CN201187437Y - 产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵 - Google Patents

Abstract

产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵，用于油田无杆抽油技术领域。在泵筒内部有柱塞。柱塞上有上游动凡尔球。柱塞下部连接有空心柱塞杆，空心柱塞杆下端有下游动凡尔，泵筒下端有固定凡尔，泵筒壁上有高压工作液进出口，柱塞上端有筛管和平衡短节，筛管是产出液由游动凡尔进入油管的必然通道，平衡短节能使上游动凡尔运行更加平稳，在高粘油或高凝油里它能提高上游动凡尔的下行速度。进入泵体并驱动柱塞上行的工作液液量是由地面控制的。泵筒和空心柱塞杆之间是间隙密封，保证高压工作液的安全运行。效果是：柱塞向上运动依靠地面的液压动力，向下运动依靠产出液的液柱重力。这种方式解决了柱塞向下运动难题；井内只需一个动力液通道。

Description

产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵

技术领域

本实用新型涉及石油开采的无杆抽油技术领域，是一种以液压为动力的井下抽油泵。该液压抽油泵依靠地面液压动力举升，利用产出液液柱重力复位，将井液抽汲到地面。

背景技术

目前，在采油技术领域，大量采用游梁式抽油机采油。液压抽油泵利用较少，主要原因是：液压抽油泵一般采用双作用水力活塞泵结构，液压抽油泵由外筒、固定凡尔、游动凡尔、上缸筒、下缸筒组成。上缸筒下部有动力液进出口，上缸筒内有上活塞，动力液推动上活塞向上运动。在外筒上有井液进出口，下缸筒下部也有井液进出口。井液进出口的作用是平衡上活塞压力。上活塞向下运动是依靠地面泵的动力液推动的，这样必须有两条管线才能使抽油泵的活塞上、下往复运动，达到抽油的目的。双作用水力活塞泵的管线复杂，换向机构设置在油井内。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵，利用一条管线完成液压采油，克服液压抽油泵活塞向下运动依靠地面液压动力，造成井内管线复杂的不足。

本实用新型的技术方案是：产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵主要由封隔器、固定凡尔、下游动凡尔、泵筒、空心柱塞杆、柱塞、上游动凡尔球、筛管和平衡短节等组成。在泵筒内部有柱塞，柱塞上有上游动凡尔球、筛管和平衡短节。空心柱塞杆下部有下游动凡尔。泵筒壁上有工作液进出口。泵筒下部有固定凡尔，泵筒与空心柱塞杆之间是间隙密封，形成高压动力液通道，高压动力液经工作液进出口进入或排出泵体；柱塞上方联有筛管，产出液流出上游动凡尔后经筛管流入油管被逐步排到地面输油管线，柱塞下部联有空心柱塞杆，其长度为3-6米。控制系统既能控制高压泵的电机转速，也能控制电动阀工作液的输出流量。

参阅附图。套管(1)与泵筒(6)之间用封隔器(2)隔开，可作为高压工作液的运行通道。高压泵(13)将储液罐(12)里的工作液加压后经工作液进出孔(5)进入泵体并驱动柱塞(8)上行，此时上游动凡尔(9)和下游动凡尔(4)关闭，固定凡尔(3)打开；柱塞(8)上方的产出液随上游动凡尔(9)上行一个冲程，而下游动凡尔(4)下部的地层产出液则进入泵筒(6)。柱塞(8)的上行是依靠高压工作液的驱动，而下行则是依靠产出液液柱的自身重力实现复位的。柱塞(8)下行时工作液按原路返回地面。

冲程大小，即柱塞(8)上行高度的大小是由高压工作液的挤入量决定的；而冲次的大小则是根据高压工作液的挤入速度决定的。冲程、冲次都可由控制系统(14)进行控制。电动阀(15)即可保证动力液挤入井下抽油泵，也可保证泛动力液由井下抽油泵返回储液罐(12)。高压工作液的液量是由地面控制系统(14)控制的，工作液的液量决定了冲程的大小，可根据地层供液能力的大小随时在一定范围内调整冲程的大小。

利用产出液液柱的重力实现柱塞(8)的复位，产出液液柱在上行过程中只有一个冲程高度的液柱通过上游动阀(9)后被排到地面输油管线，其它大部分产出液因液柱重力而下行并驱动上下游动凡尔(9)、(4)下行进液，如此往复将地层产出液采到地面。

为了在有限的空间内提高平衡短节(11)的重量，所述的平衡短节(11)是用高密度材料制成，如采用钢、铅、钨等，其作用是在每个冲程中起到稳定抽油泵的工作，在高粘油或高凝油里则可使上下游动凡尔(9)、(4)加速进液。

本实用新型的有益效果：本实用新型产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵的柱塞向上运动靠地面液压动力，向下运动靠产出液液柱重力，柱塞上、下运动顺利。产出液液柱重力复位方式很好地解决了柱塞向下运动问题。柱塞只有上行时需要高压动力液驱动，柱塞下行时乏动力液按原进入的管线返回。在井内只需要一条动力液管线。产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵，无需在井下下入两层同心油管。

