CN113236191A - 稠油举升装置和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种稠油举升装置和稠油举升装置方法。该稠油举升装置包括：多个注液泵，每个注液泵包括进液口和出液口，注液泵被配置为吸入液体并将液体增压后排出；控制阀，包括第一端和第二端，多个注液泵的出液口与控制阀的第一端相连；动力液传输管，与控制阀的第二端相连，以被配置为传输增压后的液体；作业泵，与动力液传输管相连，增压后的液体作为动力液驱动作业泵往复运动；控制阀被配置为可切换地与多个注液泵中的一个注液泵连通以使得动力液传输管可切换地与多个注液泵中的一个注液泵连通。该稠油举升装置设置多台注液泵，可实现切换使用，增强设备使用寿命和使用周期，提高稳定性，维护方便，节约维护时间，运行稳定，提高稳定性。

Description

稠油举升装置和方法

技术领域

本公开至少一实施例涉及一种稠油举升装置和方法。

背景技术

稠油举升过程中，随着油温、气温的持续降低，稠油粘度会急剧上升，逐步变成硬块，就像公路上的沥青。

通常，在稠油举升过程中需要采用降粘措施，以利于稠油被顺利采出。稠油开采需要两套系统，一是举升原油的机械系统，二是在举升过程中给原油降粘的降粘系统。机械系统分为有杆泵泵和无杆泵两种，通常有杆泵包括游梁式抽油机、螺杆泵；无杆泵包括水力泵、电潜离心泵等。举升降粘主要方式包括掺稀油、热力降粘、和化学药剂降粘方式。辽河油田采用电加热杆进行热力降粘，并配合游梁式抽油机将稠油举升采出，新疆油田采用掺稀油降粘方式配合螺杆泵将稠油举升采出，两种作业方案均花费较大成本。因此需要一种可以降低成本，减少施工作业的稠油举升技术。

发明内容

本公开的至少一实施例涉及一种稠油举升装置和方法。

本公开的至少一实施例提供一种稠油举升装置，包括：多个注液泵，每个注液泵包括进液口和出液口，所述注液泵被配置为吸入液体并将所述液体增压后排出；控制阀，包括第一端和第二端，所述多个注液泵的出液口与所述控制阀的第一端相连；动力液传输管，与所述控制阀的第二端相连，以被配置为传输所述增压后的液体；作业泵，与所述动力液传输管相连，所述增压后的液体作为动力液驱动所述作业泵往复运动；所述控制阀被配置为可切换地与所述多个注液泵中的一个注液泵连通以使得所述动力液传输管可切换地与所述多个注液泵中的一个注液泵连通。

例如，所述多个注液泵包括至少两个功率不同的注液泵。

例如，稠油举升装置还包括油管，所述动力液传输管位于所述油管中，所述作业泵位于所述油管中。

例如，所述动力液驱动所述作业泵往复运动后形成乏液，所述乏液与井液混合形成含油混合液，所述作业泵被配置为将所述含油混合液通过所述油管举升至地面。

例如，稠油举升装置还包括第一传输管路，所述第一传输管路与所述多个注液泵的进液口相连，所述第一传输管路被配置为传输所述液体。

例如，稠油举升装置还包括过滤器，所述过滤器设置在所述第一传输管路中，并被配置为对经过所述过滤器的液体进行过滤。

例如，稠油举升装置还包括第二传输管路，所述多个注液泵的出液口与所述动力液传输管通过所述第二传输管路相连。

例如，稠油举升装置还包括流量计，所述流量计设置在所述第二传输管路中。

例如，稠油举升装置还包括第三传输管路，所述第三传输管路与所述油管相连，以传输所述含油混合液。

例如，稠油举升装置还包括分离器，所述分离器与所述第三传输管路相连，所述分离器被配置为对所述含油混合液进行油水分离，所述分离器包括出油口和出水口，所述出水口与所述第一传输管路相连，以形成所述动力液的循环回路。

例如，稠油举升装置还包括加热部件，所述加热部件被配置为对所述液体进行加热以形成热动力液。

例如，稠油举升装置还包括套管，所述油管位于所述套管中。

例如，稠油举升装置还包括控制部件，所述控制部件与所述控制阀相连，以被配置为控制所述控制阀与所述多个注液泵中的一个注液泵连通。

例如，所述作业泵包括壳体、活塞结构和分隔部件，所述分隔部件将所述壳体分隔为第一腔和第二腔，所述活塞结构包括活塞杆、第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和所述第二活塞分设在所述活塞杆的两端，所述第一活塞位于所述第一腔内并将所述第一腔分隔为第一动力液腔和第一油腔，所述第二活塞位于所述第二腔内并将所述第二腔分隔为第二动力液腔和第二油腔，所述活塞杆穿过所述分隔部件，并且所述活塞结构可围绕所述活塞杆的轴线旋转。

