CN113756752A - 一种二冲程抽汲式方法及采油装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二冲程抽汲式方法及采油装置，涉及石油开采技术领域，包括泵体，所述采油装置还包括空心结构的中心管，所述中心管部分位于所述泵体内且与所述泵体同轴设置；所述中心管外壁的左右两侧分别设有游动阀和固定阀，所述游动阀设置在所述泵体与所述中心管之间；所述固定阀位于所述泵体外；所述游动阀、固定阀配合所述泵体和中心管形成了汲油空间；所述汲油空间内还设有汲油组件，所述汲油组件在所述汲油空间内往复轴向运动使得所述游动阀、固定阀分步开启以实现对石油的汲取；在泵体中设置拥有中空结构的中心管，使得测量仪器能够通过中心管进入到油层产液面进行测量工作；以提高工作人员对数据采集的准确性。

Description

一种二冲程抽汲式方法及采油装置
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体为一种二冲程抽汲式方法及采油装置。
背景技术
目前，国内外大多数采油装置都采用抽油杆带动柱塞上下往复运动，产生原油。现有的采油装置是由上接头、泵体、柱塞、游动凡尔、固定凡尔及凡尔座等组成。抽油杆从上接头的中心孔通过，与柱塞连接。
虽然已有的采油装置已经能满足正常情况下的采油需要。但是如果要求带泵进行油井试油或者带泵测试油层产液剖面，现有的采油装置无法完成试油或者测试油层产液面的产油情况。因为现有的采油装置采用柱塞、游动凡尔、固定凡尔，均采用实心结构，无法满足携带测量仪器的要求。所以任何仪器是不可能通过柱塞和相应的附件，到达预定的井下的位置进行测试工作。
因此，对于改变传统抽油泵的结构，尤其是设计能够方便使用测量仪器对油层产液剖面进行测量的油泵结构，是目前结构工程师需要攻克的难题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种新的技术方案，通过设计一种全新的采油装置结构，使得操作人员在进行汲油操作时还能够同步的利用测量仪器测量测试油层产液面的产油情况；进一步提高数据采集准确性。
本发明提出的具体方案如下：
一种抽汲式采油装置，包括泵体，所述采油装置还包括空心结构的中心管，所述中心管部分位于所述泵体内且与所述泵体同轴设置；
所述中心管外壁的左右两侧分别设有游动阀和固定阀，所述游动阀设置在所述泵体与所述中心管之间；所述固定阀位于所述泵体外；
所述游动阀、固定阀配合所述泵体和中心管形成了汲油空间；所述汲油空间内还设有汲油组件，所述汲油组件在所述汲油空间内往复轴向运动使得所述游动阀、固定阀分步开启以实现对石油的汲取。
进一步的，所述泵体的内壁上设置有衬套，所述游动阀和汲油组件设置在所述衬套与所述中心管之间。
进一步的，所述游动阀包括游动阀罩和游动阀芯，所述游动阀罩固定在所述衬套上，所述游动阀罩面向所述中心管的方向设有第一止挡环和第一凸起；
所述第一止挡环带有油孔且所述第一止挡环与所述第一凸起间隔设置形成第一间隔空间；
所述游动阀芯固定在所述中心管的外壁且位于所述第一间隔空间内；所述游动阀芯可在所述第一间隔空间内运动且可与所述第一凸起密封接触。
进一步的，所述汲油组件包括固定在衬套上的柱塞且所述柱塞的一端与所述游动阀罩螺纹连接固定；所述柱塞面向所述中心管的方向设置有梯形凸起；
所述汲油组件还包括固定在所述中心管上的第一推块和第二推块，所述第一推块位于所述梯形凸起的左侧且所述第一推块上设有油孔；所述第二推块位于所述梯形凸起的右侧；
所述中心管的左右运动使得所述第一推块与所述第二推块分别与所述梯形凸起的斜边密封接触。
进一步的，所述第一推块的左侧和所述第二推块的右侧均设置有限位螺母；所述限位螺母固定在所述中心管上。
