CN106246519A - 一种无杆水气双基驱动排采系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种无杆水气双基驱动排采系统，其包括地面驱动泵单元、硬管水基动力和毛细管气压传递单元、双侧活塞动力实施单元、抽油和排采用杆泵单元；地面驱动泵单元在地面上，硬管水基动力和毛细管气压传递单元、双侧活塞动力实施单元、抽油和排采用杆泵单元在井下的油管和套管内；硬管水基动力和毛细管气压传递单元包括毛细管气管和硬管水管，毛细管气管依附到硬管水管而深入井下的油管和硬管水管中间环空内；地面驱动泵单元的第一活塞连接硬管水管来对硬管水管实施吸力或者压力，毛细管气管连接气体压力缓冲罐；双侧活塞动力实施单元的上侧连通硬管水管且下侧连通毛细管气管；抽油和排采用杆泵单元与双侧活塞动力实施单元联动。

Description

一种无杆水气双基驱动排采系统
技术领域
本发明属于石油开采、煤层气和页岩气开采的技术领域，具体地涉及一种无杆水气双基驱动排采系统，其能够解决常规游梁式抽油系统用于斜井时抽油杆管偏磨的问题。
背景技术
目前，能量的来源主要通过石油开采获得。近年来，煤层气和页岩气的开采为紧缺能源的人类带来了曙光。
但是，现有的开采系统采用抽油杆、常规游梁、井下动力装置。当遇到油田斜井抽油、煤层气和页岩气排采的情况时，由于采用往复运动的抽油杆，会造成抽油杆和油管的偏磨，降低了使用寿命，增加了修井次数，增大了排采成本。由于要使用常规游梁系统，所以体积庞大、占地面积大，成本提高、结构复杂、作业繁琐。其他无杆排采系统,如采用直线电机或电潜泵等井下动力装置，安装复杂，并且需要进行电力密封，成本大大提高，且寿命较短。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种无杆水气双基驱动排采系统，其能够彻底解决常规游梁式抽油系统用于斜井时抽油杆管的偏磨问题，增加了使用寿命、减少了修井次数、大大降低了排采成本、经济效益显著、体积小、占地面积小，成本低、结构简单、作业容易、安装容易、无需进行电力密封、能够实现无级调参、具有很好的推广使用价值。
本发明的技术解决方案是：这种无杆水气双基驱动排采系统，其包括地面驱动泵单元(1)、硬管水基动力和毛细管气压传递单元(2)、双侧活塞动力实施单元(3)、抽油和排采用杆泵单元(4)；地面驱动泵单元在地面上且包括电机、第一活塞(11)，电机驱动来使第一活塞进行上下运动；硬管水基动力和毛细管气压传递单元、双侧活塞动力实施单元、抽油和排采用杆泵单元在井下的油管(51)和套管(52)内；硬管水基动力和毛细管气压传递单元包括毛细管气管(21)和硬管水管(22)，毛细管气管依附到硬管水管而深入井下的油管和硬管水管中间环空内；地面驱动泵单元的第一活塞(11)连接硬管水管来对硬管水管实施吸力或者压力，毛细管气管连接气体压力缓冲罐(7)；双侧活塞动力实施单元的上侧连通硬管水管且下侧连通毛细管气管；抽油和排采用杆泵单元与双侧活塞动力实施单元联动，当地面驱动泵单元配置来对硬管水管实施压力时，双侧活塞动力实施单元带动抽油和排采用杆泵单元向下运动，当地面驱动泵单元配置来对硬管实施吸力时，通过气体压力缓冲罐在第一活塞上行时维持相对恒定压力且上举双侧活塞动力实施单元的汽缸活塞，从而带动抽油和排采用杆泵单元向上运动。