本公开的至少一实施例还提供一种稠油举升方法，包括：利用注液泵吸入液体并将所述液体增压后排出；以增压后的液体作为动力液；所述动力液通过动力液传输管以驱动作业泵往复运动；所述动力液成为乏液并与井液在所述作业泵的泵腔中混合形成含油混合液；所述作业泵往复运动使得所述含油混合液被举升至地面；所述注液泵设置为多个，每个注液泵包括进液口和出液口，所述多个注液泵的出液口与所述控制阀相连，所述方法还包括：调节所述控制阀，使其可切换地与所述多个注液泵中的一个注液泵连通以使得所述动力液传输管可切换地与所述多个注液泵中的一个注液泵连通。

例如，所述多个注液泵包括至少两个功率不同的注液泵，所述方法还包括：根据作业参数选择适合功率的注液泵进行作业。

例如，稠油举升方法还包括：对举升至地面的所述含油混合液进行油水分离，分离出来的水作为所述液体被吸入所述注液泵，以形成所述动力液的循环回路。

例如，稠油举升方法还包括对动力液进行加热以形成热动力液。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置的示意图。

图2为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置的示意图。

图3为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置中的地下作业部分的示意图。

图4A为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置中的作业泵的两条泵油管线位置处的剖视示意图。

图4B为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置中的作业泵的两条换向管线位置处的剖视示意图。

图4C为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置中的作业泵的两条动力液管线位置处的剖视示意图。

图4D为图4A的沿线M-N的剖视示意图。

图5为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置或方法的示意图。

图6为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置的示意图。

图7为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置或方法的示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

通常的稠油举升装置存在以下至少之一的问题。

(1)、稠油举升装置的液压站使用单台柱塞泵，在不同情况下不能调整柱塞泵的功率等参数，若柱塞泵故障，影响稠油举升作业。

(2)、消耗成本高。

通常的稠油举升技术不管是电加热、掺稀油、还是化学降粘，都要耗费大量的成本，给稠油开采支出带来经济负担。

(3)、机械磨损严重，存在堵砂风险。

面对含砂油井，通常技术方案采用的常规采油机易出现堵砂、卡砂现象，会造成设备停工甚至是安全事故，同时采用有杆泵会出现偏磨现象，采用无杆采油机设备结构复杂，作业效率低，影响采收收益。

(4)、适用性不强，效率低。

常规游梁式抽油机对于水平井、复合井适用性不强，而水平井和复合井是未来稠油开采技术的发展趋势，可大幅度提高稠油井采收率。

本公开至少一实施例提供的稠油举升装置，可解决上述至少之一的问题。

图1为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置的示意图。图2为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置的示意图。图3为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置中的地下作业部分的示意图。图4A为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置中的作业泵的两条泵油管线位置处的剖视示意图。图4B为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置中的作业泵的两条换向管线位置处的剖视示意图。图4C为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置中的作业泵的两条动力液管线位置处的剖视示意图。图4D为图4A的沿线M-N的剖视示意图。图5为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置或方法的示意图。以下结合图1至图5对本公开的实施例提供的一种稠油举升装置以及稠油举升方法进行描述。

如图1、图2、以及图5所示，稠油举升装置包括地面液压站1和地下作业部分2，地面液压站1包括多个注液泵110、以及控制阀120；地下作业部分2包括动力液传输管210、以及作业泵220。如图1所示，每个注液泵110包括进液口110a和出液口110b，注液泵110被配置为吸入液体并将液体增压后排出；多个注液泵110的出液口110b与控制阀120的第一端120a相连；即，注液泵110的出液口110b共同连接至控制阀120的第一端120a，控制阀120的第二端120b与动力液传输管210相连，动力液传输管210被配置为传输增压后的液体；动力液传输管210与作业泵220相连，增压后的液体作为动力液驱动作业泵220往复运动。例如，注液泵110通过动力液传输管210与作业泵220相连。例如，作业泵220为井下作业泵。例如，动力液包括水。

如图1、图2、以及图5所示，控制阀120被配置为可切换地与多个注液泵110中的一个注液泵110连通以使得动力液传输管210可切换地与多个注液泵110中的一个注液泵110连通。

本公开的实施例提供的稠油举升装置适用于稠油开采作业，可用于稠油举升工序。

与通常的稠油举升装置的液压站中，仅设置单台注液泵不同，本公开的实施例提供的稠油举升装置设置多台注液泵，可实现切换使用，举升装置的结构简单，通过控制阀120使得在多个注液泵中可切换地选择使用一个适合的注液泵，其余可作为备用，增强设备使用寿命和使用周期，提高稳定性，维护方便，节约维护时间，运行稳定，提高稳定性。

