定值时，电动阀打开或关闭。所述的多个流量计分别通过高压管线与地面多个井口连接。

所述井口A6、井口B7的井下分别安装有井下抽油泵，所述井下抽油泵由泵筒14、外工作筒15、下游动阀16、固定阀17、配重18、工作液进出孔19、减震孔20、空心活塞21、上游动阀22组成。

所述外工作筒15的腔体内设置有泵筒14，泵筒14与外工作筒15之间形成环形腔体。所述泵筒14的中部设置有工作液进出孔19和减震孔20，井口A6和井口B7内的高压工作液，通过工作液进出孔19和减震孔20进入到泵筒14与外工作筒15之间形成的环形腔体内。

泵筒14的内部设置有空心活塞21，所述的泵筒14和空心活塞21为间隙式密封结构。所述工作液进出孔19下部设置的减震孔20，能使空心活塞21下行到最底面时，减轻其与泵筒14的碰撞。

所述空心活塞21的空腔上下设置有上游动阀22和下游动阀16，井下抽油泵将产出液通过上游动阀22和下游动阀16输送到输油管内。

所述空心活塞21的下部设置有配重18，空心活塞21在其上部的产出液液柱的自身重量及其下部设置的配重18的双重作用下下行。

泵筒14下部一侧设置有固定阀17，所述的固定阀17也称旁通阀。工作原理：工作站2将低压缸1中的工作液(油或水)加压后输入高压缸3中，高压工作液则通过电动阀A4、电动阀E12和流量计A5、流量计B13泵入井下并沿外工作筒15和泵筒14之间的环形空间下行，在通过工作液进出孔19和减震孔20后驱动空心活塞21上行。此时是上冲程，在上冲程中上游动阀22和下游动阀16关闭，上游动阀22以上的产出液液柱上行一个冲程，这时固定阀17打开，地层产出液进入泵筒内部。

当电动阀A4和电动阀E12关闭后在产出液液柱和配重18的双重作用下空心活塞21下行，此时为下冲程，在下冲程中泵筒14与外工作筒15之间形成的环形腔体内的工作液，通过工作液进出孔19和减震孔20返回地面井口A6和井口B7，通过电动阀B8与电动阀C9，将井口A6、井口B7内的乏工作液通过循环管线11流入低压缸1内。而此时上游动阀22和下游动阀16打开，固定阀17关闭，泵筒内部的地层产出液通过上游动阀22和下游动阀16流到地面输油管内。

因而本发明中的工作液和地层产出液互不干扰各行其道的。

Claims (4)

1.一种地面液压系统和井下抽油泵的结构，其特征在于，工作站(2)一侧通过低压管线与低压缸(1)连接，另一侧通过高压管线与高压缸(3)连接，在高压缸(3)上设置有电动阀A(4)，电动阀A(4)一侧设置有流量计A(5)，流量计A(5)通过高压管线与井口A(6)连接；

在高压缸(3)上设置有电动阀E(12)，电动阀E(12)一侧设置有流量计B(13)，流量计B(13)通过高压管线与井口(B7)连接；

所述井口A(6)与井口B(7)上分别安装有电动阀B(8)与电动阀C(9)，用以将乏工作液通过循环管线(11)流入低压缸(1)内；

高压缸(3)上设置有电动阀D(10)，用来将高压缸(3)内多余的工作液流返回低压缸(1)内；

所述井口A(6)、井口B(7)的井下分别安装有井下抽油泵，外工作筒(15)的腔体内设置有泵筒(14)，泵筒(14)与外工作筒(15)之间形成环形腔体。所述泵筒(14)的中部设置有工作液进出孔(19)和减震孔(20)，井口A(6)和井口B(7)内的高压工作液，通过工作液进出孔(19)和减震孔(20)进入到泵筒(14)与外工作筒(15)之间形成的环形腔体内；

泵筒(14)的内部设置有空心活塞(21)，所述的泵筒(14)和空心活塞(21)为间隙式密封结构。所述工作液进出孔(19)下部设置的减震孔(20)，能使空心活塞(21)下行到最底面时，减轻其与泵筒(14)的碰撞；

所述空心活塞(21)的空腔上下设置有上游动阀(22)和下游动阀(16)，井下抽油泵将产出液通过上游动阀(22)和下游动阀(16)输送到输油管内；

所述空心活塞(21)的下部设置有配重(18)，空心活塞(21)在其上部的产出液液柱的自身重量及其下部设置的配重(18)的双重作用下下行；

泵筒(14)下部一侧设置有固定阀(17)，所述的固定阀(17)也称旁通阀。

2.根据权利要求1所述的一种地面液压系统和井下抽油泵的结构，其特征在于，在所述的高压缸(3)上可设置多个电动阀和流量计，当通过流量计的工作液达到设定值时，电动阀打开或关闭。所述的多个流量计分别通过高压管线与地面多个井口连接。

3.根据权利要求1所述的一种地面液压系统和井下抽油泵的结构，其工作原理是，工作站(2)将低压缸(1)中的工作液(油或水)加压后输入高压缸(3)中，高压工作液则通过电动阀A(4)、电动阀E(12)和流量计A(5)、流量计B(13)泵入井下并沿外工作筒(15)和泵筒(14)之间的环形空间下行，在通过工作液进出孔(19)和减震孔(20)后驱动空心活塞(21)上行。此时是上冲程，在上冲程中上游动阀(22)和下游动阀(16)关闭，上游动阀(22)以上的产出液液柱上行一个冲程，这时固定阀(17)打开，地层产出液进入泵筒内部；

当电动阀A(4)和电动阀E(12)关闭后在产出液液柱和配重(18)的双重作用下空心活塞(21)下行，此时为下冲程，在下冲程中泵筒(14)与外工作筒(15)之间形成的环形腔体内的工作液，通过工作液进出孔(19)和减震孔(20)返回地面井口A(6)和井口B(7)，通过电动阀B(8)与电动阀C(9)，将井口A(6)、井口B(7)内的乏工作液通过循环管线(11)流入低压缸(1)内。而此时上游动阀(22)和下游动阀(16)打开，固定阀(17)关闭，泵筒内部的地层产出液通过上游动阀(22)和下游动阀(16)流到地面输油管内。

4.根据权利要求3所述的一种地面液压系统和井下抽油泵的结构，其特征在于，所述的工作液和地层产出液互不干扰各行其道。

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