CN212054635U - 给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机，在采油树井口上通过光杆密封盒上端的法兰盘连接着过渡连接管，在过渡连接管的上端固装着液压传动抽油机的油缸和机动换向阀，位于过渡连接管内的光杆和油缸活塞杆通过连接器连接在一起，油缸活塞杆安装着冲程控制器，在油缸缸筒下端的缸盖上配合安装着具有存储泄油腔的防护盖，在防护盖的侧壁上设置的泄油口与油箱连通，液压回路中的变量泵其输出压力通过软管连接着组合控制阀。本实用新型不仅体积小，性能可靠，操作方便，可以适应浅层超稠油油藏的工况，满足浅层超稠油生产，节约开采成本，提高井下抽油泵的泵效，有效的提高采收率，节能效果好。

Description

给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机

技术领域

本实用新型涉及油田采油生产领域，属于液压传动抽油机，特别是一种给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机。

背景技术

目前的采油工艺，油田浅层油藏超稠油开采的抽油设备，普遍采用传统游梁式机械传动抽油机。所谓浅层油藏是指地面到地下300米范围内的油藏，浅层油藏由于离地表太近，原油的轻质部分，在漫长的时间里都挥发了，所以，此范围内的油藏都是在50℃时15000mp.s以上的超稠油。

中国稠油的分类标准：

在油层条件下，粘度大于50mpa.s或脱气原油粘度大于100mpa.s的原油为稠油。根据国标工业油气流标准; 深度小于500,单井产量为0.3t,深度500-1000m,单井产量0.5t。

中国稠油分类标准

国标对大于50000 mPa.s的超稠油定义为天然沥青。为了满足机械传动抽油机工况需求，通过降粘增加稠油流动性，所以采用注汽和各种降粘助剂；但是，大量的事实表明，通过加压注汽，对于超稠油油藏，很容易造成由于注汽的不均质性。造成油藏中的流体的不均质性，在注汽后很短的时间内，加上油藏较浅，抽油杆的总重量有限，抽油杆靠自重下行受阻，游梁式机械传动抽油机就无法正常工作。还有部分浅层油藏超稠油，根本就注不进去汽。这样就造成了很多浅层超稠油，无法开采，目前很多油井停止生产或者报废。这就是当前浅层超稠油生产的现状。

我们实验最新成果表明；我们研制的井口液压传动抽油机在挑战沥青质稠油方面也非常有效，2019年11月28日，中石油新疆油田公司下属新港公司在西北缘九区922044井上实验该机，该井原油粘度20⁰C为60×10⁴mPa.s，为热采井，该井注入蒸汽后不出，停产。由于在冬季零下20⁰C情况下试抽，套管伴热加热井腔两小时，井口液压传动抽油机不间断抽油约24小时，产液量初步计量7t左右（水为以前的热采注入水），产油大于3t，而该区的侏罗系齐谷组工业产能为1t，实验证明井口液压传动抽油机对沥青质稠油热采井提高产能也非常有效。

通过上述浅层油藏油井的工业化试验，可以说明井口抽油机对于浅层油藏径向流的建立，维持井腔含油饱和度和纵向油流的连续相具有前所未有的抽举效果，特别是对浅层超稠油油藏，低渗透、间抽井，低产低效井等能“起死回生”，针对20℃原油粘度在16×10⁴mpa.s以下的超稠油可以轻易建立起连续相进行低冲次冷采，从而节约开采成本，对上述性质的超稠油实现经济连续性生产，具有非常重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机，不仅体积小，性能可靠，操作方便，可以适应浅层超稠油油藏的工况，满足浅层超稠油生产，节约开采成本，提高井下抽油泵的泵效，有效的提高采收率，节能效果好。

本实用新型的目的是这样实现的：一种给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机,包括采油树井口，在采油树井口上通过光杆密封盒上端的法兰盘连接着过渡连接管，在过渡连接管的上端固装着液压传动抽油机的油缸和机动换向阀，位于过渡连接管内的光杆和油缸活塞杆通过连接器连接在一起，在油缸活塞杆的下端通过连接板安装着冲程控制器，其设置的上、下挡杆与机动换向阀上设置的弹性拨杆相配合，在油缸缸筒下端的缸盖上配合安装着具有存储泄油腔的防护盖，在防护盖的侧壁上设置的泄油口与油箱连通，液压回路中的变量泵其输出压力通过软管连接着组合控制阀，组合控制阀通过机动换向阀控制油缸带动光杆上、下往复运动和确保液压系统压力在设定的范围内正常工作。

