CN109869119A - 一种采油装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及石油开采及注水装备领域，并公开了一种采油装置，包括供油液排出的井口三通、安装在所述井口三通上端口的电机和设置在油井内的抽油机构，所述井口三通安装在井口四通上并与所述井口四通相连通，所述电机与所述抽油机构之间设置有运动转换机构，所述运动转换机构的一端与所述电机的输出端相连接、以将旋转运动转换为往复直线运动，所述运动转换机构的另一端与所述抽油机构的抽油杆相连接、以使所述抽油杆往复直线运动。如此设置，其能够代替现有的游梁式抽油机，结构简单，冲程和冲次可自适应调整，系统效率大幅提高，节能效果显著，适应采油工业的发展。

Description

一种采油装置

技术领域

本申请涉及石油开采及注水装备领域，更具体地说，涉及一种采油装置。

背景技术

机械采油法是目前最主要的采油方法，目前我国的油田大都采用游梁式抽油机开采，其工作原理是电动机通过三角皮带减速箱减速后，由一个曲柄摇杆机构将减速箱输出轴的旋转运动转换为游梁驴头的往复运动，从而带动光杆和抽油杆上下往复的直线运动，再通过抽油杆将这个运动传递给井下的抽油泵的柱塞，使之工作抽油，而游梁式抽油机存在以下问题，(1)由于传动环节多，造成传动效率低；(2)在增大冲程时减速箱扭矩增大，受游梁摆角限制，曲柄摇杆机构尺寸必然增大，从而引起抽油机外型尺寸和重量大幅度增加；(3)惯性载荷过大，使抽油机承受载荷过大，缩短了减速器和抽油机的使用寿命，容易出现断杆、卡杆、减速机齿轮损坏和烧毁电机等较严重的故障。所以游梁式抽油机已不适应于采油工业的发展。

因此，如何解决现有机械采油法大都采用游梁式抽油机开采，耗能高、冲程短、效率低，维护工作量大，并且设备体积庞大、笨重，存在一定的安全隐患，而无法适应采油工业的发展的问题，成为本领域人员所需解决的重要技术问题。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种采油装置，其能够代替现有的游梁式抽油机，结构简单，冲程和冲次可自适应调整，系统效率大幅提高，节能效果显著，适应采油工业的发展。

本发明提供了一种采油装置，包括供油液排出的井口三通、安装在所述井口三通上端口的电机和设置在油井内的抽油机构，所述井口三通安装在井口四通上并与所述井口四通相连通，所述电机与所述抽油机构之间设置有运动转换机构，所述运动转换机构的一端与所述电机的输出端相连接、以将所述电机的旋转运动转换为往复直线运动，所述运动转换机构的另一端与所述抽油机构的抽油杆相连接、以使所述抽油杆往复直线运动。

优选地，所述运动转换机构包括滚珠丝杠和套在所述滚珠丝杠外的滚珠丝母，所述滚珠丝母能够沿所述滚珠丝杠的轴向移动，所述滚珠丝杠与所述电机的输出端通过传动轴相连接，所述滚珠丝母与所述抽油机构的抽油杆连接、以使所述抽油杆直线运动。

优选地，所述滚珠丝母与所述抽油杆通过六角拉杆连接。

优选地，还包括壳体，所述运动转换机构设置在所述壳体内，所述运动转换机构还包括套在所述六角拉杆外的防转结构，所述防转结构包括六角无缝管和内六角套，所述六角无缝管套在所述六角拉杆外，所述内六角套套在所述六角无缝管外且与所述壳体相抵紧。

优选地，所述井口四通内壁上固定安装有用于固定所述运动转换机构的悬挂短节。

优选地，还包括有与所述壳体相互抵紧的双向止推短节，所述双向止推短节内设置有轴承，所述轴承套在所述传动轴外，所述双向止推短节上设置有多个沿周向均匀分布的、供所述油液通过的轴向通孔，且所述轴向通孔与所述井口三通相贯通。

优选地，所述滚珠丝母外壁设置有多个沿轴向延伸的圆弧槽，多个所述圆弧槽沿所述滚珠丝母的周向均匀分布，所述圆弧槽与所述井口三通相贯通。

优选地，所述内六角套的六个侧壁上均设置有供所述油液通过的半圆形过流槽，所述半圆形过流槽与所述井口三通相贯通。

优选地，所述电机设置有失电抱闸系统。

优选地，所述抽油机构还包括油管、与所述抽油杆相连接的柱塞泵，所述抽油杆和所述柱塞泵均设置在所述油管内，所述柱塞泵设置在所述抽油杆的下方，所述抽油杆与所述六角拉杆通过抽油杆变径头连接，所述油管与所述壳体通过油管变径头连接。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

