CN202467800U - 注采一体化举升系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种提出注采一体化举升系统，注采一体化举升系统包括：注汽阀，注汽阀包括：注汽阀外筒和设置在注汽阀外筒中的注汽活塞，注汽阀还具有向注汽阀外注蒸汽的注汽孔和举升原油的过油孔；旋转驱动杆，从注汽阀的轴向穿过注汽活塞，注汽活塞套设在旋转驱动杆上；旋转驱动杆带动注汽活塞打开或关闭注汽孔；注采一体化举升系统还包括：滑片泵，连接在注汽阀的下方，滑片泵具有转子；转子的转轴与旋转驱动杆连接；滑片泵具有吸入原油的吸入口和排出原油的排出口，吸入口设置在滑片泵的底端，排出口设置在滑片泵的顶端，并且排出口与过油孔连通。

Description

注采一体化举升系统

技术领域

本实用新型涉及采油机械领域，属于一种油田举升用耐高温注采一体化滑片泵举升系统，即一种注采一体化举升系统。

背景技术

有些油田如新疆、辽河等部分区域，油品性质很差，具有高粘、高凝、高稠的特点。生产时，需注入热蒸汽降粘，进行蒸汽吞吐开采。目前，注采一体管柱主要是用改进后的杆式泵。专利200420053985.6介绍一种注采一体化抽油泵，其特征是抽油泵为旁通式结构。

上述注采一体化抽油泵需要建立抽油机等配套设施，抽油机在油田俗称“电老虎”，造成整个系统成本高，耗能大；螺杆泵能够降低举升的成本与能耗，但是不能用于高温井。本实用新型利用滑片泵作为井下举升动力源，根据稠油吞吐工艺设计了注采一体举升系统，达到降低作业成本、实现节能降耗和高效举升的目的。

实用新型内容

本实用新型利用滑片泵作为井下举升动力源，以解决高温井举升中，使用抽油机作业而带来的成本高、耗能大、效率低的问题。

为此，本实用新型提出注采一体化举升系统，用于向油井中注汽和注汽后举升原油，所述注采一体化举升系统包括：

注汽阀，所述注汽阀包括：注汽阀外筒和设置在所述注汽阀外筒中的注汽活塞，所述注汽阀还具有向所述注汽阀外注蒸汽的注汽孔和举升原油的过油孔；

旋转驱动杆，从所述注汽阀的轴向穿过所述注汽活塞，所述注汽活塞套设在所述旋转驱动杆上；

所述旋转驱动杆带动所述注汽活塞打开或关闭所述注汽孔；

所述注采一体化举升系统还包括：滑片泵，连接在所述注汽阀的下方，所述滑片泵具有转子；所述转子的转轴与所述旋转驱动杆连接；所述滑片泵具有吸入原油的吸入口和排出原油的排出口，所述吸入口设置在所述滑片泵的底端，所述排出口设置在所述滑片泵的顶端，并且所述排出口与所述过油孔连通。

进一步地，所述滑片泵的两端具有端盖，分别为顶盖和底盖，所述吸入口设置在所述底盖上，所述排出口设置在所述顶盖上。

进一步地，所述注采一体化举升系统还包括：驱动连接筒和筒状的驱动杆接头，所述驱动连接筒套设在所述旋转驱动杆的下部；所述筒状的驱动杆接头，连接在所述驱动连接筒的下部并套设在所述转子的转轴外，所述转子的转轴通过所述驱动杆接头与所述旋转驱动杆连接.

进一步地，所述注采一体化举升系统还包括：C型弹簧，所述旋转驱动杆上设有卡槽，套在所述旋转驱动杆的卡槽中，所述注汽活塞中设有所述C型弹簧轴向穿过的通道，所述注汽阀外筒中设有所述C型弹簧轴向穿过的通道。

进一步地，所述注采一体化举升系统还包括：连接外筒，连接在所述注汽阀外筒和所述滑片泵之间，所述驱动连接筒、所述排出口、所述筒状的驱动杆接头以及C型弹簧位于所述连接外筒中。

进一步地，所述注采一体化举升系统还包括：扶正过流器，套设在所述旋转驱动杆外并位于所述连接外筒中，所述扶正过流器设置在所述注汽阀外筒之下并位于所述滑片泵之上，所述扶正过流器中设有原油通过的通道。

