CN111434920A - 采油装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采油装置，属于油田开采技术领域。该采油装置包括由下至上顺次连接的电机、电机上接头、电机保护器、外筒、泵筒、固定球阀；电机输出轴穿过电机上接头与电机保护器的转动轴连接；与转动轴的上端连接，且位于外筒内的内螺纹筒；螺纹连接于内螺纹筒内的螺杆；与螺杆的上端顺次连接的进液阀罩、空心柱塞、游动球阀；进液阀罩和泵筒上分别具有连通的第一进液孔和第二进液孔。螺杆上行时，固定球阀打开，游动球阀关闭；螺杆下行时，固定球阀关闭，游动球阀打开。电机为永磁同步电机，电机与电机保护器电连接，使该装置的转动力小，转动稳定，能耗小。各个部件均具有防腐性能，使该装置具有防腐性能。
Description
技术领域
本发明涉及油田开采技术领域，特别涉及一种采油装置。
背景技术
在油田生产中，多采用抽油泵进行采油。但是，抽油杆、油管的快速腐蚀直接影响到油井的正常生产，导致经济损失和成本增加。目前内衬油管技术能够较好地解决油管腐蚀问题，但却加剧了抽油杆的腐蚀速度。研究适应腐蚀油井环境的无抽油杆采油装置，并搭配内衬油管技术，能够解决油井的腐蚀问题，延长油井的生产周期。
相关技术提供了一种采油装置，该装置包括：泵筒、位于泵筒内的多组电磁线圈、位于电磁线圈内的空心转子、与空心转子下端连接的螺母、与螺母内壁螺纹连接的螺杆、与螺杆的下端依次连接的凡尔短节和柱塞。
相关技术提供的采油装置中的多组电磁线圈与空心转子组成的电机属于异步电机，转速快、换向震动大、耗能大，且该采油装置的容易被腐蚀。
发明内容
本发明实施例提供了一种采油装置，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：
本发明实施例提供了一种采油装置，所述采油装置包括由下至上顺次连接的电机、电机上接头、电机保护器、外筒、泵筒、固定球阀；
所述电机的输出轴穿过所述电机上接头与所述电机保护器的转动轴连接；
所述采油装置还包括：与所述转动轴的上端连接，且可转动地位于所述外筒内的内螺纹筒；
螺纹连接于所述内螺纹筒内，且可沿所述泵筒的轴向往复运动的螺杆；
与所述螺杆的上端顺次连接，且均可沿所述泵筒的轴向往复运动的进液阀罩、空心柱塞、游动球阀；
所述进液阀罩上具有第一进液孔，所述泵筒的壁上具有连通所述第一进液孔的第二进液孔；
所述电机为永磁同步电机，所述电机与所述电机保护器电连接；
所述螺杆上行时，所述固定球阀打开，所述游动球阀关闭；所述螺杆下行时，所述固定球阀关闭，所述游动球阀打开；
所述电机、所述电机上接头、所述电机保护器、所述外筒、所述泵筒、所述固定球阀、所述内螺纹筒、所述螺杆、所述进液阀罩、所述空心柱塞、所述游动球阀均具有防腐性能。
在一种可能的设计中，所述电机、所述电机上接头、所述电机保护器、所述外筒、所述泵筒、所述固定球阀、所述内螺纹筒、所述螺杆、所述进液阀罩、所述空心柱塞、所述游动球阀的壁上均具有防腐层；
或者，所述电机、所述电机上接头、所述电机保护器、所述外筒、所述泵筒、所述固定球阀、所述内螺纹筒、所述螺杆、所述进液阀罩、所述空心柱塞、所述游动球阀的材料均为不锈钢材料。
在一种可能的设计中，所述泵筒的壁上具有铬防腐层；
所述空心柱塞的壁上具有镍基合金防腐层。
在一种可能的设计中，所述内螺纹筒的内壁上及所述螺杆的外壁上的螺纹均为梯形螺纹。
在一种可能的设计中，所述固定球阀包括：第一球阀罩、第一球体、第一阀座；
所述第一球阀罩的下端与所述第一阀座的上端连接，所述第一阀座的下端与所述泵筒的上端连接；
所述第一球体位于所述第一球阀罩与所述第一阀座之间；
所述第一阀座上具有连通所述泵筒的第一阀座孔，所述第一球体可封堵所述第一阀座孔；
所述第一球阀罩的上端具有第一通孔。
在一种可能的设计中，所述游动球阀包括：第二球阀罩、第二球体、第二阀座；
所述第二阀座的上端和下端分别与所述第二球阀罩的下端、所述空心柱塞的上端连接；
所述第二球体位于所述第二球阀罩与所述第二阀座之间；