地面控制器能根据地层产出液的供液情况，随时调整高压工作液的流量，为智能化采油提供了依据。

另外，动力液换向机构设置在地面，便于维修。

本实用新型产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵。是单管抽油泵，无需在井内下入两层同心油管，也不需用抽油杆，不但减少了施工工作量，降低了施工难度，同时还降低了采油成本。做到高压工作液和地层产出液各行其道，彼此相隔离，便于地面计量。在各油田采油工艺中可得到广泛的应用推广，特别是斜井采油则更具有很好的推广应用前景。

附图说明

图1是本实用新型产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵结构纵剖面示意图。是高压动力液进入重力复位的液压抽油泵并推动柱塞向上运动的工作流程示意图。

图2是产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵结构剖面示意图。是乏动力液返回地面，柱塞在产出液液柱重力作用下向下运动的示意图。

具体实施方式：

以一个2.5吨规格的产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵为例，对本实用新型作进一步详细说明。

参阅图1，本实用新型产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵由固定凡尔3、下游动凡尔4、工作液进出孔5、泵筒6、空心柱塞杆7、柱塞8、上游动凡尔9、筛管10和平衡短节11等组成。

泵筒6的外径为73mm，内径60mm，长度8500mm；

空心柱塞杆7的外径38mm，内径28mm，长度3600mm。

在泵筒6内部有一个柱塞8，柱塞8上有一个上游动凡尔球9、一个筛管10和一个平衡短节11，空心柱塞杆7下部有一个下游动凡尔4，泵筒6壁上有4个工作液进出口5，泵筒6下部有一个固定凡尔3，泵筒6与空心柱塞杆7之间是间隙密封，形成高压动力液通道；柱塞8下部联有空心柱塞杆7。泵筒6和空心柱塞杆7及柱塞8采用间隙密封，泵筒6和套管1之间用封隔器2隔开。

储液罐12里的工作液经高压泵13增压后经电动阀15挤入泵筒6和套管1的环形空间，并由工作液进出孔5进入泵体，驱动柱塞8上行。此时，上游动凡尔9和下游动凡尔4关闭，固定凡尔3打开，地层产出液进入泵体，而上游动凡尔9以上的地层产出液上行一个冲程，柱塞8下行则是依靠产出液液柱的自身重力，此时，上游动凡尔9和下游动凡尔4打开，固定凡尔3关闭，已进入泵体的地层产出液经筛管10流入地面输油管线，而工作液经工作液进出孔5原路返回。

重力复位的液压抽油泵的工作原理

在地面有液压泵站，液压泵站包括储液罐12、高压泵13、控制系统14和电动阀15。将产出液液柱重力复位的液压抽油泵下入井内2000米左右深的套管1内。地面高压泵13在控制系统14的控制下，为重力复位的液压抽油泵提供高压动力液，使柱塞8上行。此时，上游动凡尔球9和下游动凡尔球4关闭，固定阀3打开，井液被举升到地面输油管线。

当柱塞8上行到上死点，控制器14自动关闭电动阀15，高压动力液返回到储液罐12内，不再给井下采油泵提供高压工作液。柱塞8在产出液液柱重力的作用下向下运动。此时，上游动凡尔球9和下游动凡尔球4打开，固定阀3关闭，井液通过下游动凡尔球4到达上游动阀9与固定阀3之间的泵筒内部。

当柱塞8下行到下死点，控制器14自动开启电动阀15，给井下采油泵提供高压工作液，从而完成柱塞8的上下往复运动。

地面所提供的高压工作液通过泵筒6与空心柱塞杆7之间的环形空间，驱动柱塞8上行。这样在高压动力液和产出液液柱重力交替作用下，柱塞8不断的进行上下往复运动，使地层产出液不断进入泵体内部，并被排到地面，从而完成采油作业。

Claims (2)

1、一种产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵，主要是由封隔器(2)、固定凡尔(3)、下游动凡尔(4)、泵筒(6)、空心柱塞杆(7)、柱塞(8)、上游动凡尔球(9)、筛管(10)和平衡短节(11)组成，其特征是：在泵筒(6)内部有柱塞(8)，柱塞(8)上有上游动凡尔球(9)、筛管(10)和平衡短节(11)，空心柱塞杆(7)下部有下游动凡尔(4)，泵筒(6)壁上有工作液进出口(5)，泵筒(6)下部有固定凡尔(3)，泵筒(6)与空心柱塞杆(7)之间是间隙密封，形成高压动力液通道；柱塞(8)下部联有空心柱塞杆(7)，其长度为3-6米。

2、根据权利要求1所述产出液液柱重力复位的单管液压抽油泵，其特征是：所述的平衡短节(11)是用高密度的材料做成的。

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