專利名稱：產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的單管液壓抽油泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油開采的無桿抽油技術(shù)領(lǐng)域，是一種以液壓為動力 的井下抽油泵。該液壓抽油泵依靠地面液壓動力舉升，利用產(chǎn)出液液柱重 力復(fù)位，將井液抽汲到地面。
背景技術(shù)：
目前，在采油技術(shù)領(lǐng)域，大量采用游梁式抽油機采油。液壓抽油泵利 用較少，主要原因是液壓抽油泵一般采用雙作用水力活塞泵結(jié)構(gòu)，液壓 抽油泵由外筒、固定凡爾、游動凡爾、上缸筒、下缸筒組成。上缸筒下部 有動力液進(jìn)出口，上缸筒內(nèi)有上活塞，動力液推動上活塞向上運動。在外 筒上有井液進(jìn)出口，下缸筒下部也有井液進(jìn)出口。井液進(jìn)出口的作用是平 衡上活塞壓力。上活塞向下運動是依靠地面泵的動力液推動的，這樣必須 有兩條管線才能使抽油泵的活塞上、下往復(fù)運動，達(dá)到抽油的目的。雙作 用水力活塞泵的管線復(fù)雜，換向機構(gòu)設(shè)置在油井內(nèi)。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是:提供一種產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的單管液壓抽油 泵，利用一條管線完成液壓采油，克服液壓抽油泵活塞向下運動依靠地面 液壓動力，造成井內(nèi)管線復(fù)雜的不足。
本實用新型的技術(shù)方案是產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的單管液壓抽油泵主 要由封隔器、固定凡爾、下游動凡爾、泵筒、空心柱塞桿、柱塞、上游動 凡爾球、篩管和平衡短節(jié)等組成。在泵筒內(nèi)部有柱塞，柱塞上有上游動凡 爾球、篩管和平衡短節(jié)。空心柱塞桿下部有下游動凡爾。泵筒壁上有工作 液進(jìn)出口。泵筒下部有固定凡爾，泵筒與空心柱塞桿之間是間隙密封，形
成高壓動力液通道，高壓動力液經(jīng)工作液進(jìn)出口進(jìn)入或排出泵體；柱塞上 方聯(lián)有篩管，產(chǎn)出液流出上游動凡爾后經(jīng)篩管流入油管被逐步排到地面輸 油管線，柱塞下部聯(lián)有空心柱塞桿，其長度為3—6米?？刂葡到y(tǒng)既能控制 高壓泵的電機轉(zhuǎn)速，也能控制電動閥工作液的輸出流量。
參閱附圖。套管(1)與泵筒(6)之間用封隔器(2)隔開，可作為高壓工 作液的運行通道。高壓泵(13)將儲液罐(12)里的工作液加壓后經(jīng)工作液進(jìn) 出孔(5)進(jìn)入泵體并驅(qū)動柱塞(8)上行，此時上游動凡爾(9)和下游動凡爾 (4)關(guān)閉，固定凡爾(3)打開；柱塞(8)上方的產(chǎn)出液隨上游動凡爾(9)上行 一個沖程，而下游動凡爾(4)下部的地層產(chǎn)出液則進(jìn)入泵筒(6)。柱塞(8) 的上行是依靠高壓工作液的驅(qū)動，而下行則是依靠產(chǎn)出液液柱的自身重力 實現(xiàn)復(fù)位的。柱塞(8)下行時工作液按原路返回地面。
沖程大小，即柱塞(8)上行高度的大小是由高壓工作液的擠入量決定 的；而沖次的大小則是根據(jù)高壓工作液的擠入速度決定的。沖程、沖次都 可由控制系統(tǒng)(14)進(jìn)行控制。電動閥(15)即可保證動力液擠入井下抽油 泵，也可保證泛動力液由井下抽油泵返回儲液罐(12)。高壓工作液的液量 是由地面控制系統(tǒng)(14)控制的，工作液的液量決定了沖程的大小，可根據(jù) 地層供液能力的大小隨時在一定范圍內(nèi)調(diào)整沖程的大小。
利用產(chǎn)出液液柱的重力實現(xiàn)柱塞(8)的復(fù)位，產(chǎn)出液液柱在上行過程 中只有一個沖程高度的液柱通過上游動閥(9)后被排到地面輸油管線，其 它大部分產(chǎn)出液因液柱重力而下行并驅(qū)動上下游動凡爾(9) 、 (4)下行進(jìn)
