CN110761982A - 一种变排量注采一体化举升装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变排量注采一体化举升装置，包括泵筒、柱塞、排液阀，所述泵筒包括上泵筒、下泵筒，所述柱塞包括内柱塞、外柱塞、下柱塞，所述上泵筒下端连接下泵筒上端，所述内柱塞下端连接排液阀，排液阀下端连接下柱塞，下柱塞滑行在下泵筒内，所述外柱塞通过悬挂机构套装在内柱塞外部，内柱塞和外柱塞一起滑行在上泵筒内，所述上泵筒内壁开设释放台阶，所述释放台阶下端面对外柱塞上端面形成轴向限位，能使外柱塞脱离内柱塞。本发明提高变排量装置排量切换的便利性，同时实现注采一体化举升。

Description

一种变排量注采一体化举升装置

技术领域

本发明涉及油气田开发机械采油技术领域，具体地说是一种变排量注采一体化举升装置。

背景技术

在油田生产过程中，蒸汽吞吐稠油井转抽初期油井产液量较大，用排量较大的抽油泵举升较为合适，而在开井中后期产液量下降，用排量较小的举升装置举升较为合适。普通抽油泵自身不具备排量变更的能力，适应不了这种需求。

现有变排量举升装置改变排量时均需要人工干预，或调整抽油杆长度，或提放光杆，实施便利性欠佳。另外，蒸汽吞吐井实施注采一体化可简化吞吐作业工序，减少注汽能量损失，既能实现注采一体化举升又能实现排量变化的举升装置可大大提升稠油井举升效益。

经过检索变排量、举升、泵等关键词，没有发现类似本申请的公开文献。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变排量注采一体化举升装置，提高变排量装置排量切换的便利性，同时实现注采一体化举升。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种变排量注采一体化举升装置，包括泵筒、柱塞、排液阀，所述泵筒包括上泵筒、下泵筒，所述柱塞包括内柱塞、外柱塞、下柱塞，所述上泵筒下端连接下泵筒上端，所述内柱塞下端连接排液阀，排液阀下端连接下柱塞，下柱塞滑行在下泵筒内，所述外柱塞通过悬挂机构套装在内柱塞外部，内柱塞和外柱塞一起滑行在上泵筒内，所述上泵筒内壁开设释放台阶，所述释放台阶下端面对外柱塞上端面形成轴向限位，能使外柱塞脱离内柱塞。

所述悬挂机构包括卡环，卡环为开口环，所述内柱塞外壁开设卡环槽，所述外柱塞内壁开设挂接槽，卡环槽和挂接槽相对应，所述卡环同时卡装在卡环槽和挂接槽内。

所述外柱塞的内、外表面均包含一段密封面，分别为内密封面、外密封面，其中内密封面与内柱塞配合形成密封副，其中外密封面与上泵筒配合形成密封副。

所述上泵筒下端一侧安装有偏心设置的侧置进液阀。

所述内柱塞为中空结构且上下贯通，所述下柱塞为实心结构。

所述内柱塞上端连接光杆。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

利用柱塞脱接装置根据动液面水平自动脱开内外柱塞连接实施变排量，操作便捷；将自动变排量与偏置进液阀相结合，可实现变排量注采一体化举升。

卡环设计成易接难脱的运作方式，通过控制卡环外侧与卡槽结合处的导向角度，使卡环进入挂接槽时所需力量小，而脱出挂接槽时所需力量大。卡坏外侧的倒角大小的设计属于本领域常规技术。

若此时油套环空液面较浅，上行程时外柱塞上下侧液体压力差不足以使卡环从挂接槽内脱出，则上提抽油杆时内柱塞与外柱塞同时上行，整个装置运行在较大排量状态。若环空液面较深，上行程时外柱塞上下侧液体压力差较大，使卡环从挂接槽内脱出，则整个装置运行在较小排量状态。该过程的发生取决于卡环从挂接槽内脱出所需力大小以及油套环空动液面深度，无需人工干预。

当装置运行在大排量状态，需要人工调整排量时，则从井口上提光杆；当上提高度超过原运行冲程后，外柱塞上行至释放台阶处并被其挡住，继续上提光杆则外柱塞从内柱塞上脱下落入泵筒底部，整个装置进入小排量状态运行。

整个装置安装完毕需要注汽时，从井口上提杆柱使内柱塞携带下柱塞上行，直至下柱塞全部脱出下泵筒，此时举升装置内部与其上、下油管连通，汽体注入通道打开，可实施注汽作业；注汽完毕需要转抽时，下放抽油杆柱碰泵并上提防冲距即可进入排液状态。

附图说明

图1为本发明的一种变排量注采一体化举升装置的结构剖视图。

图中：内柱塞1、外柱塞2、下柱塞3、上泵筒4、下泵筒5、卡环6、排液阀7、侧置进液阀8、释放台阶9。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种变排量注采一体化举升装置，包括泵筒、柱塞、排液阀，所述泵筒包括上泵筒4、下泵筒5，所述柱塞包括内柱塞1、外柱塞2、下柱塞3，所述上泵筒下端连接下泵筒上端，所述内柱塞下端连接排液阀7，排液阀下端连接下柱塞，下柱塞滑行在下泵筒内，所述外柱塞通过悬挂机构套装在内柱塞外部，内柱塞和外柱塞一起滑行在上泵筒内，所述上泵筒内壁开设释放台阶9，所述释放台阶下端面对外柱塞上端面形成轴向限位，能使外柱塞脱离内柱塞。