进一步地，所述注采一体化举升系统还包括：抽油杆，连接在所述旋转驱动杆上部。

进一步地，所述注采一体化举升系统还包括：油管短接，连接在所述注汽阀外筒上部，所述抽油杆穿设在所述油管短接中。

本实用新型从所述滑片泵的端部方向进行吸入和排出原油，减小了滑片泵的径向尺寸和径向体积，无需设置径向的吸入管路和排出管路就能实现举升和增压，使得滑片泵能够适应狭小的管筒状空间，能够实现增压接力，增加了滑片泵的应用范围，使得滑片泵不局限于油船码头卸油，船上货油，扫舱，火车卸槽等场合，及油罐车，加油车和油库、加油站油料输送，还可以应用在需要举升的场合。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的举升状态下，注采一体化举升系统的剖视结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的注汽状态下，注采一体化举升系统的剖视结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例的滑片泵的主视方向剖视结构示意图，(未示出滑片)；

图4为根据本实用新型实施例的滑片泵的垂直驱动轴方向的剖视结构示意图；

图5为根据本实用新型实施例的另一种滑片泵的主视方向剖视结构示意图。

附图标号说明：

1泵筒  2顶盖  3轴承  4定子  5转子  6键  7底盖  8驱动轴(转轴)

9滑片  27隔板  41上方的定子  43下方的定子

21吸入口  71排出口  271流体中转口  51上方的转子  53下方的转子

100油管短接  200抽油杆  300注汽阀外筒  400注汽活塞  500旋转驱动杆

600C型弹簧  700驱动连接筒  800扶正过流器  900连接外筒  1000驱动接头

1100连接短接  1200滑片泵  310过油孔  320注汽孔

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的注采一体化举升系统，用于向油井中注汽和注汽后举升原油(流体)，所述注采一体化举升系统包括：注汽阀、旋转驱动杆500和滑片泵1200，如图3至图5所示，所述滑片泵1200具有吸入原油的吸入口71和排出原油的排出口21，所述吸入口71设置在所述滑片泵的底端，所述排出口21设置在所述滑片泵的顶端，并且所述排出口21与注汽阀中的过油孔310连通，原油从油井底部举升，经过滑片泵、过油孔310以及油管等管路，输送至井口。

本实用新型与现有技术的主要区别在于使用滑片泵，而且这种滑片泵是从端部方向吸入和排出原油，这不同于现有的泵壳的侧向进行吸入和排出流体(原油)的滑片泵。

本实用新型从根本上避开了从泵壳的侧向进行吸入和排出流体(原油)，减小了滑片泵的径向尺寸和径向体积，能够适应狭小的管筒状空间，增加了滑片泵的应用范围。通常情况下，本实用新型中，流体的吸入和排出方向与驱动轴8的轴向一致或接近，因而，本实用新型的滑片泵也(又)可以称为轴流式滑片泵，只要端向吸入和排出流体，无论吸入和排出流体的方向与驱动轴的夹角，例如可以与驱动轴8的轴向相交15度、30度、60度等，均与现有的在泵壳的侧向吸入和排出流体的旁通式结构区别明显，只不过流体的吸入和排出方向与驱动轴8的轴向一致或接近时，本实用新型的滑片泵结构更紧凑。

如图1和图2所示，所述注汽阀包括：注汽阀外筒300和设置在所述注汽阀外筒中的注汽活塞400，所述注汽阀还具有向所述注汽阀外注蒸汽的注汽孔320和举升原油的过油孔310；注汽孔320可以设置在注汽阀外筒300的侧向，与油套环空(图中未示出)相连通，注汽时可以通过注汽孔320向油套环空注蒸汽。过油孔310设置在注汽阀外筒300的端部方向或轴向，通常过油孔310设置在注汽阀外筒300的顶端，注汽时，蒸汽从过油孔310注入，从注汽孔320流出注汽阀外筒300并流向油套环空，举升时，过油孔310封闭，原油从底部上升到过油孔310后，从与过油孔310连接的上方油管(图中未示出)排出到井口。

如图1和图2所示，旋转驱动杆500，从所述注汽阀的轴向穿过所述注汽活塞400，所述注汽活塞400套设在所述旋转驱动杆500上；所述旋转驱动杆500带动所述注汽活塞400打开或关闭所述注汽孔320并驱动滑片泵的转轴转动形成举升动力；关于注汽活塞的结构和工作原理可以参考现有技术。

