CN104329244B - 一种胶囊组合泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于油井机械采油设备技术领域，具体涉及一种胶囊组合泵，包括泵壳体，所述泵壳体内上部设有胶囊，泵壳体下部设有柱塞，所述柱塞通过柱塞连杆连接电机；所述胶囊为中空结构且具有弹性，所述胶囊上端设有出液口，下端设有进液口，所述出液口设有上游动阀组，所述进液口设有下游动阀组，该进液口与泵壳体外界连通，所述胶囊与泵壳体之间的环空空间与柱塞所在空间连通组成泵内腔。本发明通过胶囊将井液与电机内部完全隔离，彻底杜绝了直线电机和井液的接触，大大减少电机与抽油泵连接部位脱扣的风险。

Description

一种胶囊组合泵

技术领域

本发明属于油井机械采油设备技术领域，具体涉及一种胶囊组合泵，应用于潜油直线电机无杆采油系统。

背景技术

潜油直线电机无杆采油系统，直线电机置于井下，通过电缆将电能输送到井下直线电机，带动抽油泵柱塞往复运动实现举升抽油。取消了抽油杆从根本上解决了定向井无法消除的杆管偏磨问题；实现电机到抽油泵的“零传动”，消除冲程损失，提高抽油泵泵效和系统效率，以达到提升油藏的开发效果，减少作业安全风险的目的。

潜油直线电机无杆采油系统目前主要用在1000至2000米深的石油井液中工作，井下环境温度达100至140℃高温、存在20 MPa高压，还存在包括水、原油及盐、卤化物及硫酸盐还原菌等强腐蚀的介质，井液中悬浮有1～2%的铁锈、泥沙等固体杂质，存在耐高温、耐高压、耐腐蚀、防砂等问题，因此潜油直线电机无杆采油系统的防护及可靠性水平是目前面临的主要难题。

现场试验应用的倒置下拉泵以及双作用泵，都是通过柱塞连杆与直线电机动子连接，柱塞连杆随着电机动子往复运动，在定向井里存在偏磨影响，容易造成杆断和连接部位磨损脱扣，且在运动过程中，电机动子处存在动密封失效，井液进入直线电机定子动子之间，使支撑轴承腐蚀和永磁体腐蚀，倒置整个系统失效。

发明内容

本发明的目的是解决现有潜油直线电机无杆采油系统中抽油泵与直线电机连接，运动过程中，井液进入直线电机造成动密封失效的问题。

为此，本发明提供了一种胶囊组合泵，包括泵壳体，其特征在于：所述泵壳体内上部设有胶囊，泵壳体下部设有柱塞，所述柱塞通过柱塞连杆连接电机；

所述胶囊为中空结构且具有弹性，所述胶囊上端设有出液口，下端设有进液口，所述出液口设有上游动阀组，所述进液口设有下游动阀组，该进液口与油套环空外界连通，所述胶囊与泵壳体之间的环空空间与柱塞所在空间连通组成组合泵内腔。

所述柱塞内设有柱塞游动阀。

所述组合泵内腔充满机油。

所述上游动阀组通过法兰盘与胶囊连接。

所述下游动阀组通过法兰盘与胶囊连接。

所述胶囊的材质为PTFE聚四氟乙烯、氟橡胶或氢化丁腈。

本发明的有益效果是：

1、通过胶囊将井液与电机内部完全隔离，彻底杜绝了直线电机和井液的接触。

2、整个井下机组只有柱塞一处动密封，柱塞上下都是电机油，即使漏失也不会影响电机运行。

3、大大减少电机与抽油泵连接部位脱扣的风险。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、泵壳体；2、上游动阀组；3、胶囊；4、下游动阀组；5、柱塞；6、柱塞游动阀；7、柱塞连杆；8、套管；9、连接扣；10、组合泵内腔；11、胶筒内腔；12、油套环空；13、进液口；14、下进液口；15、油管。

具体实施方式

实施例1：

为了解决现有潜油直线电机无杆采油系统中抽油泵与直线电机连接，运动过程中，井液进入直线电机造成动密封失效的问题。本实施例提供了一种如图1所示的胶囊组合泵，包括泵壳体1，所述泵壳体1内上部设有胶囊3，泵壳体1下部设有柱塞5，所述柱塞5通过柱塞连杆7连接电机；