本实用新型通过井口液压传动抽油机的油缸与过渡连接管、光杆密封合立装连接在采油树井口上。在过渡连接管上固装着机动换向阀，在液压油缸活塞杆端部安装着与机动换向阀相配合的冲程控制器，在冲程控制器的上、下部分别设置着上、下挡杆，上下挡杆与机动换向阀上设置的弹性拨杆相配合，控制液动力换向，实现油缸活塞杆通过油缸活塞杆与光杆连接器，连接的光杆上、下往复运动。液压回路中的变量泵的输出压力通过软管连接着液压组合阀，通过液压组合阀分两路进行控制，主油路通过单向阀、液控换向阀进入油缸有杆腔和无杆腔。另一路控制油路为了稳定换向压力，防止换向冲击，连接着节流阀、减压阀、机动换向阀来控制液控换向阀，改变主油路换向。机械自动控制换向原理是这样实现的，在油缸活塞杆端部安装着与机动换向阀相配合的冲程控制器，在冲程控制器的上下部分别设置着上、下挡杆，上下挡杆的距离，实际就是抽油杆的实际冲程长度，当油缸活塞杆行至上下止点时，挡杆与机动换向阀上设置的弹性拨杆相配合，控制液动力换向，实现光杆上、下往复运动。

在通往油缸主油路上，设置安装了溢流阀，确保液压系统压力在设定的范围内正常工作。

流体连续相工作原理是这样实现的，通过观测井下的动液面和流体的粘度，来确定变量泵的排量和抽油杆上冲程的工作速度，充分利用流体的粘性，使油藏流体连续流动，提高了井下抽油泵的泵效。以达到最佳的产出效果，这样也保护了油藏，可有效的提高采收率。变量泵的排量控制可实现冲次最大至最小任意调节。

本实用新型通过井口液压传动抽油机的油缸与过度连接管、光杆密封合立装在采油树井口上。在过度连接管上固装着机动换向阀，在油缸活塞杆端部安装着与机动换向阀相配合的冲程控制器，在冲程控制器的上、下部分别设置着上、下挡杆，上下挡杆与机动换向阀上设置的弹性拨杆相配合，控制液动力换向，实现了油缸活塞杆通过油缸活塞杆与光杆连接器连接的光杆上、下往复运动。液压回路中的变量泵的输出压力通过软管连接着组合控制阀，组合控制阀是由单向阀、液控换向阀、减压阀、溢流阀、集成板组合而成。通过组合控制阀分两路进行控制，主油路通过单向阀、液控换向阀进入油缸。另一路控制油路为了稳定换向压力，防止换向冲击，减压阀、机动换向阀来控制液控换向阀，改变主油路换向。机械自动控制换向原理是这样实现的，在油缸活塞杆端部安装着与机动换向阀相配合的冲程控制器，在冲程控制器的上下部分别设置着上、下挡杆，上下挡杆的距离，实际就是光杆的实际冲程长度，当油缸活塞杆行至上下止点时，挡杆与机动换向阀上设置的弹性拨杆相配合，控制液动力换向，实现光杆上、下往复运动。

在通往油缸无杆腔的主油路上，设置安装了溢流阀，确保液压系统压力在设定的范围内正常工作。

用机动换向阀来控制液控换向阀换向，是为了仅可能消除换向带来的冲击，所以机动换向阀的工作压力，通过减压阀是可控的，是来控制液控换向阀的换向时间，又利用液控换向阀的中位“H”机能，可消除由于两端载荷不同时带来的换向冲击，同时也会出现由于液压油在不同的环境和不同温度条件下出现换向滞后的现象，如果机动换向阀采用钢性拨杆，滞后就会造成机动换向阀的损坏。所以经过长时间的试验，所以设计采用了机动换向阀的弹性拨杆和冲程控制器的上、下档杆。最大程度的解决了换向冲击和冲程控制器过冲的矛盾，有效的解决了这一问题。

