CN116427890B - 一种稠油油井开采设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油井开采相关技术领域，具体公开了一种稠油油井开采设备，包括：气动马达、齿轮箱、管壳以及捞头，所述气动马达安装于齿轮箱上，所述齿轮箱与管壳一端固定连接；所述捞头连接于管壳底端，捞头包括顶罩和底罩，所述顶罩内固定设置有斜盘，且所述斜盘相对水平面倾斜设置，斜盘端面内设置有滑槽，所述滑槽内设置有若干可滑动的滑靴，底罩内设置有捞油缸，捞油缸内设置有若干压油腔，所述压油腔内设置有压油套管和捞油杆，捞油杆端部固定连接有连接杆，所述连接杆端部与滑靴球铰连接。本发明能够持续得将稠油捞出，实现连续的捞油冷采；稠油捞油后经回油腔持续输送，采油过程中无需往复下井和提升，大大提高采油效率。

Description

一种稠油油井开采设备

技术领域

本发明涉及油井开采相关技术领域，具体是一种稠油油井开采设备。

背景技术

黏度超过50毫帕秒的原油就属于稠油，被视为‘地下黄金’。作为世界四大稠油生产国之一，我国稠油资源量约有198.7亿吨，现已探明35.5亿吨，开发潜力巨大。普通稠油黏度可达5000-50000毫帕秒，其状态类似常温下的面霜或者固体沥青，流动性很低，因此稠油的开采相比普通原油则更加困难。

目前稠油、超稠油主要以热采和冷采方法为主，热采一种是“蒸汽驱”模式，就是向井中持续注入高温高压蒸汽，通过蒸汽将地下原油加热，将邻近变稀的原油驱向采油井采出；另一种则是“蒸汽吞吐”模式，就是先将高温高压的蒸汽注入油层，对油井周围油层加热降黏，焖井换热后再开井采油，热采因为需要注入大量热蒸汽造成井口压力高，需要高规格的完井水平；相比热采，冷采方法则对设备及人员要求低很多，冷采主要以捞油模式为主，借助捞油工具及捞油车将稠油从井内提出来，但是冷采效率较低，主要是由于捞油工具往复上下井过程中耗费时间很大且采量小，且由于稠油的特性，很容易在套管内形成结蜡甚至死油帽等，导致工具下井很困难，无法实现连续的开采。

发明内容

本发明目的在于针对一定粘稠度、不适合常规开采，但又无需进行热采以及注入稀油和降粘剂方式等进行开采的原油，提供一种稠油油井开采设备，减少这类石油开采中的成本，并解决上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种稠油油井开采设备，包括：气动马达、齿轮箱、管壳以及捞头，所述气动马达安装于齿轮箱上，气动马达输出端连接有传动管轴，所述齿轮箱与管壳一端固定连接；

所述捞头连接于管壳底端，捞头包括顶罩和底罩，所述顶罩内固定设置有斜盘，且所述斜盘相对水平面倾斜设置，斜盘端面内设置有圆环状的滑槽，所述滑槽内设置有若干可滑动的滑靴，所述底罩与顶罩固定连接，底罩内设置有捞油缸，所述捞油缸转动安装于底罩内并与传动管轴连接，捞油缸内设置有若干压油腔，所述压油腔内设置有压油套管和捞油杆，所述压油套管与压油腔间过渡配合，捞油杆位于压油套管内并与其过渡配合，捞油杆端部固定连接有连接杆，所述连接杆端部与滑靴球铰连接。

作为本发明进一步的方案：所述压油套管的端部固定连接在转盘上，压油套管内设置有可使连接杆穿过的通孔，所述转盘位于斜盘和捞油缸之间且转盘安装于传动管轴上。

作为本发明进一步的方案：所述捞油缸中心为柱状的回油腔，回油腔底端与各压油腔间分别通过流道连通；所述传动管轴内设置有输送轴，所述输送轴底端连接有挤出螺杆，所述挤出螺杆延伸至回油腔底端。

作为本发明进一步的方案：所述管壳底端为集油段，所述集油段上设置有管接头，所述管接头连接位于集油段内的挤出流道，挤出流道端头连接至集油腔，在传动管轴外设置有出油口，所述出油口位于集油腔内。

作为本发明进一步的方案：所述输送轴顶端与气动马达输出端连接，所述齿轮箱内设置有齿轮组，所述齿轮组包括安装于气动马达输出端、传动管轴和齿轮箱内的若干对相啮合的齿轮。