液，如此往復(fù)將地層產(chǎn)出液采到地面。
為了在有限的空間內(nèi)提高平衡短節(jié)(11)的重量，所述的平衡短節(jié)(11) 是用高密度材料制成，如采用鋼、鉛、鎢等，其作用是在每個沖程中起到
穩(wěn)定抽油泵的工作，在高粘油或高凝油里則可使上下游動凡爾(9)、 (4)
加速進(jìn)液。
本實用新型的有益效果本實用新型產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的單管液 壓抽油泵的柱塞向上運動靠地面液壓動力，向下運動靠產(chǎn)出液液柱重力， 柱塞上、下運動順利。產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位方式很好地解決了柱塞向下運 動問題。柱塞只有上行時需要高壓動力液驅(qū)動，柱塞下行時乏動力液按原 進(jìn)入的管線返回。在井內(nèi)只需要一條動力液管線。產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的 單管液壓抽油泵，無需在井下下入兩層同心油管。
地面控制器能根據(jù)地層產(chǎn)出液的供液情 兄隨時調(diào)整高壓工作液的流 量，為智能化采油提供了依據(jù)。
另外，動力液換向機構(gòu)設(shè)置在地面，便于維修。
本實用新型產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的單管液壓抽油泵。是單管抽油泵， 無需在井內(nèi)下入兩層同心油管，也不需用抽油桿，不但減少了施工工作 量，降低了施工難度，同時還降低了采油成本。做到高壓工作液和地層產(chǎn) 出液各行其道，彼此相隔離，便于地面計量。在各油田采油工藝中可得到 廣泛的應(yīng)用推廣，特別是斜井采油則更具有很好的推廣應(yīng)用前景。

圖l是本實用新型產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的單管液壓抽油泵結(jié)構(gòu)縱剖面 示意圖。是高壓動力液進(jìn)入重力復(fù)位的液壓抽油泵并推動柱塞向上運動的
工作流程示意圖。
圖2是產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的單管液壓抽油泵結(jié)構(gòu)剖面示意圖。是乏動
力液返回地面，柱塞在產(chǎn)出液液柱重力作用下向下運動的示意圖。
具體實施方式
以一個2.5噸規(guī)格的產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的單管液壓抽油泵為例，對 本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參閱圖l,本實用新型產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的單管液壓抽油泵由固定 凡爾3、下游動凡爾4、工作液進(jìn)出孔5、泵筒6、空心柱塞桿7、柱塞8、上 游動凡爾9、篩管10和平衡短節(jié)11等組成。
泵筒6的外徑為73mm，內(nèi)徑60mm，長度8500mm;
空心柱塞桿7的外徑38mm，內(nèi)徑28mm,長度3600mm。
在泵筒6內(nèi)部有一個柱塞8，柱塞8上有一個上游動凡爾球9 、 一個篩 管10和一個平衡短節(jié)11，空心柱塞桿7下部有一個下游動凡爾4，泵筒6壁 上有4個工作液進(jìn)出口5，泵筒6下部有一個固定凡爾3，泵筒6與空心柱塞 桿7之間是間隙密封，形成高壓動力液通道；柱塞8下部聯(lián)有空心柱塞桿7。 泵筒6和空心柱塞桿7及柱塞8采用間隙密封，泵筒6和套管1之間用封隔器2 隔開。
儲液罐12里的工作液經(jīng)高壓泵13增壓后經(jīng)電動閥15擠入泵筒6和套管 l的環(huán)形空間，并由工作液進(jìn)出孔5進(jìn)入泵體，驅(qū)動柱塞8上行。此時，上 游動凡爾9和下游動凡爾4關(guān)閉，固定凡爾3打開，地層產(chǎn)出液進(jìn)入泵體， 而上游動凡爾9以上的地層產(chǎn)出液上行一個沖程，柱塞8下行則是依靠產(chǎn)出 液液柱的自身重力，此時，上游動凡爾9和下游動凡爾4打開，固定凡爾3
