U形管單井液力自循環(huán)采油裝置制造方法
【專利摘要】本使用新型為一種U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，屬于機(jī)械采油新領(lǐng)域。該裝置包括由加壓泵泵入動(dòng)力液的油管、油管自上而下依次串接的彈性扶正爪、井下液力往復(fù)泵、油氣分離罩及封隔器密封的油套管環(huán)形空間U形管產(chǎn)液通道，封隔器之下尾管串接的旋流分砂管，產(chǎn)出液經(jīng)D口流經(jīng)多功能中轉(zhuǎn)罐，并由此一路經(jīng)A口流入過(guò)濾器、加壓泵，另一路通過(guò)E口進(jìn)入集輸管道所組成的采油密閉循環(huán)流程；地面配套裝置包括依次串連的電動(dòng)機(jī)、加壓泵、過(guò)濾器和多功能中轉(zhuǎn)罐。該裝置可解決井下砂、蠟、稠、氣、斜、深，地面節(jié)能、安全、環(huán)保、基本免維護(hù)的諸多難題，實(shí)現(xiàn)機(jī)械采油的方向性創(chuàng)新，是各類采油方式的最佳選擇。
【專利說(shuō)明】U形管單井液力自循環(huán)采油裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本使用新型為一種U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，屬機(jī)械采油新領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在油田開(kāi)發(fā)中，除油田開(kāi)發(fā)初期依靠地層能量的自噴采油外，隨著開(kāi)發(fā)年限的延長(zhǎng)，油井都將轉(zhuǎn)入機(jī)械舉升采油方式。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界目前有油井約200萬(wàn)口，其中機(jī)械采油約占95%以上。
[0003]國(guó)內(nèi)外常用的機(jī)械采油方式主要為電潛泵采油、螺桿泵采油、射流泵采油、四連桿游梁式抽油機(jī)有桿泵采油和為了節(jié)能增效改進(jìn)的天平平衡電機(jī)直驅(qū)立式抽油抽采油。上述采油方式雖然各有優(yōu)勢(shì)，但也各有技術(shù)局限。
[0004]電潛泵采油適應(yīng)大排量的排液需要，但要舉升液柱重量和克服摩擦阻力，能耗高，使用壽命短，且更換費(fèi)用及入井電纜的高成本制約著該種采油方式的大規(guī)模推廣。
[0005]螺桿泵采油同樣需要舉升液柱重量和克服摩擦阻力，且對(duì)深井、斜井、稀油井難以適應(yīng)，使用范圍較小。
[0006]射流泵采油沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，靠動(dòng)力液與地層流體之間的動(dòng)量轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)液體舉升，不受舉升高度的限制，工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，工作原理不失為一種較理想的采油方式，但高壓噴嘴的磨損和低產(chǎn)能井的不適應(yīng)制約了其長(zhǎng)壽命大面積推廣。
[0007]四連桿游梁式抽油機(jī)和改進(jìn)的立式抽油機(jī)經(jīng)平衡后只舉升液重之半的載荷，且疲實(shí)可靠、經(jīng)久耐用，至今仍占機(jī)械采油的90 %左右，成為機(jī)械采油的主導(dǎo)機(jī)型。但結(jié)構(gòu)龐大、維護(hù)笨重、費(fèi)用昂貴和管桿偏磨導(dǎo)致井下故障率高，對(duì)斜井、超深井、稠油井使用受限，越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要。
[0008]上世紀(jì)八十年代，國(guó)內(nèi)部分油田曾引進(jìn)水力活塞泵，引起廣泛關(guān)注，但由于該采油方式控制機(jī)構(gòu)和換向閥的結(jié)構(gòu)缺陷突出，地面動(dòng)力液系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用偏高，很快便退出應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)。
[0009]隨著油田開(kāi)發(fā)的深化，諸多矛盾嚴(yán)重制約著油田開(kāi)發(fā):
[0010]一是隨著定向斜井和從式井越來(lái)越多，井斜問(wèn)題導(dǎo)致的管桿偏磨成為有桿泵難以攻克的難題；
[0011]二是受油田中后期開(kāi)采越來(lái)越嚴(yán)重的砂、蠟、稠、氣制約，上述采油方式已難以適應(yīng)；
[0012]三是隨著深抽、大排量井的增多，已接近和超出上述機(jī)械采油方式的負(fù)荷極限；
[0013]四是節(jié)能、安全、環(huán)保、基本免維護(hù)的現(xiàn)代企業(yè)管理要求亟待采油新工藝、新技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。
[0014]如何攻克上述諸多采油工藝的技術(shù)制約瓶頸，近10年來(lái)，國(guó)內(nèi)圍繞液力抽油泵的研究持續(xù)深入，先后公開(kāi)了 60多項(xiàng)有關(guān)專利，為技術(shù)創(chuàng)新提供了寶貴的啟示，但均未投入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，究其原因，其液力換向機(jī)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致的上下?lián)Q向交替瞬間液流通道的閉合和開(kāi)啟可靠性差、流道阻力大、內(nèi)外筒多個(gè)密封面的裝配難度及應(yīng)對(duì)砂、蠟、稠、氣等技術(shù)制約是難以礦場(chǎng)應(yīng)用的癥結(jié)，只有對(duì)其進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化，才能更好地實(shí)現(xiàn)向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。
[0015]針對(duì)上述制約機(jī)械采油的諸多矛盾，本發(fā)明通過(guò)分析對(duì)比上述各類采油方式的優(yōu)勢(shì)和缺陷得出如下結(jié)論:
[0016]上述諸多采油方式，大多需舉升液體重量和摩擦阻力之和，造成高能耗和高物耗。
[0017]根據(jù)U形管原理:U形管內(nèi)裝有同一種液體時(shí),液體總是從一端流向另一端,一直流到兩端液面一樣平為止。因此，舉升U形管內(nèi)液體，只需克服液體與管壁之間往返摩擦力，其舉升力小于等液柱壓力的30%。因而，為更好地適應(yīng)現(xiàn)代采油工藝的需求，經(jīng)優(yōu)化篩選，U形管采油原理是所有采油方式的最佳選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本使用新型的目的是根據(jù)U形管原理，利用油井油管、油套管環(huán)形空間和井下液力往復(fù)泵組成的U形管循環(huán)回路，通過(guò)地面加壓泵提供液體動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)井下液力泵往復(fù)運(yùn)動(dòng)舉升采油，并一攬子解決井下砂、蠟、稠、氣、斜、深，地面節(jié)能、安全、環(huán)保、基本免維護(hù)的諸多難題，實(shí)現(xiàn)機(jī)械采油的創(chuàng)新和突破，為采油方式的更新?lián)Q代開(kāi)創(chuàng)方向性新方法并提供高效配套裝置。
[0019]本使用新型的技術(shù)解決方案是:
[0020]所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置包括如圖1所示的由加壓泵2泵入動(dòng)力液的油管5、油管5自上而下依次串接的彈性扶正爪7、井下液力往復(fù)泵8、油氣分離罩9及封隔器10密封的油管5和套管6環(huán)形空間U形管產(chǎn)液通道，封隔器10之下尾管串接的旋流分砂管11，產(chǎn)出液經(jīng)D 口流經(jīng)多功能中轉(zhuǎn)罐4，并由此一路經(jīng)A 口流入過(guò)濾器3、加壓泵2，另一路通過(guò)E 口進(jìn)入集輸管道所組成的采油密閉循環(huán)流程；地面配套裝置包括依次串連的電動(dòng)機(jī)1、加壓泵2、過(guò)濾器3和多功能中轉(zhuǎn)罐4。
[0021]所述的采油密閉循環(huán)流程為由封隔器10密封油套管環(huán)形空間組成的U形管產(chǎn)液密閉循環(huán)回路，其流程至少為以下七種類型之一:
[0022]第一種如圖1和圖5所示為加壓泵2將高壓動(dòng)力液從C 口泵入油管5，經(jīng)井下液力往復(fù)泵8換向閥芯8-5換向，推動(dòng)液動(dòng)缸柱塞8-19往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)排液缸柱塞8-25雙向?qū)a(chǎn)出液經(jīng)上排液凡爾8-21和下排液凡爾8-28排入油套管環(huán)形空間，進(jìn)而以U形管方式將產(chǎn)出液舉升至地面，經(jīng)D 口進(jìn)入多功能中轉(zhuǎn)罐4預(yù)處理分配，大部分產(chǎn)出液經(jīng)E 口進(jìn)入集輸管道，少部分產(chǎn)出液經(jīng)A 口進(jìn)入過(guò)濾器3，過(guò)濾后經(jīng)B 口進(jìn)入加壓泵2加壓，成為新動(dòng)力液實(shí)現(xiàn)新一輪循環(huán)；
[0023]第二種如圖2所示為加壓泵2將高壓動(dòng)力液從C 口泵入油套管環(huán)形空間，經(jīng)常規(guī)抽油泵泵筒下部入口進(jìn)泵筒推動(dòng)柱塞上行，以U形管方式將產(chǎn)出液由油管5舉升至地面，經(jīng)D 口進(jìn)入多功能中轉(zhuǎn)罐4預(yù)處理分配，大部分產(chǎn)出液經(jīng)E 口進(jìn)入集輸管道，停加壓泵2柱塞靠液柱壓力完成下行程進(jìn)油，再次啟動(dòng)加壓泵2，少部分產(chǎn)出液經(jīng)A 口進(jìn)入過(guò)濾器3，過(guò)濾后經(jīng)B 口吸入加壓泵2，加壓后成為新動(dòng)力液間歇實(shí)現(xiàn)新一輪循環(huán)；
[0024]第三種如圖3所示為動(dòng)力液通過(guò)地面液力換向閥總成12換向，加壓泵2交替將高壓動(dòng)力液從C 口泵入油管5和油套管環(huán)形空間，以U形管方式將產(chǎn)出液交替由油套管環(huán)形空間、油管5舉升至地面，進(jìn)入多功能中轉(zhuǎn)罐4預(yù)處理分配，大部分產(chǎn)出液經(jīng)E 口進(jìn)入集輸管道，少部分產(chǎn)出液經(jīng)A 口進(jìn)入過(guò)濾器3，過(guò)濾后經(jīng)B 口吸入加壓泵2，加壓后成為新動(dòng)力液交替實(shí)現(xiàn)新一輪循環(huán)；
[0025]第四種一第六種為油管5內(nèi)下入空心抽油桿取代油管5，油管5功能代替套管6，組成空心抽油桿和油管5環(huán)形空間，實(shí)現(xiàn)與第一、第二、第三種密閉循環(huán)流程相同的U形管密閉米油流程；
[0026]第七種為加壓泵2將高壓動(dòng)力液從C 口泵入油套管環(huán)形空間，經(jīng)井下液力往復(fù)泵8乏動(dòng)力液出口流道8-7進(jìn)入換向閥芯8-5中空內(nèi)腔，頂開(kāi)上部單流凡爾從油管5返回多功能中轉(zhuǎn)罐4的反沖洗流程。
[0027]所述的加壓泵2為柱塞泵或離心泵或兼有與電動(dòng)機(jī)I傳動(dòng)軸非接觸傳動(dòng)的無(wú)泄露和自加熱功能的磁力密封泵，其與電動(dòng)機(jī)I的配套方式為三相異步電動(dòng)機(jī)或永磁同步電機(jī)或開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)，傳動(dòng)軸耦合為通用聯(lián)軸器或永磁聯(lián)軸器。
[0028]所述的多功能中轉(zhuǎn)罐4為圖4所示的集聚光太陽(yáng)能真空傳熱裝置、強(qiáng)磁旋流自發(fā)電加熱裝置、產(chǎn)出液余溫加熱和油氣旋流分離裝置及產(chǎn)出液流向分配多種功能于一罐的多功能中轉(zhuǎn)罐，該罐罐體為雙層真空罐4-1，其真空夾層底部充裝導(dǎo)熱介質(zhì)4-6，真空罐體外壁上設(shè)置抽氣充液閥4-9，真空罐體上、下部設(shè)置液位計(jì)4-12;罐體內(nèi)部通過(guò)上、下轉(zhuǎn)軸固定過(guò)濾隔板4-7設(shè)置由軸承固定的兩軸端帶葉輪4-5、軸徑外圍包覆強(qiáng)磁體環(huán)4-3的轉(zhuǎn)軸4-4及強(qiáng)磁體環(huán)4-3外置的套裝式組合鼠籠4-2所組成的強(qiáng)磁旋流自發(fā)電加熱裝置；罐體上部設(shè)置法蘭式罐蓋4-8，罐蓋4-8頂部設(shè)置超壓報(bào)警安全閥4-11，罐蓋4-8下部設(shè)置油氣旋流分離傘4-10 ;罐體中部、底部、上部、頂部徑向90°或120°切向分布產(chǎn)生高速旋流，為強(qiáng)磁體環(huán)4-3高速旋轉(zhuǎn)切割套裝式組合鼠籠4-2發(fā)電制熱提供動(dòng)力的低壓動(dòng)力液出口 A、產(chǎn)出液進(jìn)口 D、產(chǎn)出液出口 E、分離氣出口 F，其中低壓動(dòng)力液出口 A連接過(guò)濾器3，過(guò)濾器3出口 B連接加壓泵2，加壓泵2出口 C高壓動(dòng)力液泵入油管5形成U形管采油密閉循環(huán)回路。
[0029]所述的聚光太陽(yáng)能真空傳熱裝置包括如圖4所示的雙層真空罐4-1，罐壁上部設(shè)置的抽氣充液閥4-9，通過(guò)抽氣充液閥4-9向雙層真空罐4-1夾層充裝的水、冠醚、硫酸鉀或重鉻酸鉀、可解離順磁化合物Fe2O3導(dǎo)熱介質(zhì)4-6以及導(dǎo)熱介質(zhì)4-6聚焦點(diǎn)設(shè)置的弧形線聚焦菲涅耳高倍聚光鏡，有光照條件通過(guò)太陽(yáng)能聚能光斑激發(fā)導(dǎo)熱介質(zhì)4-6急驟汽化、蒸發(fā)、與罐內(nèi)旋轉(zhuǎn)液流快速換熱、凝結(jié)、回流高強(qiáng)度循環(huán)換熱；無(wú)光照條件通過(guò)罐內(nèi)產(chǎn)液余溫激發(fā)導(dǎo)熱介質(zhì)4-6進(jìn)行低強(qiáng)度上述循環(huán)換熱過(guò)程。
[0030]所述的強(qiáng)磁旋流自發(fā)電加熱裝置包括如圖4所示的多功能中轉(zhuǎn)罐4罐體內(nèi)部通過(guò)上、下轉(zhuǎn)軸固定過(guò)濾隔板4-7設(shè)置的由軸承固定的兩軸端帶葉輪4-5、軸徑外圍包覆強(qiáng)磁體環(huán)4-3的轉(zhuǎn)軸4-4及強(qiáng)磁體環(huán)4-3外置的套裝式組合鼠籠4-2，轉(zhuǎn)軸4_4為非導(dǎo)磁材料，套裝式組合鼠籠4-2為高阻非導(dǎo)磁材料，其中強(qiáng)磁體環(huán)4-3永磁體為徑向充磁軸向疊置；套裝式組合鼠籠4-2在磁力線影響范圍內(nèi)軸向套置一組、二組或多組，構(gòu)成同軸多機(jī)發(fā)電制熱機(jī)組，套置間距0.2-3mm ;套裝式組合鼠籠4_2的結(jié)構(gòu)至少為以下五種類型之一:
[0031]第一種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對(duì)稱開(kāi)形成閉合導(dǎo)體的兩端封閉的直長(zhǎng)縫或斜長(zhǎng)縫或直長(zhǎng)孔；
[0032]第二種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對(duì)稱開(kāi)形成閉合導(dǎo)體的兩端封閉的針狀電暈放電錐尖；
[0033]第三種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對(duì)稱開(kāi)形成閉合導(dǎo)體的兩端封閉的鋸齒狀電弧放電錐尖；
