CN107939348A - 一种电磁采油多级往复增效举升系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁采油多级往复增效举升系统,由多级电磁采油往复装置串联组合,包括动力电缆、硅钢绕组、缸体、活塞、排出液固定阀、吸入液固定阀、接箍、防砂管、外护筒、复位弹簧、活塞杆、安装座及油管。利用通电硅钢绕组线圈产生电磁力控制活塞上移,断电后复位弹簧受压缩产生弹性势能驱动活塞下移,由此实现活塞直线往复运动。通过活塞运动完成油液抽汲,最终油液经环空流道输送到下一级电磁采油往复装置。本发明作为一种新型采油装置,简化了采油工艺,提高采油效率,解决小功率装置深井作业的问题,适用于海洋与陆地复杂地质条件且不污染地层环境。

Description

一种电磁采油多级往复增效举升系统
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域,特别是指一种电磁采油多级往复增效举升系统。
背景技术
石油开采过程中当油层压力不足以将原油举升到地面时,需要人为向油井增补能量,通过人工举升方式开采石油。目前人工采油技术领域分为有杆采油和无杆采油,有杆采油是地面动力设备(抽油机)借助井下抽油杆完成采油工作,有杆采油系统结构简单、操作方便,在现阶段的生产中占有显著优势。随着油田开发进入中后期,有杆采油的偏磨、泵效低等弊端越发明显,加上油井经常出现井下管柱堵塞和结蜡现象,面对如此情况有杆采油技术显得难以招架。无杆采油无需抽油杆,该技术多以电缆或高压液体传递能量帮助油液举升,特别对斜井、水平井等工况,无杆采油能有效解决问题,从另一方面弥补了有杆采油的不足。无杆采油方式种类繁多,但以单一举升或两种不同举升方式复合组配为主,如此难以解决举升扬程范围小及下井深度受限的问题。
专利201220086467.9公开了一种电磁防蜡采油装置,装置设置内外筒、游动线圈、固定线圈、游动阀和固定阀,通过游动线圈产生电磁效益实现电磁采油,但这种单一举升方式效率较低,不利于增大采油举升深度。专利201520115247.8提出了一种同类容积泵接力举升采油装置,通过多个举升泵串联接力举升提高采油效率,该实施方式选择螺杆泵或叶片泵作为容积泵,实施方式对加工和装配要求较高,其泵效对介质粘度变化比较敏感。
发明内容
为克服上述技术不足,本发明提出一种电磁采油多级往复增效举升系统,由多级电磁采油往复举升装置串联组合而成,以动力电缆作为能量传输工具,利用通电硅钢绕组线圈产生电磁效益形成电磁力,通过电磁作用控制活塞直线往复运动实现油液抽汲。多级电磁采油往复举升装置协同工作,有效解决小泵深抽的问题,进一步提升采油效率,活塞往复运动对油管结蜡、结盐的现象有很好地抑制作用。
为达到上述目的,本发明采用了如下技术方案。
本发明提供一种电磁采油多级往复增效举升系统,包括动力电缆、硅钢绕组、缸体、活塞、排出液固定阀、吸入液固定阀、接箍、防砂管、外护筒、复位弹簧、活塞杆、安装座及油管。
外护筒上端联接油管,下端联接接箍或油管,缸体置于外护筒内部,与外护筒轴线重合;缸体上端设置出液孔,中间环形边缘位置设有台阶;缸体外壁与外护筒内壁间有间距,间距之间形成环空。
安装座固定在缸体台阶位置,内部设有硅钢绕组,将悬挂在油套管内部的动力电缆穿过外护筒缠绕在硅钢绕组上;安装座下端中间位置设有径向孔,径向孔尺寸与活塞杆相配合。
活塞安装在缸体内,活塞和安装座中间设有复位弹簧,复位弹簧分别安装在活塞杆两端,复位弹簧上端固定安装座底面,下端固定活塞顶面。
缸体下端两侧对称安装排出液固定阀,缸体中间位置设有通孔,通过通孔将缸体安装在外护筒上;外护筒底端中间位置安装吸入液固定阀。
接箍通过螺纹联接外护筒,防砂管通过螺栓联接在接箍底面位置。
一种电磁采油多级往复增效举升系统的运行过程:当活塞上行程工作时,动力电缆接通直流电源,缠绕硅钢绕组的通电线圈产生电磁场,活塞受到电磁力作用向上移动,在活塞和缸体的内腔中形成负压,外部油层压力大于缸体内腔压力,油液通过防砂管进入吸入液固定阀中。
当活塞下行程工作时,动力电缆断开直流电源,断电后硅钢绕组不产生电磁场,处于压缩状态的复位弹簧存储弹性势能,弹性势能驱动活塞向下运动,对缸体内腔油液形成挤压,此时吸入液固定阀处于关闭状态,油液向两侧排出液固定阀流出,排出油液经过外护筒和缸体之间的环空流入下一级电磁采油往复举升装置。
本发明的优点:1.与目前使用的无杆采油技术相比,多级电磁采油往复举升装置串联组合方式可很好满足深井作业,提高采油扬程的需要。2.电磁采油往复举升装置有利于降低原油粘度,减少油管结蜡。3.能耗低,采油效率高,且适用于各类型井况。
附图说明
图1是本发明一种电磁采油多级往复增效举升系统的结构示意图。
图2是本发明一种电磁采油多级往复增效举升系统的工作过程示意图。
图中1.动力电缆,2.硅钢绕组,3.缸体,4.活塞,5.排出液固定阀,6.吸入液固定阀,7. 接箍,8.防砂管,9.外护筒,10.复位弹簧,11.活塞杆,12.安装座,13.油管。
具体实施方式
为了更清楚地表示本发明的技术方案及特点,下面结合附图对本发明进行详细描述。
参见附图1,本发明提供一种电磁采油多级往复增效举升系统,主要由动力电缆(1)、硅钢绕组(2)、缸体(3)、活塞(4)、排出液固定阀(5)、吸入液固定阀(6)、接箍(7)、防砂管(8)、外护筒(9)、复位弹簧(10)、活塞杆(11)、安装座(12)及油管(13)构成。
所述外护筒(9)为装置外壳,上端采用螺纹联接油管(13),下端联接接箍(7)或油管,缸体(3)置于外护筒(9)内部,与外护筒(9)轴线重合;缸体(3)上端设置出液孔,中间环形边缘位置设有台阶;缸体(3)外壁与外护筒(9)内壁间有间距,间距之间形成环空。
安装座(12)通过螺栓固定在缸体(3)台阶位置,安装座(12)内部设有硅钢绕组(2),将悬挂在油套管内部的动力电缆(1)穿过外护筒(9)缠绕在硅钢绕组(2)上。安装座(12)下端中间位置设有径向孔,径向孔尺寸与活塞杆(11)相配合,起径向约束作用。
所述活塞(4)安装在缸体(3)内,活塞(4)与安装座(12)中间设有复位弹簧(10),复位弹簧(10)分别安装在活塞杆(11)两端,复位弹簧(10)上端固定安装座(12)底面,下端固定活塞(4)顶面。
所述缸体(3)下端两侧对称安装排出液固定阀(5),缸体(3)中间位置设有通孔,通过通孔将缸体(3)安装在外护筒(9)上;外护筒(9)底端中间位置安装吸入液固定阀(6)。
所述接箍(7)通过螺纹联接外护筒(9),防砂管(8)通过螺栓联接在接箍(7)底面位置。
现场工作时,一种电磁采油多级往复增效举升系统有如下具体运行过程。
参见附图2,当活塞(4)上行程工作时,动力电缆(1)接通直流电源,缠绕硅钢绕组(2)的通电线圈产生电磁场,活塞(4)受到电磁力作用向上移动,在活塞(4)和缸体(3)内腔中形成负压,外部油层压力大于缸体(3)内腔压力,油液通过防砂管(8)进入吸入液固定阀(6)中。防砂管(8)可以阻隔原油中的沙粒,减少油液的固相颗粒。
当活塞(4)下行程工作时,动力电缆(1)断开直流电源,断电后的硅钢绕组(2)不产生电磁场,活塞(4)不受电磁力作用,处于压缩状态的复位弹簧(10)存储弹性势能,弹性势能驱动活塞(4)向下运动,对缸体(3)内腔油液形成挤压,吸入液固定阀(6)处于关闭状态,油液向两侧的排出液固定阀(5)流出,排出油液经过外护筒(9)和缸体(3)之间的环空流入下一级电磁采油往复举升装置。
生产中置于缸体(3)内部的活塞(4)作周期性直线往复运动实现油液抽汲,而近似振动的往复运动达到振动采油效果,有效降低原油粘度。安装的排出液固定阀(5)和吸入液固定阀(6)均为球阀,球阀限制油液流动方向,所以即便其中某一级装置出现故障依然能阻止油液回流,保证系统正常工作。多级电磁采油往复举升装置的串联设计解决了小功率装置深井作业的问题,另一方面降低油液在油管中结蜡,最终提高油井的采收率。
以上所述仅为本发明的技术构思,并不以此限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则内所作出的任何等效修改和变化,都应涵盖在本发明的保护范围中。