例如，注液泵110被配置为吸入低压力的液体并将其增压以形成高压力的液体。高压力的液体的压力大于低压力的液体的压力。低压力的液体也可称作吸入液体，高压力的液体也可称作排出液体。低压力的液体可称作第一压力的液体。高压力的液体可称作第二压力的液体。例如，注液泵110被配置为吸入第一压力的液体并被配置为排出第二压力的液体，第二压力大于第一压力。

例如，多个注液泵110包括至少两个功率不同的注液泵110。例如，多个注液泵可以具有不同的功率、不同的型号、不同的结构等，可实现切换使用不同规格的注液泵，提高选择的多样性。选用不同功率的注液泵切换使用，可以满足不同时期井下的作业需求，为稠油开采作业提供更多操控选择。

例如，注液泵可采用三缸或者五缸，配置多台功率性能不同的注液泵，通过输入作业参数自动选择判断合适作业的注液泵，控制动力液注入流量来调节采出井液量。设置多台注液泵，可以一个使用其余备用，方便维修。

例如，控制阀120包括电控控制阀，但不限于此，可根据其要实现的作用选择适合的控制阀。例如，在一些实施例中，控制阀120包括阀体和阀芯。例如，在一些实施例中，通过阀芯的旋转来使得控制阀120的第一端120a与选定的注液泵110连通。例如，控制阀120包括电控换向阀。例如，控制阀120包括电磁换向阀。

例如，注液泵110作为动力泵。注液泵110也可称作辅助泵，作业泵220也可称作主泵或抽油泵。例如，注液泵110包括柱塞泵，但不限于此。例如，作业泵220包括无杆泵，但不限于此。例如，作业泵220包括活塞泵，但不限于此。作业泵220采用无杆泵的情况下，稠油举升装置结构简单，维护方便，运行稳定，从井口到井下泵头，没有往复运动的抽油杆，降低机械磨损对装置本身造成的损伤，无偏磨现象；适用性更广，适用于砂井、超深井、水平井、斜井，复合井作业。例如，作业泵包括活塞可上下往复式作业，作业泵结构形式不尽相同，也可选择其它结构的泵。

本公开的实施例提供的稠油举升装置，液压系统工作后的乏液在泵腔中与井液混合，使井筒内液量为常规采油液量的2-3倍，因此井筒内的流速较快，能有效地把砂携带到地面，减轻或避免堵砂现象。

螺杆泵采油设备本身性能不稳定，杆滞后、断杆现象频繁发生，给持续稳定作业带来隐患。水力泵等设备开采效率低，且作业压强要求高，对油管性能要求高，同样存在作业隐患。本公开的实施例提供的稠油举升装置完全适用于水平井和复合井的开采，可以大幅度提升稠油采收率。

本公开的实施例提供的稠油举升装置性能稳定，可持续作业。针对超深井，通常稠油开采设备适用性并不强，受结构和运行机理限制普遍作业深度在2000米以上，而本公开的实施例提供的稠油举升装置因采用水为动力介质，压力损失小，作业压力需求低，配备非连续油管(常规油管)可在地下3000米进行作业，配合连续油管可在地下5000米进行作业，为目前抽油举升开采技术之最。

例如，如图2和图3所示，稠油举升装置还包括油管230，动力液传输管210位于油管230中，作业泵220位于油管230中。地下作业部分2还包括油管230。油管可选用非连续油管(常规油管)或连续油管，常规油管由单节8-10米单节管线连接组成使用，连续油管长度可为5000-7000米，在通常技术中为稠油举升作业深度之最，使用时根据作业需求进行选择。动力液传输管在油管内部，作用是输送动力液。常规油管满足地下3000米以上作业需求，连续油管满足地下5000米作业需求。完全适用于砂井、超深井、水平井、复合井作业，迎合稠油开采发展大趋势。

例如，动力液传输管210的中心可位于油管230的中心重合，此情况下，动力液传输管210可称作中心管。

例如，动力液驱动作业泵220往复运动后形成乏液，乏液与井液混合形成含油混合液，作业泵220被配置为将含油混合液通过油管230举升至地面。

如图2所示，动力液传输管210的一端与控制阀120相连，动力液传输管210的另一端与作业泵220相连，增压后的液体经过动力液传输管210到达作业泵220，作为作业泵220的动力液，驱动作业泵220在油管230中往复运动，以抽吸含有稠油的井液，经过泵腔的液体成为乏液与井液混合成为含油混合液，作业泵220往复运动举升混合液到地面。图2示出了地面400。

因乏液与井液混合，降低稠油的粘度，利于稠油举升。举升原油机械系统和降粘系统合二为一，可以大幅降低举升成本。举升装置结构简单，地面建设液压站，采用水作为作业介质，提供高压力的液体的注液泵把分离器分离出来的水加压后通过动力液传输管注入井下为作业泵提供动力，且根据输入参数不同，控制部件可自动选择判断用于作业的注液泵。与通常的稠油举升方式相比，大幅度降低开采成本。将动力液介质也可采用加入乳化液的水，或者是油等介质。