[0034]第四種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相并聯(lián)，管壁上對(duì)稱開(kāi)形成閉合導(dǎo)體的兩端封閉的直長(zhǎng)縫或斜長(zhǎng)縫或直長(zhǎng)孔或針狀電暈放電錐尖或鋸齒狀電弧放電錐尖;
[0035]第五種為對(duì)稱真空管閉合鼠籠，管內(nèi)充裝低溫快速啟動(dòng)，并以汽化、蒸發(fā)、冷凝、回流方式與管外旋轉(zhuǎn)流體快速循環(huán)換熱的蒸餾水、乙醇導(dǎo)熱介質(zhì)。
[0036]所述的油氣旋流分離裝置包括如圖4所示的沿罐壁切向設(shè)置的產(chǎn)出液進(jìn)口 D，罐蓋4-8之下設(shè)置的旋流分離傘4-10，正置或倒置的傘面上設(shè)徑向旋流導(dǎo)流槽，經(jīng)旋流分離的重質(zhì)砂、水經(jīng)上、下轉(zhuǎn)軸固定過(guò)濾隔板4-7進(jìn)入產(chǎn)出液出口 E，經(jīng)旋流分離的天然氣經(jīng)出口 F并入產(chǎn)出液出口 E混輸入油氣處理站。
[0037]所述的井下液力往復(fù)泵8為由內(nèi)外筒組成的整筒式或分體式液力雙向舉升裝置，包括如圖5所示的自上而下用絲扣密封連接的上接箍8-1、換向閥總成H、外筒8-2和下接頭兼固定凡爾座8-3以及外筒8-2內(nèi)自上而下密封串連的換向閥總成H、液動(dòng)缸總成Y、上吸入排出凡爾總成S、排液缸總成P、下吸入排出凡爾總成X,其中液動(dòng)缸總成Y和排液缸總成P之間通過(guò)換向閥總成H的液動(dòng)缸進(jìn)口流道8-8、乏動(dòng)力液返回流道8-9以及上吸入排出凡爾總成S和下吸入排出凡爾總成X的進(jìn)出油流道構(gòu)成密閉循環(huán)回路，根據(jù)不同井深和排液量需求，液動(dòng)缸總成Y和排液缸總成P可串連組成單級(jí)或多級(jí)抽排裝置，各總成的構(gòu)造和連接關(guān)系為:
[0038]換向閥總成H為柱塞上下行程終端軸向拉桿牽引強(qiáng)磁彈射和強(qiáng)磁吸合雙保險(xiǎn)換向機(jī)構(gòu)，包括中心孔徑向開(kāi)泵入、進(jìn)液、返液、出液等間距凹槽的換向閥體8-4、與等間距凹槽對(duì)應(yīng)開(kāi)徑向通孔的空心換向閥芯8-5、從換向閥體8-4下端中心孔密封通過(guò)連接空心換向閥芯8-5的控制拉桿8-10，其中:
[0039]換向閥體8-4為上部密封連接上接箍8-1，下部密封連接外筒8-2、內(nèi)筒液動(dòng)缸筒8-18的液流換向中樞，其閥體上部沿圓周呈60-120°軸向開(kāi)與動(dòng)力液入口流道8-6相通的連通孔，與上述連通孔交錯(cuò)位置向上斜向開(kāi)與乏動(dòng)力液出口流道8-7相通的連通孔；閥體下部沿圓周呈60-120°軸向開(kāi)與液動(dòng)缸進(jìn)口流道8-8相通的連通孔，與上述連通孔交錯(cuò)位置徑向開(kāi)與乏動(dòng)力液返回流道8-9相通的連通孔；
[0040]換向閥芯8-5為與換向閥體8-4密封配合的液流換向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括上部帶中心孔、外壁開(kāi)長(zhǎng)凹槽的芯管和外覆的與芯管長(zhǎng)凹槽對(duì)應(yīng)配合的短徑向通孔耐磨耐熱材料護(hù)套，其芯管上下長(zhǎng)凹槽沿圓周每30-120°開(kāi)徑向通孔與乏動(dòng)力液出口流道8-7連通；
[0041]控制拉桿8-10為柱塞上下行程終端軸向拉桿牽引強(qiáng)磁彈射和強(qiáng)磁吸合雙保險(xiǎn)換向控制機(jī)構(gòu)，其上端連接換向閥芯8-5，并從換向閥體8-4下部中心孔密封通過(guò)，其下端密封通過(guò)液動(dòng)缸柱塞8-19中心孔后進(jìn)入與液動(dòng)缸柱塞8-19下部連接的空心排液缸柱塞桿8-24 ;空心排液缸柱塞桿8-24頂部設(shè)置上強(qiáng)磁吸合環(huán)8-14 ;控制拉桿8_10上行程終端固定上擋環(huán)8-12，上擋環(huán)8-12上部同極性疊置2-3塊強(qiáng)磁彈射環(huán)8_11，上擋環(huán)8_12下部設(shè)置上緩沖簧8-13 ;控制拉桿8-10下行程終端固定下?lián)醐h(huán)8-17，下?lián)醐h(huán)8_17上部異極性疊置2-3塊下強(qiáng)磁吸合環(huán)8-16，下強(qiáng)磁吸合環(huán)8-16上部設(shè)置下緩沖簧8_15 ；
[0042]液動(dòng)缸總成Y為提供液體動(dòng)力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括液動(dòng)缸筒8-18和與其密封配合的液動(dòng)缸柱塞8-19，液動(dòng)缸柱塞8-19下端中心孔用絲扣或活節(jié)連接空心排液缸柱塞桿8-24 ；
[0043]上吸入排出凡爾總成S為下吸上排的兩用閥，包括空心上凡爾體8-20、上排液凡爾8-21和上吸入凡爾8-22，其中上凡爾體8-20上端徑向呈90°或120°設(shè)置與油套管環(huán)形空間出油流道連通的上排液凡爾8-21 ;上凡爾體8-20下端徑向呈90°或120°設(shè)置與內(nèi)外筒進(jìn)油流道連通的上吸入凡爾8-22 ;上排液凡爾8-21和上吸入凡爾8-22由凡爾罩限位的凡爾球?yàn)楦吣湍ツ蜔岵牧锨蝮w或帶尾桿的半球體，凡爾腔與凡爾球間隙配合，并呈90°或120°設(shè)置軸向出進(jìn)油流道；
[0044]排液缸總成P為雙吸雙排的抽排機(jī)構(gòu)，包括排液缸筒8-23和與其密封配合的排液缸柱塞8-25以及拖動(dòng)排液缸柱塞8-25的空心排液缸柱塞桿8-24，排液缸柱塞8_25上部中心孔與從上吸入排出凡爾總成S中心孔密封通過(guò)的空心排液缸柱塞桿8-24用絲扣或活節(jié)連接，排液缸柱塞8-25下部為以下兩種類型之一:
[0045]第一種為不設(shè)中心孔的光柱塞；
[0046]第二種為柱塞下部設(shè)置中心孔，該中心孔用絲扣或活節(jié)與從下吸入排出凡爾總成X中心孔密封通過(guò)的平衡桿連接；
[0047]下吸入排出凡爾總成X為上吸下排的兩用閥，包括空心下凡爾體8-26、下吸入凡爾8-27和下排液凡爾8-28，其中下凡爾體8-26上端徑向呈90°或120°設(shè)置與內(nèi)外筒進(jìn)油流道連通的下吸入凡爾8-27;下凡爾體8-26下端徑向呈90°或120°設(shè)置與油套管環(huán)形空間出油流道連通的下排液凡爾8-28 ;下吸入凡爾8-27和下排液凡爾8-28由凡爾罩限位的凡爾球?yàn)楦吣湍ツ蜔岵牧锨蝮w或帶尾桿的半球體，凡爾腔與凡爾球間隙配合，并呈90°或120°設(shè)置軸向進(jìn)出油流道。
[0048]所述的液動(dòng)缸柱塞8-19和排液缸柱塞8-25與缸筒的密封為高耐磨金屬間隙密封或張力密封，其中張力密封至少為以下二種類型之一:
[0049]第一種為熱張力密封，柱塞本體為高耐磨金屬，與缸筒保持間隙密封，柱塞徑向凹槽內(nèi)熱裝熱脹冷縮系數(shù)大于柱塞本體材質(zhì)的有機(jī)或無(wú)機(jī)或有機(jī)無(wú)機(jī)合成材料密封環(huán)，靠磨損后密封環(huán)熱張力大于柱塞本體熱張力可靠密封，密封環(huán)材料為無(wú)油自潤(rùn)滑、耐高溫、耐磨、耐油、耐腐蝕改性MC尼龍、丁腈橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯、聚苯亞咪咪、聚酰亞胺的其中之一；
[0050]第二種為液壓張力密封，柱塞本體為高耐磨金屬，與缸筒保持間隙密封，柱塞本體外層設(shè)置與動(dòng)力液連通的密封薄壁耐磨金屬空腔，靠磨損后動(dòng)力液高壓對(duì)薄壁金屬的張力變形可靠密封。
[0051]采用以上技術(shù)方案，本使用新型是各種采油方式的最佳選擇，可一攬子解決井下砂、蠟、稠、氣、斜、深，地面節(jié)能、安全、環(huán)保、基本免維護(hù)的諸多難題，實(shí)現(xiàn)機(jī)械采油的方向性創(chuàng)新。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0052]圖1為U形管單井液力自循環(huán)采油裝置結(jié)構(gòu)、流程示意圖；