所述第二阀座上具有连通所述空心柱塞的第二阀座孔，所述第二球体可封堵所述第二阀座孔；
所述第二球阀罩上具有连通所述泵筒的第二通孔。
在一种可能的设计中，所述电机、所述电机上接头、所述电机保护器、所述外筒、所述泵筒、所述固定球阀之间均为可拆卸连接。
在一种可能的设计中，所述泵筒与所述固定球阀之间为螺纹连接；
所述电机、所述电机上接头、所述电机保护器、所述外筒之间均为螺丝连接。
在一种可能的设计中，所述电机的输出轴、所述电机保护器的转动轴、所述内螺纹筒之间均为可拆卸连接；
所述螺杆、所述进液阀罩、所述空心柱塞、所述游动球阀之间均为可拆卸连接。
在一种可能的设计中，所述装置还包括：下接头；
所述下接头与所述电机的下端可拆卸连接。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的采油装置，通过采用永磁同步电机，并配合电机保护器，使电机输出的转动力小，转动稳定，能耗小，进一步地，将电机设置于螺杆的下方，利于电机驱动螺杆稳定地转动。该采油装置通过电机为内螺纹筒提供转动力，内螺纹筒将转动力传递给螺杆，使螺杆沿泵筒的轴向上下往复运动，不采用抽油杆即可实现对原油等液体的举升。基于电机、电机上接头、电机保护器、外筒、泵筒、固定球阀、内螺纹筒、螺杆、进液阀罩、空心柱塞、游动球阀均具有防腐性能，这使得该采油装置具有防腐性能，能够应用于腐蚀油井环境中，且不存在抽油杆的腐蚀问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。
图1是本发明实施例提供的采油装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的采油装置的局部放大的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的采油装置的局部放大的结构示意图。
其中，附图标记分别表示：
1-电机，101-输出轴，
2-电机上接头，
3-电机保护器，301-转动轴，
4-外筒，
5-泵筒，501-第二进液孔，
6-固定球阀，601-第一球阀罩，6011-第一通孔，602-第一球体，603-第一阀座，6031-第一阀座孔，
7-内螺纹筒，
8-螺杆，
9-进液阀罩，901-第一进液孔，
10-空心柱塞，
11-游动球阀，1101-第二球阀罩，11011-第二通孔，1102-第二球体，1103-第二阀座，11031-第二阀座孔，
12-下接头。
具体实施方式
除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种采油装置，如附图1所示，该采油装置包括由下至上顺次连接的电机1、电机上接头2、电机保护器3、外筒4、泵筒5、固定球阀6；电机1的输出轴101穿过电机上接头2与电机保护器3的转动轴301连接；该采油装置还包括：与转动轴301的上端连接，且可转动地位于外筒4内的内螺纹筒7；螺纹连接于内螺纹筒7内，且可沿泵筒5的轴向往复运动的螺杆8；与螺杆8的上端顺次连接，且均可沿泵筒5的轴向往复运动的进液阀罩9、空心柱塞10、游动球阀11；进液阀罩9上具有第一进液孔901，泵筒5的壁上具有连通第一进液孔901的第二进液孔501；电机1为永磁同步电机，电机1与电机保护器3电连接；螺杆8上行时，固定球阀6打开，游动球阀11关闭；螺杆8下行时，固定球阀6关闭，游动球阀11打开；电机1、电机上接头2、电机保护器3、外筒4、泵筒5、固定球阀6、内螺纹筒7、螺杆8、进液阀罩9、空心柱塞10、游动球阀11均具有防腐性能。
需要说明的是，电机上接头2与地面电缆连接，并为电机1和电机保护器3供电。空心柱塞10与泵筒5之间为动密封。
以下对本发明实施例提供的采油装置的工作原理进行阐述：
将该采油装置放置于井筒内，采油装置在工作时，电机1的输出轴101将转动力传递至电机保护器3的转动轴301，电机保护器3的转动轴301将转动力传递给内螺纹筒7，内螺纹筒7转动，并将转动力通过螺纹传递给螺杆8，使螺杆8沿泵筒5的轴向上下往复运动，以完成该采油装置的上冲程和下冲程。