本发明因为不需要使用往复运动抽油杆，所以能够彻底解决常规游梁式抽油系统用于斜井时抽油杆管的偏磨问题，增加了使用寿命、减少了修井次数、大大降低了排采成本、经济效益显著。因为不需要使用常规游梁，所以体积小、占地面积小，成本低、结构简单、作业容易。采用毛细管气管依附到硬管水管而深入井下的油管内，克服了双硬管或双软管无法现场安装实施的难点,安装容易。因为本发明只要通过硬管水管的吸和压辅助毛细管软管内的压力就能驱动泵杆上行和下行往复运动，从而实现井下液体的举升，所以无需井下电力，也就无需电力密封；地面驱动泵单元的第一活塞连接硬管水管来对硬管水管实施吸力或者压力，毛细管气管连接气体压力缓冲罐；双侧活塞动力实施单元的上侧连通硬管水管且下侧连通毛细管气管；抽油和排采用杆泵单元与双侧活塞动力实施单元联动，当地面驱动泵单元配置来对硬管水管实施压力时，双侧活塞动力实施单元带动抽油和排采用杆泵单元向下运动，当地面驱动泵单元配置来对硬管实施吸力时，通过气体压力缓冲罐在第一活塞上行时维持恒定压力且上举双侧活塞动力实施单元的汽缸活塞，从而带动抽油和排采用杆泵单元向上运动；因此能够实现无级调参、具有很好的推广使用价值。
附图说明
图1是根据本发明的无杆水气双基驱动排采系统的总体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，这种无杆水气双基驱动排采系统，其包括地面驱动泵单元1、硬管水基动力和毛细管气压传递单元2、双侧活塞动力实施单元3、抽油和排采用杆泵单元4；地面驱动泵单元在地面上且包括电机、第一活塞11，电机驱动来使第一活塞进行上下运动；硬管水基动力和毛细管气压传递单元、双侧活塞动力实施单元、抽油和排采用杆泵单元在井下的油管51和套管52内；硬管水基动力和毛细管气压传递单元包括毛细管气管21和硬管水管22，毛细管气管依附到硬管水管而深入井下的油管和硬管水管中间环空内；地面驱动泵单元的第一活塞11连接硬管水管来对硬管水管实施吸力或者压力，毛细管气管连接气体压力缓冲罐7；双侧活塞动力实施单元的上侧连通硬管水管且下侧连通毛细管气管；抽油和排采用杆泵单元与双侧活塞动力实施单元联动，当地面驱动泵单元配置来对硬管水管实施压力时，双侧活塞动力实施单元带动抽油和排采用杆泵单元向下运动，当地面驱动泵单元配置来对硬管实施吸力时，通过气体压力缓冲罐在第一活塞上行时维持相对恒定压力且上举双侧活塞动力实施单元的汽缸活塞，从而带动抽油和排采用杆泵单元向上运动。
本发明因为不需要使用往复运动抽油杆，所以能够彻底解决常规游梁式抽油系统用于斜井时抽油杆管的偏磨问题，增加了使用寿命、减少了修井次数、大大降低了排采成本、经济效益显著。因为不需要使用常规游梁，所以体积小、占地面积小，成本低、结构简单、作业容易。采用毛细管气管依附到硬管水管而深入井下的油管内，克服了双硬管或双软管无法现场安装实施的难点,安装容易。因为本发明只要通过硬管水管的吸和压辅助毛细管软管内的压力就能驱动泵杆上行和下行往复运动，从而实现井下液体的举升，所以无需井下电力，也就无需电力密封；地面驱动泵单元的第一活塞连接硬管水管来对硬管水管实施吸力或者压力，毛细管气管连接气体压力缓冲罐；双侧活塞动力实施单元的上侧连通硬管水管且下侧连通毛细管气管；抽油和排采用杆泵单元与双侧活塞动力实施单元联动，当地面驱动泵单元配置来对硬管水管实施压力时，双侧活塞动力实施单元带动抽油和排采用杆泵单元向下运动，当地面驱动泵单元配置来对硬管实施吸力时，通过气体压力缓冲罐在第一活塞上行时维持恒定压力且上举双侧活塞动力实施单元的汽缸活塞，从而带动抽油和排采用杆泵单元向上运动；因此能够实现无级调参、具有很好的推广使用价值。
另外，所述气体压力缓冲罐采用气体举升上行，水基压力下行，实现排采。
另外，所述硬管水管分为多节，相邻两节之间通过螺扣连接。
另外，所述双侧活塞动力实施单元包括双侧活塞31和连杆32，双侧活塞的活塞筒33的上侧连接硬管水管且下侧连接毛细管气管，双侧活塞的下端连接连杆，连杆连接抽油和排采用杆泵单元。
另外，所述排采用杆泵单元在井内液面6下。
以下给出一个具体的实施例。
如图1所示，本发明主要包括地面驱动泵单元1、硬管水基动力和毛细管气压传递单元2、双侧活塞动力实施单元3、抽油和排采用杆泵单元4、油管51和套管52。其中地面驱动泵单元在地面上且包括电机、第一活塞11，电机驱动来使第一活塞进行上下运动。