本公开的实施例提供的稠油举升装置，可以完全替代电加热、掺稀油、化学降粘，通过装置的运行机理实现稠油采出，不需要增加额外稠油降粘措施，与电加热相比可年节约24万元电费，与掺稀油相比可以节约掺稀油的费用，根据井况不同，掺稀油比例在30％以上，塔河油田甚至达到100％以上，年节约费用30万-80万，与化学降粘方式相比可以节约下化学药剂使用费用。

本公开的实施例提供的稠油举升装置将举升机械系统和举升降粘系统合二为一，可以大幅降低举升成本。地面建设液压站，以水为动力液，通过注液泵加压通过动力液传输管注入井下为作业泵提供动力带动活塞进行往复式运动，井液被抽入泵腔中与动力液混合，提升稠油含水量，同时增加润滑举升采出，采出后的井液流入计量站，通过油水分离设备分离出的水，可以循环利用重新作为动力液注入作业。

本公开的实施例提供的稠油举升装置的作业泵在动力液的作用下，把液压能转换成机械能，做上下往复运动，井液被抽入泵腔中与动力液混合，提升稠油含水量，使井筒中的稠油含水量大于70％，因此采出液以水包油的形式被举升到地面，实现稠油采出。采出后的井液流入计量站。

稠油举升技术原理：以水作为动力液驱动作业泵运转，同时乏液与井液混合，增加稠油含水率，以水包油的形式将原油举升采出，动力液不限于水，可在水中加入乳化液或化学药剂，也可将水替换为其他适合的液体作为动力液。

例如，如图2所示，稠油举升装置还包括第一传输管路161，第一传输管路161与多个注液泵110的进液口110a相连，第一传输管路161被配置为传输液体。

例如，如图2所示，稠油举升装置还包括过滤器140，过滤器140设置在第一传输管路161中，并被配置为对经过过滤器140的液体进行过滤。过滤器140用于对经过过滤器的液体进行过滤，利于获得洁净的动力液。

例如，如图2所示，稠油举升装置还包括第二传输管路162，多个注液泵110的出液口110b与动力液传输管210通过第二传输管路162相连。

例如，如图2所示，稠油举升装置还包括流量计130，流量计130设置在第二传输管路162中。流量计用于计量注入动力液流量，方便计算最终采油量。

例如，如图2所示，稠油举升装置还包括第三传输管路163，第三传输管路163与油管230相连，以传输含油混合液。

图2示出了水801以及油802，第一传输管路161传输液体，第二传输管路162传输增压后的液体，第三传输管路163传输含油混合液800。

例如，如图2所示，稠油举升装置还包括分离器150，分离器150与第三传输管路163相连，分离器150被配置为对含油混合液进行油水分离，分离器150包括出油口151和出水口152，出水口152与第一传输管路161相连，以形成动力液的循环回路。例如，过滤器140用于过滤从分离器150中流出的水，利于获得洁净的动力液。通过油水分离器分离出的水，可以循环利用重新作为动力液注入作业，实现整个稠油开采举升系统闭环工作。

本公开的一些实施例提供的稠油举升装置采用动力液闭环运行模式，在稠油举升装置中，水既作为动力液，从地面加压后打入地下驱动作业泵运动实现抽吸效果，又作为和稠油混合后实现举升的载体，在泵腔中与井液混合，将稠油以水包油形式举升采出，采出后经油水分离，分离出的水重新回到井口进行持续作业，整个装置运行过程中水可循环利用，实现闭环运行，提高水的利用率，增加经济性。

例如，如图2所示，稠油举升装置还包括加热部件171，加热部件171被配置为对液体进行加热以形成热动力液。同时根据稠油粘度不同和开采需求可以选择注入热动力液。通过输入作业参数，控制部件控制注入动力液温度来降低井下稠油粘度，起到更好的举升效果。

例如，如图3所示，稠油举升装置还包括套管261，油管230位于套管261中。油管230和套管261之间的空间为油套环空262。图3示出了油层300。例如，如图3所示，套管261具有入口263。在其他的实施例中，入口263也可位于套管261的端部。井液或油层通过入口263进入油套环空262中。例如，井液包括稠油。

例如，在一些实施例中，如图3所示，稠油举升装置还包括连接器271和沉砂器272，动力液传输管210通过连接器271与沉砂器272相连，沉砂器272被配置为减少进入油管230中的砂的量。

