CN113653468B - 一种井下液压直驱无杆加热采油装置 - Google Patents
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Abstract
一种井下液压直驱无杆加热采油装置。涉及石油开采设备技术领域。采出液输出管线上旁接管线连接液压泵进口，液压泵连接抽油管通过密封件进入井口后螺纹密封连接液压直驱双透活塞泵的转接头，液压直驱双透活塞泵连接在油管底部。本发明具有如下有益效果：由于采用了地面液压动力液驱动，油井中没有上下往复的抽油杆，抽油管和油管之间不会产生偏摩，便于安装绝缘扶正器，为井下抽油管电加热系统创造了条件，井下液压直驱无杆加热采油装置结构简单、运行件磨损小、延长了使用寿命和检泵周期；同时具备对油井井柱实施全程均匀加热功能，实现了降粘清蜡的目的，适用于各类油井开采。
Description
技术领域：
本发明涉及石油开采设备技术领域，尤其是一种井下液压直驱无杆加热采油装置。
背景技术：
纵观目前油田机械采油的主要设备有游梁抽油机、塔架式皮带机、螺杆泵、潜油电泵、直线电机等，虽然各有优缺点，但是想要通过某一设备解决在石油开采过程中存在的所有缺点似乎不太现实，比如采油设备重量大、占地面积大，系统效率低、僻磨严重、井下加热困难等等。为此，本发明就是针对上述现有设备中存在的问题而发明的。
发明内容：
为了解决上述问题，本发明提供一种井下液压直驱无杆加热采油装置。
本发明的技术方案是：一种井下液压直驱无杆加热采油装置，包括井口、油管和套管，井口下部的油管一侧为采出液输送管线，采出液输出管线上旁接一个采出液回注管线，采出液回注管线连接液压泵进口，液压泵出口连接抽油管，抽油管通过密封件进入井口后螺纹密封连接液压直驱双透活塞泵的转接头，液压直驱双透活塞泵的上接头螺纹密封连接在油管底部，抽油管位于井口以上部位有电源导线连接控制柜，控制柜另有电源导线连接在井口上，两根导线分别连接在控制柜的正负极电源接线柱上。
液压直驱双透活塞泵包括筒体，筒体上部设有母扣管螺纹的上接头，筒体内设有内径大于中心孔的上腔体、中腔体和下腔体，下腔体内安装有双透活塞，双透活塞与下腔体通过密封圈间隙配合连接，双透活塞底部设有下活塞管，下活塞管通过密封圈穿过下腔体下部的隔板，下活塞管的内孔上部与双透活塞上端面连通，下活塞管的底部内孔设有凡尓球座，凡尓球座上安装有凡尓球；
双透活塞上部设有上活塞管，上活塞管的内孔与双透活塞下端面连通，上活塞管向上延伸到上腔体内固定密封连接换向阀体，换向阀体内安装有换向阀盖，换向阀盖下部设有上弹簧坐在换向阀体的台阶端面上，换向阀盖上部开有圆周均布的横向长孔，横向长孔内设有定位销，定位销与换向阀体固定连接，换向阀体上部开有圆周均布的横向通孔，换向阀体的管壁内开有从下端面向上延伸圆周均布的沉孔，沉孔上部与横向通孔连通，上腔体上部的中心孔螺纹密封连接转接头；
下腔体和中腔体之间设有浮动阀座，浮动阀座上部，浮动阀芯与上活塞管通过密封圈间隙配合连接，浮动阀芯上部设有下弹簧顶在中腔体上部的台阶端面上；
中腔体外侧的筒体管壁内开有圆周均布的采出液通道与上接头内孔连通，中腔体下端设有圆周均布的过流孔，过流孔与采出液通道连通；
上腔体内开有换向环槽，上腔体底部开有乏动力液出口与采出液通道连通。
当换向阀体下降最低点时，换向阀体顶部位于换向环槽下侧且换向阀体的横向通孔与换向环槽连通，当换向阀体上升到最高点时，横向通孔与换向环槽不连通。
换向阀盖位于最低点时，换向阀盖的横向长孔进入到换向阀体内与外部不连通。
当换向阀体下降到最低点时，换向阀体的下端面下降到乏动力液出口下侧位置，沉孔和乏动力液出口之间不连通。
井口与抽油管连接部位为绝缘连接，抽油管和油管之间设有绝缘扶正器。
抽油管连接电源导线上部位置串接有绝缘接管。
地面之上的油管上安装有温度传感器，温度传感器有导线连接控制柜。