运动转换机构一端与电机的输出端连接，另一端与抽油机构的抽油杆连接，以将电机的旋转运动转化为直线运动，并带动抽油杆作直线运动，并通过调节电机的旋转方向，来控制抽油机构的往复直线运动，从而将油液举升到井口三通，并从井口三通排出。如此设置，结构简单、紧凑，占地面积小，采用运动转换机构实现了运动转换，系统效率大幅提高，节能效果显著，便于控制，冲程、冲次可自适应调整，减少人工管理的工作量，解决了现有机械采油法大都采用游梁式抽油机开采，耗能高、冲程短、效率低，维护工作量大，并且设备体积庞大、笨重，存在一定的安全隐患，而无法适应采油工业的发展的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种采油装置的结构图。

图中：

1-电机，2-过度盘，3-井口三通，4-传动轴，5-悬挂短节，6-双向止推短节，7-滚珠丝杠，8-滚珠丝母，9-六角拉杆，10-防转结构，11-滚珠丝杠扶正器，12-壳体，13-抽油杆变径头，14-油管变径头，15-井口四通，16-抽油杆，17-油管，18-柱塞泵，19-套管头。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

参照附图1，本具体实施方式提供了一种采油装置，包括井口三通3、电机1和抽油机构，井口三通3安装在井口四通15的上方并与井口四通15相连通，电机1安装在井口三通3的上端口，抽油机构设置在油井内，电机1和抽油机构之间设置有运动转换机构，运动转换机构悬挂在井口四通15内，运动转换机构一端与电机1的输出端连接，另一端与抽油机构的抽油杆16连接，以将电机1的旋转运动转化为直线运动，并带动抽油杆16作直线运动，并通过调节电机1的旋转方向，来控制抽油机构的往复直线运动，从而将油液举升到井口三通3，并从井口三通3排出。

其中，通过调节电机1的旋转方向来控制抽油杆16的往复直线运动，比如，当电机1正转时，运动转换机构将电机1的旋转运动转换为直线运动，运动转换机构控制抽油杆16向下运动；当电机1反转时，运动转换机构控制抽油杆16向上运动，从而实现往复直线运动。

可选地，电机1和运动转换机构可以通过传动轴4连接，以加长电机1的传动距离。

需要说明的是，电机1与井口三通3的上端口通过过度盘2连接，过度盘2上设置有供传动轴4穿过的通孔，过度盘2能够封闭井口三通3的上端口，以防止油液从井口三通3的上端口流出，而损坏电机1。

采油装置还包括壳体12，壳体12伸入油井内，运动转换机构设置在壳体12内，壳体12的顶端设置在井口四通15处，并悬挂在井口四通15内，壳体12为圆柱形，并且油液从壳体12内流向井口三通3，井口四通15的内壁与壳体12之间设置有间隙，以保证井口四通15的侧端口与油井相连通，以便于洗井等。

井口四通15安装在套管头19上方，套管头19设置在油井井口，壳体12穿过套管头19伸入到油井内。

进一步地，壳体12和运动转换机构通过悬挂短节5固定在井口四通15内，悬挂短节5固定安装在井口四通15的内壁上，这样，能够牢固地将壳体12和运动转换机构悬挂在油井内。

如此设置，结构简单、紧凑，占地面积小，采用运动转换机构实现了运动转换，系统效率大幅提高，节能效果显著，便于控制，冲程、冲次可自适应调整，减少人工管理的工作量，解决了现有机械采油法大都采用游梁式抽油机开采，耗能高、冲程短、效率低，维护工作量大，并且设备体积庞大、笨重，存在一定的安全隐患，而无法适应采油工业的发展的问题。

本实施例的优选方案中，运动转换机构包括滚珠丝杠7和滚珠丝母8，滚珠丝母8套在滚珠丝杠7外，并且滚珠丝母8与滚珠丝杠7之间设置有多个滚珠，以实现滚珠丝母8能够在滚珠丝杠7上直线移动，即滚珠丝母8能沿着滚珠丝杠7的轴向移动。其中，滚珠丝杠7与电机1的输出端相连接，滚珠丝母8与抽油机构的抽油杆16相连接，电机1带动滚珠丝杠7旋转，滚珠丝杠7旋转时，带动滚珠丝母8直线移动，从而带动抽油杆16直线移动。如此设置，实现了运动转换，将电机1的旋转运动转换为直线运动，从而通过控制电机1的旋转方向，即可控制滚珠丝母8的运动方向，而达到控制抽油杆16的往复直线运动，从而实现抽油。