例如，在一些实施例中，作业泵220包括密封圈。例如，在一些实施例中，稠油举升装置可采用钢性柔型的结构和补偿式的密封方式，具有很强的排砂性能，减少或避免作业泵出现卡砂现象。例如，钢性柔型的结构可指油管为刚性管，而作业泵为无杆泵，例如，作业泵中的活塞结构可以围绕活塞杆自由活动，存在柔型，可以将砂与井液一同排除，减轻或避免出现堵砂或卡砂的现象。例如，补偿式的密封方式可指采用泛塞密封设置，具有补偿性，密封效果更好。

例如，如图4A所示，在一些实施例中，作业泵220包括第一壳体2291、第二壳体2292以及位于第二壳体2292内的第一换向阀2201、第二换向阀2202、以及活塞结构2203。第一壳体2291位于第二壳体2292内。例如，如图4A所示，作业泵220包括开口2211，开口2211与油管相连，含油混合液通过开口进入油管以通过油管被举升。例如，如图4A所示，作业泵220包括进油口2208和进油口2209，在进油口2208和进油口2209处分别设置单向阀2210，以利于原油进入作业泵220。活塞结构2203可称作往复活塞，作业泵220可称作往复泵。

例如，参考图4A至图4C，第一换向阀2201包括第一阀芯，第一阀芯包括第一导杆011和第三活塞012，第二换向阀2202包括第二阀芯，第二阀芯包括第二导杆021和第四活塞022。如图4A至图4C所示，第一换向阀2201还包括第一活塞缸031，第一阀芯在第一活塞缸031内运动，第二换向阀2202还包括第二活塞缸032，第二阀芯在第二活塞缸032内运动。

例如，参考图4A至图4C，作业泵220还包括开口2240至2249，液体可通过开口2240至2249进入对应的管线或腔。例如，参考图4A至图4C，开口2240至2249位于第二壳体2292中。例如，参考图4A至图4C，作业泵220还包括通道2251、通道2252和通道2261，并且通道2251、通道2252和通道2261均被配置为通过动力液。

例如，如图4A至图4C所示，活塞结构2203包括活塞杆30和分别位于活塞杆30两端的第一活塞31和第二活塞32。参考图4A至图4C，活塞结构2203可围绕活塞杆30的轴线旋转，以利于排砂，本公开的一些实施例提供的稠油举升装置可实现携砂开采。例如，如图4A至图4C所示，活塞杆30在其轴向上不固定，活塞杆30可围绕其轴向旋转，以利于排砂。

例如，如图4A至图4C所示，作业泵220包括分隔部件280，分隔部件280将泵腔22分隔为第一腔22a和第二腔体22b，第一腔22a包括第一油腔2281和第一动力液腔2271，第二腔22b包括第二动力液腔2272和第二油腔2282。

例如，如图4A至图4C所示，第一活塞31位于第一腔22a内并将第一腔22a分隔为第一动力液腔2271和第一油腔2281，第二活塞32位于第二腔22b内并将第二腔22b分隔为第二动力液腔2272和第二油腔2282，活塞杆30穿过分隔部件280，并且活塞结构2203可围绕活塞杆的轴线旋转。

例如，如图4A所示，作业泵220包括泵腔22，泵腔22包括第一油腔2281、第二油腔2282、第一动力液腔2271、以及第二动力液腔2272。第一油腔2281也可称作上油腔，第二油腔2282也可称作下油腔，第一动力液腔2271也可称作上动力液腔，第二动力液腔2272也可称作下动力液腔。

如图4A至图4C所示，动力液腔的工作面和油腔的工作面在同一活塞上不同的两个端面上工作，效率更高。例如，对于第一活塞31，第一活塞31的上表面和下表面分别为第一动力液腔2271的工作面和第一油腔2281的工作面。例如，对于第二活塞32，第二活塞32的下表面和上表面分别为第二动力液腔2272的工作面和第二油腔2282的工作面。

例如，如图4D所示，作业泵220的管线包括两条泵油管线(泵油管线2231、泵油管线2232)、2条换向管线(换向管线2233、换向管线2234)和2条动力液管线(进液管线2235、出液管线2236)，共计六条管线。例如，六条管线对称环绕在活塞结构2203的周围。例如，换向管线和动力液管线均用于流通动力液。例如，如图4D所示，泵油管线2231和泵油管线2232的中心连线可通过作业泵的中心C0，换向管线2233和换向管线2234的中心连线可通过作业泵的中心C0，进液管线2235和出液管线2236的中心连线可通过作业泵的中心C0。例如，如图4D所示，换向管线2233和出液管线2236位于泵油管线2231和泵油管线2232的中心连线的一侧，换向管线2234和进液管线2235位于泵油管线2231和泵油管线2232的中心连线的另一侧，以利于动力液(换向液)的流通。

