CN103939319A - 三管式直线电机抽油泵 - Google Patents

Abstract

一种三管式直线电机抽油泵，包括外管，外管上端通过上接箍连接有沉砂管，外管下端通过下接箍连接有进油筛管，沉砂管上端连接有油管接箍，沉砂管内部设有中间出油管，外管内从上至下依次设有过滤管Ⅰ、上泵筒和下泵筒，过滤管Ⅰ内设有过滤管Ⅱ，上泵筒和下泵筒内从上至下依次设有上柱塞和下柱塞，下柱塞底端通过联接头连接设置在进油筛管内的电机动子，电机动子外侧设有电机定子，过滤管Ⅰ顶端与中间出油管连通处设有单流阀，上泵筒内位于上柱塞上方设有出油阀，上柱塞上端内部设有上游动阀，下柱塞顶端与上柱塞连接处设有下游动阀。本发明具有防砂能力极强、平衡载荷、提高直线电机泵使用寿命等特点，能够满足直线电机采油法采油的需求。

Description

三管式直线电机抽油泵

技术领域

本发明涉及一种三管式直线电机抽油泵，其适用于运用直线电机采油法开采原油的油井采油，能有效平衡电机负载，具有极强的防砂能力，大大提高直线电机的使用寿命。 

背景技术

目前，直线电机抽油泵作为一种新兴的采油设备备受油田的青睐。它是将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的动力装置。用直线电机作为抽油泵的动力设备，可取消常规有杆泵采油体系中的抽油机和抽油杆柱，简化传动方式，避免抽油杆柱与油管柱的偏磨，减少传动能量损失，提高泵效，并能实时监测井下油层参数。和常规有杆抽油相比，在防止偏磨、调节油井产液量等方面具有显著的优势。现有的直线电机采油法存在着诸多缺陷：

一、当停泵检修时，上部油管中的原油所含砂粒沉积进入直线电机抽油泵，极易发生砂卡、砂埋，从而造成直线电机泵出现拉伤、堵死甚至直线电机报废等现象。

二、现有的直线电机抽油泵基本为单一行程做功，上下冲程时做功不均衡，这就会导致电机负载变化大而对电机寿命产生影响或者组合柱塞受交变载荷而发生变形卡泵、脱扣等后果。

三、在抽汲过程中，原油中的砂粒会发生沉积而堵塞出油孔，造成柱塞下行时无法排油，从而增加下行阻力，使得柱塞下行困难，严重时导致柱塞脱扣甚至可能损坏电机。 

发明内容

本发明的目的是设计一种防砂效果好、平衡载荷能力强，能够延长电机使用寿命、提升采油效率、降低能耗的直线电机抽油泵。

一种三管式直线电机抽油泵，它包括外管，外管上端通过上接箍连接有沉砂管，外管下端通过下接箍连接有进油筛管，沉砂管上端连接有油管接箍，沉砂管内部设有中间出油管，外管内从上至下依次设有过滤管Ⅰ、上泵筒和下泵筒，过滤管Ⅰ内设有过滤管Ⅱ，上泵筒和下泵筒内从上至下依次设有上柱塞和下柱塞，下柱塞底端通过联接头连接设置在进油筛管内的电机动子，电机动子外侧设有电机定子，过滤管Ⅰ顶端与中间出油管连通处设有单流阀，上泵筒内位于上柱塞上方设有出油阀，上柱塞上端内部设有上游动阀，下柱塞顶端与上柱塞连接处设有下游动阀，所述的过滤管Ⅰ内形成过滤空间Ⅰ，所述的过滤管Ⅰ和过滤管Ⅱ之间形成过滤空间Ⅱ，所述的过滤管Ⅱ、上泵筒、下泵筒和外管之间整体形成过滤空间Ⅲ，所述的上泵筒和下柱塞之间形成排油空间，过滤空间Ⅲ和排油空间之间设有出油孔，所述的下柱塞与进油筛管内部连通，所述的过滤管Ⅰ与中间出油管通过上接箍连通。

上述的过滤管Ⅰ的过滤孔设置过滤管Ⅰ的下端，过滤管Ⅱ的过滤孔设置在过滤管Ⅱ的上端。

本发明取得了以下的技术效果：

1.   设计了单流阀。当停泵检修时，单流阀关闭，能有效防止砂粒沉积进入直线电机抽油泵，避免了因中间出油管中的砂粒沉积而造成的砂卡、砂埋现象，大大提高产品使用寿命。

2.   通过直径不相同的两根大小泵串联，并在上泵筒下部设计出油孔，上行程通过出油阀排油，下行程通过大小柱塞环空排油，实现了平衡载荷的功能。

3.   出油阀上部设计了滤管Ⅰ及过滤管Ⅱ，可对原油中的砂粒进行双层过滤， 

4.   利用U型管原理设计三层过滤管。当柱塞上行程时，出油阀打开，油液一部分经单流阀进入中间出油管排出，一部分经过滤管Ⅰ进入过滤空间Ⅱ中，当油液还未进入过滤空间Ⅲ时，电机开始带动柱塞下行，排油空间的油流经过滤空间Ⅲ被排出，带动过滤空间Ⅱ中的油液经过滤管Ⅰ再次回到过滤空间Ⅰ中，从而使得含有砂粒的原油不能进入过滤空间Ⅲ中，能够有效防止砂埋出油孔。