需要说明的是，在滚珠丝杠7和滚珠丝母8上加工有弧形螺旋槽，当滚珠丝杠7和滚珠丝母8套装在一起时便形成螺旋滚道，滚珠布置在滚道内并布满滚道，滚珠丝母8内还设置有回珠器，当滚珠丝杠7旋转时，带动滚珠沿滚道滚动，并经过相邻滚道经回珠器，滚珠作周而复始的循环运动，从而实现滚珠丝母8的直线运动。

为了防止滚珠丝母8随滚珠丝杠7旋转，而带动抽油杆16旋转，滚珠丝母8和抽油杆16通过六角拉杆9连接，运动转换机构还包括防转结构10，防转结构10套在六角拉杆9外，以防止六角拉杆9旋转，从而间接地防止滚珠丝母8旋转。

需要说明的是，滚珠丝母8和六角拉杆9通过螺纹连接，为了加强滚珠丝母8和六角拉杆9连接的稳定性，将滚珠丝母8和六角拉杆9再焊接在一起。

防转结构10包括六角无缝管和内六角套，六角无缝管套在六角拉杆9外并与六角拉杆9相配合，防止六角拉杆9转动，内六角套套在六角无缝管外并与六角无缝管相配合，以防止六角无缝管转动，并且内六角套与壳体12相抵紧，从而间接地防止六角拉杆9转动。

为了保证油液的流通，内六角套的六个侧壁上均设置有半圆形过流槽，半圆形过流槽沿滚珠丝杠7的轴向贯穿内六角套，并且半圆形过流槽与井口三通3相贯通，以保证油液流入井口三通3。

本实施例中，采油装置还包括双向止推短节6，双向止推短节6套设在传动轴4外，并与壳体12相互抵紧，双向止推短节6内设置有轴承，轴承套在传动轴4外，以承担上下两个方向的轴向力，并能够保证传动轴4旋转，当传动轴4走偏时，双向止推短节6具备径向扶正传动轴4的功能。

为了保证油液正常流出，在双向止推短节6上设置有多个轴向通孔，多个轴向通孔沿双向止推短节6的周向均匀分布，轴向通孔的轴线与传动轴4的轴线平行，轴向通孔与井口三通3相贯通，以保证油液能够流入井口三通3。

需要说明的是，双向止推短节6的截面形状为圆形。

本实施例中，滚珠丝母8的外壁上设置有多个圆弧槽，多个圆弧槽沿滚珠丝母8的周向均匀分布，圆弧槽沿滚珠丝母8的轴向延伸，并且圆弧槽贯穿滚珠丝母8，圆弧槽与壳体12内壁形成供油液通过的通道，以使油液通过圆弧槽流向双向止推短节6的轴向通孔并流向井口三通3。

在一些实施例中，为了防止系统突然断电/停电后，抽油杆16快速下滑，电机1上还装有失电抱闸系统，即当系统处于失电状态下时，抱闸抱紧，防止抽油杆16移动，当系统得电后，抱闸松开，使抽油杆16继续工作。

本实施例中，抽油机构还包括油管17、柱塞泵18，柱塞泵18与抽油杆16相连接，并且设置在抽油杆16的下方，抽油杆16和柱塞泵18均设置在油管17内，抽油杆16通过往复直线运动推动柱塞泵18做功，将油液举升到地面。

其中，抽油杆16与六角拉杆9通过抽油杆变径头13连接，以将六角拉杆9和抽油杆16连接起来，从而通过运动转换机构带动抽油杆16做功；油管17和壳体12通过油管变径头14连接，以将油管17与壳体12连接起来，并保证油液能够从油管17内进入到壳体12内，从而举升到地面。

为了进一步地保证采油装置沿轴向工作，以保证抽油杆16能够准确地推动柱塞泵18做功，采油装置内还设置有滚珠丝杠扶正器11，滚珠丝杠扶正器11设置在防转结构10和抽油杆变径头13之间，并套在六角拉杆9外。

