CN103671043A - 液力驱动的采油装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液力驱动的采油装置,包括:地面动力系统(1)和井下液力驱动双作用抽油泵(2),地面动力系统(1)包括动力液缸(11)和分配阀总成(12),动力液缸(11)和分配阀总成(12)通过第一输液管(13)和第二输液管(14)连通;井下液力驱动双作用抽油泵(2)具有第一液压出油通道(21)和第二液压出油通道(22),第一液压出油通道(21)与第一输液管(13)连通,第二液压出油通道(22)与第二输液管(14)连通。属于石油开采技术领域。本发明的液力驱动的采油装置由于无需抽油杆,则在斜井、弯曲井中采油,避免抽油杆与油管磨损,减少抽油杆断脱、油管穿孔事故,延长检泵周期。

Description

液力驱动的采油装置
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域,特别涉及一种液力驱动的采油装置。
背景技术
随着石油开采技术的不断提高、开采难度的不断增加以及低能耗开采和绿色开采的要求越来越高,对石油开采中的抽油设备和方式都提出了更高的要求。现有石油井中的抽油设备一般采用杆泵采油,而杆泵抽油主要是使用抽油杆与油管的配合,通过外部电机驱动抽油杆在油管内做活塞运动,从而实现油液从油井内被抽取出来。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:采用杆泵采油装置,抽油泵与油管会有较严重的磨损,特别是在斜井和弯曲井的采油过程中,抽油泵与油管的磨损更加剧烈,会造成抽油杆断脱、油管穿孔事故的增加,维修作业的工作量大大增加,石油开采的设备成本大大增加,石油开采的效率大大降低。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明实施例提供了一种液力驱动的采油装置,主要是解决石油开采中的在斜井、弯曲井中采油,由于抽油杆与油管磨损而导致抽油杆断脱、油管穿孔的事故的频繁发生问题。所述技术方案如下:
本发明提供了一种液力驱动的采油装置,包括:地面动力系统和井下液力驱动双作用抽油泵,所述地面动力系统包括动力液缸和分配阀总成,所述动力液缸和所述分配阀总成通过第一输液管和第二输液管连通;所述井下液力驱动双作用抽油泵具有第一液压出油通道和第二液压出油通道,所述第一液压出油通道与所述第一输液管连通,所述第二液压出油通道与所述第二输液管连通。
进一步地,所述井下液力驱动双作用抽油泵包括外筒、内筒、外油管和中心油管,所述内筒套设在所述外筒内,所述中心油管套设在所述外油管内,所述中心油管和所述外油管与所述内筒和所述外筒连接,所述中心油管与所述外筒连通,所述外油管与所述内筒连通。
所述内筒内套设有第一泵筒,所述第一泵筒的一端固定连接有第二泵筒,所述第一泵筒内设置有第一柱塞,所述第二泵筒内设置有第二柱塞,所述第一柱塞和所述第二柱塞通过柱塞拉杆连接。
所述第二柱塞、所述柱塞拉杆、所述柱塞拉杆与所述第一泵筒之间的第一液腔、所述第一泵筒与所述内筒之间的第一液流通道和所述外油管构成所述第一液压出油通道。
所述柱塞拉杆与所述第二泵筒之间的第二液腔、所述外筒与所述内筒之间的第二液流通道、所述第一泵筒与所述第一柱塞之间的第三液腔和所述中心油管构成所述第二液压出油通道。
进一步地,所述中心油管和所述外油管与所述内筒和所述外筒之间设置有第一接头,所述第一接头第一端开设有第一出液孔,所述第一出液孔连通所述外油管与所述第一液流通道;所述第一接头中心开设有第二出液孔,所述第二出液孔连通所述第三液腔和所述中心油管。
进一步地,所述第一泵筒与所述第二泵筒的连接处设置有第二接头,所述第二接头的侧壁上开设有第三出液孔,所述第三出液孔连通所述第二液腔与所述第二液流通道。
进一步地,所述第二柱塞的底部设置有第一泵阀,所述第二泵筒的底部设置有第二泵阀,所述第二接头的底部设置有第三泵阀,所述第二接头的顶部设置有第四泵阀。
进一步地,所述分配阀总成具有第一分流阀、第二分流阀和采液管,所述第一分流阀与所述第一输液管连接,所述第二分流阀与所述第二输液管连接。
