CN104329233B - 螺旋往复式井下采油装置 - Google Patents

Abstract

一种螺旋往复式井下采油装置。主要解决现有的采油设备效率低、能耗高、寿命短、维护不方便的问题。其特征在于：所述的泵外壳（10）内部置有若干组电磁线圈（11），电磁线圈（11）内部置有空心转子（8），且空心转子（8）置于光杆（5）外部；所述的空心转子（8）下端连接有丝杠螺母（19），丝杠螺母（19）与其内部的空心往复丝杠（13）之间通过螺纹连接，且空心往复丝杠（13）上部与光杆（5）连接；所述的空心往复丝杠（13）底部通过上部凡尔短接（20）连接有柱塞（15）。该螺旋往复式井下采油装置体积小、效率高、能耗低，并且使用寿命长、免维护。

Description

螺旋往复式井下采油装置

技术领域

本发明涉及油田采油领域，具体的说是一种螺旋往复式井下采油装置。

背景技术

目前油田的采油设备大多为常规游梁式抽油机，其存在的主要问题是能耗大、效率低、游梁式抽油机附件多、重量大、传动部分环节太多、部件的损耗和能量的损耗惊人。传统的游梁式抽油机其中皮带损耗15%，减速机功率损耗9%，四连杆结构功率损耗3-6%，以上三个方面的能量损失在30-35%左右，同时海上油田因为游梁式抽油机的重量无法作业。传统的游梁式抽油机其工作过程为：用电机带动减速机，减速机带动皮带轮，皮带轮带动曲柄连杆将旋转圆运动变成驴头悬点的上下直线往复运动，依靠抽油杆和光杆传递运动，带动井下抽油泵柱塞提上放下，将油带出地面进入输油管道中。在抽油杆上下往复运动过程中，极易造成抽油杆与油管之间偏磨，减少使用寿命，缩短了作业周期，增加了大量费用。

21世纪以来，出现了新的抽油设备，即直线电机与抽油泵连接，具有明显的节能作用，但由于泵与直线电机相连，增加的长度太长，实现不了长冲程，无法完成直线运动，并且使用寿命短、维护不方便。

发明内容

为了克服现有的采油设备效率低、能耗高、寿命短、维护不方便的不足，本发明提供一种螺旋往复式井下采油装置，该螺旋往复式井下采油装置体积小、效率高、能耗低，并且使用寿命长、免维护。

本发明的技术方案是：一种螺旋往复式井下采油装置，包括空心的光杆、泵筒上接头、泵筒下接头，且泵筒上接头与泵筒下接头之间连接有泵外壳，所述的泵外壳内部置有若干组电磁线圈，电磁线圈内部置有空心转子，且空心转子套于光杆外部；所述的空心转子下端连接有丝杠螺母，丝杠螺母与其内部的空心往复丝杠之间通过螺纹连接，且空心往复丝杠上部与光杆连接；所述的空心往复丝杠底部通过上部凡尔短接连接有柱塞。

所述的空心往复丝杠与丝杠螺母之间通过单螺旋T形螺纹连接。

所述的空心往复丝杠与丝杠螺母之间通过双螺旋螺纹连接，且两套螺纹旋向相反。

所述的泵筒上接头上部连接有防砂装置，防砂装置上部连接有电磁加热短接，电磁加热短接上部连接有数据传输短接，所述的泵筒下接头下部连接有外筒，所述的柱塞置于外筒内。

所述的柱塞下部连接有下部凡尔短接。

所述的空心转子上设有镶嵌式固体润滑轴承。

本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，空心转子置于泵外壳和电磁线圈内，电磁线圈受磁构成电磁定子，迫使空心转子转动，带动丝杠螺母转动，从而使丝杠直线运动，同时带动柱塞往复运动，实现将电能转换为动能，完成抽油动作。本装置与抽油泵机电一体化，尺寸与抽油泵相同，采油方式和井口都不需要更换，效率高、能耗低、无磨损；同时不需要抽油杆，解决了抽油杆与油管之间的偏磨问题，可以保证2年以上免维护，同时延长使用寿命；井口无动力部分，工艺简单，占地面积小；在井下每隔1000米下一套该采油装置，可实现深井递接动力采油；空心转子和柱塞作业需要更换时，不需要起油管及泵壳，投捞方式可以实现；该采油装置防腐性能好，可以适应聚合物及强酸、强碱环境。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，其中图a是上半段，图b是下半段。

图中1-上部出液孔，2-数据传输短接，3-电磁加热短接，4-防砂装置，5-光杆，6-泵筒上接头，7-供电电缆，8-空心转子，9-镶嵌式固体润滑轴承，10-泵外壳，11-电磁线圈，12-泵筒下接头，13-空心往复丝杠，14-上凡尔，15-柱塞，16-下凡尔，17-底部凡尔，18-下接头，19-丝杠螺母。20-上部凡尔短接，21-下部凡尔短接，22-外筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1所示，一种螺旋往复式井下采油装置，包括光杆5、泵筒上接头6、泵筒下接头12，所述的光杆5为空心光杆，泵筒上接头6与泵筒下接头12之间连接有泵外壳10，所述的泵筒上接头6上部连接有防砂装置4，防砂装置4上部连接有电磁加热短接3，电磁加热短接3上部连接有数据传输短接2，数据传输短接2上部接油管。防砂装置4上有润滑轴承和密封装置，可以保证砂石等杂质不进入光杆5内，供电电缆7与数据传输短接2及电磁加热短接3相连，为其供电。所述的泵筒下接头12下部连接有外筒22，外筒22下部通过底部凡尔接头与下接头18相连，下接头18下部连接筛管，且底部凡尔接头内部设有底部凡尔17。