综上所述，本发明具有防砂能力极强、平衡载荷、提高直线电机泵使用寿命等特点，能够直线电机采油法采油的需求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

参见附图1所示，一种三管式直线电机抽油泵，它包括外管6，外管上端通过上接箍4连接有沉砂管2，外管下端通过下接箍17连接有进油筛管19，沉砂管上端连接有油管接箍1，沉砂管内部设有中间出油管3，外管内从上至下依次设有过滤管Ⅰ8、上泵筒10和下泵筒16，过滤管Ⅰ内设有过滤管Ⅱ7，上泵筒和下泵筒内从上至下依次设有上柱塞12和下柱塞14，下柱塞底端通过联接头18连接设置在进油筛管内的电机动子20，电机动子外侧设有电机定子21，过滤管Ⅰ顶端与中间出油管连通处设有单流阀5，上泵筒内位于上柱塞上方设有出油阀9，上柱塞上端内部设有上游动阀11，下柱塞顶端与上柱塞连接处设有下游动阀13，所述的过滤管Ⅰ内形成过滤空间Ⅰ22，所述的过滤管Ⅰ和过滤管Ⅱ之间形成过滤空间Ⅱ23，所述的过滤管Ⅱ、上泵筒、下泵筒和外管之间整体形成过滤空间Ⅲ24，所述的上泵筒和下柱塞之间形成排油空间25，过滤空间Ⅲ和排油空间之间设有出油孔15，所述的下柱塞与进油筛管内部连通，所述的过滤管Ⅰ与中间出油管通过上接箍连通。所述的过滤管Ⅰ的过滤孔设置过滤管Ⅰ的下端，过滤管Ⅱ的过滤孔设置在过滤管Ⅱ的上端。

抽油时，直线电机带动上柱塞12、下柱塞14在上泵筒10、下泵筒16中做直线往复运动，通过泵腔体积和压力的变化将原油举升至地面。

上行程时，上游动阀11上部泵腔体积减小，压力增大，上游动阀11和下游动阀13关闭，出油阀9开启，油液被排入过滤空间Ⅰ22中，同时，由于排油空间25体积增大，压力减小，过滤空间Ⅰ22中的一部分油液经过滤管Ⅰ8和过滤管Ⅱ7进入排油空间25中，另外一部分油液则经单流阀5、中间出油管3被排入泵上油管中。

下行程时，上游动阀11上部泵腔体积增大，压力减小，上游动阀11和下游动阀13开启，出油阀9关闭，井底油液经进油筛管19、联接头18进入上游动阀11上部泵腔中，同时，排油空间25体积减小，压力增大，空间内的油液经过滤管Ⅱ7和过滤管Ⅰ8进入过滤空间Ⅰ22中，然后经单流阀5、中间出油管3被排入泵上油管中。

如此上下往复运动，上、下行程均排油，油液被不断举升至地面，完成抽油过程。

当电机停止工作时，单流阀5在液柱压力下关闭，泵上油管内油液中的砂粒无法进入直线电机抽油泵内，避免了因砂粒沉积而造成的砂卡、砂埋现象，大大提高产品使用寿命。  

Claims (2)

1.一种三管式直线电机抽油泵，其特征在于：它包括外管（6），外管上端通过上接箍（4）连接有沉砂管（2），外管下端通过下接箍（17）连接有进油筛管（19），沉砂管上端连接有油管接箍（1），沉砂管内部设有中间出油管（3），外管内从上至下依次设有过滤管Ⅰ（8）、上泵筒（10）和下泵筒（16），过滤管Ⅰ内设有过滤管Ⅱ（7），上泵筒和下泵筒内从上至下依次设有上柱塞（12）和下柱塞（14），下柱塞底端通过联接头（18）连接设置在进油筛管内的电机动子（20），电机动子外侧设有电机定子（21），过滤管Ⅰ顶端与中间出油管连通处设有单流阀（5），上泵筒内位于上柱塞上方设有出油阀（9），上柱塞上端内部设有上游动阀（11），下柱塞顶端与上柱塞连接处设有下游动阀（13），所述的过滤管Ⅰ内形成过滤空间Ⅰ（22），所述的过滤管Ⅰ和过滤管Ⅱ之间形成过滤空间Ⅱ（23），所述的过滤管Ⅱ、上泵筒、下泵筒和外管之间整体形成过滤空间Ⅲ（24），所述的上泵筒和下柱塞之间形成排油空间（25），过滤空间Ⅲ和排油空间之间设有出油孔（15），所述的下柱塞与进油筛管内部连通，所述的过滤管Ⅰ与中间出油管通过上接箍连通。

2.根据权利要求1所述的三管式直线电机抽油泵，其特征在于：所述的过滤管Ⅰ的过滤孔设置在过滤管Ⅰ的下端，过滤管Ⅱ的过滤孔设置在过滤管Ⅱ的上端。