进一步地,所述地面动力系统还包括四连杆机构,所述四连杆机构与所述动力液缸杠杆连接。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
1、本发明通过使用液压力驱动来抽取石油,替代了现有石油开采设备的抽油杆,液压力驱动带动双作用抽油泵作上下冲程运动,驱动采出油液。使得单位抽取量的能耗降低,开采效率大大提高。
2、由于无需抽油杆,使得该液力驱动的采油装置在斜井、弯曲井中采油,避免抽油杆与油管磨损,减少抽油杆断脱、油管穿孔事故,延长检泵周期。
3、液压驱动力大小可通过调节动力液压力实现,有利于实现自动化控制。
4、该液力驱动的采油装置有利于实现长冲程采油。
5、该液力驱动的采油装置可以利用由现有抽油机机构改型的地面装置工作,可靠、节约资金。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的采油装置的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的采油装置的分配阀总成的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的采油装置的井下液力驱动双作用抽油泵的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例
本实施例提供了一种液力驱动的采油装置,参见图1、图2和图3,该采油装置包括:地面动力系统1和井下液力驱动双作用抽油泵2,地面动力系统1给井下液力驱动双作用抽油泵2提供液压驱动力,使得井下液力驱动双作用抽油泵2的相关部件作上下冲程的往复运动,从而实现原有液体的抽取。
其中,地面动力系统1包括动力液缸11、分配阀总成12和四连杆机构15,具体地,动力液缸11的第一端固定在地面上,动力液缸11的第一端与四连杆机构15铰接,在四连杆机构15的驱动下,动力液缸11中的活塞即可上下运动。即四连杆机构15与动力液缸11杠杆连接,四连杆机构15是将原动机的旋转运动转换成直线运动驱动动力液缸11的功能部件。
动力液缸11是输出高压动力液的功能部件,分流阀总成12是高压动力液输出和采出液分流的功能部件。动力液缸11和分配阀总成12通过第一输液管13和第二输液管14连通。其中,分配阀总成12具有第一分流阀121、第二分流阀122和采液管123,第一分流阀121与第一输液管13连接,第二分流阀122与第二输液管14连接,采液管123设置在分配阀总成12上,用于导出被抽取出来的石油原液。
井下液力驱动双作用抽油泵2具有第一液压出油通道21和第二液压出油通道22,第一液压出油通道21与第一输液管13连通,第二液压出油通道22与第二输液管14连通。具体地,动力液缸11的液缸筒下部开设有下出液口,第一输液管13通过该下出液口与动力液缸11连通,第一输液管13在动力液缸11与第一液压出油通道21之间通过支路与第一分流阀121连通。动力液缸11的液缸筒上部开设有上出液口,第二输液管14通过该上出液口与动力液缸11连通,第二输液管14在动力液缸11与第二液压出油通道22之间通过支路与第二分流阀122连通。
井下液力驱动双作用抽油泵2包括外筒23、内筒24、外油管25和中心油管26。内筒24套设在外筒23内,内筒24的外周壁与外筒23的内周壁之间具有一定的间距,以形成液流通道。中心油管26套设在外油管25内,中心油管26的外周壁与外油管25的内周壁之间具有一定的间距,以形成第一液压出油通道21的液流通道。中心油管26和外油管25与内筒24和外筒23连接,中心油管26与外筒23连通,外油管25与内筒24连通,即在抽油过程中,从外筒23与内筒24之间的液流通道输送出来的原油液体被输送到中心油管26内,从内筒24内流出的原油液体被输送到外油管25内。
内筒24内套设有第一泵筒241,第一泵筒241的一端固定连接有第二泵筒242,第一泵筒241与第二泵筒242之间设置有短泵筒251,短泵筒251的两端分别与第一泵筒241和第二泵筒242固定连接。第一泵筒241内设置有第一柱塞243,第一柱塞243的外周壁与第一泵筒241的内周壁之间密封接触,第一柱塞243将第一泵筒241分隔成容积可变化的上下空腔。第二泵筒242内设置有第二柱塞244,第二柱塞244的外周壁与第二泵筒242的内周壁之间密封接触,第二柱塞244将第二泵筒242分隔成容积可变化的上下空腔。第一柱塞243和第二柱塞244通过柱塞拉杆245连接,这样在柱塞拉杆245的作用下,第一柱塞243和第二柱塞244作同步的上移或下移运动。
