CN108397162A - 采油设备及采油系统 - Google Patents

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CN108397162A CN201810483074.3A CN201810483074A CN108397162A CN 108397162 A CN108397162 A CN 108397162A CN 201810483074 A CN201810483074 A CN 201810483074A CN 108397162 A CN108397162 A CN 108397162A
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赵君峰
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张匡钰
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    • E21B43/121—Lifting well fluids

Abstract

本发明实施例提供一种采油设备及采油系统。采油设备包括采油泵、抽油柱塞、柔性光杆、盘根盒、转向支架以及柔性光杆收放装置。采油泵安装在井下油管中。抽油柱塞设置在采油泵内部，用于将井下原油进行输送。转向支架上设置有转向滑轮，柔性光杆的一端与抽油柱塞连接，柔性光杆的另一端经由盘根盒、转向滑轮与柔性光杆收放装置连接，并在柔性光杆收放装置的驱动下带动柔性光杆和抽油柱塞在采油泵中往复运动。由此，这种采油设备具备了柱塞泵型抽油机的所有优点，并且由于抽油柱塞的冲程由采油泵的长度、柔性光杆的长度以及收放装置的行程所决定，很容易实现远超传统游梁式抽油机的长冲程，因此还具有了冲次低、冲程损失小、泵效高的特点。

Description

采油设备及采油系统
技术领域
本发明涉及采油技术领域，具体而言，涉及一种采油设备及采油系统。
背景技术
目前，传统的柱塞泵型采油工艺，存在冲次高、设备安全性低的问题，进而导致抽油杆的寿命减少，起泵检修的次数增多，增加了采油工作过程中的费用。
发明内容
为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种采油设备及采油系统，实现了柔性启停，具有冲击小、冲次低、冲程损失小、泵效高的特点，有效节约电能，并提高了设备的安全性，大大延长了设备寿命，可以极大地减少起泵检修的次数，节约了整个采油工作过程中的费用。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种采油设备，所述采油设备包括采油泵、抽油柱塞、柔性光杆、盘根盒、转向支架以及柔性光杆收放装置；
所述采油泵安装在井下油管中，用于采集井下原油；所述抽油柱塞设置在所述采油泵内部，用于将所述井下原油进行输送；所述转向支架上设置有转向滑轮，所述柔性光杆的一端与所述抽油柱塞连接，所述柔性光杆的另一端经由所述盘根盒、所述转向滑轮与所述柔性光杆收放装置连接，并在所述柔性光杆收放装置的驱动下带动所述柔性光杆和所述抽油柱塞在所述采油泵中往复运动，所述盘根盒用于密封所述柔性光杆与油管之间的环形空间。
可选地，所述采油设备还包括抽油杆和转接头，所述抽油杆与所述抽油柱塞连接，所述转接头的一端与所述抽油杆连接，所述转接头的另一端与所述柔性光杆的一端连接。
可选地，所述采油设备还包括：
与所述柔性光杆收放装置连接，用于驱动所述柔性光杆收放装置工作，并控制柔性光杆收放装置的工作参数的智能控制驱动装置。
可选地，所述采油设备还包括：
设置在所述转向支架上，并与所述智能控制驱动装置电性连接，用于采集所述柔性光杆的拉力数据，并将所述拉力数据发送给所述智能控制驱动装置的测力传感器；
所述智能控制驱动装置实时测量所述柔性光杆的收放行程，并根据所述拉力数据以及所述收放行程，调整所述柔性光杆收放装置的工作参数，其中，所述工作参数至少包括柔性光杆收放速度、收放极限位置以及收放到极限位置的等待时间。
可选地，所述智能控制驱动装置包括：
用于将所述柔性光杆收放装置当前的工作参数和工作状态发送给远程终端的通信模块；
