[发明专利]液力抽油泵

说明书

技术领域：

本发明涉及石油无杆采油技术领域，特别涉及一种依靠地面泵站提供动力液，在井下实现自动换向的液力抽油泵。

技术背景

常规游梁式抽油机效率低，但多年来因其性能可靠，管理方便等特点始终在石油开采领域中占据主导地位。随着定向井和水平井技术的快速发展，以及油田进入后期采油，原油粘度增加，含水上升，出砂增多，油井液面下降，使采油难度逐年提高。常规游梁式抽油机带动的有杆抽油泵不能适应定向井、水平井和采油进入后期油井采油。常规抽油机在斜井采油中，因抽油杆与油管产生摩擦造成整机效率下降到不足20％；更严重的是因抽油杆偏磨造成抽油杆脱断或油管磨漏，导致检泵频繁。有关专家断定，依靠提高抽油杆强度的办法来解决本技术问题的希望非常渺茫。加上有杆抽油泵无法在深井中发挥作用，采油领域的有杆抽油泵面临着严重挑战。无杆采油泵，如电潜泵、喷射泵等均有自身固有的无法消除的缺陷，致使难以在斜井采油中发挥主导作用。

本来在井下实现换向的液力抽油泵是研制无杆抽油泵最佳技术路线，但80年代从美国引进的水力活塞泵设计方案存在严重不足，在泵内管路流阻就高达3.8-5.3 Mpa，相当于下泵深度2000-3000m时的液体管内往返流阻；另外换向阀和控制机构与动力缸同步运动，这种控制方式致命的缺陷是：既使动力缸的运动速度再低，换向阀的动密封再耐磨、耐蚀性能再强，较短的动密封面也很难达到连续工作几个月的工作寿命。对此当初该泵的设计者已有认识，但并未从根本上解决问题。为了适应泵的短寿方便打捞，专门设计了反循环装置，把泵从井下冲出来。最终方便了检修，却导致本来有限的空间变得更小了，最后只能靠提高驱动缸的运动速度到1.2-2.5m/s来获得所需排量。然而，换向阀的密封面始终处在快速运动时的磨损和液体冲蚀没有解决。其结果不言而喻，造成该泵节能优势未能充分体现，还在应用中受到以下种种限制：例如采用配制简单、投资小、直接用原油作动力液的开式回路时，规定了作为动力液的原油含水＜10％、含砂量＜0.01％、粘度＜300厘泊。如此严格的技术指标，使水力活塞泵几乎处于没有井可达到的困境；在采用闭式回路时为了实现对专门配制的高质量动力液的独立循环而不受外部影响，又必须增加几千米的耐高压同心管或平行管；同时用净水配制的动力液应加入定量的润滑剂和防腐剂，才能缓解摩擦付的磨损和腐蚀以延长使用寿命。

综上所述现有的水力活塞泵从八十年代引进几年之后，便基本退出市场就不足为怪了。

近两年国内外已有多个地面控制的无杆液压抽油泵专利申请，例如：公告号1231654。这种无杆液压抽油泵虽有其优点，但不足之处也显而易见：1、只能单井实施控制，管理不便；2、配置设备复杂，操作麻烦；3、采用液压油作动力液，运行费用高；4、液压元件在野外环境下工作可靠性难以保证；5、井下信号传递滞后，泵的无效行程加大等，因此这种无杆液压抽油泵的使用前景仍不乐观。

面对以上国内外采油设备的现状，急待研究一种可靠性能好、使用面宽、运行成本低，使用寿命长的井下控制液力抽油泵，在斜井、深井和稠油井采油中发挥主导作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种液力抽油泵，利用地面泵站输送的原油作动力，在井下实现驱动缸的自动换向和往复运动，带动排液缸运动把油抽上来，是斜井、深井和稠油井开采的理想设备。并且在工作状态下具有活塞运动速度低，换向阀阀芯在大部分时间处于非磨损状态，运转功率小，可靠性好、运行成本低，使用寿命长和节能优势大的特点。

本发明的技术方案是：液力抽油泵包括上接头(1)、泵壳(2)、换向阀(3)、控制机构(4)、驱动缸(5)、上端排出吸入凡尔总成(6)、排液缸(7)、空心活塞杆(8)、下端排出吸入凡尔总成(9)和下接头(10)。

上接头(1)下端与泵壳(2)螺纹连接并密封；上接头(1)中心孔与换向阀(3)的“P”口相通，上接头(1)下端面与换向阀(3)上端面之间有密封圈；