CN2736531Y - 井下液压双联泵采稠油系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种井下液压双联泵采稠油系统。它以高温高压导热流体介质驱动双叶片摆动泵产生动力的同时，对油层进行加热，便于稠粘原油顺利入泵。所采用的叶泵装置，体积小、泵效高、制造简单、成本低。其包括：一个设在地面的导热流体介质加热装置；加压泵经管路联通导热流体介质加热装置；加压泵输出的导热流体介质通过管路由井口装置输入井下；油管上端连接井口装置；套管；原油叶泵上端与油管连通，其底部的接口连接双叶摆动泵；双叶摆动泵，连接并驱动控制转换角度的换向机构，导热流体介质输入口通过管路连接加压泵；油层加热装置，导热流体介质入口连通双叶片摆动泵尾端的介质出口，其导热流体介质出口通过管路连通导热流体介质加热装置。

Description

井下液压双联泵采稠油系统

技术领域

本实用新型涉及一种针对稠粘石油的采油设备组成系统，特别涉及一种井下液压双联泵采稠油系统。

背景技术

目前，油田常采用的多是管式泵和杆式泵，但都需有地面的抽油机(俗称磕头机)来驱动，还需配备井下加热设备。因此设备投资高，占地面积大，采油效率不高。螺杆泵采油只适用于低粘度的原油，对稠油开采并不适用。并且驱动螺杆泵都使用电动机，连电机一起下到井下。井下电机、泵和电缆都非常昂贵，而且不能长期在高温环境下使用，电动机在螺杆泵卡住的情况下易损坏，因此增加了采油成本。

本实用新型克服了上述诸多采油方法和设备的不足。提供了一种在抽取稠粘石油的同时并对井下油层和出口输送原油加热的新型采油方法，以及以更小的占地面积、更简单的结构，更小的投资，更少的故障率、更低的运行成本实现这种方法的抽取稠粘石油的系统。

发明内容

本实用新型的采稠油系统由：油箱及其加热装置，地面加压泵及电机，节流阀，溢流阀，压力表，动力油管路，井口装置，原油管，抽原油叶泵，双叶片摆动泵，角度换向机，油层余热加热装置等组成。

本实用新型的采稠油系统是井下液压双联泵采稠油，并具有对井下油层和对出口输送原油加热，与同等条件下采油相比具有显著节能效果的采油系统。其实施步骤如下：

A.在地面将导热油在油箱内加热到60℃～100℃；

B.由电机带动加压泵，调整到合适压力后将导热油输送到井下；

C.导热流体驱动井下的双叶片摆动，并通过设在井下的余热利用装置将热量扩散到周围的原油油液中；

D.导热流体介质被输送回地面，重复所述A至C步骤；

E.将双叶片摆动泵输出的摆动次数调整到所需的速度，并转换成正向90°～98°、反向90°～98°反复交替摆动；

F.驱动抽原油的叶泵摆动；

G.原油叶泵摆动时，内部所产生的腔室效应导致将泵外油层中的原油从设在尾端的进油口吸入泵内，因设有止回阀而不会导致倒流，并从其顶端将泵内原油排出；

H.原油叶泵持续摆动，油层中的原油不断被举升到地面，因出油口设有止回阀而不使被举升的原油返流。

在本采油系统未抽原油前，还可以用反向打循环对井筒，对地下原油进行预热，改善入泵条件。

本实用新型是用高温、高压导热油驱动双叶片摆动泵，以获得能带动原油叶泵摆动的动力。在驱动双叶片摆动泵的同时及其后，高温导热油可将热能传导给泵口周围的油液，实现热交换。使原油的温度提高，粘度降低能更顺利地进入油泵。排出的油液，增高其温度和降低其稠粘度，使其在到达输油管网时不需要再装加热装置，从而可降低采油成本，每小时可省电50～70KW。释放了能量的导热油被输送回地面，重新加热、加压、再次获得热能与动能，并输送到井下，如此周而复始地进行能量转换过程。驱动双叶片摆动泵持续摆动。由于角度换向结构的限制，双叶片摆动泵被转换成正向90°～98°、反向90°～98°反复交替摆动，以驱动原油叶泵，持续运转的原油叶泵将井下的原油提升至地面。

