本實用新型涉及一種井下氣液換能增壓泵，屬石油天然氣開采井下設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

有效舉升井筒產(chǎn)液是實現(xiàn)油氣田和煤氣田高效、穩(wěn)定開發(fā)的前提；對于中后期氣井或煤層氣，井筒積液使產(chǎn)氣層被“壓死”而停產(chǎn)的情況，排水采氣措施必不可少。目前，排水采氣方法有泡排、氣舉和泵抽（桿式泵、螺桿泵和潛油泵）等。泡排方法是采用從地面井口向井筒內(nèi)間歇或連續(xù)性加入可產(chǎn)生泡沫的化學(xué)劑，使其在井底附近與產(chǎn)出水混合產(chǎn)生泡沫，從而降低井筒內(nèi)流體密度達到攜液目的，但排液效果受泡排劑、產(chǎn)出液性質(zhì)和地層能量的影響較大，適用性不強。

氣舉工藝排液方法是將地面高壓氣體（地面壓縮機或高壓氣源）從油套環(huán)空注入，經(jīng)油管上的氣舉閥進入油管達到舉升井筒積液的目的；泵抽工藝是把抽吸泵直接下入到井底積液段進行排液。但它們都需要從外界輸入介質(zhì)或能量來增大產(chǎn)出液的舉升能力，受氣源、井深限制，致使整個系統(tǒng)復(fù)雜、成本高，且對于含氣油井，泵抽原油前先開采或放噴井筒上方的氣體，氣體壓能對油液舉升未能起促進作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于：提供一種利用井內(nèi)原有氣體的能量增壓液體，使井筒產(chǎn)液“自噴”，從而無需外部能量，以解決現(xiàn)有工藝排水、原油舉升過程成本高、能耗大的問題，達到完全利用儲層天然能量實現(xiàn)油氣穩(wěn)定、高效開采的目的，且適用于低產(chǎn)氣井、含氣油井、和煤層氣井中不同井深的井下氣液換能增壓泵。

本實用新型的技術(shù)方案是：

一種井下氣液換能增壓泵，包括油管、封隔器、殼體、活塞組件和過濾器，其特征在于：殼體頂部裝有油管，油管上設(shè)置有封隔器，殼體底部裝有過濾器，殼體內(nèi)偏心設(shè)置換向閥，換向閥下方安裝有活塞組件，活塞組件一側(cè)的殼體內(nèi)設(shè)置有舉升管和引流管，舉升管和引流管的一端延伸至過濾器內(nèi)，并分別與活塞組件連通；舉升管的另一端與油管連通，引流管的另一端穿出殼體并延伸至封隔器上方。

所述的封隔器上設(shè)置有定壓閥。所述的殼體上設(shè)置有進氣孔。

所述的舉升管和引流管的下端分別安裝有多個單向閥。

所述的活塞組件由活塞桿、動力活塞A、動力活塞B、動力活塞C、引流活塞、舉升活塞、端蓋A、端蓋B、端蓋C、端蓋D、端蓋 E、端蓋F和端蓋G構(gòu)成，動力活塞A、動力活塞B、動力活塞C、引流活塞、舉升活塞分別包括活塞缸和活塞閥；活塞桿上由上至下依次安裝有動力活塞A、動力活塞B、動力活塞C、引流活塞和舉升活塞。動力活塞A的頂部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋A，端蓋A與換向閥螺紋連接，所述的換向閥為二位五通閥， 換向閥上設(shè)置有氣體入口、引流接口A、引流接口B、引流接口C和引流接口D；引流接口A、引流接口B、引流接口C和引流接口D分別與氣體入口連通。端蓋A上設(shè)置有引流接口E、引流接口F和端蓋單向閥A，端蓋單向閥A分別與氣體入口和引流接口F連通，引流接口E與動力活塞A連通。所述的端蓋單向閥A上設(shè)置有撞桿A.

