CN102337867B - 一种液压抽油系统 - Google Patents

Abstract

一种液压抽油系统涉及一种深岩层中开采石油的采油设备。本发明目的在于提供一种通过置于油井中的平衡液压缸将两油井中的抽油杆和抽油泵及液柱的重力转换为液压力并互作配重平衡。同时，由液压泵站的液压动力驱动置于油井中的动力液压缸带动抽油泵采油。从而达到结构简单、节能和提高生产效率的目的。本发明包括至少一部液压抽油机，所述的液压抽油机包括一动力部和动力部下方的一采油部，所述的动力部与地表上的液压泵站相连，其结构要点是：还包括一平衡部，所述的平衡部与动力部和采油部相连，一空心抽油杆贯通所述动力部、平衡部以及采油部。

Description

一种液压抽油系统

技术领域

本发明涉及一种深岩层中开采石油的采油设备。尤其涉及一种由两口油井组合通过置于油井下的平衡液压缸将井中抽油杆和抽油泵及液柱的重力转换为液压力，并构成封闭的液压回路互作配重平衡，同时利用动力液压缸带动抽油泵的平衡液压抽油机。

背景技术

机械采油是目前国内外传统的主要采油方式之一。抽油机在油田是量大面广，为了适应各种井况的要求，抽油机种类繁多，结构各异，如产品有偏式游梁抽油机、下偏杆铃型游梁复合平衡抽油机、摆杆式抽油机等。

上述抽油机在生产中发挥着各自的作用。但根据现有抽油机的结构形式和技术性能按实际生产要求，仍存在很多难以克服的不足。例如，这些抽油机安置在井口处的机械设备机构庞大、占地面积大、抽油负载低、采出量受到一定限制，适应不了生产的要求。为了减小抽油机的工作负荷，均设计有复杂结构的配重装置，调整冲程、冲次等都很麻烦。且整个机械设备全裸露于地表，因此受季节和自然环境的影响；以上缺点使现有的抽油设备的进一步推广应用受到一定的限制。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供了一种液压抽油系统。目的在于提供一种通过置于油井中的平衡液压缸将两油井中的抽油杆和抽油泵及液柱的重力分别转换为液压力并互作配重平衡。同时，由液压泵站的液压动力驱动置于油井中的动力液压缸带动抽油泵采油。从而达到结构简单、节能和提高生产效率的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明包括至少一部液压抽油机，所述的液压抽油机包括一动力部和动力部下方的一采油部，所述的动力部与地表上的液压泵站相连，其结构要点是：还包括一平衡部，所述的平衡部与动力部和采油部相连，一空心抽油杆贯通所述动力部、平衡部以及采油部。

所述平衡部位于动力部和采油部之间。

进一步地，所述的采油部包括一抽油泵，该抽油泵泵筒中设置有柱塞，所述的柱塞固定在泵筒中空心杆上，柱塞下方的空心杆上设有联通口；所述的空心杆上部和下部分别与上凡尔和下凡尔相连，该上凡尔与空心抽油杆下部相连；在采油部段的空心抽油杆上设有原油入口。

作为本发明的一种优选方案，所述抽油泵泵筒的下方设置有带有泄油器。

更进一步地，所述的动力部包括一动力液压缸，所述的动力液压缸内的空心抽油杆上固定的动力液压缸活塞，将动力液压缸分成上腔和下腔，所述动力液压缸的上腔和下腔分别同液压泵站相连。

更进一步地，当单井时，所述的平衡部包括一平衡液压缸，所述的平衡液压缸内的空心抽油杆上固定的平衡液压缸活塞，将平衡液压缸分成上腔和下腔；所述平衡液压缸的上腔与液压泵站相连，所述平衡液压缸的下腔与地表上储能装置相连；所述的储能装置是由重物和液压缸构成，重物与液压抽油机的重量相等，所述储能装置的容积与采油部的抽油泵的容积变化相等。

双井时，所述的平衡液压缸的上腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸的上腔相连，构成封闭的液压回路；所述的平衡液压缸的下腔与该相邻液压抽油机的平衡液压缸的下腔相连。

在所述下凡尔的下方设置有辅助配重；在液压平衡回路中，通过调整辅助配重，即两油井中悬负荷差，使两油井中的悬重相等，可达到最理想的节能效果。

进一步地，连接平衡液压缸的上腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸的上腔为油管二，油管二通过带有单向阀的补油管线同液压泵站相连；连接平衡液压缸的下腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸的下腔为油管三，油管三通过管线同液压泵站相连。

三井以上时，当本发明的液压抽油系统由至少三个液压抽油机构成时，每个液压抽油机的平衡液压缸上腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸的上腔相连，每个液压抽油机的平衡液压缸下腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸的下腔相连，其中一组液压抽油机的重量之和应等于另一组液压抽油机的重量之和；两组互作配重平衡。