进一步的，所述固定阀包括固定阀罩、固定阀芯、弹簧和固定阀挡板；所述固定阀芯和弹簧套设在所述中心管上；所述固定阀挡板包括与所述中心管套接接触且带有油孔的第二止挡环和通过圆柱销与所述固定阀罩固定的连接环；所述弹簧位于所述第二止挡环与所述固定阀芯之间；
所述固定阀罩面向所述中心管的方向设置有第二凸起，所述固定阀芯在所述弹簧的作用下可与所述第二凸起密封接触。
进一步的，所述固定阀罩通过加长短节与所述泵体连接。
进一步的，所述泵体的最左端还设有泵筒接头，所述泵筒接头与所述泵体通过螺纹连接固定。
采用本技术方案所达到的有益效果为：
通过对采油装置的结构进行全新设计，即在泵体中设置拥有中空结构的中心管，使得测量仪器能够通过中心管进入到油层产液面进行测量工作；以提高工作人员对数据采集的准确性；同时通过设计全新的采油装置结构，完成在测量的同时能够顺利地进行汲油工作。
对于此本方案特地介绍了针对该抽汲式采油装置的使用方法，其使用方法包括如下步骤：
第一步：复位
调整采油装置，使得采油装置中游动阀芯与第一凸起接触密封、所述第一推块与梯形凸起密封接触、固定阀芯与第二凸起接触密封；
第二步：置泵
将油泵的至少固定阀部分浸入到石油中；并在中心管中放入油层产油测量器；
第三步：进油
向左方向抽动中心管，使得游动阀芯与第一凸起解除密封状态并向左移动、第一推块与梯形凸起分开并向左运动导致汲油空间中压强下降，右方的石油在压强的作用下挤压固定阀芯，使得固定阀芯向左运动从而导致固定阀芯与第二凸起分开形成进油口；石油通过第二止挡环的油孔进入到汲油空间内；
第四步：二次汲油
向右抽动中心管，使得采油装置中部件的配合处于第一步的复位状态；并且此时汲油空间中的大部分石油流到第一推块和游动阀芯之间；
第五步：出油
向左抽动中心管，此时位于第一推块和游动阀芯之间的石油在第一推块的推动作用下从第一止挡环出油孔中溢出；此时整个汲油空间压强再次降低，处于第三步的状态，石油将在压强的作用下加压固定阀芯，使得进油孔打开；
以此不断地重复以上步骤，以完成对石油的汲取工作。
通过对使用方法的介绍，以便于操作人员的正确使用。
附图说明
图1为抽汲式采油装置的整体剖面结构图。
图2为采油装置中左侧游动阀和汲油组件的局部剖面图。
图3为图2中游动阀的放大图。
图4为图2中汲油组件的放大图。
图5为采油装置中右侧固定阀的局部剖面图。
图6为图5中固定阀的放大图。
其中：10泵体、11衬套、20中心管、30游动阀、31游动阀罩、32游动阀芯、40汲油组件、41柱塞、42梯形凸起、43第一推块、44第二推块、45限位螺母、50固定阀、51固定阀罩、52固定阀芯、53弹簧、54固定阀挡板、60加长短节、70泵筒接头、311第一止挡环、312第一凸起、511第二凸起、541第二止挡环、542连接环。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本实施例提供了一种抽汲式采油装置，通过对采油装置结构的全新设计，使得采油装置既能够实现汲油采油工作，又能够配合测量检测仪器实现对油层产液面的产油测试。
下面对采油装置的具体结构做详细地介绍：
参见图1、图2、图5，本方案提供的抽汲式采油装置包括泵体10，泵体10设置在外围，可以起到有效地保护作用；采油装置还包括空心结构的中心管20，中心管部分位于泵体10内且与泵体10同轴设置；可以理解为，中心管20的一端设置在泵体10的内部，另一端位于泵体10外。中心管20外壁的左右两侧分别设有游动阀30和固定阀50，游动阀30设置在泵体10与中心管20之间；固定阀50位于泵体10外。
即本实施例中，在泵体10与中心管20之间设置了游动阀30，而在中心管20的另一端设置了固定阀50，需要注意的是，这里的泵体10并未延伸至固定阀50处；可以简单理解为，本方案中提供的游动阀30设置在中心管20靠近左侧的方向，而固定阀50设置在中心管20靠近右侧的方向。