動力活塞A的底部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋B，動力活塞B的頂部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋C，動力活塞B的底部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋D, 動力活塞A與動力活塞B之間通過端蓋B和端蓋C相互螺紋連接；所述的端蓋B上設(shè)置有引流接口G、引流接口H和端蓋單向閥B，端蓋單向閥B上設(shè)置有撞桿B；端蓋C上設(shè)置有引流接口M和引流接口N；引流接口G與動力活塞A連通，引流接口M與動力活塞B連通，引流接口H與引流接口N之間通過端蓋單向閥B連通。所述的引流接口H上設(shè)置有排氣管，排氣管的一端延伸至封隔器上方，排氣管并通過連通支管與引流接口B連通。所述的引流接口N上設(shè)置有連通管A，連通管A的一端與引流接口A連通，連通管A并通過連通支管與引流接口F連通。

動力活塞C的底部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋E，動力活塞B與動力活塞C之間通過端蓋D相互螺紋連接；動力活塞C與引流活塞之間通過端蓋E相互螺紋連接。端蓋D上設(shè)置有引流接口O和引流接口Q，引流接口O與動力活塞C連通，引流接口Q與動力活塞B連通，引流接口O上設(shè)置有連通管B，連通管B的一端與引流接口C連通，連通管B并通過連通支管分別與引流接口M和引流接口E連通。

端蓋E上設(shè)置有引流接口R，引流接口R與動力活塞C連通，引流接口R上設(shè)置有連通管C，連通管C的一端與引流接口D連通，連通管C并通過連通支管分別與引流接口Q和引流接口G連通。

引流活塞的底部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋F，引流活塞與舉升活塞通過端蓋F相互螺紋連接；舉升活塞的底部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋G。端蓋F設(shè)置有引流接口K和引流接口W，引流接口K與舉升活塞連通，引流接口W與引流活塞連通，端蓋G上設(shè)置有引流接口Z，引流接口Z與舉升活塞連通，引流接口Z和引流接口K分別通過連通支管與舉升管連通；引流接口W通過連通支管與引流管連通。

本實用新型的有益效果在于：

該井下氣液換能增壓泵結(jié)構(gòu)緊湊，能滿足井下空間要求，工作時無需外加動力，依靠油氣井中氣體提供的能量可對液體進行大幅度增壓，從而實現(xiàn)低壓低產(chǎn)油氣井、煤氣井和出水氣井的穩(wěn)定、高效開發(fā)。解決了現(xiàn)有工藝排水、原油舉升過程成本高、能耗大的問題，特別適用于低產(chǎn)氣井、含氣油井、和煤層氣井中不同井深的井下增壓作業(yè)使用。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型的活塞組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖2中的A處放大示意圖；

圖5為圖2中的B處放大示意圖；

圖6為圖2中的C處放大示意圖；

圖7為圖2中的D處放大示意圖。

圖中：1、油管，2、封隔器，3、殼體，4、活塞組件，5、過濾器，6、定壓閥，7、進氣孔，8、換向閥，9、活塞桿，10、動力活塞A，11、動力活塞B，12、動力活塞C，13、引流活塞，14、舉升活塞，15、端蓋A，16、端蓋B，17、端蓋C，18、端蓋D，19、端蓋 E，20、端蓋F，21、端蓋G，22、氣體入口，23、引流接口A，24、引流接口B，25、引流接口C，26、引流接口D，27、引流接口E，28、引流接口F，29、端蓋單向閥A，30、撞桿A，31、引流接口G，32、引流接口H，33、端蓋單向閥B，34、撞桿B，35、引流接口M，36、引流接口N，37、排氣管，38、連通管A，39、引流接口O，40、引流接口Q，41、連通管B，42、引流接口R，43、連通管C，44、引流接口K，45、引流接口W，46、引流接口Z，47、舉升管，48、引流管。

具體實施方式

該井下氣液換能增壓泵包括油管1、封隔器2、殼體3、活塞組件4和過濾器5，殼體3頂部裝有油管1，油管1上設(shè)置有封隔器2，封隔器2上設(shè)置有定壓閥6；殼體上端設(shè)置有進氣孔7。殼體3底部裝有過濾器5，殼體3內(nèi)偏心設(shè)置換向閥8，換向閥8下方安裝有活塞組件4。