本实用新型包括；

一个设在地面的导热流体介质加热装置(4)；加压泵(3)经管路联通导热流体介质加热装置(4)；加压泵(3)输出的导热流体介质通过管路(5)由井口装置(7)输入井下；油管(9)上端连接井口装置(7)；套管(8)；原油叶泵(10)上端与油管(9)连通，其底部的接口连接双叶摆动泵(11)；双叶摆动泵(11)，连接并驱动控制转换角度的换向机构(12)，导热流体介质输入口通过管路(5)连接加压泵(3)；油层加热装置(13)，导热流体介质入口连通双叶片摆动泵(11)尾端的介质出口，其导热流体介质出口通过管路(6)连通导热流体介质加热装置(4)。

附图说明：

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型井下液压双联泵连接图；

图3为本实用新型抽原油叶泵与双叶片摆动泵之泵筒图；

图4为本实用新型原油叶泵与双叶片摆动泵之摆动轴结构图；

图5为本实用新型摆动轴叶片槽中的密封条；

图6为本实用新型角度换向机结构图。

具体实施方式

本实用新型图1所示电力设施1和控制配电箱2，加热装置4和加压泵3设在地表面。高温高压的导热油通过管路5从井口7进入井下。导热油通过管路5从油管9中间直接进入双叶片摆动泵11。将部分热能传导给已被抽原油叶泵10泵入油管9的油液，使其不需再加热便可以顺利输入输油管网，达到每小时节电50～70KW，从而降低成本的目的。导热油在双叶片摆动泵11内将流体能转换成机械能的同时，也将部分热能传导给装置周围的原油。之后，导热油进入角度换向机12，通过滑动换向阀113的运动，进、排油孔的转换实现井下液压双联泵的摆动来完成抽油过程。导热油进入油层加热装置13，将剩余的热能传导给油层加热装置13周围的油层。完成了主要的能量交换过程之后油层加热装置13排出的导热油经过管路6从油管9中间回输到地面的加热装置4中。双叶片摆动泵输出的机械能，经角度转向机12转换后带动抽原油叶泵10摆动。叶泵10将油层中的原油通过油管9举升至地面，并且不需要加热直接输入输油管网。

本实用新型图2～5所示，所述的抽原油叶泵10、双叶片摆动泵11包括：

一个泵筒(101)；两个对称地设于泵筒(101)内壁上的隔板(102)，隔板有槽可安装密封条(105)；一个位于泵筒(101)内同轴安装的泵轴(103)；两个对称地安装在泵轴(103)上的叶片(104)，叶片有槽可安装密封条(105)；两个对称地安装在泵轴(103)叶片(104)槽中的耐高温、耐油、耐磨的密封条(105)；泵筒(101)顶端设置的一个出口止回阀(106)和一个出油口(107)；泵筒(101)尾端设置的一个入口止回阀(108)和一个入油口(109)；双叶片摆动泵(11)结构与原油叶泵(10)的A/B/C/D/E结构相同，尺寸不同。

抽原油叶泵10是一种正、反向交替摆动的油泵。叶泵10内的两个叶片104与泵筒101上的两个隔板102之间共形成四个腔室。当泵轴103带动泵叶104向某一个方向摆动时，两个泵叶104与其运动方向相结的隔板102之间的两个腔室容积同时缩小，压力增高，导致将该两个腔室上部的出口止回阀106打开，下部入口止回阀关闭，腔室油液被排出经出油口107进入油管9，同时两个泵叶104与其运动方向相反的隔板102之间的两个腔室容积同时增大。压力降低使入口止回阀108打开，出口止回阀106关闭，油层中的原油经入油口109和入口止回阀108被吸入泵筒101。当泵叶104向反方向摆动时，两对腔室所起的作用改变，原来排出油液的，现在吸入油液；原来吸入油液的，现在排出油液。所以在叶泵10每摆动一个方向时，总有两个腔室吸油，同时另两个腔室在排油。