[0053]圖2為圖1的U形管單井液力間歇式循環(huán)配套裝置結(jié)構(gòu)、流程示意圖；
[0054]圖3為圖1的U形管單井液力交替式循環(huán)配套裝置結(jié)構(gòu)、流程示意圖；
[0055]圖4為圖1的地面配套裝置結(jié)構(gòu)、流程示意圖；[0056]圖5為圖1的井下液力往復(fù)泵結(jié)構(gòu)示意圖。
[0057]圖中:
[0058]1.電動(dòng)機(jī)；2.加壓泵；3.過(guò)濾器；4.多功能中轉(zhuǎn)罐；5.油管；6.套管；7.彈性扶正爪；8.井下液力往復(fù)泵；9.油氣分離罩；10.封隔器；11.旋流分砂管；12.地面液力換向閥總成。
[0059]其中多功能中轉(zhuǎn)罐4各部件名稱和標(biāo)注號(hào)為:
[0060]4-1.雙層真空罐；4-2.套裝式組合鼠籠；4-3.強(qiáng)磁體環(huán)；4_4.轉(zhuǎn)軸；4_5.葉輪；4-6.導(dǎo)熱介質(zhì)；4-7.轉(zhuǎn)軸固定過(guò)濾隔板；4-8.罐蓋；4-9.抽氣充液閥；4_10.旋流分離傘；4-11.安全閥；4-12.液位計(jì)。
[0061]井下液力往復(fù)泵8各部件名稱和標(biāo)注號(hào)為:
[0062](I).泵體
[0063]8-1.上接箍；8_2.外筒；8_3.下接頭兼固定凡爾座；
[0064](2).液流口
[0065]A 口.低壓動(dòng)力液出口；
[0066]B 口.過(guò)濾器3出口；
[0067]C 口.加壓泵2出口；
[0068]D 口.產(chǎn)出液進(jìn)口 ；
[0069]E 口.產(chǎn)出液出口；
[0070]F 口.分離氣出口；
[0071](3).換向閥總成H
[0072]8-4.換向閥體；8-5.換向閥芯；8_6.動(dòng)力液入口流道；8_7.乏動(dòng)力液出口流道；8-8.液動(dòng)缸進(jìn)口流道；8-9.乏動(dòng)力液返回流道；8-10.控制拉桿；8-11.強(qiáng)磁彈射環(huán)；8_12.上擋環(huán)；8-13.上緩沖簧；8-14.上強(qiáng)磁吸合環(huán)；8-15.下緩沖簧；8-16.下強(qiáng)磁吸合環(huán)；8-17.下?lián)醐h(huán)；
[0073](4).液動(dòng)缸總成Y
[0074]8-18.液動(dòng)缸筒；8-19.液動(dòng)缸柱塞；
[0075](5).上吸入排出凡爾總成S
[0076]8-20.上凡爾體；8-21.上排液凡爾；8_22.上吸入凡爾；
[0077](6).排液缸總成P
[0078]8-23.排液缸筒；8-24.排液缸柱塞桿；8_25.排液缸柱塞；
[0079](7).下吸入排出凡爾總成X
[0080]8-26.下凡爾體；8-27.下吸入凡爾；8_28.下排液凡爾。
【具體實(shí)施方式】
[0081]實(shí)施例1:
[0082]如圖1和圖5所示:本使用新型所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置包括由加壓泵2泵入動(dòng)力液的油管5、油管5自上而下依次串接的彈性扶正爪7、井下液力往復(fù)泵8、油氣分離罩9及封隔器10密封的油管5和套管6環(huán)形空間U形管產(chǎn)液通道，封隔器10之下尾管串接的旋流分砂管11，產(chǎn)出液經(jīng)D 口流經(jīng)多功能中轉(zhuǎn)罐4，并由此一路經(jīng)A 口流入過(guò)濾器3、加壓泵2，另一路通過(guò)E 口進(jìn)入集輸管道所組成的采油密閉循環(huán)流程；地面配套裝置包括依次串連的電動(dòng)機(jī)1、加壓泵2、過(guò)濾器3和多功能中轉(zhuǎn)罐4。
[0083]所述的采油密閉循環(huán)流程為由封隔器10密封油套管環(huán)形空間組成的U形管產(chǎn)液密閉循環(huán)回路，其流程如圖1和圖5所示為加壓泵2將高壓動(dòng)力液從C 口泵入油管5，經(jīng)井下液力往復(fù)泵8換向閥芯8-5換向，推動(dòng)液動(dòng)缸柱塞8-19往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)排液缸柱塞8-25雙向?qū)a(chǎn)出液經(jīng)上排液凡爾8-21和下排液凡爾8-28排入油套管環(huán)形空間，進(jìn)而以U形管方式將產(chǎn)出液舉升至地面，經(jīng)D 口進(jìn)入多功能中轉(zhuǎn)罐4預(yù)處理分配，大部分產(chǎn)出液經(jīng)E 口進(jìn)入集輸管道，少部分產(chǎn)出液經(jīng)A 口進(jìn)入過(guò)濾器3，過(guò)濾后經(jīng)B 口進(jìn)入加壓泵2加壓，成為新動(dòng)力液實(shí)現(xiàn)新一輪循環(huán)。
[0084]所述的加壓泵2為柱塞泵或離心泵或兼有與電動(dòng)機(jī)I傳動(dòng)軸非接觸傳動(dòng)的無(wú)泄露和自加熱功能的磁力密封泵，其與電動(dòng)機(jī)I的配套方式為三相異步電動(dòng)機(jī)或永磁同步電機(jī)或開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)，傳動(dòng)軸耦合為通用聯(lián)軸器或永磁聯(lián)軸器。
[0085]所述的多功能中轉(zhuǎn)罐4為圖4所示的集聚光太陽(yáng)能真空傳熱裝置、強(qiáng)磁旋流自發(fā)電加熱裝置、產(chǎn)出液余溫加熱和油氣旋流分離裝置及產(chǎn)出液流向分配多種功能于一罐的多功能中轉(zhuǎn)罐，該罐罐體為雙層真空罐4-1，其真空夾層底部充裝導(dǎo)熱介質(zhì)4-6，真空罐體外壁上設(shè)置抽氣充液閥4-9，真空罐體上、下部設(shè)置液位計(jì)4-12，罐體內(nèi)部通過(guò)上、下轉(zhuǎn)軸固定過(guò)濾隔板4-7設(shè)置由軸承固定的兩軸端帶葉輪4-5、軸徑外圍包覆強(qiáng)磁體環(huán)4-3的轉(zhuǎn)軸4-4及強(qiáng)磁體環(huán)4-3外置的套裝式組合鼠籠4-2所組成的強(qiáng)磁旋流自發(fā)電加熱裝置；罐體上部設(shè)置法蘭式罐蓋4-8，罐蓋4-8頂部設(shè)置超壓報(bào)警安全閥4-11，罐蓋4-8下部設(shè)置油氣旋流分離傘4-10 ;罐體中部、底部、上部、頂部徑向90°或120°切向分布產(chǎn)生高速旋流，為強(qiáng)磁體環(huán)4-3高速旋轉(zhuǎn)切割套裝式組合鼠籠4-2發(fā)電制熱提供動(dòng)力的低壓動(dòng)力液出口 A、產(chǎn)出液進(jìn)口 D、產(chǎn)出液出口 E、分離氣出口 F，其中低壓動(dòng)力液出口 A連接過(guò)濾器3，過(guò)濾器3出口 B連接加壓泵2，加壓泵2出口 C高壓動(dòng)力液泵入油管5形成U形管采油密閉循環(huán)回路。
[0086]所述的聚光太陽(yáng)能真空傳熱裝置包括如圖4所示的雙層真空罐4-1，罐壁上部設(shè)置的抽氣充液閥4-9，通過(guò)抽氣充液閥4-9向雙層真空罐4-1夾層充裝的水、冠醚、硫酸鉀或重鉻酸鉀、可解離順磁化合物Fe2O3導(dǎo)熱介質(zhì)4-6以及導(dǎo)熱介質(zhì)4-6聚焦點(diǎn)設(shè)置的弧形線聚焦菲涅耳高倍聚光鏡，有光照條件通過(guò)太陽(yáng)能聚能光斑激發(fā)導(dǎo)熱介質(zhì)4-6急驟汽化、蒸發(fā)、與罐內(nèi)旋轉(zhuǎn)液流快速換熱、凝結(jié)、回流高強(qiáng)度循環(huán)換熱；無(wú)光照條件通過(guò)罐內(nèi)產(chǎn)液余溫激發(fā)導(dǎo)熱介質(zhì)4-6進(jìn)行低強(qiáng)度上述循環(huán)換熱過(guò)程。