活塞組件4由活塞桿9、動力活塞A10、動力活塞B11、動力活塞C12、引流活塞13、舉升活塞14、端蓋A15、端蓋B16、端蓋C17、端蓋D18、端蓋 E19、端蓋F20和端蓋G21構(gòu)成。動力活塞A10、動力活塞B11、動力活塞C12、引流活塞13、舉升活塞14、分別包括活塞缸和活塞閥?；钊麠U9上由上至下依次安裝有動力活塞A10、動力活塞B11、動力活塞C12、引流活塞13、舉升活塞14。動力活塞A10的頂部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋A15，端蓋A15與換向閥8螺紋連接。換向閥8為二位五通閥， 換向閥8上設(shè)置有保持常開狀態(tài)的氣體入口22、引流接口A23、引流接口B24、引流接口C25和引流接口D26；引流接口A23、引流接口B24、引流接口C25和引流接口D26分別與氣體入口22連通，氣體入口22為常開狀態(tài)。

端蓋A15上設(shè)置有引流接口E27、引流接口F28和端蓋單向閥A29，端蓋單向閥A29分別與氣體入口22和引流接口F28連通，引流接口E27與動力活塞A10連通；端蓋單向閥A29上設(shè)置有撞桿A30，以控制端蓋單向閥A29的啟閉。

動力活塞A10的底部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋B16，動力活塞B11的頂部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋C17，動力活塞B11的底部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋D18, 動力活塞A10與動力活塞B11之間通過端蓋16B和端蓋C17相互螺紋連接。端蓋B16上設(shè)置有引流接口G31、引流接口H32和端蓋單向閥B33，端蓋單向閥B33上設(shè)置有撞桿B34，以控制端蓋單向閥B33的啟閉。

端蓋C17上設(shè)置有引流接口M35和引流接口N36；引流接口G31與動力活塞A10連通，引流接口M35與動力活塞B11連通，引流接口H32與引流接口N36之間通過端蓋單向閥B33連通。引流接口H32上設(shè)置有排氣管37，排氣管37的一端延伸至封隔器2上方，排氣管37并通過連通支管與引流接口B24連通。

引流接口N36上設(shè)置有連通管A38，連通管A38的一端與引流接口A23連通，連通管A38并通過連通支管與引流接口F28連通。動力活塞C12的底部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋E19，動力活塞B11與動力活塞C12之間通過端蓋D18相互螺紋連接。動力活塞C12與引流活塞13之間通過端蓋E19相互螺紋連接。

端蓋D18上設(shè)置有引流接口O39和引流接口Q40，引流接口O39與動力活塞C12連通，引流接口Q40與動力活塞B11連通，引流接口O39上設(shè)置有連通管B41，連通管B41的一端與引流接口C25連通，連通管B41并通過連通支管分別與引流接口M35和引流接口E27連通。

端蓋E19上設(shè)置有引流接口R42，引流接口R42與動力活塞C12連通，引流接口R42上設(shè)置有連通管C43，連通管C43的一端與引流接口D26連通，連通管C43并通過連通支管分別與引流接口Q40和引流接口G31連通。

引流活塞13的底部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋F20，引流活塞13與舉升活塞14通過端蓋F20相互螺紋連接；舉升活塞14的底部通過活塞缸螺紋安裝有端蓋G21。端蓋F20上設(shè)置有引流接口K44和引流接口W45，引流接口44K與舉升活塞14連通，引流接口W45與引流活塞13連通，端蓋G21上設(shè)置有引流接口Z46，引流接口Z46與舉升活塞14連通。

活塞組件4一側(cè)的殼體3內(nèi)設(shè)置有舉升管47和引流管48，舉升管47和引流管48的一端延伸至過濾器5內(nèi)，舉升管47和引流管48的下端分別安裝有多個單向閥。舉升管48的另一端與油管1連通，引流管48的另一端穿出殼體3并延伸至封隔器2上方。引流接口Z46和引流接口K44分別通過連通支管與舉升管47連通；引流接口W45通過連通支管與引流管48連通。

該增壓泵排氣管37的排氣口高于引流管48決定的液位。動力活塞的作用是利用壓差產(chǎn)生往復(fù)運動，為引流活塞13和舉升活塞14提供動力；引流活塞13的作用是抽吸封隔器2上部環(huán)空出現(xiàn)的積液并引流回泵底部，以保證封隔器2上部環(huán)空始終處于無液柱的低壓狀態(tài)；舉升活塞14的作用是抽吸和排采地層液到地面。