抽原油叶泵具有体积小，能耗小，泵效高，结构简单，成本低等特点。能广泛应用于稀油、稠油、特别是高凝油的开采。可方便地安装于竖井、斜井或水平井内作深层石油开采。

双叶片摆动泵11的工作原理基本和叶泵10相同。但起的作用不一样。主要是作为动力用。也就是把液能转换成机械能带动抽原油叶泵10。

参见图6，所述角度换向机12包括：

机壳(110)；输入轴(112)；套在输入轴(112)上的轴承(111)；设在输入轴(112)上的滑动换向阀(113)；设在输入轴(112)两侧上且轴线相互平行的进油，排油孔(114)；设在机壳上端一侧的油道止回阀(115)。

角度换向机12是配合抽原油叶泵10和双叶片摆动泵11使用的装置，其功能是将轴的连续旋转运动转换成正向90°～98°、反向90°～98°反复的交替摆动。它的工作原理是：当加压后的导热油进到设在输入轴112上的进油孔114时，产生压力把滑动阀113上升到一定高度时，输入轴112已旋转成90°～98°且正好是泄油槽，由于泄油槽把导热油放掉，上面的压力增大，滑动阀113逐渐下落，输入轴112同时向反方向旋转，当旋转到进油孔114时，也正好时90°～98°，周而复始的旋转便使双叶片摆动泵11进行摆动，且带动抽原油叶泵10进行抽油。

设在角度换向机12上端一侧油道上的止回阀115是用作反向打循环预热井筒、井下原油时用的。

本实用新型中所需的加热装置4，加压泵3，井口装置7，油层加热装置13，均可采用已有的设备，此处不再详述。

本实用新型与现有技术相比，具有显著的优越性；

1、降低了地面和井下设备的购置费；

2、降低了工艺和设备的复杂结构程度，便于制造和维修，减少机械事故；

3、降低能耗，与现有技术相比，在同等条件下，每小时可节电50～70KW；

4、提高了采油生产率，降低了原油成本；

5、适用面广，特别能满足稠粘油井的需要。

Claims (3)

1.一种井下液压双联泵采稠油系统，其特征在于：它包括

一个设在地面的导热流体介质加热装置(4)；加压泵(3)经管路联通导热流体介质加热装置(4)；加压泵(3)输出的导热流体介质通过管路(5)由井口装置(7)输入井下；油管(9)上端连接井口装置(7)；套管(8)；原油叶泵(10)上端与油管(9)连通，其底部的接口连接双叶摆动泵(11)；双叶摆动泵(11)，连接并驱动控制转换角度的换向机构(12)，导热流体介质输入口通过管路(5)连接加压泵(3)；油层加热装置(13)，导热流体介质入口连通双叶片摆动泵(11)尾端的介质出口，其导热流体介质出口通过管路(6)连通导热流体介质加热装置(4)。

2.根据权利要求1所述的井下液压双联泵采稠油系统，其特征在于：所述的原油叶泵(10)、双叶片摆动泵(11)均包括：

一个泵筒(101)；两个对称地设于泵筒(101)内壁上的隔板(102)，隔板有槽可安装密封条(105)；一个位于泵筒(101)内同轴安装的泵轴(103)；两个对称地安装在泵轴(103)上的叶片(104)，叶片有槽可安装密封条(105)；两个对称地安装在泵轴(103)叶片(104)槽中的耐高温、耐油、耐磨的密封条(105)；泵筒(101)顶端设置的一个出口止回阀(106)和一个出油口(107)；泵筒(101)尾端设置的一个入口止回阀(108)和一个入油口(109)；双叶片摆动泵(11)结构与原油叶泵(10)的A/B/C/D/E结构相同，尺寸不同。

3.根据权利要求1或2所述的井下液压双联泵采稠油系统，其特征在于：所述的换向机构(12)包括：

机壳(110)；输入轴(112)；套在输入轴(112)上的轴承(111)；设在输入轴(112)上的滑动换向阀(113)；设在输入轴(112)两侧上且轴线相互平行的进油，排油孔(114)；设在机壳上端一侧的油道止回阀(115)。

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