滑片泵，连接在所述注汽阀400的下方，如图3至图5所示，所述滑片泵具有筒状的定子4和位于定子中的转子5，转子通过键6与转轴连接，所述转子5沿周向设有滑片9，所述滑片9与所述定子4的内腔接触密封，定子4外设有泵筒1；所述转子的转轴(驱动轴)8与所述旋转驱动杆500连接。所述滑片泵的两端具有端盖，分别为顶盖2和底盖7，所述吸入口71设置在所述底盖7上，所述排出口21设置在所述顶盖2上。顶盖2和底盖7以及所述定子4的内腔形成工作腔，在转子5的转动中，通过滑片泵转子的转动形成的容积的变化，导致吸进的流体和排出的流体之间形成压力差，从顶盖即顶盖2的滑片泵排出口21排出高压流体。吸入口71和排出口21均为一个时，吸入口71和排出口21在圆周方向上呈轴对称设置，以形成吸入口71与定子中的低压腔连接，排出口21与定子中的高压腔连接。

吸入口71和排出口21的形状可以为长弧形直孔，可以连通至定子的内腔。而现有技术的滑片泵的吸入口和排出口均设置在定子的侧向，在其他方面，本实用新型的第一种滑片泵可以采用与现有技术相同的结构。例如，关于滑片泵中定子的形状、驱动轴的形状、滑片泵的轴端密封及轴承支撑、端盖的形状以及滑片泵中的上述部件的连接关系、吸入口可以连接管路、排出口可以连接管路、以及低压吸入、高压排出的工作原理不是本实用新型讨论的重点，本实用新型有关上述结构和工作原理可以参考和采用现有的各种滑片泵的合适结构。例如，滑片泵吸入口与泵壳(或定子)的低压腔连接或连通，所述滑片泵排出口与泵壳(或定子)的高压腔连接或连通，定子与底盖7和所述顶盖2可以通过定位销、密封圈等固定连接形成密闭腔室均可以采用现有技术。

本实用新型的滑片泵可以包括一个定子形成的一级泵，还可以包括多个筒状的定子形成的多级泵，例如滑片泵包括：泵筒1和泵筒中的多个定子，例如为上方的定子41和下方的定子43，驱动轴(转轴)8，沿平行多个所述定子的长度方向通过轴承3穿设在多个所述定子中，上方的定子41中设有转子51，下方的定子43中设有转子53，每个所述定子的下端设有底盖，下方的定子43的下端设有底盖7，所述吸入口7上设有吸入原油的吸入口71，上方的定子的下端设有隔板27，隔板27上设有流体中转口271，隔板27作为上方的定子的底盖，流体中转口271作为上方的定子的吸入口。

每个所述定子的上端设有顶盖，上方的定子41的上端设有顶盖2，所述顶盖设有排出原油的排出口21，隔板27同时作为下方的定子43的顶盖，流体中转口271同时作为下方的定子43的排出口。隔板27将上方的定子41和下方的定子43分隔为两个独立的内腔，这两个定子或内腔通过流体中转口271相互联系，流体经过下方的定子43吸入后，经过第一级增压后从流体中转口271排出到上方的定子41中，经过上方的定子41的第二级增压后从排出口21中排出上方的定子41。这样，就形成了两级增压，形成两级滑片泵。如果单级滑片泵的增压倍数为m，则经过两级轴流滑片泵增压后，滑片泵的整体增压倍数为m的平方，经过三级，则整体增压倍数为m的立方，经过n级，则滑片泵整体增压倍数为m的n次方，通过以上设计可以实现多级轴流滑片泵的接力增压，相对于多个单级泵的串联，结构更简单，成本更低，而且效果显著。由于井深不同需排出压力不同，即井越深需排出压力越大，根据泵串联压力梯度理论，故所需泵级数也越多，这种多级滑片泵可以适应深井的使用。

进一步地，如图1和图2所示，所述注采一体化举升系统还包括：驱动连接筒700和筒状的驱动杆接头1000，所述驱动连接筒700可以套设在所述旋转驱动杆500的下部，驱动连接筒700中设有可以与旋转驱动杆500连接的花键，使驱动连接筒700与旋转驱动杆500连接并使旋转驱动杆500可以在驱动连接筒700中轴向移动；所述筒状的驱动杆接头1000，连接在所述驱动连接筒700的下部并固定地套设在所述转子的转轴外，所述转子的转轴通过所述驱动杆接头1000与所述旋转驱动杆500连接。驱动连接筒700和筒状的驱动杆接头1000起到转接的作用，用于连接旋转驱动杆500与滑片泵转子的转轴。驱动连接筒700和筒状的驱动杆接头1000都为筒状结构，二者的外径不能太大，要为原油通过留出空间，这样既不堵塞原油举升的通道，又能使注采一体化举升系统结构紧凑，适应狭小的管状空间。