[0087]所述的強(qiáng)磁旋流自發(fā)電加熱裝置包括如圖4所示的多功能中轉(zhuǎn)罐4罐體內(nèi)部通過(guò)上、下轉(zhuǎn)軸固定過(guò)濾隔板4-7設(shè)置的由軸承固定的兩軸端帶葉輪4-5、軸徑外圍包覆強(qiáng)磁體環(huán)4-3的轉(zhuǎn)軸4-4及強(qiáng)磁體環(huán)4-3外置的套裝式組合鼠籠4-2，轉(zhuǎn)軸4_4為非導(dǎo)磁材料，套裝式組合鼠籠4-2為高阻非導(dǎo)磁材料，其中強(qiáng)磁體環(huán)4-3永磁體為徑向充磁軸向疊置；套裝式組合鼠籠4-2在磁力線影響范圍內(nèi)軸向套置一組、二組或多組，構(gòu)成同軸多機(jī)發(fā)電制熱機(jī)組，套置間距0.2-3_;套裝式組合鼠籠4-2的結(jié)構(gòu)為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對(duì)稱開(kāi)形成閉合導(dǎo)體的兩端封閉的直長(zhǎng)縫或斜長(zhǎng)縫或直長(zhǎng)孔。
[0088]所述的油氣旋流分離裝置包括如圖4所示的沿罐壁切向設(shè)置的產(chǎn)出液進(jìn)口 D，罐蓋4-8之下設(shè)置的旋流分離傘4-10，正置或倒置的傘面上設(shè)徑向旋流導(dǎo)流槽，經(jīng)旋流分離的重質(zhì)砂、水經(jīng)上、下轉(zhuǎn)軸固定過(guò)濾隔板4-7進(jìn)入產(chǎn)出液出口 E，經(jīng)旋流分離的天然氣經(jīng)出口 F并入產(chǎn)出液出口 E混輸入油氣處理站。
[0089]所述的井下液力往復(fù)泵8為由內(nèi)外筒組成的整筒式或分體式液力雙向舉升裝置，包括如圖5所示的自上而下用絲扣密封連接的上接箍8-1、換向閥總成H、外筒8-2和下接頭兼固定凡爾座8-3以及外筒8-2內(nèi)自上而下密封串連的換向閥總成H、液動(dòng)缸總成Y、上吸入排出凡爾總成S、排液缸總成P、下吸入排出凡爾總成X,其中液動(dòng)缸總成Y和排液缸總成P之間通過(guò)換向閥總成H的液動(dòng)缸進(jìn)口流道8-8、乏動(dòng)力液返回流道8-9以及上吸入排出凡爾總成S和下吸入排出凡爾總成X的進(jìn)出油流道構(gòu)成密閉循環(huán)回路，根據(jù)不同井深和排液量需求，液動(dòng)缸總成Y和排液缸總成P可串連組成單級(jí)或多級(jí)抽排裝置，各總成的構(gòu)造和連接關(guān)系為:
[0090]換向閥總成H為柱塞上下行程終端軸向拉桿牽引強(qiáng)磁彈射和強(qiáng)磁吸合雙保險(xiǎn)換向機(jī)構(gòu)，包括中心孔徑向開(kāi)泵入、進(jìn)液、返液、出液等間距凹槽的換向閥體8-4、與等間距凹槽對(duì)應(yīng)開(kāi)徑向通孔的空心換向閥芯8-5、從換向閥體8-4下端中心孔密封通過(guò)連接空心換向閥芯8-5的控制拉桿8-10，其中:
[0091]換向閥體8-4為上部密封連接上接箍8-1，下部密封連接外筒8-2、內(nèi)筒液動(dòng)缸筒8-18的液流換向中樞，其閥體上部沿圓周呈60-120°軸向開(kāi)與動(dòng)力液入口流道8-6相通的連通孔，與上述連通孔交錯(cuò)位置向上斜向開(kāi)與乏動(dòng)力液出口流道8-7相通的連通孔；閥體下部沿圓周呈60-120°軸向開(kāi)與液動(dòng)缸進(jìn)口流道8-8相通的連通孔，與上述連通孔交錯(cuò)位置徑向開(kāi)與乏動(dòng)力液返回流道8-9相通的連通孔；
[0092]換向閥芯8-5為與換向閥體8-4密封配合的液流換向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括上部帶中心孔、外壁開(kāi)長(zhǎng)凹槽的芯管和外覆的與芯管長(zhǎng)凹槽對(duì)應(yīng)配合的短徑向通孔耐磨耐熱材料護(hù)套，其芯管上下長(zhǎng)凹槽沿圓周每30-120°開(kāi)徑向通孔與乏動(dòng)力液出口流道8-7連通；
[0093]控制拉桿8-10為柱塞上下行程終端軸向拉桿牽引強(qiáng)磁彈射和強(qiáng)磁吸合雙保險(xiǎn)換向控制機(jī)構(gòu)，其上端連接換向閥芯8-5，并從換向閥體8-4下部中心孔密封通過(guò)，其下端密封通過(guò)液動(dòng)缸柱塞8-19中心孔后進(jìn)入與液動(dòng)缸柱塞8-19下部連接的空心排液缸柱塞桿8-24 ;空心排液缸柱塞桿8-24頂部設(shè)置上強(qiáng)磁吸合環(huán)8-14 ;控制拉桿8_10上行程終端固定上擋環(huán)8-12，上擋環(huán)8-12上部同極性疊置2-3塊強(qiáng)磁彈射環(huán)8_11，上擋環(huán)8_12下部設(shè)置上緩沖簧8-13 ;控制拉桿8-10下行程終端固定下?lián)醐h(huán)8-17，下?lián)醐h(huán)8_17上部異極性疊置2-3塊下強(qiáng)磁吸合環(huán)8-16，下強(qiáng)磁吸合環(huán)8-16上部設(shè)置下緩沖簧8_15 ；
[0094]液動(dòng)缸總成Y為提供液體動(dòng)力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括液動(dòng)缸筒8-18和與其密封配合的液動(dòng)缸柱塞8-19，液動(dòng)缸柱塞8-19下端中心孔用絲扣或活節(jié)連接空心排液缸柱塞桿8-24 ；
[0095]上吸入排出凡爾總成S為下吸上排的兩用閥，包括空心上凡爾體8-20、上排液凡爾8-21和上吸入凡爾8-22，其中上凡爾體8-20上端徑向呈90°或120°設(shè)置與油套管環(huán)形空間出油流道連通的上排液凡爾8-21 ;上凡爾體8-20下端徑向呈90°或120°設(shè)置與內(nèi)外筒進(jìn)油流道連通的上吸入凡爾8-22 ;上排液凡爾8-21和上吸入凡爾8-22由凡爾罩限位的凡爾球?yàn)楦吣湍ツ蜔岵牧锨蝮w或帶尾桿的半球體，凡爾腔與凡爾球間隙配合，并呈90°或120°設(shè)置軸向出進(jìn)油流道；
[0096]排液缸總成P為雙吸雙排的抽排機(jī)構(gòu)，包括排液缸筒8-23和與其密封配合的排液缸柱塞8-25以及拖動(dòng)排液缸柱塞8-25的空心排液缸柱塞桿8-24，排液缸柱塞8_25上部中心孔與從上吸入排出凡爾總成S中心孔密封通過(guò)的空心排液缸柱塞桿8-24用絲扣或活節(jié)連接，排液缸柱塞8-25下部為以下兩種類型之一:
[0097]第一種為不設(shè)中心孔的光柱塞；
[0098]第二種為柱塞下部設(shè)置中心孔，該中心孔用絲扣或活節(jié)與從下吸入排出凡爾總成X中心孔密封通過(guò)的平衡桿連接；
[0099]下吸入排出凡爾總成X為上吸下排的兩用閥，包括空心下凡爾體8-26、下吸入凡爾8-27和下排液凡爾8-28，其中下凡爾體8-26上端徑向呈90?；?20。設(shè)置與內(nèi)外筒進(jìn)油流道連通的下吸入凡爾8-27 ;下凡爾體8-26下端徑向呈90°或120°設(shè)置與油套管環(huán)形空間出油流道連通的下排液凡爾8-28 ;下吸入凡爾8-27和下排液凡爾8-28由凡爾罩限位的凡爾球?yàn)楦吣湍ツ蜔岵牧锨蝮w或帶尾桿的半球體，凡爾腔與凡爾球間隙配合，并呈90°或120°設(shè)置軸向進(jìn)出油流道。
[0100]所述的液動(dòng)缸柱塞8-19和排液缸柱塞8-25與缸筒的密封為高耐磨金屬間隙密封或張力密封，其中張力密封至少為以下二種類型之一:
[0101]第一種為熱張力密封，柱塞本體為高耐磨金屬，與缸筒保持間隙密封，柱塞徑向凹槽內(nèi)熱裝熱脹冷縮系數(shù)大于柱塞本體材質(zhì)的有機(jī)或無(wú)機(jī)或有機(jī)無(wú)機(jī)合成材料密封環(huán)，靠磨損后密封環(huán)熱張力大于柱塞本體熱張力可靠密封，密封環(huán)材料為無(wú)油自潤(rùn)滑、耐高溫、耐磨、耐油、耐腐蝕改性MC尼龍、丁腈橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯、聚苯亞咪咪、聚酰亞胺的其中之一；
[0102]第二種為液壓張力密封，柱塞本體為高耐磨金屬，與缸筒保持間隙密封，柱塞本體外層設(shè)置與動(dòng)力液連通的密封薄壁耐磨金屬空腔，靠磨損后動(dòng)力液高壓對(duì)薄壁金屬的張力變形可靠密封。
[0103]所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置設(shè)計(jì)參數(shù)為:
[0104]舉升高度:3000m;
[0105]電動(dòng)機(jī)功率:22kw ；
[0106]加壓泵額定壓力:9Mpa ；
[0107]整機(jī)重量:2000kg；
[0108]外型尺寸:2.5X1.2X1.6 (m)。
[0109]實(shí)施例2:
[0110]如圖2所示:本實(shí)施例的井下液力往復(fù)泵采用常規(guī)管式泵，泵筒底部開(kāi)進(jìn)油孔，地面配套裝置同實(shí)施例1，只對(duì)如下裝置進(jìn)行了調(diào)整:
[0111]所述的采油密閉循環(huán)流程為由封隔器10密封油套管環(huán)形空間組成的U形管產(chǎn)液密閉循環(huán)回路，其流程為加壓泵2將高壓動(dòng)力液從C 口泵入油套管環(huán)形空間，經(jīng)常規(guī)抽油泵泵筒下部入口進(jìn)泵筒推動(dòng)柱塞上行，以U形管方式將產(chǎn)出液由油管5舉升至地面，經(jīng)D 口進(jìn)入多功能中轉(zhuǎn)罐4預(yù)處理分配，大部分產(chǎn)出液經(jīng)E 口進(jìn)入集輸管道，停加壓泵2柱塞靠液柱壓力完成下行程進(jìn)油，再次啟動(dòng)加壓泵2，少部分產(chǎn)出液經(jīng)A 口進(jìn)入過(guò)濾器3，過(guò)濾后經(jīng)B口吸入加壓泵2，加壓后成為新動(dòng)力液間歇實(shí)現(xiàn)新一輪循環(huán)。
[0112]所述的強(qiáng)磁旋流自發(fā)電加熱裝置包括如圖4所示的多功能中轉(zhuǎn)罐4罐體內(nèi)部通過(guò)上、下轉(zhuǎn)軸固定過(guò)濾隔板4-7設(shè)置的由軸承固定的兩軸端帶葉輪4-5、軸徑外圍包覆強(qiáng)磁體環(huán)4-3的轉(zhuǎn)軸4-4及強(qiáng)磁體環(huán)4-3外置的套裝式組合鼠籠4-2，轉(zhuǎn)軸4_4為非導(dǎo)磁材料，套裝式組合鼠籠4-2為高阻非導(dǎo)磁材料，其中強(qiáng)磁體環(huán)4-3永磁體為徑向充磁軸向疊置；套裝式組合鼠籠4-2在磁力線影響范圍內(nèi)軸向套置一組、二組或多組，構(gòu)成同軸多機(jī)發(fā)電制熱機(jī)組，套置間距0.2-3mm ;套裝式組合鼠籠4_2的結(jié)構(gòu)為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對(duì)稱開(kāi)形成閉合導(dǎo)體的兩端封閉的針狀電暈放電錐尖。
[0113]所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置設(shè)計(jì)參數(shù)為:
[0114]舉升高度:2500m;
[0115]電動(dòng)機(jī)功率:15kw;
[0116]加壓泵額定壓力:8Mpa ;
[0117]整機(jī)重量:1500kg;
[0118]外型尺寸:2.5X1.2X1.6 (m)。
[0119]實(shí)施例3:
[0120]如圖3所示:本實(shí)施例的井下液力往復(fù)泵采用常規(guī)管式泵，泵筒底部開(kāi)進(jìn)油孔，地面配套裝置同實(shí)施例1，只對(duì)如下裝置進(jìn)行了調(diào)整:
[0121]所述的采油密閉循環(huán)流程為由封隔器10密封油套管環(huán)形空間組成的U形管產(chǎn)液密閉循環(huán)回路，其流程為動(dòng)力液通過(guò)地面液力換向閥總成12換向，加壓泵2交替將高壓動(dòng)力液從C 口泵入油管5和油套管環(huán)形空間，以U形管方式將產(chǎn)出液交替由油套管環(huán)形空間、油管5舉升至地面，進(jìn)入多功能中轉(zhuǎn)罐4預(yù)處理分配，大部分產(chǎn)出液經(jīng)E 口進(jìn)入集輸管道，少部分產(chǎn)出液經(jīng)A 口進(jìn)入過(guò)濾器3，過(guò)濾后經(jīng)B 口吸入加壓泵2，加壓后成為新動(dòng)力液交替實(shí)現(xiàn)新一輪循環(huán)。
[0122]所述的強(qiáng)磁旋流自發(fā)電加熱裝置包括如圖4所示的多功能中轉(zhuǎn)罐4罐體內(nèi)部通過(guò)上、下轉(zhuǎn)軸固定過(guò)濾隔板4-7設(shè)置的由軸承固定的兩軸端帶葉輪4-5、軸徑外圍包覆強(qiáng)磁體環(huán)4-3的轉(zhuǎn)軸4-4及強(qiáng)磁體環(huán)4-3外置的套裝式組合鼠籠4-2，轉(zhuǎn)軸4_4為非導(dǎo)磁材料，套裝式組合鼠籠4-2為高阻非導(dǎo)磁材料，其中強(qiáng)磁體環(huán)4-3永磁體為徑向充磁軸向疊置；套裝式組合鼠籠4-2在磁力線影響范圍內(nèi)軸向套置一組、二組或多組，構(gòu)成同軸多機(jī)發(fā)電制熱機(jī)組，套置間距0.2-3_;套裝式組合鼠籠4-2的結(jié)構(gòu)為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對(duì)稱開(kāi)形成閉合導(dǎo)體的兩端封閉的鋸齒狀電弧放電錐尖。
[0123]所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置設(shè)計(jì)參數(shù)為:
[0124]舉升高度:1600m;
[0125]電動(dòng)機(jī)功率:IOkw ;
[0126]加壓泵額定壓力:5Mpa ;
[0127]整機(jī)重量:1000kg;
[0128]外型尺寸:2.5X1.2X1.6 (m)。
[0129]采用以上技術(shù)方案，本使用新型是各種采油方式的最佳選擇，可一攬子解決井下砂、蠟、稠、氣、斜、深，地面節(jié)能、安全、環(huán)保、基本免維護(hù)的諸多難題，實(shí)現(xiàn)機(jī)械采油的方向性創(chuàng)新。
[0130]上述3例實(shí)施方案僅用于說(shuō)明本使用新型三種U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，并非對(duì)本使用新型涉及技術(shù)方案的限制，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員在本使用新型涉及的技術(shù)范圍內(nèi)提出的各種雷同或相似變化方案，仍屬于本使用新型的權(quán)利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:該裝置包括由加壓泵(2)泵入動(dòng)力液的油管(5)、油管(5)自上而下依次串接的彈性扶正爪(7)、井下液力往復(fù)泵(8)、油氣分離罩(9)及封隔器(10)密封的油管(5)和套管(6)環(huán)形空間U形管產(chǎn)液通道，封隔器(10)之下尾管串接的旋流分砂管(11)，產(chǎn)出液經(jīng)D 口流經(jīng)多功能中轉(zhuǎn)罐(4)，并由此一路經(jīng)A 口流入過(guò)濾器(3)、加壓泵(2)，另一路通過(guò)E 口進(jìn)入集輸管道所組成的采油密閉循環(huán)流程；地面配套裝置包括依次串連的電動(dòng)機(jī)(I)、加壓泵(2)、過(guò)濾器(3)和多功能中轉(zhuǎn)罐⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的采油密閉循環(huán)流程為由封隔器(10)密封油套管環(huán)形空間組成的U形管產(chǎn)液密閉循環(huán)回路，其流程至少為以下七種類型之一: 第一種為加壓泵(2)將高壓動(dòng)力液從C 口泵入油管(5)，經(jīng)井下液力往復(fù)泵(8)換向閥芯(8-5)換向，推動(dòng)液動(dòng)缸柱塞(8-19)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)排液缸柱塞(8-25)雙向?qū)a(chǎn)出液經(jīng)上排液凡爾(8-21)和下排液凡爾(8-28)排入油套管環(huán)形空間，進(jìn)而以U形管方式將產(chǎn)出液舉升至地面，經(jīng)D 口進(jìn)入多功能中轉(zhuǎn)罐(4)預(yù)處理分配，大部分產(chǎn)出液經(jīng)E 