第二柱塞244和柱塞拉杆245均为中空的管状结构,第二柱塞244和柱塞拉杆245的中空管柱为液流通道。第二柱塞244的下端开设有第一液流入口252,柱塞拉杆245在与第一柱塞243的连接处下缘开设有第一出液孔253,柱塞拉杆245与第一泵筒241之间的的空间形成第一液腔246,第一出液孔253连通柱塞拉杆245中空管柱与第一液腔246。在第一泵筒241的与第二泵筒242连接处的上缘开设有第二出液孔254,第一泵筒241与内筒24之间的空间形成第一液流通道247,第二出液孔254连通第一液腔246和第一液流通道247。这样,第二泵筒242、第二柱塞244、柱塞拉杆245、柱塞拉杆245与第一泵筒241之间的第一液腔246、第一泵筒241与内筒24之间的第一液流通道247和外油管25构成所述第一液压出油通道21。
柱塞拉杆245与第二泵筒242之间的空间形成第二液腔248,外筒23与内筒24之间的空间形成第二液流通道249,第一泵筒241与第一柱塞243上端之间的空间形成第三液腔250,第二液流通道249与第三液腔250相互连通。这样,柱塞拉杆245与第二泵筒242之间的第二液腔248、外筒23与内筒24之间的第二液流通道249、第一泵筒241与第一柱塞243之间的第三液腔250和中心油管26构成第二液压出油通道22。
优选地,中心油管26和外油管25与内筒24和外筒23之间设置有第一接头27,第一接头27第一端开设有第一出液孔271,第一出液孔271连通外油管25与第一液流通道247;第一接头27中心开设有第二出液孔272,第二出液孔272连通第三液腔250和中心油管26。
第一泵筒241与第二泵筒242的连接处设置有第二接头28,第二接头28的侧壁上开设有第三出液孔281,第三出液孔281连通第二液腔248与第二液流通道249。
第二柱塞244的底部设置有第一泵阀29,第二泵筒242的底部设置有第二泵阀30,第二接头28的底部设置有第三泵阀31,第二接头28的顶部设置有第四泵阀32。第一泵阀29、第二泵阀30、第三泵阀31和第四泵阀32用于抽取所处处的石油原液。
本发明液力驱动的采油装置的工作原理是:
将井下液力驱动双作用抽油泵2与外油管25的下端连接下入油井采油位置,再下入中心油管26,将地面动力系统1的第一输液管13与外油管25的地面出液孔连接,将地面动力系统1的第二输液管14与中心油管26的地面出液孔连接。
启动地面动力系统,当动力液缸11输出的高压动力液进入第二输液管14,通过关闭分流阀总成12的第一分流阀121,动力液进入中心油管26、通过第二出液孔272进入第三液腔250,此时第四泵阀32关闭,动力液推动第一柱塞243下行,带动柱塞拉杆245、第二柱塞244下行,与此同时,第二泵阀30关闭,第一泵阀29开启,第二泵筒242下端液腔内的采出液通过第二柱塞244、柱塞拉杆245和第一出液孔253进入第一液腔246与第一液腔246内的原液油液混合,再通过第二出液孔254、第一液流通道247、第一出液孔271进入外油管25上部的液腔然后通过外油管25的地面出液孔排出地面。与此同时,第三泵阀31开启,第二液腔248容积增大,吸入油井液;排出地面的油液通过第一输液管13进入分流阀总成12,一部分油液进入动力液缸11,一部分油液进入采液管123输到集油站。
