CN103498786A - 一种采油泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采油泵，包括抽油泵和液压系统，其关键在于：所述抽油泵包括泵体，该泵体下端部为封闭面，在该封闭面上设置有进油孔，在该进油孔上设置有进油阀门；在所述进油阀门上方的所述泵体内部竖直设置有抽油管，该抽油管上端部外套有上活塞，下端部固套有下活塞，所述上活塞、下活塞、抽油管和泵体形成封闭的液压油储油腔室，在该抽油管中部固套有中间活塞，该中间活塞将所述液压油储油腔室分成容积可变的上腔室和容积可变的下腔室，该上腔室和下腔室分别通过管道和所述液压系统相通；在所述抽油管的上端出口设置有出油阀门。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采机械领域，具体涉及一种采油泵。
背景技术
目前，石油开采的抽油装置主要由井下抽油泵和地面游梁式抽油机组成。受地质条件和开采时间的影响，许多油田后期出油量特别小，但面对现在能源日趋紧张的局势，必须对油田后期进行精细化开采，以及过去因出油量小放弃开采的油田，现在也有开采的必要；常规的井下抽油泵和地面游梁式抽油机对出油量小的油井进行采油开发将难以胜任，抽油机工作效率极低，耗能高，让开发成本大大提高，收益和付出严重不成正比。
现有技术中，也产生了许多针常规井下抽油泵和地面游梁式抽油机缺点进行的改进方案，如专利号为201220171144.X公开的一种井下液压抽油泵，将整个泵体安装在油井底部，在抽油泵的底部设置液压传动系统，通过连杆机构带动液压泵活塞运动，取消了地面游梁式抽油机中抽油杆，降低了能耗，但其结构相对复杂，再则活塞杆较短，来回一个行程的时间也就较短，冲程调节困难，用来开发出油量较少的油井，同样不适合，也会浪费大量能源。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种结构简单，排量小，能通过控制液压系统油路的换向时间来进一步调节采油泵的采油量，用于开采出油量小的油井具有极强的节能作用的一种采油泵。具体技术方案如下：
一种采油泵，包括抽油泵和液压系统，其关键在于：所述抽油泵包括有泵体，该泵体两端空腔的截面积小于该泵体中部空腔的截面积，该泵体下端部为封闭面，在该封闭面上设置有圆孔或者方孔，在该圆孔或者方孔上设置有进油阀门；在该泵体内部设置有抽油管，该抽油管上下两端部分别设置有上活塞和下活塞，该上活塞和下活塞与泵体形成液压油储油腔室，该抽油管中部设置有中间活塞，该中间活塞将所述液压油储油腔室分成容积可变的上腔室和下腔室，该上腔室和下腔室通过管道和液压系统相连，所述抽油管的上端出口还设置有出油阀门。
本发明的工作原理如下：
将抽油泵放入油井中，使抽油泵泵体下端位于油井原油区，将油管接在泵体上端部，为液压系统接上电源后，液压系统通过管道为抽油泵中下腔室供液压油时，抽油管及抽油管上的活塞便向上缓慢运动，此时打开进油阀门，在抽油管上下活塞的作用下原油便慢慢进入到泵体下端腔室中，当液压系统停止为抽油泵中下腔室供油时便关闭进油阀门，使原油无法流出泵体下端腔室；接下来，液压系统通过换向电磁阀改变油路，为抽油泵中上腔室供油，同时下腔室中的液压油回流到液压油箱中，抽油管及抽油管上的活塞便向下缓慢运动，此时打开出油阀门，在下活塞的作用下，使泵体下端腔室中的原油通过抽油管道涌出，进入油管，抽油管及抽油管上的活塞如此往返运动，实现对油井中石油的开采。
为更好的实现本发明，可进步为：
所述泵体上部空腔和下部空腔的截面积均小于该泵体中部空腔的截面积，所述上活塞和下活塞分别位于所述泵体的上部空腔和下部空腔内，且所述上活塞固套在所述抽油管外，所述中间活塞位于所述泵体的中部空腔内。所述泵体 上部和下部的内壁厚度大于所述泵体中部内壁的厚度，且所述上活塞、中间活塞、下活塞和泵体内壁紧密接触，这样便可实现上腔室和下腔室的容积可变，在液压系统的作用下，整个抽油管能上下运动。
所述泵体下部空腔的截面积小于该泵体上部空腔的截面积，所述上活塞活套在所述抽油管上，该上活塞外壁与所述泵体上部空腔的内壁固定，所述下活塞位于所述泵体的下部空腔内。这样上活塞固定在泵体的内壁上，减轻了抽油管的重量，减少了抽油管同泵体间的摩擦，同时也使上腔室中所有的可变面积集中在中间活塞上，这样液压系统的工作效率更高，更加节能。
所述液压系统包括油箱、电磁换向阀和液压泵，其中所述液压泵进口端与所述油箱相通，出口端设置所述电磁换向阀，该电磁换向阀上端油口分别通过管道与所述上腔室和下腔室相通，该电磁换向阀回油口与所述油箱相通。所述电泵中设置有电机，该电机和电磁换向泵对应设置有控制器，在控制器的控制下电机单向运动且一直保持着恒定的转速，使电机工作一直工作在高效率状态，最大限度的节省电能；控制器通过控制电磁换向阀的换向时间，可以自由调整抽油泵的有效行程，从而控制采油量，使其和油井的出油量相匹配，使抽油泵工作在最佳效率状态，节省能源。
与所述上腔室和下腔室相通的管道均设置在所述泵体的泵壁中。这样可有效的节省油井空间，同时可使管道在泵体的保护下免受外界的破坏，延长寿命。
所述进油阀门和出油阀门为单向阀或者为电磁阀。
所述液压系统设置在抽油泵下端。