本发明的有益效果：1、节能效果明显：本发明采用了两油井间可互作配重平衡的独特采油方式，与现有游梁式抽油机相比，结构设计合理、制造成本低，而且可节能30%以上。

2、本发明由于采用了以地面液压泵站的液压力为动力驱动置于油井下的动力液压缸，串接平衡液压缸带动抽油泵抽油的独特采油方式，去除了地面结构庞大复杂的采油机械设备，大大减小了占地面积，为丛式采油平台、海上采油平台提供了应用的可行性。

3、深井采油不仅要加大抽油机的提升力，同时还要相应的加大配重，这样会使采油设备更庞大，占地面积加大。本发明由于采用了井下液压驱动抽油泵以及液压平衡的独特采油方式，可以方便的通过调整液压系统的压力、冲程等技术参数即可保证生产要求。

4、本发明可适用于套管井径5寸半、7寸等规格的采油井，并可根据油井的深度、油质和井筒液面等情况，通过电控、液控等方便地调整冲程、冲次和液压系统压力等来保证生产要求。同时根据不同井况配用相应性能的抽油泵，可获得更佳的采油效果。

5、在油井比较集中的区段（丛式采油平台），采用一个液压泵站，同时驱动多口油井的抽油泵采油，可获得更好的节能效果。

6、在液压平衡回路中，由于采用了辅助配重（两油井中悬负荷差），从而可使两油井中的悬重达到相等，构成了节能采油的最佳方案。

附图说明

图1是本发明液压抽油机的结构示意图。

图2是两本发明液压抽油机相结合的工作状态图。

其中，1回油管、2油管柱、3动力液压缸活塞、4动力液压缸、5平衡液压缸活塞、6平衡液压缸、7密封管、8空心抽油杆、9油管一、10上凡尔、11柱塞、12空心杆、13泵筒、14泄油器、15下凡尔、16防砂管、17套管、18油管二、19油管三、20油管四、21油管五、22油管六、23油管七、24液压泵站、25辅助配重、26抽油泵、27联通口、28原油出口、29接箍、30原油入口、31井口、32原油、33动力液、34补油管线、35储能装置、36液压缸、37重物、38动力部、39平衡部、40采油部。

具体实施方式

本发明包括至少一部液压抽油机，所述的液压抽油机包括一动力部38和动力部38下方的一采油部40，所述的动力部38与地表上的液压泵站24相连，其结构要点是：还包括一平衡部39，所述的平衡部39与动力部38和采油部40相连，一空心抽油杆8贯通所述动力部38、平衡部39以及采油部40。

所述平衡部39位于动力部38和采油部40之间。

进一步地，所述的采油部40包括一抽油泵26，该抽油泵26泵筒13中设置有柱塞11，所述的柱塞11固定在泵筒13中空心杆12上，柱塞11下方的空心杆12上设有联通口27；所述的空心杆12上部和下部分别与上凡尔10和下凡尔15相连，该上凡尔10与空心抽油杆8下部相连；在采油部40段的空心抽油杆8上设有原油入口30。

作为本发明的一种优选方案，所述抽油泵26泵筒13的下方设置有带有泄油器14。

更进一步地，所述的动力部38包括一动力液压缸4，所述的动力液压缸4内的空心抽油杆8上固定的动力液压缸活塞3，将动力液压缸4分成上腔和下腔，所述动力液压缸4的上腔和下腔分别同液压泵站24相连。

更进一步地，当单井时，所述的平衡部39包括一平衡液压缸6，所述的平衡液压缸6内的空心抽油杆8上固定的平衡液压缸活塞5，将平衡液压缸6分成上腔和下腔；所述平衡液压缸6的上腔与液压泵站24相连，所述平衡液压缸6的下腔与地表上储能装置35相连；所述的储能装置35是由重物37和液压缸36构成，重物37与液压抽油机的重量相等，所述储能装置35的容积与采油部40的抽油泵26的容积变化相等。

双井时，所述的平衡液压缸6的上腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸6的上腔相连，构成封闭的液压回路；所述的平衡液压缸6的下腔与该相邻液压抽油机的平衡液压缸6的下腔相连。

在所述下凡尔15的下方设置有辅助配重25；在液压平衡回路中，通过调整辅助配重25，即两油井中悬负荷差，使两油井中的悬重相等，可达到最理想的节能效果。

进一步地，连接平衡液压缸6的上腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸6的上腔为油管二18，油管二18通过带有单向阀的补油管线34同液压泵站24相连；连接平衡液压缸6的下腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸6的下腔为油管三19，油管三19通过管线同液压泵站24相连。

三井以上时，当本发明的液压抽油系统由至少三个液压抽油机构成时，每个液压抽油机的平衡液压缸6上腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸6的上腔相连，每个液压抽油机的平衡液压缸6下腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸6的下腔相连，其中一组液压抽油机的重量之和应等于另一组液压抽油机的重量之和；两组互作配重平衡。