井筒内的原油等液体通过泵筒5壁上的第二进液孔501进入泵筒5内，并通过进液阀罩9上的第一进液孔901进入空心柱塞10内。当采油装置下冲程时，即螺杆8下行时，固定球阀6关闭，游动球阀11打开，空心柱塞10内的液体能够通过游动球阀11流至游动球阀11上方的泵筒5内。当采油装置上冲程时，即螺杆8上行时，固定球阀6打开，游动球阀11关闭，空心柱塞10及游动球阀11将游动球阀11上方的液体举升，并由固定球阀6输出。该采油装置重复上冲程和下冲程的动作，即可实现无抽油杆的举升采油作业，不会出现抽油杆的腐蚀现象。
其中，电机保护器3用于对电机1进行全面的保护，当电机1出现过载、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损、定转子偏心时，电机保护器3可以报警，以使电机1能够稳定地转动。永磁同步电机可以通过变频技术调整转速，以低转速转动，配合电机保护器3，能够使永磁同步电机1低速、稳定地转动，减少能耗。
并且，电机1、电机上接头2、电机保护器3、外筒4、泵筒5、固定球阀6、内螺纹筒7、螺杆8、进液阀罩9、空心柱塞10、游动球阀11均具有防腐性能，这使该采油装置也不会出现腐蚀现象，保证采油作业的顺利进行。
本发明实施例提供的采油装置，通过采用永磁同步电机，并配合电机保护器3，使电机1输出的转动力小，转动稳定，能耗小，进一步地，将电机1设置于螺杆8的下方，利于电机1驱动螺杆8稳定地转动。该采油装置通过电机1为内螺纹筒7提供转动力，内螺纹筒7将转动力传递给螺杆8，使螺杆8沿泵筒5的轴向上下往复运动，不采用抽油杆即可实现对原油等液体的举升。基于电机1、电机上接头2、电机保护器3、外筒4、泵筒5、固定球阀6、内螺纹筒7、螺杆8、进液阀罩9、空心柱塞10、游动球阀11均具有防腐性能，这使得该采油装置具有防腐性能，能够应用于腐蚀油井环境中，且不存在抽油杆的腐蚀问题。
此外，该采油装置中，通过设置外筒4，对内螺纹筒7和螺杆8起到保护作用。
本发明实施例关于电机1、电机上接头2、电机保护器3、外筒4、泵筒5、固定球阀6、内螺纹筒7、螺杆8、进液阀罩9、空心柱塞10、游动球阀11如何实现防腐性能给出以下两种示例：
作为第一种示例，电机1、电机上接头2、电机保护器3、外筒4、泵筒5、固定球阀6、内螺纹筒7、螺杆8、进液阀罩9、空心柱塞10、游动球阀11的壁上均具有防腐层。
其中，防腐层可以通过电镀或气相沉积的方式形成。对于防腐层的材料不作具体限定，具有防腐性能即可。
举例来说，泵筒5的壁上具有铬防腐层；空心柱塞10的壁上具有镍基合金防腐层。
铬防腐层和镍基合金防腐层的防腐效果好，利于实现防腐功能。
作为第二种示例，电机1、电机上接头2、电机保护器3、外筒4、泵筒5、固定球阀6、内螺纹筒7、螺杆8、进液阀罩9、空心柱塞10、游动球阀11的材料均为不锈钢材料。
不锈钢材料的价格低廉，容易获取，且具有良好的防腐功能。
作为一种示例，内螺纹筒7的内壁上及螺杆8的外壁上的螺纹均为梯形螺纹。
选用梯形螺纹，能够使螺杆8稳定地与内螺纹筒7配合形成螺纹副，利于螺杆8稳定地沿泵筒5的轴向往复运动，不会出现震动大等问题，延长了该采油装置的使用寿命。
本发明实施例关于固定球阀6的结构给出一种示例，如附图2所示，固定球阀6包括：第一球阀罩601、第一球体602、第一阀座603；第一球阀罩601的下端与第一阀座603的上端连接，第一阀座603的下端与泵筒5的上端连接；第一球体602位于第一球阀罩601与第一阀座603之间；第一阀座603上具有连通泵筒5的第一阀座孔6031，第一球体602可封堵第一阀座孔6031；第一球阀罩601的上端具有第一通孔6011。
当螺杆8下行时，游动球阀11以上部分泵筒5内欠压，第一球体602在重力作用下坐落于第一阀座603上，对第一阀座孔6031进行封堵，使固定球阀6关闭。当螺杆8上行时，在游动球阀11以上部分泵筒5内的液压作用下，将第一球体602顶开，使其脱离第一阀座孔6031，进而固定球阀6打开，液体能够流通第一阀座孔6031和第一通孔6011。