所述悬挂机构包括卡环6，卡环为开口环，所述内柱塞外壁开设卡环槽，所述外柱塞内壁开设挂接槽，卡环槽和挂接槽相对应，所述卡环同时卡装在卡环槽和挂接槽内。

所述外柱塞2的内、外表面均包含一段密封面，分别为内密封面、外密封面，其中内密封面与内柱塞1配合形成密封副，其中外密封面与上泵筒4配合形成密封副。

所述上泵筒下端一侧安装有偏心设置的侧置进液阀8。

所述内柱塞为中空结构且上下贯通，所述下柱塞为实心结构。

所述内柱塞上端连接光杆。

内柱塞1下端安装排液阀7，排液阀7下端连接下柱塞3，内柱塞1上部外侧开设卡环槽，卡环槽内安装用于连接外柱塞2的卡环6，卡环6为开开口环。

上泵筒4设置在外柱塞2外部，其上端设置有释放台阶9，下端一侧安装有侧置进液阀8，底部连接下泵筒5。

需要人工主动变更装置排量时，释放台阶9用于辅助脱开外柱塞2。当在井口上提光杆，内柱塞1和外柱塞2的组合体上行至释放台阶9，外柱塞2被释放台阶9挡住，继续上提光杆则内柱塞1上的卡环6从外柱塞2上的卡环挂接槽内脱出，内柱塞1与外柱塞2分离。之后外柱塞2下落至泵筒4底部，作为内柱塞1的配合泵筒，举升装置排量变小。

卡环6设计成易接难脱的运作方式，通过控制卡环外侧与卡槽结合处的导向角度，使卡环进入挂接槽时所需力量小，而脱出挂接槽时所需力量大。卡坏外侧的倒角大小的设计属于本领域常规技术。当外柱塞2上、下液体压力差形成的合力达到卡环6脱出挂接槽所需力时，内柱塞1和外柱塞2自动断开连接，无需人工干预即实现举升装置排量变更。

实施方式：

安装：上泵筒4、下泵筒5、侧置进液阀8在地面组装为一体，然后外柱塞2内置于上泵筒4内，再在上泵筒4上部安装释放台阶9后，整体随油管下入油井内预定深度。下柱塞3、排液阀7、内柱塞1连接为一体，随抽油杆下入井内，到达上泵筒4和下泵筒5内部碰泵后，卡环6进入外柱塞2上部内侧的挂接槽内，内柱塞1与外柱塞2连接为一体。上提防冲距使柱塞串位于行程的下死点即安装完毕。柱塞中的进液阀、排液阀属于公知技术，均属于单向阀的一种，不再赘述其具体结构，见附图中的阀球封堵阀座的出入口。

自动变排量：

若此时油套环空液面较浅，上行程时外柱塞2上下侧液体压力差不足以使卡环6从挂接槽内脱出，则上提抽油杆时内柱塞1与外柱塞2同时上行，整个装置运行在较大排量状态。若环空液面较深，上行程时外柱塞2上下侧液体压力差较大，使卡环6从挂接槽内脱出，则整个装置运行在较小排量状态。该过程的发生取决于卡环6从挂接槽内脱出所需力大小以及油套环空动液面深度，无需人工干预。

人工变排量：

当装置运行在大排量状态，需要人工调整排量时，则从井口上提光杆；当上提高度超过原运行冲程后，外柱塞2上行至释放台阶9处并被其挡住，继续上提光杆则外柱塞2从内柱塞1上脱下落入泵筒4底部，整个装置进入小排量状态运行。

实施注采一体化：

整个装置安装完毕需要注汽时，从井口上提杆柱使内柱塞1携带下柱塞3上行，直至下柱塞3全部脱出下泵筒5，此时举升装置内部与其上、下油管连通，汽体注入通道打开，可实施注汽作业；注汽完毕需要转抽时，下放抽油杆柱碰泵并上提防冲距即可进入排液状态。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种变排量注采一体化举升装置，包括泵筒、柱塞、排液阀，其特征在于，所述泵筒包括上泵筒、下泵筒，所述柱塞包括内柱塞、外柱塞、下柱塞，所述上泵筒下端连接下泵筒上端，所述内柱塞下端连接排液阀，排液阀下端连接下柱塞，下柱塞滑行在下泵筒内，所述外柱塞通过悬挂机构套装在内柱塞外部，内柱塞和外柱塞一起滑行在上泵筒内，所述上泵筒内壁开设释放台阶，所述释放台阶下端面对外柱塞上端面形成轴向限位，能使外柱塞脱离内柱塞。

2.根据权利要求1所述的一种变排量注采一体化举升装置，其特征在于，所述悬挂机构包括卡环，卡环为开口环，所述内柱塞外壁开设卡环槽，所述外柱塞内壁开设挂接槽，卡环槽和挂接槽相对应，所述卡环同时卡装在卡环槽和挂接槽内。

3.根据权利要求1或2所述的一种变排量注采一体化举升装置，其特征在于，所述外柱塞的内、外表面均包含一段密封面，分别为内密封面、外密封面，其中内密封面与内柱塞配合形成密封副，其中外密封面与上泵筒配合形成密封副。

4.根据权利要求1或2所述的一种变排量注采一体化举升装置，其特征在于，所述上泵筒下端一侧安装有偏心设置的侧置进液阀。

5.根据权利要求1或2所述的一种变排量注采一体化举升装置，其特征在于，所述内柱塞为中空结构且上下贯通，所述下柱塞为实心结构。

6.根据权利要求1或2所述的一种变排量注采一体化举升装置，其特征在于，所述内柱塞上端连接光杆。