所述的泵外壳10内部置有若干组电磁线圈11，泵外壳10与电磁线圈11共同组成电磁定子，并且电磁线圈11由供电电缆7供电。电磁线圈11内部置有空心转子8，空心转子8上设有多组镶嵌式固体润滑轴承9，对空心转子8起到支撑与润滑的作用，降低空心转子8和电磁定子之间的磨损，且空心转子8套在光杆5外部。所述的空心转子8下端连接有丝杠螺母19，空心转子8转动时可带动丝杠螺母19一同旋转。丝杠螺母19与其内部的空心往复丝杠13之间通过螺纹连接，构成一组螺纹副，使丝杠螺母19转动时可带动空心往复丝杠13做上下直线运动。空心往复丝杠13内部也为空心，其上部与光杆5连接，空心往复丝杠13上下运动时，光杆5随之一同运动。所述的空心往复丝杠13底部通过上部凡尔短接20连接有柱塞15，柱塞15下部连接有下部凡尔短接21。当空心往复丝杠13上下运动时，可以带动柱塞15一同往复运动，柱塞15内部为空心，与空心往复丝杠13及空心光杆5一起，构成内部通道，上部凡尔短接20内部设有上凡尔14，下部凡尔短接21内部设有下凡尔16，当上述的凡尔打开时，内部通道开通。

所述的空心往复丝杠13与丝杠螺母19之间可以通过单螺旋T形螺纹连接，此时，可在行程端点设置一下行程开关，空心往复丝杠13碰触行程开关后改变供电方向，从而改变磁场方向，以改变空心转子8及丝杠螺母19旋转方向，来使空心往复丝杠13上行或下行。所述的空心往复丝杠13与丝杠螺母19之间也可以通过双螺旋螺纹连接，且两套螺纹旋向相反，这样当空心往复丝杠13沿一个方向旋转到端部时，自动进入另一个旋向的螺纹，从而实现自动换向，当然，也可以通过改变供电方向的方式来改变丝杠运动方向。空心往复丝杠13的长度可达9米，实现了长冲程、少冲次的目的。同时，当柱塞15向上运动到电磁加热短接3处时，可由电磁加热装置进行加热，达到防蜡的效果。

在采油时，通过供电电缆7给数据传输短接2、电磁加热短接3及电磁线圈11供电，电磁线圈11形成磁场，空心转子8在磁场作用下转动，通过丝杠螺母19及空心往复丝杠13带动柱塞15上下运动。当柱塞15向下运动时，上凡尔14、下凡尔16及底部凡尔17均打开，井液由下接头18底部筛管上的进液孔进入到内部通道；柱塞15到达行程端点后改变方向向上运动，各凡尔关闭，将内部通道的井液由上部出液孔1传输到地面。如此往复运动，实现连续采油。

Claims (6)

1.一种螺旋往复式井下采油装置，包括空心的光杆（5）、泵筒上接头（6）、泵筒下接头（12），且泵筒上接头（6）与泵筒下接头（12）之间连接有泵外壳（10），其特征在于：所述的泵外壳（10）内部置有若干组电磁线圈（11），电磁线圈（11）内部置有空心转子（8），且空心转子（8）套于光杆（5）外部；所述的空心转子（8）下端连接有丝杠螺母（19），丝杠螺母（19）与其内部的空心往复丝杠（13）之间通过螺纹连接，且空心往复丝杠（13）上部与光杆（5）连接；所述的空心往复丝杠（13）底部通过上部凡尔短接（20）连接有柱塞（15）。

2.根据权利要求1所述的螺旋往复式井下采油装置，其特征在于：所述的空心往复丝杠（13）与丝杠螺母（19）之间通过单螺旋T形螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的螺旋往复式井下采油装置，其特征在于：所述的空心往复丝杠（13）与丝杠螺母（19）之间通过双螺旋螺纹连接，且两套螺纹旋向相反。

4.根据权利要求2或3所述的螺旋往复式井下采油装置，其特征在于：所述的泵筒上接头（6）上部连接有防砂装置（4），防砂装置（4）上部连接有电磁加热短接（3），电磁加热短接（3）上部连接有数据传输短接（2），所述的泵筒下接头（12）下部连接有外筒（22），所述的柱塞（15）置于外筒（22）内。

5.根据权利要求4所述的螺旋往复式井下采油装置，其特征在于：所述的柱塞（15）下部连接有下部凡尔短接（21）。

6. 根据权利要求5所述的螺旋往复式井下采油装置，其特征在于：所述的空心转子（8）上设有镶嵌式固体润滑轴承（9）。