上述固定球阀6的结构简单，容易实现打开与关闭的功能。
其中，第一球阀罩601与第一阀座603之间可拆卸连，以利于固定球阀6的拆装。举例来说，第一球阀罩601与第一阀座603之间可以为螺纹连接。
本发明实施例关于游动球阀11的结构给出一种示例，如附图3所示，游动球阀11包括：第二球阀罩1101、第二球体1102、第二阀座1103；第二阀座1103的上端和下端分别与第二球阀罩1101的下端、空心柱塞10的上端连接；第二球体1102位于第二球阀罩1101与第二阀座1103之间；第二阀座1103上具有连通空心柱塞10的第二阀座孔11031，第二球体1102可封堵第二阀座孔11031；第二球阀罩1101上具有连通泵筒5的第二通孔11011。
当螺杆8下行时，空心柱塞10内填充液体，第二球体1102在液压的作用下脱离第二阀座1103的第二阀座孔11031，使游动球阀11打开。当螺杆8上行时，由于重力作用，第二球体1102坐落于第二阀座1103上，并封堵第二阀座孔11031，使游动球阀11关闭。
上述游动球阀11的结构简单，容易实现打开与关闭的功能。
作为一种示例，电机1、电机上接头2、电机保护器3、外筒4、泵筒5、固定球阀6之间均为可拆卸连接。
如此，能够使电机1与电机上接头2之间、电机上接头2与电机保护器3之间、电机保护器3与外筒4之间、外筒4与泵筒5之间、泵筒5与固定球阀6之间均能够容易地拆装，以利于更换或维修各个部件。
举例来说，泵筒5与固定球阀6之间为螺纹连接；电机1、电机上接头2、电机保护器3、外筒4之间均为螺丝连接。
或者，电机1与电机上接头2之间、电机上接头2与电机保护器3之间、电机保护器3与外筒4之间、外筒4与泵筒5之间、泵筒5与固定球阀6之间均可以为法兰连接。
作为一种示例，电机1的输出轴101、电机保护器3的转动轴301、内螺纹筒7之间均为可拆卸连接；螺杆8、进液阀罩9、空心柱塞10、游动球阀11之间均为可拆卸连接。
如此，使电机1的输出轴101与电机保护器3的转动轴301之间、电机保护器3的转动轴301与内螺纹筒7之间均能够容易地拆装，使螺杆8与进液阀罩9之间、进液阀罩9与空心柱塞10之间、空心柱塞10与游动球阀11之间均能够容易地拆装，利于更换或维修各个部件。
作为一种示例，内螺纹筒7通过短节与电机保护器3的转动轴301连接。
短节的两端可以分别与内螺纹筒7的下端和转动轴301的上端法兰连接。
作为一种示例，如附图1所示，本发明实施例提供的装置还包括：下接头12；下接头12与电机1的下端可拆卸连接。
如此，利于该采油装置的下端与其他部件之间连接。
举例来说，下接头12与电机1的下端之间可以为螺纹连接或法兰连接。
以上所述仅为本发明的说明性实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种采油装置，其特征在于，所述采油装置包括由下至上顺次连接的电机(1)、电机上接头(2)、电机保护器(3)、外筒(4)、泵筒(5)、固定球阀(6)；
所述电机(1)的输出轴(101)穿过所述电机上接头(2)与所述电机保护器(3)的转动轴(301)连接；
所述采油装置还包括：与所述转动轴(301)的上端连接，且可转动地位于所述外筒(4)内的内螺纹筒(7)；
螺纹连接于所述内螺纹筒(7)内，且可沿所述泵筒(5)的轴向往复运动的螺杆(8)；
与所述螺杆(8)的上端顺次连接，且均可沿所述泵筒(5)的轴向往复运动的进液阀罩(9)、空心柱塞(10)、游动球阀(11)；
所述进液阀罩(9)上具有第一进液孔(901)，所述泵筒(5)的壁上具有连通所述第一进液孔(901)的第二进液孔(501)；
所述电机(1)为永磁同步电机，所述电机(1)与所述电机保护器(3)电连接；
所述螺杆(8)上行时，所述固定球阀(6)打开，所述游动球阀(11)关闭；所述螺杆(8)下行时，所述固定球阀(6)关闭，所述游动球阀(11)打开；