Claims (6)

1.一种电磁采油多级往复增效举升系统,其包括串联联接在油管上的多级电磁采油往复举升装置,由动力电缆(1)、硅钢绕组(2)、缸体(3)、活塞(4)、排出液固定阀(5)、吸入液固定阀(6)、接箍(7)、防砂管(8)、外护筒(9)、复位弹簧(10)、活塞杆(11)、安装座(12)及油管(13)构成,其特征在于,外护筒(9)联接油管(13)和接箍(7);缸体(3)置于外护筒(9)内部,与外护筒(9)形成环空;安装座(12)固定在缸体(3)上,内部设有硅钢绕组(2);活塞(4)安装缸体(3)内,作周期性直线往复运动。
2.根据权利要求1所述的一种电磁采油多级往复增效举升系统,其特征在于,安装座(12)内部设有硅钢绕组(2),悬挂在油套管内部的动力电缆(1)穿过外护筒(9)缠绕在硅钢绕组(2)上,安装座(12)下端中间位置设有径向孔,径向孔尺寸与活塞杆(11)相配合,起径向约束作用。
3.根据权利要求1所述的一种电磁采油多级往复增效举升系统,其特征在于,活塞(4)安装在缸体(3)内,活塞(4)与安装座(12)中间设有复位弹簧(10),复位弹簧(10)上端固定安装座(12),下端固定活塞(4)。
4.根据权利要求1所述的一种电磁采油多级往复增效举升系统,其特征在于,所述缸体(3)下端两侧对称安装排出液固定阀(5),缸体(3)中间位置设有通孔,通过通孔将缸体(3)安装在外护筒(9)上,外护筒(9)底端中间位置安装吸入液固定阀(6)。
5.根据权利要求1所述的一种电磁采油多级往复增效举升系统,其特征在于,所述防砂管(8)螺栓联接接箍(7)底面位置。
6.根据权利要求1所述的一种电磁采油多级往复增效举升系统,其特征在于,所述排出液固定阀(5)和吸入液固定阀(6)都为球阀。
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