进一步地，如图1和图2所示，所述注采一体化举升系统还包括：C型弹簧600，套在所述旋转驱动杆500上的卡槽中，所述注汽活塞400中设有所述C型弹簧轴向穿过的通道，旋转驱动杆500上的卡槽，可以定位C型弹簧。

所述注汽阀外筒300中设有所述C型弹簧轴向穿过的通道。在举升状态下，下入驱动杆500时，当C型弹簧600受推力碰到注汽活塞400时，推动注汽活塞400下行至注汽阀外筒300中的变径台阶，注汽活塞400定位于注汽阀外筒300的定位台阶中并堵住注汽孔320，从而堵住注汽通道。继续增加C型弹簧600轴向载荷，C型弹簧600受推力径向收缩，通过注汽活塞400，当驱动杆500插入驱动连接筒700中后。驱动连接筒700的上部与旋转驱动杆500连接起来，驱动连接筒700的的下部与滑片泵转子连接起来，从而形成旋转驱动杆500与滑片泵转子连接，这样就能实现转子的转动，吸入和排出原油，并举升到井口。

进一步地，如图1和图2所示，所述注采一体化举升系统还包括：连接外筒900，连接在所述注汽阀外筒300和所述滑片泵1200之间，所述驱动连接筒700、所述排出口、所述筒状的驱动杆接头1000以及C型弹簧600位于所述连接外筒900中。连接外筒900可以通过螺接与环形的连接短接1100的上部连接，连接短接1100的下部同时还与滑片泵1200的泵筒1的上部螺接，这样，使得上述各部件连接紧凑，可以使用筒状的腔体或各筒状的腔体之间的环形空间就能形成部件的连接和传动并形成原油举升的通道，无需其他径向连接管路，节约了空间。

进一步地，如图1和图2所示，所述注采一体化举升系统还包括：扶正过流器800，套设在所述旋转驱动杆500外并位于所述连接外筒900中，夹在旋转驱动杆500与所述连接外筒900之间。所述扶正过流器800设置在所述注汽阀外筒300之下并位于所述滑片泵1200之上，所述扶正过流器800中设有原油通过的通道。扶正过流器800为筒状，起到导向、固定和扶正旋转驱动杆500的作用，使旋转驱动杆500的转动更加稳定，减少磨损。扶正过流器800的侧壁中可以设有轴向通孔，以使原油通过。原油进入到连接外筒900中后，从扶正过流器800的轴向通孔中可以进入到注汽阀中，从注汽阀的过油孔310进入到上方的油管管路中。

进一步地，如图1和图2所示，所述注采一体化举升系统还包括：抽油杆200，连接在所述旋转驱动杆500上部。抽油杆200可以下入旋转驱动杆500。所述注采一体化举升系统还包括：油管短接100，连接在所述注汽阀外筒300上部，所述抽油杆200穿设在所述油管短接100中。油管短接100上方可以连接油管(图中未示出)，以进行原油的输送。

下面描述一下本实用新型的工作过程：

举升工艺：如图1所示，首先将注汽阀及滑片泵1200与油管连接下入井中，然后用抽油杆200下入驱动杆500(旋转驱动杆)，当驱动杆500上的C型弹簧600受抽油杆200推动而碰到注汽活塞400时，C型弹簧600推动注汽活塞400的顶部下行至注汽阀外筒中的变径台阶(即定位台阶，图中未标号)，注汽活塞400定位于注汽阀外筒300的定位台阶中并堵住注汽孔320，从而堵住注汽通道。继续增加抽油杆200轴向载荷，C型弹簧600径向收缩，从注汽活塞400的顶部通过注汽活塞400，当旋转驱动杆500插入驱动连接筒700后，驱动连接筒700将驱动杆500与滑片泵的转轴连接起来。地面驱动头旋转，通过抽油杆200驱动滑片泵进行原油举升。注汽活塞400上有数个轴向通孔，可以保证原油通过。