口進(jìn)入集輸管道，少部分產(chǎn)出液經(jīng)A 口進(jìn)入過(guò)濾器(3)，過(guò)濾后經(jīng)B 口進(jìn)入加壓泵(2)加壓，成為新動(dòng)力液實(shí)現(xiàn)新一輪循環(huán)； 第二種為加壓泵(2)將高壓動(dòng)力液從C 口泵入油套管環(huán)形空間，經(jīng)常規(guī)抽油泵泵筒下部入口進(jìn)泵筒推動(dòng)柱塞上行，以U形管方式將產(chǎn)出液由油管(5)舉升至地面，經(jīng)D 口進(jìn)入多功能中轉(zhuǎn)罐⑷預(yù)處理分配，大部分產(chǎn)出液經(jīng)E 口進(jìn)入集輸管道，停加壓泵(2)柱塞靠液柱壓力完成下行程進(jìn)油，再次啟動(dòng)加壓泵(2)，少部分產(chǎn)出液經(jīng)A 口進(jìn)入過(guò)濾器(3)，過(guò)濾后經(jīng)B 口吸入加壓泵(2)，加壓后成為新動(dòng)力液間歇實(shí)現(xiàn)新一輪循環(huán)； 第三種為動(dòng)力液通過(guò)地面液力換向閥總成(12)換向，加壓泵(2)交替將高壓動(dòng)力液從C 口泵入油管(5)和油套管環(huán)形空間，以U形管方式將產(chǎn)出液交替由油套管環(huán)形空間、油管(5)舉升至地面，進(jìn)入多功能中轉(zhuǎn)罐(4)預(yù)處理分配，大部分產(chǎn)出液經(jīng)E口進(jìn)入集輸管道，少部分產(chǎn)出液經(jīng)A 口進(jìn)入過(guò)濾器(3)，過(guò)濾后經(jīng)B 口吸入加壓泵(2)，加壓后成為新動(dòng)力液交替實(shí)現(xiàn)新一輪循環(huán)； 第四種一第六種為油管(5)內(nèi)下入空心抽油桿取代油管(5)，油管(5)功能代替套管(6)，組成空心抽油桿和油管(5)環(huán)形空間，實(shí)現(xiàn)與第一、第二、第三種密閉循環(huán)流程相同的U形管密閉采油流程； 第七種為加壓泵(2)將高壓動(dòng)力液從C 口泵入油套管環(huán)形空間，經(jīng)井下液力往復(fù)泵(8)乏動(dòng)力液出口流道(8-7)進(jìn)入換向閥芯(8-5)中空內(nèi)腔，頂開(kāi)上部單流凡爾從油管(5)返回多功能中轉(zhuǎn)罐(4)的反沖洗流程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的加壓泵(2)為柱塞泵或離心泵或兼有與電動(dòng)機(jī)(1)傳動(dòng)軸非接觸傳動(dòng)的無(wú)泄露和自加熱功能的磁力密封泵，其與電動(dòng)機(jī)(1)的配套方式為三相異步電動(dòng)機(jī)或永磁同步電機(jī)或開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)，傳動(dòng)軸稱合為通用聯(lián)軸器或永磁聯(lián)軸器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的多功能中轉(zhuǎn)罐⑷為集聚光太陽(yáng)能真空傳熱裝置、強(qiáng)磁旋流自發(fā)電加熱裝置、產(chǎn)出液余溫加熱和油氣旋流分離裝置及產(chǎn)出液流向分配多種功能于一罐的多功能中轉(zhuǎn)罐，該罐罐體為雙層真空罐(4-1)，其真空夾層底部充裝導(dǎo)熱介質(zhì)(4-6)，真空罐體外壁上設(shè)置抽氣充液閥(4-9)，真空罐體上、下部設(shè)置液位計(jì)(4-12);罐體內(nèi)部通過(guò)上、下轉(zhuǎn)軸固定過(guò)濾隔板(4-7)設(shè)置由軸承固定的兩軸端帶葉輪(4-5)、軸徑外圍包覆強(qiáng)磁體環(huán)(4-3)的轉(zhuǎn)軸(4-4)及強(qiáng)磁體環(huán)(4-3)外置的套裝式組合鼠籠(4-2)所組成的強(qiáng)磁旋流自發(fā)電加熱裝置；罐體上部設(shè)置法蘭式罐蓋(4-8)，罐蓋(4-8)頂部設(shè)置超壓報(bào)警安全閥(4-11)，罐蓋(4-8)下部設(shè)置油氣旋流分離傘(4-10);罐體中部、底部、上部、頂部徑向90°或120°切向分布產(chǎn)生高速旋流，為強(qiáng)磁體環(huán)(4-3)高速旋轉(zhuǎn)切割套裝式組合鼠籠(4-2)發(fā)電制熱提供動(dòng)力的低壓動(dòng)力液出口 A、產(chǎn)出液進(jìn)口 D、產(chǎn)出液出口 E、分離氣出口 F，其中低壓動(dòng)力液出口 A連接過(guò)濾器(3)，過(guò)濾器(3)出口 B連接加壓泵(2)，加壓泵(2)出口 C高壓動(dòng)力液泵入油管(5)形成U形管采油密閉循環(huán)回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求4所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的聚光太陽(yáng)能真空傳熱裝置包括雙層真空罐(4-1)，罐壁上部設(shè)置的抽氣充液閥(4-9)，通過(guò)抽氣充液閥(4-9)向雙層真空罐(4-1)夾層充裝的水、冠醚、硫酸鉀或重鉻酸鉀、可解離順磁化合物Fe2O3導(dǎo)熱介質(zhì)(4-6)以及導(dǎo)熱介質(zhì)(4-6)聚焦點(diǎn)設(shè)置的弧形線聚焦菲涅耳高倍聚光鏡，有光照條件通過(guò)太陽(yáng)能聚能光斑激發(fā)導(dǎo)熱介質(zhì)(4-6)急驟汽化、蒸發(fā)、與罐內(nèi)旋轉(zhuǎn)液流快速換熱、凝結(jié)、回流高強(qiáng)度循環(huán)換熱；無(wú)光照條件通過(guò)罐內(nèi)產(chǎn)液余溫激發(fā)導(dǎo)熱介質(zhì)(4-6)進(jìn)行低強(qiáng)度上述循環(huán)換熱過(guò)程。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求4所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的強(qiáng)磁旋流自發(fā)電加熱裝置包括多功能中轉(zhuǎn)罐(4)罐體內(nèi)部通過(guò)上、下轉(zhuǎn)軸固定過(guò)濾隔板(4-7)設(shè)置的由軸承固定的兩軸端帶葉輪(4-5)、軸徑外圍包覆強(qiáng)磁體環(huán)(4-3)的轉(zhuǎn)軸(4-4)及強(qiáng)磁體環(huán)(4-3)外置的套裝式組合鼠籠(4-2)，轉(zhuǎn)軸(4-4)為非導(dǎo)磁材料，套裝式組合鼠籠(4-2)為高阻非導(dǎo)磁材料，其中強(qiáng)磁體環(huán)(4-3)永磁體為徑向充磁軸向疊置；套裝式組合鼠籠(4-2)在磁力線影響范圍內(nèi)軸向套置一組、二組或多組，構(gòu)成同軸多機(jī)發(fā)電制熱機(jī)組，套置間距0.2-3mm;套裝式組合鼠籠(4_2)的結(jié)構(gòu)至少為以下五種類型之一: 第一種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對(duì)稱開(kāi)形成閉合導(dǎo)體的兩端封閉的直長(zhǎng)縫或斜長(zhǎng)縫或直長(zhǎng)孔； 第二種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對(duì)稱開(kāi)形成閉合導(dǎo)體的兩端封閉的針狀電暈放電錐尖； 第三種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對(duì)稱開(kāi)形成閉合導(dǎo)體的兩端封閉的鋸齒狀電弧放電錐尖； 第四種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相并聯(lián)，管壁上對(duì)稱開(kāi)形成閉合導(dǎo)體的兩端封閉的直長(zhǎng)縫或斜長(zhǎng)縫或直長(zhǎng)孔或針狀電暈放電錐尖或鋸齒狀電弧放電錐尖； 第五種為對(duì)稱真空管閉合鼠籠，管內(nèi)充裝低溫快速啟動(dòng)，并以汽化、蒸發(fā)、冷凝、回流方式與管外旋轉(zhuǎn)流體快速循 環(huán)換熱的蒸餾水、乙醇導(dǎo)熱介質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求4所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的油氣旋流分離裝置包括沿罐壁切向設(shè)置的產(chǎn)出液進(jìn)口 D，罐蓋(4-8)之下設(shè)置的旋流分離傘(4-10)，正置或倒置的傘面上設(shè)徑向旋流導(dǎo)流槽，經(jīng)旋流分離的重質(zhì)砂、水經(jīng)上、下轉(zhuǎn)軸固定過(guò)濾隔板(4-7)進(jìn)入產(chǎn)出液出口 E，經(jīng)旋流分離的天然氣經(jīng)出口 F并入產(chǎn)出液出口 E混輸入油氣處理站。