關(guān)閉，已進(jìn)入泵體的地層產(chǎn)出液經(jīng)篩管10流入地面輸油管線，而工作液經(jīng)
工作液進(jìn)出孔5原路返回。
重力復(fù)位的液壓抽油泵的工作原理
在地面有液壓泵站，液壓泵站包括儲液罐12、高壓泵13、控制系統(tǒng)14 和電動閥15。將產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的液壓抽油泵下入井內(nèi)2000米左右深 的套管1內(nèi)。地面高壓泵13在控制系統(tǒng)14的控制下，為重力復(fù)位的液壓抽 油泵提供高壓動力液，使柱塞8上行。此時，上游動凡爾球9和下游動凡爾 球4關(guān)閉，固定閥3打開，井液被舉升到地面輸油管線。
當(dāng)柱塞8上行到上死點，控制器14自動關(guān)閉電動閥15，高壓動力液返 回到儲液罐12內(nèi)，不再給井下采油泵提供高壓工作液。柱塞8在產(chǎn)出液液 柱重力的作用下向下運動。此時，上游動凡爾球9和下游動凡爾球4打開， 固定閥3關(guān)閉，井液通過下游動凡爾球4到達(dá)上游動閥9與固定閥3之間的泵 筒內(nèi)部。
當(dāng)柱塞8下行到下死點，控制器14自動開啟電動閥15，給井下采油泵 提供高壓工作液，從而完成柱塞8的上下往復(fù)運動。
地面所提供的高壓工作液通過泵筒6與空心柱塞桿7之間的環(huán)形空間， 驅(qū)動柱塞8上行。這樣在高壓動力液和產(chǎn)出液液柱重力交替作用下，柱塞8 不斷的進(jìn)行上下往復(fù)運動，使地層產(chǎn)出液不斷進(jìn)入泵體內(nèi)部，并被排到地 面，從而完成采油作業(yè)。
權(quán)利要求1、一種產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的單管液壓抽油泵，主要是由封隔器(2)、固定凡爾(3)、下游動凡爾(4)、泵筒(6)、空心柱塞桿(7)、柱塞(8)、上游動凡爾球(9)、篩管(10)和平衡短節(jié)(11)組成，其特征是在泵筒(6)內(nèi)部有柱塞(8)，柱塞(8)上有上游動凡爾球(9)、篩管(10)和平衡短節(jié)(11)，空心柱塞桿(7)下部有下游動凡爾(4)，泵筒(6)壁上有工作液進(jìn)出口(5)，泵筒(6)下部有固定凡爾(3)，泵筒(6)與空心柱塞桿(7)之間是間隙密封，形成高壓動力液通道；柱塞(8)下部聯(lián)有空心柱塞桿(7)，其長度為3-6米。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的單管液壓抽油泵，其 特征是所述的平衡短節(jié)(ll)是用高密度的材料做成的。
專利摘要產(chǎn)出液液柱重力復(fù)位的單管液壓抽油泵，用于油田無桿抽油技術(shù)領(lǐng)域。在泵筒內(nèi)部有柱塞。柱塞上有上游動凡爾球。柱塞下部連接有空心柱塞桿，空心柱塞桿下端有下游動凡爾，泵筒下端有固定凡爾，泵筒壁上有高壓工作液進(jìn)出口，柱塞上端有篩管和平衡短節(jié)，篩管是產(chǎn)出液由游動凡爾進(jìn)入油管的必然通道，平衡短節(jié)能使上游動凡爾運行更加平穩(wěn)，在高粘油或高凝油里它能提高上游動凡爾的下行速度。進(jìn)入泵體并驅(qū)動柱塞上行的工作液液量是由地面控制的。泵筒和空心柱塞桿之間是間隙密封，保證高壓工作液的安全運行。效果是柱塞向上運動依靠地面的液壓動力，向下運動依靠產(chǎn)出液的液柱重力。這種方式解決了柱塞向下運動難題；井內(nèi)只需一個動力液通道。
文檔編號F04B47/00GK201187437SQ20082011093
公開日2009年1月28日 申請日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者韓興華 申請人:韓興華