与所述通信模块电性连接，用于根据所述拉力数据以及所述收放行程生成用于调整所述柔性光杆收放装置的工作参数的控制信号，并驱动所述柔性光杆收放装置以使所述柔性光杆收放装置响应所述控制信号调整工作状态的主控模块；
其中，所述通信模块还用于接收远程终端发送的控制指令，并将所述控制指令发送给所述主控模块，所述主控模块还用于根据所述控制指令生成对应的控制信号并驱动所述柔性光杆收放装置以使所述柔性光杆收放装置响应所述控制信号调整工作状态。
可选地，所述柔性光杆收放装置包括原动机、减速机、卷筒以及机架；
所述卷筒设置在所述机架上，所述卷筒上设置有用于与所述柔性光杆配合的绳槽；所述减速机的输出端与所述卷筒连接，所述原动机与所述减速机的输入端连接，用于通过所述减速机带动所述卷筒往复转动，从而带动所述柔性光杆、所述抽油杆和所述抽油柱塞在所述采油泵中往复运动。
可选地，所述柔性光杆收放装置还包括与所述卷筒连接的安全锁止装置，所述安全锁止装置用于在所述柔性光杆收放装置停止工作时对所述卷筒进行锁定。
可选地，所述抽油杆上设置有至少一个用于刮蜡的旋转刮蜡器，当所述旋转刮蜡器的数量大于两个时，相邻的两个旋转刮蜡器之间间隔小于一个冲程距。
可选地，所述冲程距为10m-100m。
第二方面，本发明实施例还提供一种采油系统，所述采油系统包括远程终端以及上述的采油设备，远程终端用于向所述采油设备发送控制指令以控制所述采油设备基于所述控制指令调整对应的工作状态。
相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：
本发明实施例提供一种采油设备及采油系统。采油设备包括采油泵、抽油柱塞、柔性光杆、盘根盒、转向支架以及柔性光杆收放装置。采油泵安装在井下油管中。抽油柱塞设置在采油泵内部，用于将井下原油进行输送。转向支架上设置有转向滑轮，柔性光杆的一端与抽油柱塞连接，柔性光杆的另一端经由盘根盒、转向滑轮与柔性光杆收放装置连接，并在柔性光杆收放装置的驱动下带动柔性光杆和抽油柱塞在采油泵中往复运动。盘根盒用于密封柔性光杆与油管之间的环形空间。由此，这种采油设备具备了柱塞泵型抽油机的所有优点，并且由于抽油柱塞的冲程由采油泵的长度、柔性光杆的长度以及收放装置的行程所决定，很容易实现远超传统游梁式抽油机的长冲程，因此还具有了冲次低、冲程损失小、泵效高的特点。有效节约电能，并提高了设备的安全性，大大延长了设备寿命，极大地减少了起泵检修的次数，节约了整个采油工作过程中的费用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本发明实施例提供的采油设备的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的采油设备的结构模块图；
图3为图2中所示的智能控制驱动装置的结构模块图；
图4为图1中所示的柔性光杆收放装置的结构示意图。
图标：100-采油设备；110-采油泵；120-抽油柱塞；130-抽油杆；140-旋转刮蜡器；150-转接头；160-柔性光杆；170-盘根盒；180-转向支架；182-转向滑轮；184-测力传感器；190-柔性光杆收放装置；192-原动机；194-减速机；196-卷筒；200-智能控制驱动装置；210-通信模块；220-主控模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，为本发明实施例提供的采油设备100的结构示意图。本实施例中，所述采油设备100包括采油泵110、抽油柱塞120、柔性光杆160、盘根盒170、转向支架180以及柔性光杆收放装置190。所述采油泵110安装在井下油管中，用于采集井下原油。所述抽油柱塞120设置在所述采油泵110内部，用于将所述井下原油进行输送。所述转向支架180上设置有转向滑轮182，所述柔性光杆160的一端与所述抽油柱塞120连接，所述柔性光杆160的另一端经由所述盘根盒170、所述转向滑轮182与所述柔性光杆收放装置190连接，并在所述柔性光杆收放装置190的驱动下带动所述柔性光杆160和所述抽油柱塞120在所述采油泵110中往复运动，所述盘根盒170用于密封所述柔性光杆160与油管之间的环形空间。