例如，如图4A所示，开口2241与泵油管线2231连通，开口2242与泵油管线2232连通。例如，如图4B所示，换向液可通过开口2244和开口2245，动力液可通过开口2243和开口2246，开口2243和开口2245均与换向管线2234连通，开口2244和开口2246均与换向管线2233连通。例如，如图4C所示，开口2249和开口2247均与进液管线2235连通，开口2248和开口2240均与出液管线2236连通。例如，如图4C所示，进液管线2235中的动力液可通过开口2247进入泵腔，乏液可通过开口2248进入出液管线2236，进液管线2235中的动力液可通过开口2249进入泵腔，乏液可通过开口2240进入出液管线2236。

以下结合图2、图4A至图4C对作业泵的作业过程进行介绍。如图2所示，动力液经地面的注液泵110加压通过动力液传输管210进入作业泵220。参考图4A至图4C，动力液通过动力液管线(进液管线2235)进入第一动力液腔2271，带动活塞结构2203向下运行，此时第二油腔2282实现吸力，第一油腔2281实现推力，井液通过泵油管线2231吸附进第二油腔2282，第一油腔2281中的井液被推出到泵油管线2232，此时，第二动力液腔2272中的动力液(乏液)被推出至换向管线2233以及出液管线2236，乏液和泵油管线2232中的井液在开口2211处混合成为含油混合液；活塞结构2203运行到最下端后通过换向管线输送动力液实现活塞结构2203换向运动，动力液进入第二动力液腔2272，带动活塞结构2203向上运动，第二油腔2282实现推力，将第二油腔2282中的井液推出，通过泵油管线2231与动力液管线(出液管线2236)中动力液(乏液)混合形成含油混合液，此时第一油腔2281实现吸力，将井液吸进第一油腔2281，含油混合液通过油管被举升到地面，做下一个循环，周而复始，实现原油持续举升。

例如，可在泵油管线2231中设置出油单向阀，可在泵油管线2232中设置出油单向阀。

例如，在活塞结构2203向下运动时，泵油管线2231和泵油管线2232中的一个为进油管线，另一个为出油管线。例如，在活塞结构2203向上运动时，泵油管线2231和泵油管线2232中的一个为进油管线，另一个为出油管线。

例如，如图4A至图4C所示，第一换向阀2201被配置为在换向液/动力液的作用下推动活塞结构2203向下运行，活塞结构2203向下运行时带动第二换向阀2202由上向下运行；第二换向阀2202被配置为在换向液/动力液的作用下推动活塞结构2203向上运行，活塞结构2203向上运行时带动第一换向阀2201由下向上运行。第一换向阀2201在上下方向上往复运动，第二换向阀2202在上下方向上往复运动。例如，第一换向阀2201在动力液的作用下由上向下运动，使得活塞结构由上至下运动，第二换向阀2202在动力液的作用下由下向上运动，使得活塞结构由下至上运动。

例如，活塞结构2203在上止点和下止点之间运动，当活塞结构2203位于上止点时，第一换向阀2201的第一阀芯位于上止点，开口2245和开口2247连通，第二换向阀2201的第二阀芯位于上止点，开口2244和开口2240连通。

图4A至图4C所示的作业泵220，在活塞结构2203向下运动和向上运动两种情况下均能吸油进入泵腔22，利于提高抽油效率。本公开的实施例对于作业泵220的结构不做限定，只要能实现原油抽吸以及举升即可。

本公开至少一实施例还提供一种稠油举升方法，包括如下步骤。

步骤S11、利用注液泵110吸入液体并将液体增压后排出。

步骤S12、以增压后的液体作为动力液。

步骤S13、动力液通过动力液传输管210以驱动作业泵220往复运动。

步骤S14、动力液成为乏液并与井液在作业泵220的泵腔中混合形成含油混合液。

步骤S15、作业泵220往复运动使得含油混合液被举升至地面，注液泵110设置为多个，每个注液泵110包括进液口110a和出液口110b，多个注液泵110的出液口110b与所述控制阀120相连，该方法还包括：调节控制阀120，使其可切换地与多个注液泵110中的一个注液泵110连通以使得所述动力液传输管210可切换地与所述多个注液泵110中的一个注液泵110连通。

例如，通过识别作业参数，匹配合适的注液泵启动，通过控制阀换向使得选用的注液泵的出液口与动力液传输管连通，使得动力液通过动力液传输管注入作业泵。

例如，多个注液泵110包括至少两个功率不同的注液泵110，方法还包括：根据作业参数选择适合功率的注液泵110进行作业。

整个稠油开采过程稠油采出量呈现递减变化，为了保持出油量，要求在稠油开采的不同阶段提供不同的作业功率。另外，因不同稠油田地况也不尽相同，不同地区要采用不同作业功率的举升装置，导致举升装置通用性差的问题。该发明系统地面液压站采用多台不同型号注液泵，本公开的实施例提供的稠油举升装置和方法，可以根据作业不同时期，不同地况切换不同的注液泵作业，提高了整套装置的适用性和作业持久性。

