CN103541664B - 液力反馈式抽油杆加重装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是液力反馈式抽油杆加重装置，可防止稠油井光杆下入速度过缓和深抽井底部失稳偏磨，适用于稠油井和深抽井。本装置包括外泵筒和抽油杆往复增载连接机构，抽油杆往复增载连接机构安装在外泵筒中；抽油杆往复增载连接机构包括抽油杆上接头、增载柱塞、密封柱塞和抽油杆下接头，密封柱塞的上部与抽油杆上接头和增载柱塞连接，其下部与抽油杆下接头连接，在抽油杆上接头和抽油杆下接头上设有液流孔；外泵筒包括连接短管、长泵筒和短泵筒，连接短管、长泵筒和短泵筒依次连接。利用抽油杆往复增载连接机构为底部抽油杆提供足够的液力反馈力，有效地解决了稠油井光杆缓下和深抽井底部抽油杆失稳偏磨的问题，延长了抽油泵的检泵周期。

Description

液力反馈式抽油杆加重装置

技术领域

  本发明属于石油工业采油井抽油杆的井下加重设备，特别是液力反馈式抽油杆加重装置，可防止稠油井光杆下入速度过缓和深抽井底部失稳偏磨，适用于稠油井和深抽井。

背景技术

在稠油、低渗透油藏的有杆泵举升和小泵深抽井中采用管式泵仍然是目前石油工业主要的采油方式。在稠油井、深抽井现场实际应用中主要存在以下二方面的问题：1、稠油井抽油杆下行时，阻力大，特别是稠油斜井中，极易造成光杆下入速度过缓，现场称为光杆缓下，可造成抽油杆无法正常抽吸，油井无法正常生产。2、深抽井中下入的空心抽油杆由上而下是按照由粗到细的设计原则，由于底部抽油杆直径细，在抽油杆下行时，易失稳弯曲，造成杆柱偏磨的事故。

目前现场解决稠油井光杆缓下和防止空心抽油杆及普通抽油杆深抽井底部偏磨的主要措施是在其抽油杆的底部连接加重杆。加重杆是通过加大杆柱外径、加大杆柱的质量，使得底部抽油杆单位长度的重量加大，起到防止光杆缓下和底部杆柱失稳偏磨。一般每口井设计加重杆的长度为50－100米，现场应用中存在二方面的问题：1、在部分井中，由于加重杆与油管内径的间隙小，加重杆也存在偏磨的问题；2、由于加重杆需要设计一定的长度，抽油杆的中性点无法下移到泵挂处，影响了解决底部抽油杆失稳的效果。现场需要一种能有效解决光杆缓下和将杆柱中性点下移到泵挂处的抽油杆杆柱加重装置。

发明内容

　　本发明的目的是提供液力反馈式抽油杆加重装置，针对抽油杆底部加重存在的问题，对抽油杆底部有效加重，克服现有加重杆的易偏磨和中性点无法有效下移的缺陷，提高稠油井和深抽井的检泵周期，降低生产成本。

    本发明的技术解决方案是：液力反馈式抽油杆加重装置包括外泵筒和抽油杆往复增载连接机构，抽油杆往复增载连接机构安装在外泵筒中；抽油杆往复增载连接机构包括抽油杆上接头、增载柱塞、密封柱塞和抽油杆下接头，密封柱塞的上部与抽油杆上接头和增载柱塞连接，其下部与抽油杆下接头连接，在抽油杆上接头和抽油杆下接头上设有液流孔；外泵筒包括连接短管、长泵筒和短泵筒，连接短管、长泵筒和短泵筒依次连接。利用抽油杆往复增载连接机构为底部抽油杆提供足够的液力反馈力。

 本发明与现有的抽油杆加重技术相比具有以下显著的效果：

1、不存在抽油杆柱偏磨的问题，本发明不是通过加大杆柱直径、增加重量的方式，而是通过两端增载柱塞和密封柱塞面积的不同，在同一压力系统中，产生了一个作用于抽油杆下部向下的液力反馈力，可以实现抽油杆的中性点转移泵挂位置。