需要说明的是，整个工作过程的实际冲程长度由所述采油泵110、柔性光杆160的长度、柔性光杆收放装置190的行程共同决定。一般来说，传统的柱塞泵采油工艺的冲程一般为5-6米，本实施例提供的采油泵110的冲程可以达到10-100米。在一个实施例中，可以选取50米的冲程，转向支架180，柔性光杆收放装置190可以方便地安装在现有的标准地基上，从而节约了安装投入。
基于上述设计，通过柔性光杆收放装置190的正反转动，实现柔性光杆160在柔性光杆收放装置190上的收卷和放卷，从而实现转接头150、整个抽油杆130、旋转刮蜡器140以及抽油柱塞120在所述采油泵110中的往复运动。此外，通过所述柔性光杆收放装置190收放所述柔性光杆160实现柔性启停，这种采油设备100具备了柱塞泵型抽油机的所有优点，并且由于抽油柱塞120的冲程由采油泵110的长度、柔性光杆160的长度以及柔性光杆收放装置190的行程所决定，很容易实现远超传统游梁式抽油机的长冲程，因此还具有了冲次低、冲程损失小、泵效高的特点。有效节约电能，并提高了设备的安全性，大大延长了设备寿命，极大地减少了起泵检修的次数，节约了整个采油工作过程中的费用。
依旧参阅图1，可选地，所述采油设备100还可以包括抽油杆130和转接头150，所述抽油杆130与所述抽油柱塞120连接，所述转接头150的一端与所述抽油杆130连接，所述转接头150的另一端与所述柔性光杆160的一端连接。
依旧参阅图1，可选地，所述抽油杆130上还可以设置有至少一个用于刮蜡的旋转刮蜡器140，所述旋转刮蜡器140按照一定的间隔排布在所述抽油杆130上。可选地，当所述旋转刮蜡器140的数量大于两个时，相邻的两个旋转刮蜡器140之间间隔小于一个冲程距，当以此方式排满整个抽油杆130时，可以实现全程除蜡，防止所述抽油杆130结蜡。
可选地，所述冲程距可以为10m-100m。
请结合参阅图2，可选地，所述采油设备100还可以包括与所述柔性光杆收放装置190连接，用于驱动所述柔性光杆收放装置190工作，并控制柔性光杆收放装置190的工作参数的智能控制驱动装置200，通过该智能控制驱动装置200可以实现实现对所述柔性光杆收放装置190精确的柔性启停控制，从而减少了对整个采油设备100的冲击，不仅保护了设备，而且减少了冲程损失、提高了泵效。
例如，依旧如图2所示，在一种实施方式中，所述采油设备100还可以包括测力传感器184，所述测力传感器184设置在所述转向支架180上，并与所述智能控制驱动装置200电性连接，用于采集所述柔性光杆160的拉力数据，并将所述拉力数据发送给所述智能控制驱动装置200。所述智能控制驱动装置200用于测量所述柔性光杆160的收放行程，并根据所述拉力数据以及所述收放行程调整所述柔性光杆收放装置190的工作参数。
其中，所述工作参数至少包括柔性光杆160收放速度、收放极限位置以及收放到极限位置的等待时间。详细地，所述智能控制驱动装置200通过实时测量柔性光杆160的收放行程，从而可以实时获取抽油柱塞120在超长冲程采油泵110中的位置信息，此外，智能控制驱动系统还可以可以根据所述测力传感器184测量到的拉力数据，计算出所述采油泵110的实时沉没度，从而自动调整柔性光杆160的收放速度、收放极限位置以及收放到极限位置的等待时间，避免干抽的情形，既节约了电能，又延长了设备寿命。在飘绳、卡泵或者其它过载的情况下，智能控制驱动系统可以根据实时测量的拉力的变化，进行紧急停机，从而对整个采油设备100进行保护。根据测量到的柔性光杆160的收放行程，可以实现精确的柔性启停，从而减少了对整个采油设备100的冲击，不仅保护了设备，而且减少了冲程损失、提高了泵效。
请进一步参阅图3，可选地，所述智能控制驱动装置200还可以包括用于将所述柔性光杆收放装置190当前的工作参数和工作状态发送给远程终端的通信模块210，以及与所述通信模块210电性连接，用于根据所述拉力数据以及所述收放行程生成用于调整所述柔性光杆收放装置190的工作参数的控制信号，并驱动所述柔性光杆收放装置190以使所述柔性光杆收放装置190响应所述控制信号调整工作状态的主控模块220。
