[发明专利]一种不动管柱起下直线电机驱动潜油电泵及方法

权利要求书

1.一种不动管柱起下直线电机驱动往复式潜油电泵，其特征在于包括井下工作部分、投放机构和提捞机构组成。

投放机构由投放工作筒、剪钉和压帽组成，投放工作筒和压帽通过剪钉连接，投放工作筒上接抽油杆，提捞机构由上接头、捞筒、压块、压簧和卡瓦组成，上接头上部与抽油杆相连，下端连接捞筒，在捞筒内部压块、压簧和卡瓦依次相接。

井下工作部分为直线电机和直线电机动子，直线电机下部连接直线电机扶正器，直线电机扶正器将直线电机锚定在套管中，直线电机上端与筛管连接，筛管上接外工作筒，外工作筒上端与油管相连，动力电缆连接直线电机和地面的电控柜。

直线电机动子通过卡簧与柱塞连接，柱塞内连接游动阀球和游动阀座；泵筒的上端连接固定阀座和固定阀压紧接头，固定阀座和固定阀压紧接头的内部装有固定阀球，固定阀压紧接头的另一端连接中心筒，中心筒连接垫圈、密封圈、隔环、压紧环、卡簧和挡环，外工作筒连接筛管，外工作筒的另一端连接油管，中心筒的上部与压帽相连，在内部打捞头、弹簧、卡块、凸轮和销子依次连接，压帽的中孔连接打捞头和弹簧。

2.一种不动管柱起下直线电机驱动潜油电泵的方法，其特征在于：施工时用抽油杆连接投放工作筒（a）上端的抽油杆扣，将包括抽油泵在内的全部装置从油管内部下入，在完成锚定后，利用直线电机的超行程将电机动子与抽油泵柱塞对接，判断防上顶装置、密封装置全部正常工作后，上提抽油杆将剪钉（b）剪断，提出抽油杆和投放工作筒(a)，完成投放工作。

提捞装置和打捞头(4)对接时，打捞头(4)推动卡瓦(g)，使得压簧(f)压缩，卡瓦(g)最下端台阶上移至捞筒(d)内径较大处，卡瓦(g)最下端台阶内径变大，打捞头(4)进入卡瓦(g)内部后压簧(f)推动卡瓦(g)下移，卡瓦(g)将打捞头(4)锁住，打捞头(4)与提捞装置成功对接；此时，上提抽油杆使防顶装置失去作用并解除抽油泵锚定、抽油泵柱塞（21）和直线电机动子（28）脱开后可提出井下防顶和密封锚定机构、往复式潜油泵。

通过井下脱、接机构完成在抽油泵工作时进行对接，检泵时脱开，直线电机动子的工作行程为1.23m，最大行程可达到1.3m，超行程长度为0.07m；可利用直线电机动子的超行程实现柱塞(21)和直线电机动子(28)的对接，即对接时利用电机动子向上运动的0.07m超行程，卡簧(25)预置在直线电机动子(28)的缩颈处，电机利用超行程将动子上端对入抽油泵柱塞(21)下端，卡簧(25)因为空间受限而变力，外径变小，直线电机动子(28)携带卡簧(25)进入柱塞(21)下端内部后张开，最终完成对接。

在进行下泵作业时，当凸轮(9)与油管(2)内壁接触时，凸轮(9)在力的作用下绕销子(10)旋转向内收缩，凸轮(9)上顶卡块(8)，卡块(8)迫使弹簧压缩，此时防顶凸轮、密封锚定部分可沿外工作筒(11)的中部孔道顺利下行；当防顶凸轮、密封锚定部分继续下行时，由于孔道直径变大，此时在弹簧的弹力作用下，凸轮(9)绕销子(10)旋转，凸轮(9)位置固定；与此同时，在下行过程中由于下部卡簧(16)自然状态下的外径大于外工作筒内部最小直径处的通径，卡簧(16)在外力作用下向内收缩，在上部压力的作用下下行，当下行至直径较大通径处时，卡簧(16)在自身弹力作用下恢复形状，完成抽油泵的锚定，起到限制抽油泵筒在抽油过程中的轴向运动的作用，密封圈(13)起到密封作用，防止泵上液体流向泵下，当抽油泵有上顶趋势的时候，该机构可起到限位作用，避免其脱出外工作筒，保证抽油泵正常工作。

3.根据权利要求2所述的一种不动管柱起下直线电机驱动潜油电泵的方法，其特征在于：

投放工艺步骤：

1)、在地面将卡簧(25)预置在直线电机动子(28)的所示的缩颈处，为直线电机动子与抽油泵对接做准备；

2)、将防顶凸轮、密封锚定部分和直线电机驱动往复式潜油电泵通过螺纹进行连接；保证抽油泵的提捞、防上顶、密封锚定功能在井下的实施；

3)、将投放工作筒(a)和压帽(5)通过剪钉(b)进行固定，保证投放装置与抽油泵及其相关辅助装置的有效连接，准备进行投放工作；

4)、依次将直线电机扶正器(29)、直线电机(27)、筛管(26)、外工作筒(11)和油管(2)下入井内，动力电缆(3)随油管一同下入；

5)、将投放工作筒(a)上部与抽油杆通过螺纹连接后下入井内，完成密封、锚定，通过该工艺步骤完成抽油泵及附属装置的下入工作；

6)、上提抽油杆将剪钉剪断，提出抽油杆和投放工作筒(a)，完成抽油泵投放工艺步骤；

7)、启动电机，完成柱塞(21)和直线电机动子(28)的对接即可进入生产；

提捞工艺步骤：

1)、启动电机，将直线电机动子(28)脱出柱塞(21)，也可以上提抽油杆完成二者脱开；

2)、利用抽油杆将提捞机构下入井内，完成提捞机构和打捞头(4)的对接；

3)、上提抽油杆，使防顶部分失去作用、卡簧(16)向内收缩解除锚定后即可提出抽油泵，完成提捞工艺。