所述电机(1)、所述电机上接头(2)、所述电机保护器(3)、所述外筒(4)、所述泵筒(5)、所述固定球阀(6)、所述内螺纹筒(7)、所述螺杆(8)、所述进液阀罩(9)、所述空心柱塞(10)、所述游动球阀(11)均具有防腐性能。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电机(1)、所述电机上接头(2)、所述电机保护器(3)、所述外筒(4)、所述泵筒(5)、所述固定球阀(6)、所述内螺纹筒(7)、所述螺杆(8)、所述进液阀罩(9)、所述空心柱塞(10)、所述游动球阀(11)的壁上均具有防腐层；
或者，所述电机(1)、所述电机上接头(2)、所述电机保护器(3)、所述外筒(4)、所述泵筒(5)、所述固定球阀(6)、所述内螺纹筒(7)、所述螺杆(8)、所述进液阀罩(9)、所述空心柱塞(10)、所述游动球阀(11)的材料均为不锈钢材料。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述泵筒(5)的壁上具有铬防腐层；
所述空心柱塞(10)的壁上具有镍基合金防腐层。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内螺纹筒(7)的内壁上及所述螺杆(8)的外壁上的螺纹均为梯形螺纹。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定球阀(6)包括：第一球阀罩(601)、第一球体(602)、第一阀座(603)；
所述第一球阀罩(601)的下端与所述第一阀座(603)的上端连接，所述第一阀座(603)的下端与所述泵筒(5)的上端连接；
所述第一球体(602)位于所述第一球阀罩(601)与所述第一阀座(603)之间；
所述第一阀座(603)上具有连通所述泵筒(5)的第一阀座孔(6031)，所述第一球体(602)可封堵所述第一阀座孔(6031)；
所述第一球阀罩(601)的上端具有第一通孔(6011)。
6.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述游动球阀(11)包括：第二球阀罩(1101)、第二球体(1102)、第二阀座(1103)；
所述第二阀座(1103)的上端和下端分别与所述第二球阀罩(1101)的下端、所述空心柱塞(10)的上端连接；
所述第二球体(1102)位于所述第二球阀罩(1101)与所述第二阀座(1103)之间；
所述第二阀座(1103)上具有连通所述空心柱塞(10)的第二阀座孔(11031)，所述第二球体(1102)可封堵所述第二阀座孔(11031)；
所述第二球阀罩(1101)上具有连通所述泵筒(5)的第二通孔(11011)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述电机(1)、所述电机上接头(2)、所述电机保护器(3)、所述外筒(4)、所述泵筒(5)、所述固定球阀(6)之间均为可拆卸连接。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述泵筒(5)与所述固定球阀(6)之间为螺纹连接；
所述电机(1)、所述电机上接头(2)、所述电机保护器(3)、所述外筒(4)之间均为螺丝连接。
9.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述电机(1)的输出轴(101)、所述电机保护器(3)的转动轴(301)、所述内螺纹筒(7)之间均为可拆卸连接；
所述螺杆(8)、所述进液阀罩(9)、所述空心柱塞(10)、所述游动球阀(11)之间均为可拆卸连接。
10.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：下接头(12)；
所述下接头(12)与所述电机(1)的下端可拆卸连接。
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