本发明的有益效果为：取消了常规液压采油泵中液压泵和采油泵之间的连杆，使液压系统和采油泵更加紧密的结合在一起，更加紧凑简单，便于安装运输以及后期的维护保养；液压系统中油泵电机始终工作在匀速、单向的高效率 状态，且选取小功率电机，只需调整换向电磁阀的换向时间便可调整采油泵的采油量，以此来适应出油量小，出油周期长的油井，实现用最小的能耗适应低产油井的石油开采，节省能源。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明上活塞固定在泵体内壁的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种采油泵，包括抽油泵1和液压系统，所述液压系统设置在抽油泵1下端，其关键在于：所述抽油泵1包括有泵体2，该泵体2为圆柱形，其两端空腔的截面积小于该泵体2中部空腔的截面积，该泵体2下端部为封闭面，在该封闭面上设置有方孔或者圆孔，在该方孔或者圆孔上设置有进油阀门9，该进油阀门9为单向阀；在该泵体2内部轴向的中间位置设置有抽油管3，该抽油管3也为圆柱形，其长度短于泵体2的长度，该抽油管3上下两端部分别设置有上活塞4和下活塞5，该上活塞4和下活塞5与泵体2形成液压油储油腔室，该抽油管3中部设置有中间活塞6，该中间活塞6将所述液压储油腔室分成容积可变的上腔室7和下腔室8，该抽油管3的上端出口还设置有出油阀门10，该出油阀10为单向阀；
所述液压系统设置有电磁换向阀11，该电磁换向阀11上端通过管道分别和所述上腔室7和下腔室8连接，所述管道设置在所述泵体2泵壁中，所述电磁换向阀11下端进油口串接油泵12后与油箱13相连，该电磁换向阀11下端出油口直接和油箱13相连，所述油泵12中设置有电机，电机和电磁换向阀11对应设置有控制器，该控制器控制电机单向运转且转速恒定，控制电磁换向阀11 的换向时间。
上活塞4可固定在抽油管3的外壁，上活塞4跟随抽油管3一起运动。
如图2所示，上活塞4也可固定在泵体2的内壁，上活塞4不随抽油管3运动，这样更能减少油管3的自重，降低上活塞4对上腔室7内液压油的压力，降低能耗。
本发明是这样工作的，将采油泵放入油井中，将抽油泵1的上端和油管相连，使抽油泵1下端位于油井原油区，为油泵12和电磁换向阀11及对应的控制器接上电源，控制器控制电磁换向阀11和油泵12为下腔室8泵液压油，同时开启电磁换向阀11中上腔室7回路为其泄液压油，此时抽油管3及上面的活塞缓慢的向上运动，因为进油阀门9为单向阀，在压力的作用下原油便慢慢进入抽油泵1中；当向上行程完毕后，控制器控制电磁换向阀11换向为上腔室7泵液压油，同时泄放下腔室8中的液压油，此时抽油管3及上面的活塞缓慢的向下运动，在压力的作用下进油阀门9的单向阀关闭，出油管3上端的出油阀门10的单向阀打开，抽油泵1下端的原油便经出油管3涌出进入油管中，如此往返。
Claims (8)
1.一种采油泵，包括抽油泵（1）和液压系统，其特征在于：所述抽油泵（1）包括泵体（2），该泵体（2）下端部为封闭面，在该封闭面上设置有进油孔，在该进油孔上设置有进油阀门（9）；在所述进油阀门（9）上方的所述泵体（2）内部竖直设置有抽油管（3），该抽油管（3）上端部外套有上活塞（4），下端部固套有下活塞（5），所述上活塞（4）、下活塞（5）、抽油管（3）和泵体（2）形成封闭的液压油储油腔室，在该抽油管（3）中部固套有中间活塞（6），该中间活塞（6）将所述液压油储油腔室分成容积可变的上腔室（7）和容积可变的下腔室（8），该上腔室（7）和下腔室（8）分别通过管道和所述液压系统相通；在所述抽油管（3）的上端出口设置有出油阀门（10）。
2.根据权利要求1所述一种采油泵，其特征在于：所述泵体（2）上部空腔和下部空腔的截面积均小于该泵体（2）中部空腔的截面积，所述上活塞（4）和下活塞（5）分别位于所述泵体（2）的上部空腔和下部空腔内，且所述上活塞（4）固套在所述抽油管（3）外，所述中间活塞（6）位于所述泵体（2）的中部空腔内。
3.根据权利要求1所述一种采油泵，其特征在于：所述泵体（2）下部空腔的截面积小于该泵体（2）上部空腔的截面积，所述上活塞（4）活套在所述抽油管（3）上，该上活塞（4）外壁与所述泵体（2）上部空腔的内壁固定，所述下活塞（5）位于所述泵体（2）的下部空腔内。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述一种采油泵，其特征在于：所述液压系统包括油箱（13）、电磁换向阀（11）和液压泵（12），其中所述液压泵（12）进口端与所述油箱（13）相通，出口端设置所述电磁换向阀（11），该电磁换向阀（11）上端油口分别通过管道与所述上腔室（7）和下腔室（8）相通，该电磁换向阀（11）回油口与所述油箱（13）相通。
5.根据权利要求1所述一种采油泵，其特征在于：与所述上腔室（7）和下腔室（8）相通的管道均设置在所述泵体（2）的泵壁中。
6.根据权利要求1所述一种采油泵，其特征在于：所述进油阀门（9）和出油阀门（10）为单向阀，或者为电磁阀。
7.根据权利要求6所述一种采油泵，其特征在于：所述液压泵（12）与电机连接，该电机单向运转且转速恒定。
8.根据权利要求1所述一种采油泵，其特征在于：所述液压系统设置在抽油泵（1）下端。
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