控制柜内安装有供电系统、变频器、温度控制显示部分、一个38V400A双脉冲直流电源。
本发明具有如下有益效果：本发明由于采用了地面液压动力液驱动，油井中没有上下往复的抽油杆，抽油管和油管之间不会产生偏摩，便于安装绝缘扶正器，为井下抽油管电加热系统创造了条件，在加热过程中，由安装在井口的温度传感器把温度信号传递给控制柜，控制整机加热采油系统能在设定的油井温度范围内进行自控运行，井下液压直驱无杆加热采油装置结构简单、运行件磨损小、延长了使用寿命和检泵周期；同时具备对油井井柱实施全程均匀加热功能，实现了降粘清蜡的目的，适用于各类油井开采。
附图说明：
附图1是本发明结构示意图；
附图2是本发明中液压直驱双透活塞泵的结构示意图；
附图3是附图2的A处放大图；
附图4是本发明中换向阀盖的结构示意图；
附图5是本发明中换向阀体的结构示意图；
附图6是液压直驱双透活塞泵的双透活塞位于下止点结构示意图；
附图7是液压直驱双透活塞泵的双透活塞位于上止点结构示意图。
图中1-液压泵，2-抽油管，3-井口，4-油管，5-套管，6-液压直驱双透活塞泵，7-绝缘扶正器，8-控制柜，9-绝缘接管，10-温度传感器，11-采出液输出管线，12-采出液回注管线，13-筒体，14-中腔体，15-转接头，16-双透活塞，17-下活塞管，18-上活塞管，19-凡尔球，20-隔板,21-浮动阀芯，22-下弹簧，23-上弹簧，24-换向阀体，25-换向阀盖，26-换向环槽，27-乏动力液出口，28-采出液通道，29-定位销，30-横向长孔，31-横向通孔，32-沉孔，33-过流孔，34-浮动阀座，35-上接头，36-下腔体，37-上腔体。
具体实施方式：
本发明是一种井下液压直接驱动无抽油杆无电缆的电加热采油装置和技术，它是通过地面液压站将动力液提供给安装在油井中的井下液压驱动双透活塞泵，并驱动其上下往复运动，并把油井中的原油连续不断的举升出地面，它在克服了老式抽油机所存在问题的同时，还具有采油效率高、适用范围广、油井管柱无偏磨、功耗低、使用寿命长等优点，明显降低了石油开采的运行成本，扩展了抽油机的功能范围。
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1结合图2～7所示，一种井下液压直驱无杆加热采油装置，包括井口3、油管4和套管5，井口3下部的油管4一侧为采出液输送管线11，采出液输出管线11上旁接一个采出液回注管线12，采出液回注管线12连接液压泵1进口，液压泵1出口连接抽油管2，抽油管2通过密封件进入井口3后螺纹密封连接液压直驱双透活塞泵6的转接头15，液压直驱双透活塞泵6的上接头35螺纹密封连接在油管4底部，抽油管2位于井口3以上部位有电源导线连接控制柜8，控制柜8另有电源导线连接在井口3上，两根导线分别连接在控制柜8的正负极电源接线柱上。
液压直驱双透活塞泵6包括筒体13，筒体13上部设有母扣管螺纹的上接头35，筒体13内设有内径大于中心孔的上腔体37、中腔体14和下腔体36，下腔体36内安装有双透活塞16，双透活塞16与下腔体36通过密封圈间隙配合连接，双透活塞16底部设有下活塞管17，下活塞管17通过密封圈穿过下腔体36下部的隔板20，下活塞管17的内孔上部与双透活塞16上端面连通，下活塞管17的底部内孔设有凡尓球座，凡尓球座上安装有凡尓球19；
双透活塞16上部设有上活塞管18，上活塞管18的内孔与双透活塞16下端面连通，上活塞管18向上延伸到上腔体37内固定密封连接换向阀体24，换向阀体24内安装有换向阀盖25，换向阀盖25下部设有上弹簧23坐在换向阀体24的台阶端面上，换向阀盖25上部开有圆周均布的横向长孔30，横向长孔30内设有定位销29，定位销29与换向阀体24固定连接，换向阀体24上部开有圆周均布的横向通孔31，换向阀体24的管壁内开有从下端面向上延伸圆周均布的沉孔32，沉孔32上部与横向通孔31连通，上腔体37上部的中心孔螺纹密封连接转接头15；