流体连续相工作原理是这样实现的，通过观测井下的动液面和流体的粘度，来确定变量泵的排量和光杆上冲程的工作速度，充分利用流体的粘性，使油藏流体连续流动，提高了井下抽油泵的泵效。以达到最佳的产出效果，这样也保护了油藏，可有效的提高采收率。变量泵的排量控制可实现冲次最大至最小任意调节。

油缸活塞杆端部螺纹与活塞杆连接套连接，冲程控制器连接板套在活塞杆连接套上，为防止油缸活塞杆端部螺纹与活塞杆连接套脱落，通过锁紧螺母将油缸活塞杆端部螺纹与活塞杆连接套锁紧。光杆连接套与光杆端部螺纹连接，为防止光杆连接套与光杆脱落用光杆锁紧螺母将光杆连接套与光杆锁紧。在实际工作过程中，油缸活塞杆与光杆存在相对转动，为了确保油缸活塞杆与光杆连接器工作的可靠性，在活塞杆连接套与将光杆连接套之间安装了推力轴承，采用螺栓将上法兰压板与光杆连接套连接。

密封盒连接座由光杆上端放入，连接在采油树井口上，在将按照规定数量放入V型密封圈的V型密封圈合和V型密封圈压套由光杆上端放入封盒连接座内。密封合外套通过螺纹，连接在封盒连接座上，为确保螺纹连接的密封性，在封盒连接座与密封合外套配合面安装了O型圈。为防止V型密封圈合底部和V型密封圈压套上部的泄漏，在V型密封圈合底部和V型密封圈压套上部装配了耐热、耐高压的密封圈。通过旋紧密封合外套，下压V密封圈压套，V密封圈压套将V密封圈压紧，V密封圈在下压的过程中发生几何变形，V密封圈展开，V密封圈内径紧紧裹住了光杆，V密封圈的外径紧紧贴住了V密封圈盒内径，这样光杆在做上下运动时，V密封圈起到了密封作用和承压能力。如果井下需要注汽或井筒内伴热，V密封圈的材料，主要是由聚四氟乙烯和耐磨、耐高温材料组成。因为V密封圈有自润滑性能不会造成光杆人为的负载。在密封合外套的上腔，填入密封填料，密封填料是由氟橡胶和润滑脂按一定的比例合成。将V密封圈、防尘密封圈、内卡簧装配在密封合上盖内，再将装配好的密封合上盖由光杆上端放入，通过螺纹连接方式与密封合外套配合，将密封填料压紧，这样密封填料就会紧紧的包裹在光杆上，光杆上下运动的润滑得到了保证，防尘圈起到了防止风沙的侵入作用。如果密封盒在使用过程中有泄漏现象，可将密封合上盖继续压紧，如果密封合上盖下压到了极限，可将密封合上盖退出继续填入密封填料。重新加注密封填料时，由于密封合外套不动，V密封圈控制井内的压力，不会出现油井失控，操作是安全的。

系统主回油系统分冬、夏两季运行，油箱也是分冬、夏两季。系统主回油冬季运行：为减少系统运行的阻力损失，保持液压油的温度。系统主回油经回油滤清器油箱冬夏季转换开关，转换到冬季运行模式，液压油进入（1/4V）的油箱的箱体，此时油箱只有（1/4V）的油进行循环。系统主回油夏季运行：将油箱冬夏季转换开关转换到夏季运行模式，液压油进入油箱，液压油进行大循环。确保液压油温度在规定值范围内工作。

为了防止油缸活塞杆伸出口漏油污染环境，在油缸缸筒上端的缸盖上配合安装着具有存储泄油空腔的防护盖，在防护盖油缸活塞杆配合孔内安装的油封与油缸活塞杆相配合，在防护盖的侧壁上设置着泄油口，泄油口（T）与油箱接通。为防止滤清器堵塞和其他异常情况，变量泵、机动换向阀、溢流阀卸油口直接与油箱的（1/4V）箱体连接。

本实用新型结构合理，不仅体积小，操作方便，满足浅层超稠油生产过程中，光杆下行困难，井口液压传动抽油机提供了下行动力，由于油缸存在着有杆腔和无杆腔的容积差，所以下冲程的速度比上冲程的速度慢，液压传动抽油机的电动机装机功率和变量泵的排量，适油藏的供液量确定，这样彻底解决了机械传动抽油机大马拉小车的现状，节能效果好。