本实施例中，采油装置还包括控制机构，控制机构与电机1可通信地连接，能够控制电机1的正反转，控制机构可以为电脑，或其他控制设备。

本具体实施方式提供的一种采油装置，通过电机1的正反转带动抽油杆16做往复直线运动，以推动柱塞泵18做功，将油液举升，如图1所示，箭头所指的方向为油液的流向，油液从油管17流向井口三通3，经过内六角套的半圆形过流槽，再流向圆弧槽后，再经过轴向通孔，流入井口三通3，从井口三通3的侧端口排出，从而实现采油。

本具体实施方式提供的一种采油装置，结构简单、紧凑，占地面积小，特别适合在海洋采油平台等空间狭小的情况下使用，并且采用了滚珠丝杠7、滚珠丝母8、六角无缝管与内六角套，六角内孔配合的简单机械结构实现运动转换，与现有有杆抽油泵系统完全互换，整体重量不足1吨，体积小巧，便于运输和安装；采油装置长冲程，低冲次，在保证排量的同时能有效降低管、杆、抽油泵和柱塞之间的磨损，延长检泵周期；电机1直接驱动滚珠丝杠7，传动链短，系统效率大幅提高，节能效果显著；井口、地面部分结构简单，没有运动部件，无噪音污染，维护管理方便、安全，便于智能控制，实现远程测控，冲程、冲次可自适应调整或人工干预，减少人工管理的工作量。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种采油装置，其特征在于，包括供油液排出的井口三通(3)、安装在所述井口三通(3)上端口的电机(1)和设置在油井内的抽油机构，所述井口三通(3)安装在井口四通(15)上并与所述井口四通(15)相连通，所述电机(1)与所述抽油机构之间设置有运动转换机构，所述运动转换机构的一端与所述电机(1)的输出端相连接、以将旋转运动转换为往复直线运动，所述运动转换机构的另一端与所述抽油机构的抽油杆(16)相连接、以使所述抽油杆(16)往复直线运动。

2.根据权利要求1所述的采油装置，其特征在于，所述运动转换机构包括滚珠丝杠(7)和套在所述滚珠丝杠(7)外的滚珠丝母(8)，所述滚珠丝母(8)能够沿所述滚珠丝杠(7)的轴向移动，所述滚珠丝杠(7)与所述电机(1)的输出端通过传动轴(4)相连接，所述滚珠丝母(8)与所述抽油机构的抽油杆(16)连接、以使所述抽油杆(16)直线运动。

3.根据权利要求2所述的采油装置，其特征在于，所述滚珠丝母(8)与所述抽油杆(16)通过六角拉杆(9)连接。

4.根据权利要求3所述的采油装置，其特征在于，还包括壳体(12)，所述运动转换机构设置在所述壳体(12)内，所述运动转换机构还包括套在所述六角拉杆(9)外的防转结构(10)，所述防转结构(10)包括六角无缝管和内六角套，所述六角无缝管套在所述六角拉杆(9)外，所述内六角套套在所述六角无缝管外且与所述壳体(12)相抵紧。

5.根据权利要求1所述的采油装置，其特征在于，所述井口四通(15)内壁上固定安装有用于固定所述运动转换机构的悬挂短节(5)。

6.根据权利要求4所述的采油装置，其特征在于，还包括有与所述壳体(12)相互抵紧的双向止推短节(6)，所述双向止推短节(6)内设置有轴承，所述轴承套在所述传动轴(4)外，所述双向止推短节(6)上设置有多个沿周向均匀分布的、供所述油液通过的轴向通孔，且所述轴向通孔与所述井口三通(3)相贯通。

7.根据权利要求2所述的采油装置，其特征在于，所述滚珠丝母(8)外壁设置有多个沿轴向延伸的圆弧槽，多个所述圆弧槽沿所述滚珠丝母(8)的周向均匀分布，所述圆弧槽与所述井口三通(3)相贯通。

8.根据权利要求4所述的采油装置，其特征在于，所述内六角套的六个侧壁上均设置有供所述油液通过的半圆形过流槽，所述半圆形过流槽与所述井口三通(3)相贯通。

9.根据权利要求1所述的采油装置，其特征在于，所述电机(1)设置有失电抱闸系统。

10.根据权利要求4所述的采油装置，其特征在于，所述抽油机构还包括油管(17)、与所述抽油杆(16)相连接的柱塞泵(18)，所述抽油杆(16)和所述柱塞泵(18)均设置在所述油管(17)内，所述柱塞泵(18)设置在所述抽油杆(16)的下方，所述抽油杆(16)与所述六角拉杆(9)通过抽油杆变径头(13)连接，所述油管(17)与所述壳体(12)通过油管变径头(14)连接。