注汽作业工艺：上提抽油杆200，抽油杆200带动驱动杆500上提，定位在驱动杆500上的C型弹簧600碰到注汽活塞400的底部后，推动注汽活塞400上行，如图2所示，将注汽孔320暴露，通过油管注入高温蒸汽，蒸汽经过过油孔310从注汽孔320流出注汽阀外筒300，由滑片泵1200和套管环空注入地层。焖井结束后，地层能量较足，不下放抽油杆，利用注汽孔320进行自喷生产；自喷结束后，下放抽油杆，开泵举升。

上述注汽作业工艺可以与现有技术的主要过程和原理相同，上述举升工艺除了用滑片泵取代现有的其他类型的泵之外，下入驱动杆的过程以及驱动杆与驱动连接筒的连接过程可以参考现有技术使用其他类型的泵，本实用新型与现有技术相同之处不多赘述。

本注采一体系统全部采用金属件，能够适应蒸汽吞吐高温。

本注采一体系统通过地面驱动头驱动，与抽油机相比，降低井口建设成本及举升能耗。

本注汽阀还可作为泄油器使用。由于滑片泵结构特性，检泵时，油管内原油不能通过滑片泵排到井中，若流进井场，会影响操作工身体健康，造成环境污染。本系统在修井时，提出抽油杆后注汽孔320打开，油管内原油通过注汽孔320流回井筒，保护井场环境。

本实用新型提供一种注采一体化举升系统，可以实现在稠油举升中不提管柱吞吐开采，实现注采一体化，工作性能可靠、使用范围广、施工安全、降低作业成本。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。为本实用新型的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种注采一体化举升系统，用于向油井中注汽和注汽后举升原油，所述注采一体化举升系统包括：

注汽阀，所述注汽阀包括：注汽阀外筒和设置在所述注汽阀外筒中的注汽活塞，所述注汽阀还具有向所述注汽阀外注蒸汽的注汽孔和举升原油的过油孔；

旋转驱动杆，从所述注汽阀的轴向穿过所述注汽活塞，所述注汽活塞套设在所述旋转驱动杆上；

所述旋转驱动杆带动所述注汽活塞打开或关闭所述注汽孔；

其特征在于，

所述注采一体化举升系统还包括：滑片泵，连接在所述注汽阀的下方，所述滑片泵具有转子；所述转子的转轴与所述旋转驱动杆连接；所述滑片泵具有吸入原油的吸入口和排出原油的排出口，所述吸入口设置在所述滑片泵的底端，所述排出口设置在所述滑片泵的顶端，并且所述排出口与所述过油孔连通。

2.如权利要求1所述的注采一体化举升系统，其特征在于，所述滑片泵的两端具有端盖，分别为顶盖和底盖，所述吸入口设置在所述底盖上，所述排出口设置在所述顶盖上。

3.如权利要求1所述的注采一体化举升系统，其特征在于，所述注采一体化举升系统还包括：驱动连接筒和筒状的驱动杆接头，所述驱动连接筒套设在所述旋转驱动杆的下部；所述筒状的驱动杆接头，连接在所述驱动连接筒的下部并套设在所述转子的转轴外，所述转子的转轴通过所述驱动杆接头与所述旋转驱动杆连接。

4.如权利要求3所述的注采一体化举升系统，其特征在于，所述注采一体化举升系统还包括：C型弹簧，所述旋转驱动杆上设有卡槽，C型弹簧套在所述旋转驱动杆的卡槽中，所述注汽活塞中设有所述C型弹簧轴向穿过的通道，所述注汽阀外筒中设有所述C型弹簧轴向穿过的通道。

5.如权利要求4所述的注采一体化举升系统，其特征在于，所述注采一体化举升系统还包括：连接外筒，连接在所述注汽阀外筒和所述滑片泵之间，所述驱动连接筒、所述排出口、所述筒状的驱动杆接头以及C型弹簧位于所述连接外筒中。

6.如权利要求5所述的注采一体化举升系统，其特征在于，所述注采一体化举升系统还包括：扶正过流器，套设在所述旋转驱动杆外并位于所述连接外筒中，所述扶正过流器设置在所述注汽阀外筒之下并位于所述滑片泵之上，所述扶正过流器中设有原油通过的通道。

7.如权利要求1所述的注采一体化举升系统，其特征在于，所述注采一体化举升系统还包括：抽油杆，连接在所述旋转驱动杆上部。

8.如权利要求7所述的注采一体化举升系统，其特征在于，所述注采一体化举升系统还包括：油管短接，连接在所述注汽阀外筒上部，所述抽油杆穿设在所述油管短接中。

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