本发明的液压抽油机位于井口31下方的套管17之内。动力部38、平衡部39和采油部40之间均设置有密封管7。采油部40段套管17的下部设置有防砂管16。

下面结合附图2对本发明的具体动作过程作进一步描述。

上冲程：液压泵站24输出高压动力液33（液压油），通过液压抽油机的井口31的油管七23进入动力液压缸4的下腔，推动动力液压缸活塞3上行（此时，动力液压缸4上腔的动力液33通过油管六22、液压泵站24，经油管五21进入相邻液压抽油机的井口31中的动力液压缸4上腔）。

设在动力液压缸活塞3上的空心抽油杆8及设在空心抽油杆8上的平衡液压缸活塞5，上凡尔10、柱塞11、下凡尔15同时上行，从而使所述液压抽油机的抽油泵26内腔加大，形成负压；此时，下凡尔15打开，上凡尔10关闭；原油32经过下凡尔15进入抽油泵26泵腔内，柱塞11由空心抽油杆8带动不断上升，使空心抽油杆8与油管一9形成的环形空间逐渐减小，压力升高；因此，其中的原油32通过原油入口30，进入空心抽油杆8的内腔，直达所述液压抽油机的井口31，经回油管1排到地面输油管线。完成了排油过程。

下冲程：与此同时，相邻液压抽油机的井口31中对应的动力液压缸4的上腔，进入动力液33，设在动力液压缸4内的动力液压缸活塞3下行（动力液压缸4下腔的动力液33通过油管四20返回液压泵站24）。设在动力液压缸活塞3上的空心抽油杆8及设在空心抽油杆8上的平衡液压缸活塞5、上凡尔10、柱塞11、下凡尔15同时下行。由于柱塞11下行，使抽油泵26内腔压力升高，下凡尔15关闭；上凡尔10打开，抽油泵26泵腔内的原油32从联通口27，通过柱塞11内孔和原油出口28，流入由油管一9和空心抽油杆8形成的环形空间。完成了进油过程。

在完成排、进油过程中，两井内的平衡液压缸6同时分别将重力转换为液压力互作配重平衡。两油井中的抽油泵26的换向是由压力传感器和电磁换向阀自动控制完成的。从而达到了智能平衡液压抽油机在上下冲程时，连续出油的目的。

以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明，保护范围并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果，只要满足本发明的技术特征，都在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种液压抽油系统，包括至少一部液压抽油机，所述的液压抽油机包括一动力部（38）和动力部下方的一采油部（40），所述的动力部（38）与地表上的液压泵站（24）相连，其特征在于：

还包括一平衡部（39），所述的平衡部（39）与动力部（38）和采油部（40）相连，一空心抽油杆（8）贯通所述动力部（38）、平衡部（39）以及采油部（40），且平衡部（39）位于动力部（38）和采油部（40）之间；

所述的动力部（38）包括一动力液压缸（4），该动力液压缸（4）内的空心抽油杆（8）上固定的动力液压缸活塞（3），将动力液压缸（4）分成上腔和下腔，所述动力液压缸（4）的上腔和下腔分别同液压泵站（24）相连；

所述的采油部（40）包括一抽油泵（26），该抽油泵（26）泵筒（13）中设置有柱塞（11），所述的柱塞（11）固定在泵筒（13）中空心杆（12）上，柱塞（11）下方的空心杆（12）上设有联通口（27）；所述的空心杆（12）上部和下部分别与上凡尔（10）和下凡尔（15）相连，该上凡尔（10）与空心抽油杆（8）下部相连；在采油部（40）段的空心抽油杆（8）上设有原油入口（30）；

所述的平衡部（39）包括一平衡液压缸（6），所述的平衡液压缸（6）内的空心抽油杆（8）上固定的平衡液压缸活塞（5），将平衡液压缸（6）分成上腔和下腔；

由一个液压抽油机构成系统时，所述平衡液压缸（6）的上腔与液压泵站（24）相连，所述平衡液压缸（6）的下腔与地表上储能装置（35）相连；所述的储能装置（35）是由重物（37）和液压缸（36）构成，重物（37）与液压抽油机的重量相等，所述储能装置（35）的容积与采油部（40）和抽油泵（26）的容积变化相等；

由两个液压抽油机构成系统时，所述的平衡液压缸（6）的上腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸（6）的上腔相连，所述的平衡液压缸（6）的下腔与该相邻液压抽油机的平衡液压缸（6）的下腔相连，构成密闭的液压回路； 

由至少三个液压抽油机构成系统时，每个液压抽油机的平衡液压缸（6）的上腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸（6）的上腔相连，每个液压抽油机的平衡液压缸（6）的下腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸（6）的下腔相连，其中一组液压抽油机的重量之和应等于另一组液压抽油机的重量之和。

2.根据权利要求1所述的一种液压抽油系统，其特征在于：在所述下凡尔（15）的下方设置有辅助配重（25）。

3.根据权利要求1所述的一种液压抽油系统，其特征在于：连接平衡液压缸（6）的上腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸（6）的上腔为油管二（18），油管二（18）通过带有单向阀的补油管线（34）同液压泵站（24）相连；连接平衡液压缸（6）的下腔与相邻液压抽油机的平衡液压缸（6）的下腔为油管三（19），油管三（19）通过管线同液压泵站（24）相连。