例如，作业参数不同的情况下，可选择该作业参数对应的功率的注液泵110运行，以利于稠油开采。例如，在开采初期，使用第一功率的注液泵110，随着开采的进行，使用第二功率的注液泵110，第一功率小于第二功率，本公开的实施例包括但不限于此。

例如，稠油举升方法还包括：对举升至地面的含油混合液进行油水分离，分离出来的水作为液体(吸入液体)被吸入注液泵110，以形成动力液的循环回路，提高水的利用率，增加经济性。例如，在整个举升装置中，水即作为动力液，从地面加压后打入地下驱动作业泵运动实现抽吸效果，又作为和稠油混合后实现举升的载体，在泵腔中与井液混合，将稠油以水包油形式举升采出，采出后经油水分离，分离出的水重新回到井口进行持续作业，水可循环利用，实现闭环运行。

例如，稠油举升方法还包括对动力液进行加热以形成热动力液。参考图2，可采用加热部件对动力液进行加热。

图6为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置的示意图。图7为本公开一实施例提供的一种稠油举升装置或方法的示意图。

例如，如图6和图7所示，稠油举升装置还包括控制部件170，控制部件170与控制阀120相连，以被配置为控制控制阀120与多个注液泵110中的一个注液泵110连通。本公开一些实施例提供的稠油举升装置和方法为智能稠油举升装置和方法，实现智能化开采。

通常，稠油开采系统需要人为进行设备调试，后期运行也需要有专人定期管理维护，这给管理成本带来很大负担，开采单位需求一种智能化开采方式，可以减少人员作业、实现无人操控，降低作业风险。该智能稠油举升系统主要包括以下几个智能化方式。

(1)、探测器提供出稠油粘度、稠油成分、井深、温度等重要作业信息作为作业输入参数，控制系统根据输入作业参数选择合适的输出功率、动力液排量、作业压强，并根据地况改变系统随之改变作业参数，保证最优化的作业方案。

(2)、地面配置加热管，系统根据稠油粘度和采出量需求自动判断是否提供热动力液，从而降低稠油粘度提高稠油开采效率。(通常双作用无杆采油设备没有加热系统，没有用热动力液可选项)

(3)、液压站配备监测部件(例如，监控摄像头)，可实现远程操控，作业参数实时显现，实现无人化管理，降低运营成本。一旦作业参数出现异常，系统发出警报并暂停作业，可有效保证作业安全。

本公开一些实施例提供智能的稠油举升方法，包括如下步骤。

步骤S21、启动装置，获得作业参数；例如，通过探测器提供出稠油粘度、稠油成分、井深、温度等作业信息作为作业参数，作业参数还可包括采油量、作业压力、动力液注入量等。

步骤S22、开始运行，依据提供的作业参数自动选择作业注液泵的功率，判断是否提供热动力液，并开机运转，稳定注入动力液，控制面板实时显示动力液流量、工作压强、作业泵温度、冲程数、井液产出量等信息，同时启动监测部件，全程监测作业参数异常情况，以利于作业安全。

步骤S23、动力液通过动力液传输管注入作业泵，为作业泵提供动力，液压能转化为机械能，带动活塞结构运动，实现泵腔抽吸，活塞结构可采用单活塞或多活塞形式，实现多个泵腔同时作业，提高井液和乏液(输入的动力液)混合量从而提高开采效率。

步骤S24、井液被吸入泵腔内，与乏液混合提高稠油含水率形成混合液。

步骤S25、以水包油的形式，起到润滑作用，含油混合液通过油管被举升到井口。

步骤S26、井口采出的含油混合液顺地面管线流入综合处理站，通过分离器进行油水分离。

步骤S27、分离出的水通过过滤重新作为动力液使用，节约水资源，形成系统闭环作业。

本公开的实施例提供的涡轮压裂设备还可以包括一个或多个处理器以及一个或多个存储器。处理器可以处理数据信号，可以包括各种计算结构，例如复杂指令集计算机(CISC)结构、结构精简指令集计算机(RISC)结构或者一种实行多种指令集组合的结构。存储器可以保存处理器执行的指令和/或数据。这些指令和/或数据可以包括代码，用于实现本申请实施例描述的一个或多个装置的一些功能或全部功能。例如，存储器包括动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪存(flash memory)、光存储器(opticalmemory)，或其他的本领域技术人员熟知的存储器。

在本申请的一些实施例中，控制部件170包括存储在存储器中的代码和程序；处理器可以执行该代码和程序以实现如上所述的控制部件170的一些功能或全部功能。

在本公开的一些实施例中，控制部件170可以是特殊硬件器件，用来实现如上所述的控制部件170的一些或全部功能。例如，控制部件170可以是一个电路板或多个电路板的组合，用于实现如上所述的功能。在本申请实施例中，该一个电路板或多个电路板的组合可以包括：(1)一个或多个处理器；(2)与处理器相连接的一个或多个非暂时的计算机可读的存储器；以及(3)处理器可执行的存储在存储器中的固件。