下腔体36和中腔体14之间设有浮动阀座34，浮动阀座34上部，浮动阀芯21与上活塞管18通过密封圈间隙配合连接，浮动阀芯21上部设有下弹簧22顶在中腔体14上部的台阶端面上；
中腔体14外侧的筒体13管壁内开有圆周均布的采出液通道28与上接头35内孔连通，中腔体14下端设有圆周均布的过流孔33，过流孔33与采出液通道28连通；
上腔体37内开有换向环槽26，上腔体37底部开有乏动力液出口27与采出液通道28连通。
当换向阀体24下降最低点时，换向阀体24顶部位于换向环槽26下侧且换向阀体24的横向通孔31与换向环槽26连通，当换向阀体24上升到最高点时，横向通孔31与换向环槽26不连通。
换向阀盖25位于最低点时，换向阀盖25的横向长孔30进入到换向阀体24内与外部不连通。
当换向阀体24下降到最低点时，换向阀体24的下端面下降到乏动力液出口27下侧位置，沉孔32和乏动力液出口27之间不连通。
在装置进行采油时，开启液压泵1，液压泵1将液体泵入抽油管2内，此时双透活塞16位于上止点位置，液体推动换向阀盖25连同换向阀体24、双透活塞16一起下降，双透活塞16上部空间变大呈负压状态，此时，浮动阀芯21在下弹簧22的作用下下移与浮动阀座34密封，液体从下活塞管17流入到双透活塞16上部空间，此阶段为从地层将原油抽入到液压直驱双透活塞泵6内，同时，双透活塞16底部的液体经由乏动力液出口27流出到采出液通道28、油管4和采出液输出管线11输出；
当双透活塞16下降到最低点时，换向阀体24的横向通孔31与换向环槽26连通，此时，换向阀盖25上下的液体压力相同，换向阀盖25在上弹簧23的作用下向上弹出，液体由换向阀盖25侧面的横向长孔30进入换向阀体24，进而从上活塞管18流到双透活塞16下侧，由于隔板20的密封作用，液体在双透活塞16下部向上推动双透活塞16，双透活塞16开始上移，此时，双透活塞16上部空间缩小，液体不能从凡尓球19部位流出，只能向上推动浮动阀芯21上移，通过过流孔33进入采出液通道28流出到油管内、采出液输出管线11外输，此阶段为,液压直驱双透活塞泵6将原油泵出到采出液输出管线11阶段。
井口3与抽油管2连接部位为绝缘连接，抽油管2和油管4之间设有绝缘扶正器7。
抽油管2连接电源导线上部位置串接有绝缘接管9。
地面之上的油管4上安装有温度传感器10，温度传感器10有导线连接控制柜8。
控制柜8内安装有供电系统、变频器、温度控制显示部分、一个38V400A双脉冲直流电源。
井下部分抽油管2加热是地面控制柜8输出一个38V400A双脉冲直流电流电源，经电缆分别接在相互绝缘的生产油管4和抽油管2上，并在井底的泵头上与油管形成回路，利用中心油管截面积小、电阻大的原理发热。
本发明的优点
本发明由于采用了地面液压动力液驱动，油井中没有上下往复的抽油杆，抽油管2和油管4之间不会产生偏摩，便于安装绝缘扶正器，为井下抽油管2电加热系统创造了条件，在加热过程中，由安装在井口的温度传感器10把温度信号传递给控制柜8，控制整机加热采油系统能在设定的油井温度范围内进行自控运行。
井下液压直驱无杆加热采油装置结构简单、运行件磨损小、延长了使用寿命和检泵周期；同时具备对油井井柱实施全程均匀加热功能，实现了降粘清蜡的目的，适用于各类油井开采。
Claims (8)
1.一种井下液压直驱无杆加热采油装置，包括井口(3)、油管(4)和套管(5)，其特征在于：井口(3)下部的油管(4)一侧为采出液输送管线(11)，采出液输出管线(11)上旁接一个采出液回注管线(12)，采出液回注管线(12)连接液压泵(1)进口，液压泵(1)出口连接抽油管(2)，抽油管(2)通过密封件进入井口(3)后螺纹密封连接液压直驱双透活塞泵(6)的转接头(15)，液压直驱双透活塞泵(6)的上接头(35)螺纹密封连接在油管(4)底部，抽油管(2)位于井口(3)以上部位有电源导线连接控制柜(8)，控制柜(8)另有电源导线连接在井口(3)上，两根导线分别连接在控制柜(8)的正负极电源接线柱上;