通过以上设置，在游动阀30、固定阀50配合泵体10和中心管20形成了汲油空间，这里的汲油空间主要用于石油的抽取过渡流动，即通过采油装置对石油进行抽取，石油将从右方进入到汲油空间中，然后通过汲油空间的过渡从采油装置的左侧溢出；需要注意的是，本文中所涉及的左右方向，是为了便于理解根据附图中采油装置的方位进行定义的；即出油端为左方向，进油端为右方向；使用者可以不同的摆放方向定义出油端和进油端。
本实施例中，石油在汲油空间的过渡流动是通过汲油组件40实现的，即在汲油空间内还设有汲油组件40，汲油组件40在汲油空间内往复轴向运动使得游动阀30、固定阀50分步开启以实现对石油的汲取。
在具体的使用过程中，将采油装置放入到石油中，保证固定阀50能够浸没在石油中；然后将油层产油测量器通过中心管20放入，利用油层产油测量器对油层产液面的产油进行测试，同时通过往复的抽动中心管20，使得其中的汲油组件40在汲油空间内往复轴向运动，促使游动阀30、固定阀50分步开启，使得石油能够经过进油端进入到汲油空间，然后再通过出油端溢出。
可选的，泵体10的内壁上设置有衬套11，游动阀30和汲油组件40设置在衬套11与中心管20之间；利用衬套11形成对游动阀30和汲油组件40的有效保护，同时进一步促进整个汲油空间的密封效果。
下面将对游动阀30、汲油组件40和固定阀50的具体组成做详细地介绍：
本实施例中，参见图3，游动阀30包括游动阀罩31和游动阀芯32，其中，游动阀罩31固定在衬套11上，游动阀罩31面向中心管20的方向设有第一止挡环311和第一凸起312；第一止挡环311带有油孔且第一止挡环311与第一凸起312间隔设置形成第一间隔空间；游动阀芯32固定在中心管20的外壁且位于第一间隔空间内；游动阀芯32可在第一间隔空间内运动且可与第一凸起312密封接触。
可以理解为，当中心管20运动是可以控制游动阀芯32的运动，即中心管20右运动使得游动阀芯32与第一凸起312密封接触，此时第一止挡环311的油孔与汲油空间被阻断，等同于出油端被封闭；而当中心管20左运动使得游动阀芯32与第一凸起312分离，此时第一止挡环311的油孔与汲油空间连通，等同于出油端被打开；(图中的箭头引线方向为出油端被打开后石油的流动方向)。
本实施例中，参见图4，汲油组件40包括固定在衬套11上的柱塞41，柱塞41的一端与游动阀罩31螺纹连接固定；柱塞41面向中心管20的方向设置有梯形凸起42；汲油组件40还包括固定在中心管20上的第一推块43和第二推块44，第一推块43位于梯形凸起42的左侧且第一推块43上设有油孔；第二推块44位于梯形凸起42的右侧。
此时中心管20的左右运动将使得第一推块43和第二推块44同步运动；比如，中心管20右运动时；最终将使得第一推块43与梯形凸起42的斜边密封接触，而第二推块44处于分离状态；中心管20左运动时；最终将使得第二推块44与梯形凸起42的斜边密封接触，而第一推块43处于分离状态。
通过这样设置主要通过第一推块43和第二推块44在汲油空间中的扰动，促使石油实现在汲油空间中由右向左的流动，中心管20的左右运动，使得汲油空间中的石油能够沿着第二推块44向第一推块43的方向流动，即向着出油端(第一止挡环311的油孔)方向流动；图中箭头方向为石油的流动方向。
可选的，在第一推块43的左侧和第二推块44的右侧均设置有限位螺母45；限位螺母45固定在中心管20上；限位螺母45主要用于定位作用，避免第一推块43和第二推块44在与梯形凸起42斜边的来回抵接密封中出现错位的情况。
本实施例中，参见图6，固定阀50包括固定阀罩51、固定阀芯52、弹簧53和固定阀挡板54；固定阀芯52和弹簧53套设在中心管20上；其中固定阀挡板54包括与中心管20套接接触且带有油孔的第二止挡环541和通过圆柱销与固定阀罩51固定的连接环542；弹簧53位于第二止挡环541与固定阀芯52之间；并且在固定阀罩51面向中心管20的方向设置有第二凸起511，固定阀芯52在弹簧53的作用下可与第二凸起511密封接触。