在不冲突的情况下，本公开的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种稠油举升装置，包括：

多个注液泵，每个注液泵包括进液口和出液口，所述注液泵被配置为吸入液体并将所述液体增压后排出；

控制阀，包括第一端和第二端，所述多个注液泵的出液口与所述控制阀的第一端相连；

动力液传输管，与所述控制阀的第二端相连，以被配置为传输所述增压后的液体；

作业泵，与所述动力液传输管相连，所述增压后的液体作为动力液驱动所述作业泵往复运动，

其中，所述控制阀被配置为可切换地与所述多个注液泵中的一个注液泵连通以使得所述动力液传输管可切换地与所述多个注液泵中的一个注液泵连通。

2.根据权利要求1所述的稠油举升装置，其中，所述多个注液泵包括至少两个功率不同的注液泵。

3.根据权利要求1所述的稠油举升装置，还包括油管，其中，所述动力液传输管位于所述油管中，所述作业泵位于所述油管中。

4.根据权利要求3所述的稠油举升装置，其中，所述动力液驱动所述作业泵往复运动后形成乏液，所述乏液与井液混合形成含油混合液，所述作业泵被配置为将所述含油混合液通过所述油管举升至地面。

5.根据权利要求3或4所述的稠油举升装置，还包括第一传输管路，其中，所述第一传输管路与所述多个注液泵的进液口相连，所述第一传输管路被配置为传输所述液体。

6.根据权利要求5所述的稠油举升装置，还包括过滤器，其中，所述过滤器设置在所述第一传输管路中，并被配置为对经过所述过滤器的液体进行过滤。

7.根据权利要求5所述的稠油举升装置，还包括第二传输管路，其中，所述多个注液泵的出液口与所述动力液传输管通过所述第二传输管路相连。

8.根据权利要求7所述的稠油举升装置，还包括流量计，其中，所述流量计设置在所述第二传输管路中。

9.根据权利要求8所述的稠油举升装置，还包括第三传输管路，其中，所述第三传输管路与所述油管相连，以传输所述含油混合液。

10.根据权利要求9所述的稠油举升装置，还包括分离器，其中，所述分离器与所述第三传输管路相连，所述分离器被配置为对所述含油混合液进行油水分离，所述分离器包括出油口和出水口，所述出水口与所述第一传输管路相连，以形成所述动力液的循环回路。

11.根据权利要求1-4任一项所述的稠油举升装置，还包括加热部件，其中，所述加热部件被配置为对所述液体进行加热以形成热动力液。

12.根据权利要求1-4任一项所述的稠油举升装置，还包括套管，其中，所述油管位于所述套管中。

13.根据权利要求1-4任一项所述的稠油举升装置，还包括控制部件，其中，所述控制部件与所述控制阀相连，以被配置为控制所述控制阀与所述多个注液泵中的一个注液泵连通。

14.根据权利要求1-4任一项所述的稠油举升装置，其中，所述作业泵包括壳体、活塞结构和分隔部件，所述分隔部件将所述壳体分隔为第一腔和第二腔，所述活塞结构包括活塞杆、第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和所述第二活塞分设在所述活塞杆的两端，所述第一活塞位于所述第一腔内并将所述第一腔分隔为第一动力液腔和第一油腔，所述第二活塞位于所述第二腔内并将所述第二腔分隔为第二动力液腔和第二油腔，所述活塞杆穿过所述分隔部件，并且所述活塞结构可围绕所述活塞杆的轴线旋转。

15.一种稠油举升方法，包括：

利用注液泵吸入液体并将所述液体增压后排出；

以增压后的液体作为动力液；

所述动力液通过动力液传输管以驱动作业泵往复运动；

所述动力液成为乏液并与井液在所述作业泵的泵腔中混合形成含油混合液；

所述作业泵往复运动使得所述含油混合液被举升至地面，

其中，所述注液泵设置为多个，每个注液泵包括进液口和出液口，所述多个注液泵的出液口与所述控制阀相连，

所述方法还包括：

调节所述控制阀，使其可切换地与所述多个注液泵中的一个注液泵连通以使得所述动力液传输管可切换地与所述多个注液泵中的一个注液泵连通。

16.根据权利要求15所述的稠油举升方法，其中，所述多个注液泵包括至少两个功率不同的注液泵，所述方法还包括：根据作业参数选择适合功率的注液泵进行作业。

17.根据权利要求15所述的稠油举升方法，还包括：对举升至地面的所述含油混合液进行油水分离，其中，分离出来的水作为所述液体被吸入所述注液泵，以形成所述动力液的循环回路。

18.根据权利要求15-17任一项所述的稠油举升方法，还包括对动力液进行加热以形成热动力液。

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