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的井下液力往復(fù)泵(8)為由內(nèi)外筒組成的整筒式或分體式液力雙向舉升裝置，包括自上而下用絲扣密封連接的上接箍(8-1)、換向閥總成H、外筒(8-2)和下接頭兼固定凡爾座(8-3)以及外筒(8-2)內(nèi)自上而下密封串連的換向閥總成H、液動(dòng)缸總成Y、上吸入排出凡爾總成S、排液缸總成P、下吸入排出凡爾總成X，其中液動(dòng)缸總成Y和排液缸總成P之間通過(guò)換向閥總成H的液動(dòng)缸進(jìn)口流道(8-8)、乏動(dòng)力液返回流道(8-9)以及上吸入排出凡爾總成S和下吸入排出凡爾總成X的進(jìn)出油流道構(gòu)成密閉循環(huán)回路，根據(jù)不同井深和排液量需求，液動(dòng)缸總成Y和排液缸總成P可串連組成單級(jí)或多級(jí)抽排裝置，各總成的構(gòu)造和連接關(guān)系為:換向閥總成H為柱塞上下行程終端軸向拉桿牽引強(qiáng)磁彈射和強(qiáng)磁吸合雙保險(xiǎn)換向機(jī)構(gòu)，包括中心孔徑向開(kāi)泵入、進(jìn)液、返液、出液等間距凹槽的換向閥體(8-4)、與等間距凹槽對(duì)應(yīng)開(kāi)徑向通孔的空心換向閥芯(8-5)、從換向閥體(8-4)下端中心孔密封通過(guò)連接空心換向閥芯(8-5)的控制拉桿(8-10)，其中: 換向閥體(8-4)為上部密封連接上接箍(8-1)，下部密封連接外筒(8-2)、內(nèi)筒液動(dòng)缸筒(8-18)的液流換向中樞，其閥體上部沿圓周呈60-120°軸向開(kāi)與動(dòng)力液入口流道(8-6)相通的連通孔，與上述連通孔交錯(cuò)位置向上斜向開(kāi)與乏動(dòng)力液出口流道(8-7)相通的連通孔；閥體下部沿圓周呈60-120°軸向開(kāi)與液動(dòng)缸進(jìn)口流道(8-8)相通的連通孔，與上述連通孔交錯(cuò)位置徑向開(kāi)與乏動(dòng)力液返回流道(8-9)相通的連通孔； 換向閥芯(8-5)為與換向閥體(8-4)密封配合的液流換向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括上部帶中心孔、外壁開(kāi)長(zhǎng)凹槽的芯管和外覆的與芯管長(zhǎng)凹槽對(duì)應(yīng)配合的短徑向通孔耐磨耐熱材料護(hù)套，其芯管上下長(zhǎng)凹槽沿圓周每30-120°開(kāi)徑向通孔與乏動(dòng)力液出口流道(8-7)連通； 控制拉桿(8-10)為柱塞上下行程終端軸向拉桿牽引強(qiáng)磁彈射和強(qiáng)磁吸合雙保險(xiǎn)換向控制機(jī)構(gòu)，其上端連接換向閥芯(8-5)，并從換向閥體(8-4)下部中心孔密封通過(guò)，其下端密封通過(guò)液動(dòng)缸柱塞(8-19)中心孔后進(jìn)入與液動(dòng)缸柱塞(8-19)下部連接的空心排液缸柱塞桿(8-24);空心排液缸柱塞桿(8-24)頂部設(shè)置上強(qiáng)磁吸合環(huán)(8-14);控制拉桿(8-10)上行程終端固定上擋環(huán)(8-12)，上擋環(huán)(8-12)上部同極性疊置2_3塊強(qiáng)磁彈射環(huán)(8-11)，上擋環(huán)(8-12)下部設(shè)置上緩沖簧(8-13);控制拉桿(8_10)下行程終端固定下?lián)醐h(huán)(8-17)，下?lián)醐h(huán)(8-17)上部異極性疊置2-3塊下強(qiáng)磁吸合環(huán)(8_16)，下強(qiáng)磁吸合環(huán)(8-16)上部設(shè)置下緩沖簧(8-15)； 液動(dòng)缸總成Y為提供液體動(dòng)力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括液動(dòng)缸筒(8-18)和與其密封配合的液動(dòng)缸柱塞(8-19)，液動(dòng)缸柱塞(8-19)下端中心孔用絲扣或活節(jié)連接空心排液缸柱塞桿(8-24)； 上吸入排出凡爾總成S為下吸上排的兩用閥，包括空心上凡爾體(8-20)、上排液凡爾(8-21)和上吸入凡爾(8-22)，其中上凡爾體(8-20)上端徑向呈90°或120°設(shè)置與油套管環(huán)形空間出油流道連通的上排液凡爾(8-21);上凡爾體(8-20)下端徑向呈90°或120°設(shè)置與內(nèi)外筒進(jìn)油 流道連通的上吸入凡爾(8-22);上排液凡爾(8-21)和上吸入凡爾(8-22)由凡爾罩限位的凡爾球?yàn)楦吣湍ツ蜔岵牧锨蝮w或帶尾桿的半球體，凡爾腔與凡爾球間隙配合，并呈90°或120°設(shè)置軸向出進(jìn)油流道； 排液缸總成P為雙吸雙排的抽排機(jī)構(gòu)，包括排液缸筒(8-23)和與其密封配合的排液缸柱塞(8-25)以及拖動(dòng)排液缸柱塞(8-25)的空心排液缸柱塞桿(8-24)，排液缸柱塞(8_25)上部中心孔與從上吸入排出凡爾總成S中心孔密封通過(guò)的空心排液缸柱塞桿(8-24)用絲扣或活節(jié)連接，排液缸柱塞(8-25)下部為以下兩種類型之一: 第一種為不設(shè)中心孔的光柱塞； 第二種為柱塞下部設(shè)置中心孔，該中心孔用絲扣或活節(jié)與從下吸入排出凡爾總成X中心孔密封通過(guò)的平衡桿連接； 下吸入排出凡爾總成X為上吸下排的兩用閥，包括空心下凡爾體(8-26)、下吸入凡爾(8-27)和下排液凡爾(8-28)，其中下凡爾體(8-26)上端徑向呈90°或120°設(shè)置與內(nèi)外筒進(jìn)油流道連通的下吸入凡爾(8-27);下凡爾體(8-26)下端徑向呈90°或120°設(shè)置與油套管環(huán)形空間出油流道連通的下排液凡爾(8-28);下吸入凡爾(8-27)和下排液凡爾(8-28)由凡爾罩限位的凡爾球?yàn)楦吣湍ツ蜔岵牧锨蝮w或帶尾桿的半球體，凡爾腔與凡爾球間隙配合，并呈90°或120°設(shè)置軸向進(jìn)出油流道。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求8所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的液動(dòng)缸柱塞(8-19)和排液缸柱塞(8-25)與缸筒的密封為高耐磨金屬間隙密封或張力密封，其中張力密封至少為以下二種類型之一: 第一種為熱張力密封，柱塞本體為高耐磨金屬，與缸筒保持間隙密封，柱塞徑向凹槽內(nèi)熱裝熱脹冷縮系數(shù)大于柱塞本體材質(zhì)的有機(jī)或無(wú)機(jī)或有機(jī)無(wú)機(jī)合成材料密封環(huán)，靠磨損后密封環(huán)熱張力大于柱塞本體熱張力可靠密封，密封環(huán)材料為無(wú)油自潤(rùn)滑、耐高溫、耐磨、耐油、耐腐蝕改性MC尼龍、丁腈橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯、聚苯亞咪咪、聚酰亞胺的其中之 第二種為液壓張力密封，柱塞本體為高耐磨金屬，與缸筒保持間隙密封，柱塞本體外層設(shè)置與動(dòng)力液連通的密封薄壁耐磨金屬空腔，靠磨損后動(dòng)力液高壓對(duì)薄壁金屬的張力變形可靠密封。
【文檔編號(hào)】E21B43/00GK203729957SQ201320874842
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】王剛, 王穎, 王建武, 靳奉龑 申請(qǐng)人:王剛, 王穎, 王建武, 靳奉龑