可以理解为：固定阀芯52、弹簧53和固定阀挡板54利用固定阀罩51设置在中心管20的右侧，而其中的固定阀芯52通过弹簧53与第二止挡环541弹性连接；并且在弹簧53的作用下与第二凸起511抵接密封。
这里的固定阀芯52与第二凸起511的配合等同于进油端，具体的，当弹簧53被压缩时(图中弹簧53处于压缩状态)，固定阀芯52与第二凸起511分开形成进油口，石油将通过此处的进油口进入到汲油空间中(图中箭头方向为石油的进油方向)；当弹簧53复位时，固定阀芯52与第二凸起511密封抵接使得进油端被封闭。
可选的，固定阀罩51通过加长短节60与泵体10连接。
可选的，泵体10的最左端还设有泵筒接头70，泵筒接头70与泵体10通过螺纹连接固定。
对于此，参加图1，针对该抽汲式采油装置具体使用步骤如下：
第一步：复位
调整采油装置，使得采油装置中游动阀芯32与第一凸起312接触密封、第一推块43与梯形凸起42密封接触、固定阀芯52与第二凸起511接触密封；
第二步：置泵(将采油装置放置到石油中)
将油泵的至少固定阀50部分浸入到石油中；并在中心管20中放入油层产油测量器；
第三步：进油
向左方向抽动中心管20，使得游动阀芯32与第一凸起312解除密封状态并向左移动、第一推块43与梯形凸起42分开并向左运动，导致汲油空间中压强下降，右方的石油在压强的作用下挤压固定阀芯52，使得固定阀芯52向左运动压缩并弹簧53，从而导致固定阀芯52与第二凸起511分开形成进油口；石油进入通过进油口进入并通过第二止挡环541的油孔进入到汲油空间内，直至汲油空间的压强与外部平衡，弹簧53逐渐复位促使固定阀芯52右移与第二凸起511密封堵住进油口；
第四步：二次汲油
向右抽动中心管20，使得采油装置中部件的配合并重新处于第一步的复位状态；并且此时汲油空间中的大部分石油在推块(第二推块44向第一推块43)的扰动下沿着第二推块44向第一推块43的方向流动，流到第一推块43和游动阀芯32之间；
第五步：出油
向左抽动中心管，此时位于第一推块43和游动阀芯32之间的石油在第一推块43的推动作用下从第一止挡环311出油孔中溢出；此时整个汲油空间压强再次降低，重新处于第三步的状态，石油将在压强的作用下加压固定阀芯52，使得进油口再次打开实现石油的进入；以此不断地重复以上步骤，以完成对石油的汲取工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种二冲程抽汲式采油装置，包括泵体(10)，其特征在于，所述采油装置还包括空心结构的中心管(20)，所述中心管(20)部分位于所述泵体(10)内且与所述泵体(10)同轴设置；
所述中心管(20)外壁的左右两侧分别设有游动阀(30)和固定阀(50)，所述游动阀(30)设置在所述泵体(10)与所述中心管(20)之间；所述固定阀(50)位于所述泵体(10)外；
所述游动阀(30)、固定阀(50)配合所述泵体(10)和中心管(20)形成了汲油空间；所述汲油空间内还设有汲油组件(40)，所述汲油组件(40)在所述汲油空间内往复轴向运动使得所述游动阀(30)、固定阀(50)分步开启以实现对石油的汲取。
2.根据权利要求1所述的一种二冲程抽汲式采油装置，其特征在于，所述泵体(10)的内壁上设置有衬套(11)，所述游动阀(30)和汲油组件(40)设置在所述衬套(11)与所述中心管(20)之间。
3.根据权利要求2所述的一种二冲程抽汲式采油装置，其特征在于，所述游动阀(30)包括游动阀罩(31)和游动阀芯(32)，所述游动阀罩(31)固定在所述衬套(11)上，所述游动阀罩(31)面向所述中心管(20)的方向设有第一止挡环(311)和第一凸起(312)；