本实用新型不仅体积小，性能可靠，操作方便，适应浅层超稠油油藏的工况，满足了浅层超稠油生产，节约了开采成本，提高了井下抽油泵的泵效，有效的提高采收率，节能效果好。

附图说明

下面将结合附图对本实用新型做进一步的描述，图1为本实用新型主视结构示意图，图2为液压传动原理示意图，图3为油缸活塞杆与光杆连接器结构示意图，图4为光杆密封盒结构示意图。

具体实施方式

一种给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机，如图1、图2、图3、图4所示，包括采油树1井口，在采油树1井口上通过光杆密封盒3上端的法兰盘连接着过渡连接管5，在过渡连接管5的上端固装着液压传动抽油机的油缸6和机动换向阀7，位于过渡连接管5内的光杆2和油缸活塞杆4通过连接器8连接在一起，在油缸活塞杆4的下端通过连接板9安装着冲程控制器10，其设置的上、下挡杆11、12与机动换向阀7上设置的弹性拨杆相配合，在油缸6缸筒下端的缸盖上配合安装着具有存储泄油腔的防护盖43，在防护盖43的侧壁上设置的泄油口与油箱13连通，液压回路中的变量泵14其输出压力通过软管连接着组合控制阀15，组合控制阀15通过机动换向阀7控制油缸6带动光杆2上、下往复运动和确保液压系统压力在设定的范围内正常工作。连接器8的结构为光杆2的上端与光杆连接座23的底孔通过螺纹相连接，并且通过光杆锁紧螺母24锁紧，具有中心通孔的上盖25通过螺栓26连接与具有下凹内腔的光杆连接座23连接在一起，活塞杆连接座28下端设置的挡台和其上安装的推力轴承27与光杆连接座23和上盖25构成的腔体相配合，油缸活塞杆4下端与伸出上盖25通孔的活塞杆连接座28的连接套螺纹连接，在连接套上端的外壁上设置着凹台，在凹台上装配着冲程控制器连接板9，并且通过锁紧螺母29锁紧。光杆密封盒3的结构为具有光杆配合通孔的密封盒连接座30固接在采油树1井口上，密封盒连接座30上部设置的桶状座中配合安装着密封圈盒32，在其内设置着与光杆2相配合，且层叠的V型密封圈41，位于层叠V型密封圈41上方的密封圈盒32上口上配合安装着具有挡边的压套34，上端设置有法兰盘42的密封盒连接套37通过其中部设置着具有光杆通孔的隔挡，将密封盒连接套37分隔为上半套和下半套，其中上半套的底面为下凹的圆锥面，在上半套内的上部通过螺纹连接着压盖40，在上半套上部的阶梯孔的下端通过凹槽安装的卡簧36，其上部依次安装着层叠的上V型密封圈38和防尘圈39，在压盖40下端面上设置着向上凹的圆锥面与下半套向下凹的圆锥面底面构成的腔体内设置着密封填料35，密封盒的上半套通过密封配合和螺纹连接在密封盒连接座30的桶状座上。密封盒连接座桶状座的外壁与密封盒连接套37下半套的内壁通过O型密封圈33密封配合，压套34的顶面与下半套的上底面之间和密封圈盒32的外底面与密封盒连接座30桶状座的底面之间分别通过密封圈31密封配合。在组合控制阀15的集成板上安装着单向阀17、液压换向阀18、减压阀44和溢流阀16，液压回路通过组合控制阀15分两路控制，其中变量泵14主油路通过单向阀17、液压换向阀18进入油缸6；另一路控制油路通过减压阀44和机动换向阀7来控制液压换向阀18，在通往油缸6无杆腔的主油路上安装着溢流阀16。变量泵14、机动换向阀7、溢流阀16的泄油口均直接与油箱13的1/4容积的箱体连接。油箱13通过隔板分隔成3/4容积和1/4容积，在通往油箱13的主回油路上安装着回油滤清器19和转换开关20，当夏季运行时，转换开关20连通油箱13的3/4容积，当冬季运行时，转换开关20连通油箱13的1/4容积，在油箱13连接变量泵14的供油路上依次设置着吸油滤清器21和油箱开关22。

Claims (7)