其中，所述通信模块210还用于接收远程终端发送的控制指令，并将所述控制指令发送给所述主控模块220，所述主控模块220还用于根据所述控制指令生成对应的控制信号并驱动所述柔性光杆收放装置190以使所述柔性光杆收放装置190响应所述控制信号调整工作状态。
可选地，所述主控模块220可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的主控模块220可以是可编程逻辑控制器(PLC)、或者通用处理器，包括中央主控模块220(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等。还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可选地，所述主控模块220采用可编程逻辑控制器PLC。
本实施例中，所述通信模块210可以用于建立所述智能控制驱动装置200与所述远程终端之间的通信连接，以实现所述智能控制驱动装置200与所述远程终端之间的数据通信。本实施例中，所述通信模块210可以用于接收以及发送电磁波，实现电磁波与电信号的相互转换，从而与通讯网络或者外部监控终端进行通讯。所述通信模块210可与各种网络如互联网、企业内部网、无线网络进行通讯或者通过无线网络与远程终端进行通讯。上述的无线网络可包括蜂窝式电话网、无线局域网或者城域网。上述的无线网络可以使用各种通信标准、协议及技术，包括但并不限于全球移动通信系统、增强型移动通信技术、宽带码分多址技术，码分多址技术、时分多址技术、蓝牙、无线保真技术、网络电话、全球微波互联接入、其它用于邮件、即时通讯及短消息的协议，以及任何其它合适的通讯协议，甚至可包括那些当前仍未被开发出来的协议。
本实施例中，所述远程终端可以通过诸如有线或无线网络等方式发送或接收信号，或可以在诸如存储介质中将信号处理或存储为物理存储状态。每个远程终端可以是包括硬体、软体或内嵌逻辑元件或者两个或多个此类元件的组合的电子装置，并能够执行由远程终端实施或支援的合适的功能。可选地，所述远程终端可以是一种具有无线收发功能的设备，包括室内或室外、手持、穿戴或车载设备。例如，所述远程终端可以是手机(mobilephone)、平板电脑(Pad)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(Virtual Reality，VR)终端设备、增强现实(Augmented Reality，AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程医疗(remote medical)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端等等。本申请的实施例对应用场景不做限定。
请进一步参阅图4，可选地，所述柔性光杆收放装置190可以包括原动机192、减速机194、卷筒196以及机架(图中未示出)。详细地，所述卷筒196设置在所述机架上，所述卷筒196上设置有用于与所述柔性光杆160配合的绳槽。所述减速机194的输出端与所述卷筒196连接，所述原动机192与所述减速机194的输入端连接，用于通过所述减速机194带动所述卷筒196往复转动，从而带动所述柔性光杆160、所述抽油杆130和所述抽油柱塞120在所述采油泵110中往复运动。
可选地，所述柔性光杆收放装置190还可以包括与所述卷筒196连接的安全锁止装置，所述安全锁止装置用于在所述柔性光杆收放装置190停止工作时对所述卷筒196进行锁定。由此，能够防止在所述柔性光杆收放装置190停止工作时所述柔性光杆160、所述抽油杆130和所述抽油柱塞120被所述卷筒196带动继续运转，导致设备损坏等情况。
进一步地，本发明实施例还提供一种采油系统，所述采油系统包括远程终端以及上述的采油设备100，远程终端用于向所述采油设备100发送控制指令以控制所述采油设备100基于所述控制指令调整对应的工作状态。