封隔器2坐封在套管內(nèi)壁，由此把井筒隔離成上下獨立的空間。上部空間連通井口，形成油管內(nèi)和油管環(huán)空的兩個低壓流道。下部空間連通井底，自上而下充滿來自儲層的壓力氣體和液體。封隔器2上安裝有定壓閥6，用于控制氣體壓力不高于設(shè)置值。當(dāng)壓力過高時，定壓閥6開啟，一部分氣體直接進入上部的油套環(huán)空，自由上升至井口。

該增壓泵工作時，首先坐封懸掛在套管內(nèi)壁，然后儲層的壓力氣體和液體分別從泵的進氣口7、過濾器5連續(xù)流入，使換向閥8和活塞組件4自動工作，從而把地層液體源源不斷地舉升至井口。在儲層氣體和液體分別流入動力活塞腔和舉升活塞腔時，由于動力活塞直徑大于舉升活塞的，氣體作為高壓源作用在動力活塞一側(cè)的推力超過舉升活塞處的阻力，活塞組件4被推動一起運動，同時壓縮舉升活塞腔中的液體對其增壓，并開啟單向閥，將其舉升至油管內(nèi)，完成一次舉升。通過換向閥8的自動換向，儲層氣體作為高壓源交替作用在動力活塞兩側(cè)，并推動活塞組件4往復(fù)運動，實現(xiàn)增壓泵的連續(xù)工作。

換向閥和活塞組件的運動過程為：氣體入口22高壓源經(jīng)換向閥8芯部流道與引流接口C25連通，引流接口C25再經(jīng)過連通管B41進入動力活塞A10上端。此時，換向閥8上的引流接口B24低壓端與引流接口D26連通，引流接口D26經(jīng)連通管C進入動力活塞的端蓋 E19，由于動力活塞處于上部高壓、下部低壓狀態(tài)，因此向下運行，并帶動其下部串聯(lián)的引流活塞13和舉升活塞14下移，并將引流活塞13下方腔室的液體引回泵底，同時將舉升活塞14下方腔室的液體舉升至封隔器2上方油管1內(nèi)，舉升活塞14上方的腔室進液。這一過程中，當(dāng)動力活塞A10的活塞運行到下端點位置時，撞擊到端蓋B16上的撞桿34時，端蓋單向閥B33打開，連通引流接口H32和引流接口N36，使得引流接口N36高壓被釋放到低壓狀態(tài)，此時，換向閥8上端的引流接口A23為低壓、氣體入口22仍為高壓，換向閥8的閥芯上移，從而使氣體入口22與引流接口D26連通并成為高壓源端。由于引流接口D26與動力活塞的端蓋 E19連通，動力活塞C12的下端面轉(zhuǎn)化為高壓，其上端面的引流接口O39此時與引流接口B24連通并成為低壓端，在上低、下高壓力作用下，動力活塞轉(zhuǎn)換為上行，并帶動其下部串聯(lián)的引流活塞13和舉升活塞14上移，由此將封隔器2上方環(huán)空的積液通過引流管48引流回引流活塞13的下方腔室，同時將舉升活塞14上方腔室的液體通過舉升管47舉升至封隔器2上方油管1內(nèi)。當(dāng)動力活塞A10的活塞運行到上端點位置時，撞擊端蓋A15上的撞桿30，端蓋單向閥A29打開，連通氣體入口22和引流接口A28，使得引流接口A28處于高壓狀態(tài)，換向閥8上端的引流接口A23也為高壓。由于換向閥8的閥芯上端面大于下端面，氣體入口22高壓源對換向閥8閥芯的作用力向下，閥芯下行，從而使氣體入口22與引流接口A25連通并成為高壓源端。至此，換向閥8和活塞組件4又回到了初始狀態(tài)，并重復(fù)上述過程。

該增壓泵充分利用儲層氣體能量使換向閥8和活塞組件4自動工作，將其能量轉(zhuǎn)換給井下液體，大幅提高了液體壓力，達到“自噴”的效果，從而有效解決現(xiàn)有人工舉升成本高、能耗大的問題，實現(xiàn)油氣穩(wěn)定、高效開采的目的，且特別適用于低產(chǎn)氣井、含氣油井和煤層氣井中不同井深的井下增壓作業(yè)。