作为本发明进一步的方案：所述流道端头与位于压油腔内壁的环形空腔连通。

作为本发明进一步的方案：所述捞油杆为上细下粗的柱状杆，下端直径与压油腔内径相同。

作为本发明进一步的方案：所述管壳外还设置有固定组件，所述固定组件包括橡胶气囊和用于对橡胶气囊固定的支撑架，橡胶气囊为环状，其内侧连通位于管壳内的气道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用捞油杆相对压油腔往复运动的伸缩结构，能够持续得将稠油捞出，实现连续的捞油冷采；

稠油捞油后经回油腔持续输送，利用气动马达实现整体的驱动控制，采油过程中无需往复下井和提升，大大提高采油效率，过程中稠油未直接与套管等接触，不会造成套管壁结蜡等问题，下井和提升均不会有很大阻力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中捞头的内部结构示意图；

图3为本发明中斜盘的端面结构示意图；

图4为图2中A处的放大图；

图5为本发明中转盘的端面结构示意图；

图6为本发明中管壳的内部结构示意图。

图中，1、气动马达；11、传动管轴；111、出油口；12、输送轴；121、挤出螺杆；2、齿轮箱；21、齿轮组；3、管壳；31、固定组件；311、气道；312、橡胶气囊；313、支撑架；32、集油段；321、管接头；322、挤出流道；323、集油腔；4、捞头；41、顶罩；411、斜盘；4111、滑槽；412、滑靴；413、连接杆；42、底罩；421、捞油缸；4211、压油套管；4212、捞油杆；4213、流道；4214、环形空腔；422、转盘；4221、通孔；423、回油腔。

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1～5，本发明实施例中，一种稠油油井开采设备，包括：气动马达1、齿轮箱2、管壳3以及捞头4，所述气动马达1安装于齿轮箱2上，气动马达1输出端连接有传动管轴11，所述齿轮箱2与管壳3一端固定连接；

所述捞头4连接于管壳3底端，捞头4包括顶罩41和底罩42，所述顶罩41内固定设置有斜盘411，且所述斜盘411相对水平面倾斜设置，斜盘411端面内设置有圆环状的滑槽4111，所述滑槽4111内设置有若干可滑动的滑靴412，所述底罩42与顶罩41固定连接，底罩42内设置有捞油缸421，所述捞油缸421通过轴承安装于底罩42内并与传动管轴11连接，捞油缸421内设置有若干柱状的压油腔，所述压油腔内设置有压油套管4211和捞油杆4212，具体的，压油套管4211与压油腔间过渡配合，捞油杆4212位于压油套管4211内并与其过渡配合，捞油杆4212端部固定连接有连接杆413，所述连接杆413端部与滑靴412球铰连接；压油套管4211的端部固定连接在转盘422上，压油套管4211内设置有可使连接杆413穿过的通孔4221，所述转盘422位于斜盘411和捞油缸421之间且转盘422安装于传动管轴11上与传动管轴11随动；

捞油缸421中心为柱状的回油腔423，回油腔423底端与各压油腔间分别通过流道4213连通，所述流道4213端头与位于压油腔内壁的环形空腔4214连通；捞油杆4212为上细下粗的柱状杆，下端直径与压油腔内径相同，其材质可选为陶瓷复合材料。传动管轴11转动驱动捞油缸421与转盘422同步转动，过程中滑靴412将在斜盘411的滑槽4111中滑动，因斜盘411具有倾角，因此转动过程中通过连接杆413使捞油杆4212相对压油腔往复运动，在至斜盘411低位时，捞油杆4212伸出压油腔外至油层内，在转动至斜盘411高位过程中捞油杆4212逐渐回缩，将稠油带入到空腔内，并经与压油套管4211间的挤压将稠油压入环形空腔4214内并逐渐挤入到回油腔423中，从而将稠油捞出。

如图2、图6，传动管轴11内设置有输送轴12，所述输送轴12底端连接有挤出螺杆121，所述挤出螺杆121延伸至回油腔423底端，管壳3底端为集油段32，所述集油段32上设置有管接头321，所述管接头321连接位于集油段32内的挤出流道322，挤出流道322端头连接至集油腔323，在传动管轴11外设置有出油口111，所述出油口111位于集油腔323内；所述输送轴12顶端与气动马达1输出端连接，在齿轮箱2内设置有齿轮组21，所述齿轮组21包括安装于气动马达1输出端、传动管轴11和齿轮箱2内的若干对相啮合的齿轮，气动马达1一方面驱动输送轴12以及挤出螺杆121转动，另一方面通过齿轮组21驱动传动管轴11转动，且通过齿轮组21使传动管轴11和输送轴12间相对不同的转速或者使二者回转方向相反，结合上述，传动管轴11驱动捞头4内组件进行捞油作业，将稠油提至回油腔423内，而挤出螺杆121将回油腔423内稠油挤出输送至集油段32内，挤压经挤出流道322至管接头321，管接头321可外接输油管路，借助捞油车将稠油持续得输送至罐车中。