1.一种给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机,包括采油树(1)井口，其特征是：在采油树(1)井口上通过光杆密封盒(3)上端的法兰盘连接着过渡连接管(5)，在过渡连接管(5)的上端固装着液压传动抽油机的油缸(6)和机动换向阀(7)，位于过渡连接管(5)内的光杆(2)和油缸活塞杆(4)通过连接器(8)连接在一起，在油缸活塞杆(4)的下端通过连接板(9)安装着冲程控制器(10)，其设置的上、下挡杆(11、12)与机动换向阀(7)上设置的弹性拨杆相配合，在油缸(6)缸筒下端的缸盖上配合安装着具有存储泄油腔的防护盖(43)，在防护盖(43)的侧壁上设置的泄油口与油箱(13)连通，液压回路中的变量泵(14)其输出压力通过软管连接着组合控制阀(15)，组合控制阀(15)通过机动换向阀(7)控制油缸(6)带动光杆(2)上、下往复运动和确保液压系统压力在设定的范围内正常工作。

2.根据权利要求1所述的给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机,其特征是：连接器(8)的结构为光杆(2)的上端与光杆连接座(23)的底孔通过螺纹相连接，并且通过光杆锁紧螺母(24)锁紧，具有中心通孔的上盖(25)通过螺栓(26)连接与具有下凹内腔的光杆连接座(23)连接在一起，活塞杆连接座(28)下端设置的挡台和其上安装的推力轴承(27)与光杆连接座(23)和上盖(25)构成的腔体相配合，油缸活塞杆(4)下端与伸出上盖(25)通孔的活塞杆连接座(28)的连接套螺纹连接，在连接套上端的外壁上设置着凹台，在凹台上装配着冲程控制器连接板(9)，并且通过锁紧螺母(29)锁紧。

3.根据权利要求1所述的给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机,其特征是：光杆密封盒(3)的结构为具有光杆配合通孔的密封盒连接座(30)固接在采油树(1)井口上，密封盒连接座(30)上部设置的桶状座中配合安装着密封圈盒(32)，在其内设置着与光杆(2)相配合，且层叠的V型密封圈(41)，位于层叠V型密封圈(41)上方的密封圈盒(32)上口上配合安装着具有挡边的压套(34)，上端设置有法兰盘(42)的密封盒连接套(37)通过其中部设置着具有光杆通孔的隔挡，将密封盒连接套(37)分隔为上半套和下半套，其中上半套的底面为下凹的圆锥面，在上半套内的上部通过螺纹连接着压盖(40)，在上半套上部的阶梯孔的下端通过凹槽安装的卡簧(36)，其上部依次安装着层叠的上V型密封圈(38)和防尘圈(39)，在压盖(40)下端面上设置着向上凹的圆锥面与上半套向下凹的圆锥面底面构成的腔体内设置着密封填料(35)，密封盒的下半套通过密封配合和螺纹连接在密封盒连接座(30)的桶状座上。

4.根据权利要求3所述的给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机,其特征是：密封盒连接座桶状座的外壁与密封盒连接套(37)下半套的内壁通过O型密封圈(33)密封配合，压套(34)的顶面与下半套的上底面之间和密封圈盒(32)的外底面与密封盒连接座(30)桶状座的底面之间分别通过密封圈(31)密封配合。

5.根据权利要求1所述的给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机,其特征是：在组合控制阀(15)的集成板上安装着单向阀(17)、液压换向阀(18)、减压阀(44)和溢流阀(16)，液压回路通过组合控制阀(15)分两路控制，其中变量泵(14)主油路通过单向阀(17)、液压换向阀(18)进入油缸(6)；另一路控制油路通过减压阀(44)和机动换向阀(7)来控制液压换向阀(18)，在通往油缸(6)无杆腔的主油路上安装着溢流阀(16)。

6.根据权利要求5所述的给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机,其特征是：变量泵(14)、机动换向阀(7)、溢流阀(16)的泄油口均直接与油箱(13)的 1/4容积的箱体连接。

7.根据权利要求6所述的给光杆下行提供动力的井口液压传动抽油机,其特征是：油箱(13)通过隔板分隔成3/4容积和1/4容积，在通往油箱(13)的主回油路上安装着回油滤清器(19)和转换开关(20)，当夏季运行时，转换开关(20)连通油箱(13)的3/4容积，当冬季运行时，转换开关(20)连通油箱(13)的1/4容积，在油箱(13)连接变量泵(14)的供油路上依次设置着吸油滤清器(21)和油箱开关(22)。

Images