液压直驱双透活塞泵(6)包括筒体(13)，筒体(13)上部设有母扣管螺纹的上接头(35)，筒体(13)内设有内径大于中心孔的上腔体(37)、中腔体(14)和下腔体(36)，下腔体(36)内安装有双透活塞(16)，双透活塞(16)与下腔体(36)通过密封圈间隙配合连接，双透活塞(16)底部设有下活塞管(17)，下活塞管(17)通过密封圈穿过下腔体(36)下部的隔板(20)，下活塞管(17)的内孔上部与双透活塞(16)上端面连通，下活塞管(17)的底部内孔设有凡尓球座，凡尓球座上安装有凡尓球(19)；
双透活塞(16)上部设有上活塞管(18)，上活塞管(18)的内孔与双透活塞(16)下端面连通，上活塞管(18)向上延伸到上腔体(37)内固定密封连接换向阀体(24)，换向阀体(24)内安装有换向阀盖(25)，换向阀盖(25)下部设有上弹簧(23)坐在换向阀体(24)的台阶端面上，换向阀盖(25)上部开有圆周均布的横向长孔(30)，横向长孔(30)内设有定位销(29)，定位销(29)与换向阀体(24)固定连接，换向阀体(24)上部开有圆周均布的横向通孔(31)，换向阀体(24)的管壁内开有从下端面向上延伸圆周均布的沉孔(32)，沉孔(32)上部与横向通孔(31)连通，上腔体(37)上部的中心孔螺纹密封连接转接头(15)；
下腔体(36)和中腔体(14)之间设有浮动阀座(34)，浮动阀座(34)上部，浮动阀芯(21)与上活塞管(18)通过密封圈间隙配合连接，浮动阀芯(21)上部设有下弹簧(22)顶在中腔体(14)上部的台阶端面上；
中腔体(14)外侧的筒体(13)管壁内开有圆周均布的采出液通道(28)与上接头(35)内孔连通，中腔体(14)下端设有圆周均布的过流孔(33)，过流孔(33)与采出液通道(28)连通；
上腔体(37)内开有换向环槽(26)，上腔体(37)底部开有乏动力液出口(27)与采出液通道(28)连通。
2.根据权利要求1所述的一种井下液压直驱无杆加热采油装置，其特征在于：当换向阀体(24)下降最低点时，换向阀体(24)顶部位于换向环槽(26)下侧且换向阀体(24)的横向通孔(31)与换向环槽(26)连通，当换向阀体(24)上升到最高点时，横向通孔(31)与换向环槽(26)不连通。
3.根据权利要求1所述的一种井下液压直驱无杆加热采油装置，其特征在于：换向阀盖(25)位于最低点时，换向阀盖(25)的横向长孔(30)进入到换向阀体(24)内与外部不连通。
4.根据权利要求1所述的一种井下液压直驱无杆加热采油装置，其特征在于：当换向阀体(24)下降到最低点时，换向阀体(24)的下端面下降到乏动力液出口(27)下侧位置，沉孔(32)和乏动力液出口(27)之间不连通。
5.根据权利要求1所述的一种井下液压直驱无杆加热采油装置，其特征在于：井口(3)与抽油管(2)连接部位为绝缘连接，抽油管(2)和油管(4)之间设有绝缘扶正器(7)。
6.根据权利要求1所述的一种井下液压直驱无杆加热采油装置，其特征在于：抽油管(2)连接电源导线上部位置串接有绝缘接管(9)。
7.根据权利要求1所述的一种井下液压直驱无杆加热采油装置，其特征在于：地面之上的油管(4)上安装有温度传感器(10)，温度传感器(10)有导线连接控制柜(8)。
8.根据权利要求1所述的一种井下液压直驱无杆加热采油装置，其特征在于：控制柜(8)内安装有供电系统、变频器、温度控制显示部分、一个38V400A双脉冲直流电源。
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