综上所述，本发明实施例提供一种采油设备及采油系统。采油设备包括采油泵、抽油柱塞、柔性光杆、盘根盒、转向支架以及柔性光杆收放装置。采油泵安装在井下油管中。抽油柱塞设置在采油泵内部，用于将井下原油进行输送。转向支架上设置有转向滑轮，柔性光杆的一端与抽油柱塞连接，柔性光杆的另一端经由盘根盒、转向滑轮与柔性光杆收放装置连接，并在柔性光杆收放装置的驱动下带动柔性光杆和抽油柱塞在采油泵中往复运动。盘根盒用于密封柔性光杆与油管之间的环形空间。由此，这种采油设备具备了柱塞泵型抽油机的所有优点，并且由于抽油柱塞的冲程由采油泵的长度、柔性光杆的长度以及收放装置的行程所决定，很容易实现远超传统游梁式抽油机的长冲程，因此还具有了冲次低、冲程损失小、泵效高的特点。有效节约电能，并提高了设备的安全性，大大延长了设备寿命，极大地减少了起泵检修的次数，节约了整个采油工作过程中的费用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种采油设备，其特征在于，所述采油设备包括采油泵、抽油柱塞、柔性光杆、盘根盒、转向支架以及柔性光杆收放装置；
所述采油泵安装在井下油管中，用于采集井下原油；所述抽油柱塞设置在所述采油泵内部，用于将所述井下原油进行输送；所述转向支架上设置有转向滑轮，所述柔性光杆的一端与所述抽油柱塞连接，所述柔性光杆的另一端经由所述盘根盒、所述转向滑轮与所述柔性光杆收放装置连接，并在所述柔性光杆收放装置的驱动下带动所述柔性光杆和所述抽油柱塞在所述采油泵中往复运动，所述盘根盒用于密封所述柔性光杆与油管之间的环形空间。
2.根据权利要求1所述的采油设备，其特征在于，所述采油设备还包括抽油杆和转接头，所述抽油杆与所述抽油柱塞连接，所述转接头的一端与所述抽油杆连接，所述转接头的另一端与所述柔性光杆的一端连接。
3.根据权利要求1所述的采油设备，其特征在于，所述采油设备还包括：
与所述柔性光杆收放装置连接，用于驱动所述柔性光杆收放装置工作，并控制柔性光杆收放装置的工作参数的智能控制驱动装置。
4.根据权利要求3所述的采油设备，其特征在于，所述采油设备还包括：
设置在所述转向支架上，并与所述智能控制驱动装置电性连接，用于采集所述柔性光杆的拉力数据，并将所述拉力数据发送给所述智能控制驱动装置的测力传感器；
所述智能控制驱动装置实时测量所述柔性光杆的收放行程，并根据所述拉力数据以及所述收放行程，调整所述柔性光杆收放装置的工作参数，其中，所述工作参数至少包括柔性光杆收放速度、收放极限位置以及收放到极限位置的等待时间。
5.根据权利要求4所述的采油设备，其特征在于，所述智能控制驱动装置包括：
用于将所述柔性光杆收放装置当前的工作参数和工作状态发送给远程终端的通信模块；
与所述通信模块电性连接，用于根据所述拉力数据以及所述收放行程生成用于调整所述柔性光杆收放装置的工作参数的控制信号，并驱动所述柔性光杆收放装置以使所述柔性光杆收放装置响应所述控制信号调整工作状态的主控模块；
其中，所述通信模块还用于接收远程终端发送的控制指令，并将所述控制指令发送给所述主控模块，所述主控模块还用于根据所述控制指令生成对应的控制信号并驱动所述柔性光杆收放装置以使所述柔性光杆收放装置响应所述控制信号调整工作状态。
6.根据权利要求1所述的采油设备，其特征在于，所述柔性光杆收放装置包括原动机、减速机、卷筒以及机架；
所述卷筒设置在所述机架上，所述卷筒上设置有用于与所述柔性光杆配合的绳槽；所述减速机的输出端与所述卷筒连接，所述原动机与所述减速机的输入端连接，用于通过所述减速机带动所述卷筒往复转动，从而带动所述柔性光杆、所述抽油杆和所述抽油柱塞在所述采油泵中往复运动。
7.根据权利要求6所述的采油设备，其特征在于，所述柔性光杆收放装置还包括与所述卷筒连接的安全锁止装置，所述安全锁止装置用于在所述柔性光杆收放装置停止工作时对所述卷筒进行锁定。
8.根据权利要求1所述的采油设备，其特征在于，所述抽油杆上设置有至少一个用于刮蜡的旋转刮蜡器，当所述旋转刮蜡器的数量大于两个时，相邻的两个旋转刮蜡器之间间隔小于一个冲程距。
9.根据权利要求8所述的采油设备，其特征在于，所述冲程距为10m-100m。
10.一种采油系统，其特征在于，所述采油系统包括远程终端以及权利要求1-9中任意一项所述的采油设备，远程终端用于向所述采油设备发送控制指令以控制所述采油设备基于所述控制指令调整对应的工作状态。
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