通过地面驱动泵单元1的活塞对硬管水管实现压和吸，由于采用相对比较大的压力缓冲罐，能够保证在第一活塞上行时维持恒定压力且上举双侧活塞动力实施单元的汽缸活塞。
硬管水基动力和毛细管气压传递单元2由硬管水管和毛细管气管双管组成，是连接地面驱动泵单元1和双侧活塞动力实施单元3的动力传递系统，本部分采用硬管和软管克服了采用两根硬管或两根软管都无法现场安装实施的难点，硬管分节通过螺扣进行连接，可以正常采用现有油井(煤层气井等)机械进行安装，毛细管气管附着硬管水管一并下入。
双侧活塞动力实施单元3由一双侧活塞和连杆组成，硬管水管与上侧相连通，毛细管气管与下侧相连通，当硬管水管压时，双侧活塞下行带动连杆下行驱动杆泵下行，当硬管水管吸时，由于采用相对比较大的气体压力缓冲罐，能够保证在双侧活塞上行时维持比较恒定且能够上举双侧活塞，活塞上行带动连杆上行驱动杆泵上行，往复运动实现井液举升进行抽油或排采。
抽油和排采用杆泵单元4采用现在通用的杆泵系统，只要能驱动泵杆上行和下行往复运动，就能够实现井液举升。
套管为完井时下入属于井的一部分，油管采用常规油管。
本发明的有益效果如下：
(1)不采用往复运动的抽油杆，避免了抽油杆和油管偏磨，增加了使用寿命，减少了修井次数，大大降低了排采成本，经济效益显著；
(2)可以去掉常规游梁系统，体积小、占地面积小，成本低、结构简单、作业简便和高效节能，经济效益显著；
(3)相比直线电机和电潜泵，对井下油管部分不做任何改动，不许要井下电力，不存在电力密封问题，同时现常用杆泵经济且使用寿命要长的多，检泵次数要少的多，经济效益显著。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种无杆水气双基驱动排采系统，其特征在于：其包括地面驱动泵单元(1)、硬管水基动力和毛细管气压传递单元(2)、双侧活塞动力实施单元(3)、抽油和排采用杆泵单元(4)；地面驱动泵单元在地面上且包括电机、第一活塞(11)，电机驱动使第一活塞进行上下运动；硬管水基动力和毛细管气压传递单元、双侧活塞动力实施单元、抽油和排采用杆泵单元在井下的油管(51)和套管(52)内；硬管水基动力和毛细管气压传递单元包括毛细管气管(21)和硬管水管(22)，毛细管气管依附到硬管水管而深入井下的油管和硬管水管中间环空内；地面驱动泵单元的第一活塞(11)连接硬管水管来对硬管水管实施吸力或者压力，毛细管气管连接气体压力缓冲罐(7)；双侧活塞动力实施单元的上侧连通硬管水管且下侧连通毛细管气管；抽油和排采用杆泵单元与双侧活塞动力实施单元联动，当地面驱动泵单元配置来对硬管水管实施压力时，双侧活塞动力实施单元带动抽油和排采用杆泵单元向下运动，当地面驱动泵单元配置来对硬管实施吸力时，通过气体压力缓冲罐在第一活塞上行时维持相对恒定压力且上举双侧活塞动力实施单元的汽缸活塞，从而带动抽油和排采用杆泵单元向上运动。
2.根据权利要求1所述的无杆水气双基驱动排采系统，其特征在于：所述气体压力缓冲罐采用气体举升上行，水基压力下行，实现排采。
3.根据权利要求1所述的无杆水气双基驱动排采系统，其特征在于：所述硬管水管分为多节，相邻两节之间通过螺扣连接。
4.根据权利要求1所述的无杆水气双基驱动排采系统，其特征在于：所述双侧活塞动力实施单元包括双侧活塞(31)和连杆(32)，双侧活塞的活塞筒(33)的上侧连接硬管水管且下侧连接毛细管气管，双侧活塞的下端连接连杆，连杆连接抽油和排采用杆泵单元。
5.根据权利要求1所述的无杆水气双基驱动排采系统，其特征在于：所述排采用杆泵单元在井内液面(6)下。
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