当动力液缸11换向输出高压动力液进入第一输液管13,通过关闭分流阀总成12的第二分流阀122,动力液进入外油管25、通过第一出液孔271、第一液流通道247、第二出液孔254进入第一液腔246,动力液推动第一柱塞243上行,带动柱塞拉杆245和第二柱塞244上行。与此同时,第三泵阀31关闭,第四泵阀32开启,第二液腔248的容积减小,第二液腔248内的采出液通过第三出液孔281、第二液流通道249、第二液流通道249与第三液腔250之间的液孔进入第三液腔250,与第三液腔250内的油液混合,再通过第二出液孔272进入中心油管26的内腔,通过中心油管26的地面出液孔排出地面。与此同时,第二泵阀30开启,第二泵筒242下端液腔容积增大,吸入油井液;排出地面的油液通过第二输液管14进入分流阀总成26,一部分油液进入动力液缸11,一部分油液进入采液管123输到集油站。地面动力系统1输出的高压动力液驱动井下液力驱动双作用抽油泵2作一次上、下冲程运动即完成一周期采油。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种液力驱动的采油装置,包括:地面动力系统(1)和井下液力驱动双作用抽油泵(2),其特征在于,所述地面动力系统(1)包括动力液缸(11)和分配阀总成(12),所述动力液缸(11)和所述分配阀总成(12)通过第一输液管(13)和第二输液管(14)连通;
所述井下液力驱动双作用抽油泵(2)具有第一液压出油通道(21)和第二液压出油通道(22),所述第一液压出油通道(21)与所述第一输液管(13)连通,所述第二液压出油通道(22)与所述第二输液管(14)连通。
2.根据权利要求1所述的液力驱动的采油装置,其特征在于,所述井下液力驱动双作用抽油泵(2)包括外筒(23)、内筒(24)、外油管(25)和中心油管(26),所述内筒(24)套设在所述外筒(23)内,所述中心油管(26)套设在所述外油管(25)内,所述中心油管(26)和所述外油管(25)与所述内筒(24)和所述外筒(23)连接,所述中心油管(26)与所述外筒(23)连通,所述外油管(25)与所述内筒(24)连通;
所述内筒(24)内套设有第一泵筒(241),所述第一泵筒(241)的一端固定连接有第二泵筒(242),所述第一泵筒(241)内设置有第一柱塞(243),所述第二泵筒(242)内设置有第二柱塞(244),所述第一柱塞(243)和所述第二柱塞(244)通过柱塞拉杆(245)连接;
所述第二柱塞(244)、所述柱塞拉杆(245)、所述柱塞拉杆(245)与所述第一泵筒(241)之间的第一液腔(246)、所述第一泵筒(241)与所述内筒(24)之间的第一液流通道(247)和所述外油管(25)构成所述第一液压出油通道(21);
所述柱塞拉杆(245)与所述第二泵筒(242)之间的第二液腔(248)、所述外筒(23)与所述内筒(24)之间的第二液流通道(249)、所述第一泵筒(241)与所述第一柱塞(243)之间的第三液腔(250)和所述中心油管(26)构成所述第二液压出油通道(22)。
3.根据权利要求2所述的液力驱动的采油装置,其特征在于,所述中心油管(26)和所述外油管(25)与所述内筒(24)和所述外筒(23)之间设置有第一接头(27),所述第一接头(27)第一端开设有第一出液孔(271),所述第一出液孔(271)连通所述外油管(25)与所述第一液流通道(247);
所述第一接头(27)中心开设有第二出液孔(272),所述第二出液孔(272)连通所述第三液腔(250)和所述中心油管(26)。
4.根据权利要求2所述的液力驱动的采油装置,其特征在于,所述第一泵筒(241)与所述第二泵筒(242)的连接处设置有第二接头(28),所述第二接头(28)的侧壁上开设有第三出液孔(281),所述第三出液孔(281)连通所述第二液腔(248)与所述第二液流通道(249)。
5.根据权利要求2所述的液力驱动的采油装置,其特征在于,所述第二柱塞(244)的底部设置有第一泵阀(29),所述第二泵筒(242)的底部设置有第二泵阀(30),所述第二接头(28)的底部设置有第三泵阀(31),所述第二接头(28)的顶部设置有第四泵阀(32)。
6.根据权利要求1所述的液力驱动的采油装置,其特征在于,所述分配阀总成(12)具有第一分流阀(121)、第二分流阀(122)和采液管(123),所述第一分流阀(121)与所述第一输液管(13)连接,所述第二分流阀(122)与所述第二输液管(14)连接。
7.根据权利要求1所述的液力驱动的采油装置,其特征在于,所述地面动力系统(1)还包括四连杆机构(15),所述四连杆机构(15)与所述动力液缸(11)杠杆连接。
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