所述胶囊3为中空结构且具有弹性，所述胶囊3上端设有出液口14，下端设有进液口13，所述出液口14设有上游动阀组2，所述进液口13设有下游动阀组4，该进液口13与油套环空12连通，所述胶囊3与泵壳体1之间的环空空间与柱塞5所在空间连通组成组合泵内腔10。

所述柱塞5内设有柱塞游动阀6。

所述组合泵内腔10充满机油。

所述上游动阀组2通过法兰盘与胶囊3连接。

所述下游动阀组4通过法兰盘与胶囊3连接。

所述胶囊3的材质为PTFE聚四氟乙烯、氟橡胶或氢化丁腈。

胶囊组合泵原理：柱塞5通过电机油驱动胶囊3膨胀、收缩实现吸油、排油。

胶囊组合泵工作过程：胶囊组合泵主要用于配合潜油直线电机使用，电机动子做往复直线运动，带动柱塞连杆7做往复直线运动，胶囊组合泵内腔10里充满了电机油，当柱塞5下行时，组合泵内腔10压力降低，电机油驱动胶囊3膨胀，胶筒内腔11压力降低，下游动阀组4打开，上游动阀组2关闭，油套环空12的井液进入进液口13通过下游动阀组4，进入胶筒内腔11，实现抽油泵进液，当柱塞5上行时，组合泵内腔10压力升高，组合泵内腔10电机油驱动胶囊3压缩，胶筒内腔11压力升高，下游动阀组4关闭，上游动阀组2打开，胶筒内腔11的液体由出液口14通过上游动阀组2，流入到油管15，实现抽油泵排液，油管15与胶囊组合泵通过连接扣9连接在一起。

本发明通过胶囊将井液与电机内部完全隔离，彻底杜绝了直线电机和井液的接触，整个井下机组只有柱塞一处动密封，柱塞上下都是电机油，即使漏失也不会影响电机运行，大大减少电机与抽油泵连接部位脱扣的风险。

实施例2：

在实施例1的基础上，对胶囊3和柱塞5作进一步详细说明。

胶囊体积和柱塞设计，见下表：

组合泵外径89 mm，壁厚按照6.5 mm计算，内径为76 mm，所以胶囊的外径最大可以做到70 mm，胶囊厚度3 mm，假设变形量为3.5 mm，为保证胶囊便于加工，同时胶囊外部还要有足够的形变空间，因此选用外径60 mm、长度1.33 m的胶囊，材质可选用PTFE聚四氟乙烯、氟橡胶、氢化丁腈等。选用28 mm活塞、行程1.2 m，其排量基本满足产液量2~5 m³需求。

胶囊长度计算表

本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种胶囊组合泵，包括泵壳体（1），其特征在于：所述泵壳体（1）内上部设有胶囊（3），泵壳体（1）下部设有柱塞（5），所述柱塞（5）通过柱塞连杆（7）连接电机；所述胶囊（3）为中空结构且具有弹性，所述胶囊（3）上端设有出液口（14），下端设有进液口（13），所述出液口（14）设有上游动阀组（2），所述进液口设有下游动阀组（4），该进液口（13）与油套环空（12）外界连通，所述胶囊（3）与泵壳体（1）之间的环空空间与柱塞（5）所在空间连通组成组合泵内腔（10），所述柱塞（5）内设有柱塞游动阀（6），所述组合泵内腔（10）充满机油；所述上游动阀组（2）通过法兰盘与胶囊（3）连接；所述下游动阀组通过法兰盘与胶囊（3）连接；所述胶囊（3）的材质为PTFE聚四氟乙烯、氟橡胶或氢化丁腈；

胶囊组合泵工作过程：胶囊组合泵主要用于配合潜油直线电机使用，电机动子做往复直线运动，带动柱塞连杆做往复直线运动，胶囊组合泵内腔里充满了电机油，当柱塞下行时，组合泵内腔压力降低，电机油驱动胶囊膨胀，胶筒内腔压力降低，下游动阀组打开，上游动阀组关闭，油套环空的井液进入进液口通过下游动阀组，进入胶筒内腔，实现抽油泵进液，当柱塞上行时，组合泵内腔压力升高，组合泵内腔电机油驱动胶囊压缩，胶筒内腔压力升高，下游动阀组关闭，上游动阀组打开，胶筒内腔的液体由出液口通过上游动阀组，流入到油管，实现抽油泵排液，油管与胶囊组合泵通过连接扣连接在一起；

所以胶囊的外径最大70 mm，胶囊厚度3 mm，变形量为3.5 mm。