所述第一止挡环(311)带有油孔且所述第一止挡环(311)与所述第一凸起(312)间隔设置形成第一间隔空间；
所述游动阀芯(32)固定在所述中心管(20)的外壁且位于所述第一间隔空间内；所述游动阀芯(32)可在所述第一间隔空间内运动且可与所述第一凸起(312)密封接触。
4.根据权利要求3所述的一种二冲程抽汲式采油装置，其特征在于，所述汲油组件(40)包括固定在衬套(11)上的柱塞(41)且所述柱塞(41)的一端与所述游动阀罩(31)螺纹连接固定；所述柱塞(41)面向所述中心管(20)的方向设置有梯形凸起(42)；
所述汲油组件(40)还包括固定在所述中心管(20)上的第一推块(43)和第二推块(44)，所述第一推块(43)位于所述梯形凸起(42)的左侧且所述第一推块(43)上设有油孔；所述第二推块(44)位于所述梯形凸起(42)的右侧；
所述中心管(20)的左右运动使得所述第一推块(43)与所述第二推块(44)分别与所述梯形凸起(42)的斜边密封接触。
5.根据权利要求4所述的一种二冲程抽汲式采油装置，其特征在于，所述第一推块(43)的左侧和所述第二推块(44)的右侧均设置有限位螺母(45)；所述限位螺母(45)固定在所述中心管(20)上。
6.根据权利要求5所述的一种二冲程抽汲式采油装置，其特征在于，所述固定阀(50)包括固定阀罩(51)、固定阀芯(52)、弹簧(53)和固定阀挡板(54)；所述固定阀芯(52)和弹簧(53)套设在所述中心管(20)上；所述固定阀挡板(54)包括与所述中心管(20)套接接触且带有油孔的第二止挡环(541)和通过圆柱销与所述固定阀罩(51)固定的连接环(542)；所述弹簧(53)位于所述第二止挡环(541)与所述固定阀芯(52)之间；
所述固定阀罩(51)面向所述中心管(20)的方向设置有第二凸起(511)，所述固定阀芯(52)在所述弹簧(53)的作用下可与所述第二凸起(511)密封接触。
7.根据权利要求6所述的一种二冲程抽汲式采油装置，其特征在于，所述固定阀罩(51)通过加长短节(60)与所述泵体(10)连接。
8.根据权利要求6所述的一种二冲程抽汲式采油装置，其特征在于，所述泵体(10)的最左端还设有泵筒接头(70)，所述泵筒接头(70)与所述泵体(10)通过螺纹连接固定。
9.一种二冲程抽汲式方法，其特征在于，通过利用权利要求6所述的抽汲式采油装置进行抽汲，其使用方法包括如下步骤：
第一步：复位
调整采油装置，使得采油装置中游动阀芯(32)与第一凸起(312)接触密封、所述第一推块(43)与梯形凸起(42)密封接触、固定阀芯(52)与第二凸起(511)接触密封；
第二步：置泵
将油泵的至少固定阀(50)部分浸入到石油中；并在中心管(20)中放入油层产油测量器；
第三步：进油
向左方向抽动中心管(20)，使得游动阀芯(32)与第一凸起(312)解除密封状态并向左移动、第一推块(43)与梯形凸起(42)分开并向左运动导致汲油空间中压强下降，右方的石油在压强的作用下挤压固定阀芯(52)，使得固定阀芯(52)向左运动从而导致固定阀芯(52)与第二凸起(511)分开形成进油口；石油通过第二止挡环(541)的油孔进入到汲油空间内；
第四步：二次汲油
向右抽动中心管(20)，使得采油装置中部件的配合处于第一步的复位状态；并且此时汲油空间中的大部分石油流到第一推块(43)和游动阀芯(32)之间；
第五步：出油
向左抽动中心管(20)，此时位于第一推块(43)和游动阀芯(32)之间的石油在第一推块(43)的推动作用下从第一止挡环(311)出油孔中溢出；此时整个汲油空间压强再次降低，处于第三步的状态，石油将在压强的作用下加压固定阀芯(52)，使得进油孔打开；
以此不断地重复以上步骤，以完成对石油的汲取工作。
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