如图1、图6，管壳3外还设置有固定组件31，所述固定组件31包括橡胶气囊312和用于对橡胶气囊312固定的支撑架313，橡胶气囊312为环状，其内侧连通位于管壳3内的气道311，所述气道311以及气动马达1的输入端通过管道连接井外气源，在系统下井到勘探深度后，通过外部气源向橡胶气囊312内供气使其鼓起后与井壁挤压，从而能起到对系统整体一定的稳固作用，提高其稳定性。

综上，本发明的稠油开采设备在下井后，通过固定组件31与井壁相固定，利用气动马达1经齿轮箱2带动捞头4工作，捞头4内若干捞油杆4212在斜盘411的作用下相对压油腔做往复伸缩运动，捞油杆4212与底层稠油接触后将其带入到压油腔内，带入过程中在压油套管4211作用下将稠油经流道4213压入汇集到回油腔423内，回油腔423内设置有通过齿轮箱2与气动马达1联动驱动的挤出螺杆121将回油腔423中稠油向上输送，并经集油段32压入到管道中，最终输送到罐车。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种稠油油井开采设备，其特征在于：包括：气动马达（1）、齿轮箱（2）、管壳（3）以及捞头（4），所述气动马达（1）安装于齿轮箱（2）上，气动马达（1）输出端连接有传动管轴（11），所述齿轮箱（2）与管壳（3）一端固定连接；

所述捞头（4）连接于管壳（3）底端，捞头（4）包括顶罩（41）和底罩（42），所述顶罩（41）内固定设置有斜盘（411），且所述斜盘（411）相对水平面倾斜设置，斜盘（411）端面内设置有圆环状的滑槽（4111），所述滑槽（4111）内设置有若干可滑动的滑靴（412），所述底罩（42）与顶罩（41）固定连接，底罩（42）内设置有捞油缸（421），所述捞油缸（421）转动安装于底罩（42）内并与传动管轴（11）连接，捞油缸（421）内设置有若干压油腔，所述压油腔内设置有压油套管（4211）和捞油杆（4212），所述压油套管（4211）与压油腔间过渡配合，所述捞油杆（4212）位于压油套管（4211）内并与其过渡配合，捞油杆（4212）端部固定连接有连接杆（413），所述连接杆（413）端部与滑靴（412）球铰连接；所述压油套管（4211）的端部固定连接在转盘（422）上，压油套管（4211）内设置有可使连接杆（413）穿过的通孔（4221），所述转盘（422）位于斜盘（411）和捞油缸（421）之间且转盘（422）安装于传动管轴（11）上；所述捞油缸（421）中心为柱状的回油腔（423），所述回油腔（423）底端与各压油腔间分别通过流道（4213）连通；所述传动管轴（11）内设置有输送轴（12），所述输送轴（12）底端连接有挤出螺杆（121），所述挤出螺杆（121）延伸至回油腔（423）底端。

2.根据权利要求1所述的一种稠油油井开采设备，其特征在于：所述管壳（3）底端为集油段（32），所述集油段（32）上设置有管接头（321），所述管接头（321）连接位于集油段（32）内的挤出流道（322），所述挤出流道（322）端头连接至集油腔（323），在传动管轴（11）外设置有出油口（111），所述出油口（111）位于集油腔（323）内。

3.根据权利要求2所述的一种稠油油井开采设备，其特征在于：所述输送轴（12）顶端与气动马达（1）输出端连接，所述齿轮箱（2）内设置有齿轮组（21），所述齿轮组（21）包括安装于气动马达（1）输出端、传动管轴（11）和齿轮箱（2）内的若干对相啮合的齿轮。

4.根据权利要求1所述的一种稠油油井开采设备，其特征在于：所述流道（4213）端头与位于压油腔内壁的环形空腔（4214）连通。

5.根据权利要求1所述的一种稠油油井开采设备，其特征在于：所述捞油杆（4212）为上细下粗的柱状杆，下端直径与压油腔内径相同。

6.根据权利要求1所述的一种稠油油井开采设备，其特征在于：所述管壳（3）外设置有固定组件（31），所述固定组件（31）包括橡胶气囊（312）和用于对橡胶气囊（312）固定的支撑架（313），所述橡胶气囊（312）为环状，其内侧连通位于管壳（3）内的气道（311）。