2、由于长泵筒和短泵筒均对抽油杆柱有扶正的作用，可以有效扶正底部抽油杆。

3、本发明有效地解决了稠油井光杆缓下和深抽井底部抽油杆失稳偏磨的问题，延长了抽油泵的检泵周期，减少了检泵作业，明显降低了生产成本，经济效益显著。

附图说明

　  图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和工作原理对本发明做进一步的详述，参见图1，液力反馈式抽油杆加重装置包括外泵筒和抽油杆往复增载连接机构，抽油杆往复增载连接机构安装在外泵筒中；抽油杆往复增载连接机构包括抽油杆上接头3、增载柱塞4、密封柱塞7和抽油杆下接头9，密封柱塞7的上部与抽油杆上接头3和增载柱塞4连接，其下部与抽油杆下接头9连接，在抽油杆上接头3和抽油杆下接头9上设有液流孔；外泵筒包括连接短管2、长泵筒6和短泵筒8，连接短管2、长泵筒6和短泵筒8依次连接。抽油杆上接头3的直径比增载柱塞4的直径小，其两端内圆分别与抽油杆和密封柱塞7螺纹连接，在其中部管体上至少设有两个液流孔。抽油杆下接头9上至少设有两个液流孔，其上部内圆与密封柱塞7螺纹连接，其下部内圆与抽油杆螺纹连接。抽油杆上接头3上端外圆设有限位台阶与连接短管2配合，其下部外圆与连接短管2之间留有液流环隙与其液流孔连通。增载柱塞4的下部内圆与密封柱塞7之间设有密封圈5。长泵筒6的两端内圆分别与连接短管2和短泵筒8螺纹连接，其短泵筒8和增载柱塞4留于长泵筒6与密封柱塞7之间的壁厚相等。短泵筒8的下部外圆与油管螺纹连接；连接短管2的两端外圆分别与油管接箍1和长泵筒6螺纹连接，本装置的总长度设定在6m-10m之间。

现场应用中，将本发明通过油管接箍1、短泵筒8、抽油杆上接头3和抽油杆下接头9将本发明与油管和空心抽油杆或普通抽油杆连接，下入井中。这样就将抽油杆、密封柱塞7、增载柱塞4连接在一起，随抽油杆柱一起上下做抽汲运动。由于长泵筒6和增载柱塞4的封堵，使得增载柱塞4上端面承受的液柱压力作用在密封柱塞7上。由于增载柱塞4的上端面通过抽油杆上接头3的液流孔以及与连接短管2之间的液流环隙与油管里的液体接触，其压力与井筒液柱在增载柱塞4的上端面处的压力相同。密封柱塞7与油管里的液体接触，本装置的长度与泵挂深度的长度相比，可忽略，因此增载柱塞4的上端面所承受的液柱压力与密封柱塞7所承受的液柱压力相当，其压力值相同，可认为处于同一压力系统中。而增载柱塞4的截面积要大于密封柱塞7的截面积，由该截面积差所产生的液力反馈力作用在增载柱塞4的上端面，产生一个向下的液力反馈力。当下冲程时，增载柱塞4所承受的液力反馈力辅助抽油机带动抽油杆向下运动。一方面可以克服抽油杆所受的下行阻力，防止光杆的缓下；另一方面也可以防止底部抽油杆失稳弯曲，延缓抽油杆的偏磨。

Claims (6)

1.液力反馈式抽油杆加重装置，其特征是，包括外泵筒和抽油杆往复增载连接机构，抽油杆往复增载连接机构安装在外泵筒中；抽油杆往复增载连接机构包括抽油杆上接头（3）、增载柱塞（4）、密封柱塞（7）和抽油杆下接头（9），密封柱塞（7）的上部与抽油杆上接头（3）和增载柱塞（4）连接，其下部与抽油杆下接头（9）连接，在抽油杆上接头（3）和抽油杆下接头（9）上设有液流孔；抽油杆上接头（3）的直径比增载柱塞（4）的直径小，其两端内圆分别与抽油杆和密封柱塞（7）螺纹连接，在其中部管体上至少设有两个液流孔；抽油杆下接头（9）上至少设有两个液流孔，其上部内圆与密封柱塞（7）螺纹连接，其下部内圆与抽油杆螺纹连接；外泵筒包括连接短管（2）、长泵筒（6）和短泵筒（8），连接短管（2）、长泵筒（6）和短泵筒（8）依次连接。

2.根据权利要求1所述的液力反馈式抽油杆加重装置，其特征是，所述的抽油杆上接头（3）上端外圆设有限位台阶与连接短管（2）配合，其下部外圆与连接短管（2）之间留有液流环隙。

3.根据权利要求1所述的液力反馈式抽油杆加重装置，其特征是，所述增载柱塞（4）的下部内圆与密封柱塞（7）之间设有密封圈（5）。

4.根据权利要求1所述的液力反馈式抽油杆加重装置，其特征是，所述长泵筒（6）的两端内圆分别与连接短管（2）和短泵筒（8）螺纹连接，其短泵筒（8）和增载柱塞（4）留于长泵筒（6）与密封柱塞（7）之间的壁厚相等。

5.根据权利要求4所述的液力反馈式抽油杆加重装置，其特征是，所述短泵筒（8）的下部外圆与油管螺纹连接；连接短管（2）的两端外圆分别与油管接箍（1）和长泵筒（6）螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的液力反馈式抽油杆加重装置，其特征是，本装置的总长度设定在6m-10m之间。