[发明专利]一种井下液动力抽油系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油开采机械，具体地涉及一种井下无杆液动力抽油系统。

背景技术

油田抽油分为有杆采油和无杆采油两种，有杆采油最常见的是抽油机，也是现在最普遍，利用率最高的抽油方式，但是现有设备的能量利用率只有35%左右；在一些地面条件不具备的情况下，会选用无杆采油方式，但是也存在能量利用率不高的情况。本发明主要涉及无杆采油领域，在此技术领域中，怎样提高能量的利用率是重点，换向系统是技术关键点，现有的换向系统设置在井下活塞泵内，还需配置井下封隔器使用，机械机构复杂，维修不方便，而且多属于“硬换向”，机械磨损大，相应的能量损耗也大，能量利用率低，因此需要提供一种更简单有效的柔性换向系统，以提高采油效果。中国发明专利200410074730.2公开了一种无杆液压抽油系统，其转向系统是通过换向阀实现的，换向阀的阀芯与凸轮式间歇往复运动装置连接，控制换向阀转向。这种换向方式存在的问题是：仍属于硬换向范畴，无法克服机械之间的损耗问题，能量利用率不高；另外，对于该专利提到的井液与乏动力液混合输送到地面，油水不易分离的问题，在实践中，并不是一件难题，而且耗资较小，因为并不需要做到油水的完全分离，只要分离到可以继续使用即可。该发明还存在的一个问题是，没有考虑较长的管道处于压力状态下的形变损失带来的能量损耗，从而引起的整体的能量利用率不高。

发明内容

本发明的目的是克服现有无杆液压抽油系统中复杂的机械换向系统存在的问题，提供一种依靠指令，可以实现更精确控制，能量损耗小，动力增强，同时结构简单，维修方便的井下液动力抽油系统，首次在此领域中引入指令和转向的思路。

本发明的技术方案是：一种井下液动力抽油系统，包括设置在油管内的动力系统、指令系统和转向系统，动力系统连接抽油泵，油管内有动力液通道、乏动力液与井液混合通道，所述动力系统、指令系统和转向系统均为缸体内设活塞的结构；

所述指令系统为一圆柱形缸体，称为指令缸体，内部设有可上下滑动的活塞，称为指令活塞，指令活塞长度小于指令缸体长度，指令缸体两端开放，指令活塞两端各设置有一个横截面积小于指令缸体横截面积的凸块，凸块上各设置有一个挂块，指令活塞中部设置有一个凹块，指令缸体上设置有三个孔，自上而下记为第一孔、第二孔、第三孔，第二孔与动力液通道相连；

所述转向系统为一个圆柱形缸体，称为转向缸体，内部设有活塞，称为转向活塞，转向活塞长度小于转向缸体长度，转向活塞上设置有两个凹块，转向缸体侧面设置有五个孔，从上到下记为第四孔、第五孔、第六孔、第七孔、第八孔，转向缸体顶端和底端封闭，并分别开有孔，记为第九孔、第十孔，第九孔与指令缸体最上端的第一孔相连，第十孔与指令缸体最下端的第三孔相连，动力液通道分别连接转向缸体上最上端的第四孔和最下端的第八孔；

所述动力系统上设置有动力液输入孔和乏动力液输出孔，分别与转向缸体倒数第二个孔即第七孔、从上数第二个孔即第五孔相连，转向缸体上的第六孔为空置的孔。

动力系统上设置有拉杆，拉杆顶端设置有挂钩，挂钩处于指令活塞上的两个凸块之间，在动力系统的泵筒或者活塞杆移动的时候，挂钩会与指令系统的挂块接触，向下或者上顶，带动指令活塞上下移动，指令活塞上凹块与指令缸体上孔的对应位置发生改变，动力液的走向也相应发生改变，产生指令。

在此思路下，因为考虑到转向系统的设计比较长，在实际应用中加工成本较高，因此将转向系统的一个长缸体拆解为两个并联的缸体，以减少转向缸体的长度，相应的，所述转向结构为两个圆柱形缸体，记为第一转向缸体，第二转向缸体，所述两个转向缸体内均设置有可上下滑动的活塞，对应记为第一转向活塞和第二转向活塞，所述第一转向活塞长度小于第一转向缸体长度，在所述第一转向活塞中部设置有一个凹块，在第一转向缸体上由上至下设置有三个孔，记为第十一孔，第十二孔，第十三孔；在第二转向缸体和第二转向活塞上为同样的设置，其上的孔记为第十四孔，第十五孔，第十六孔。在第一转向缸体顶端设有第十七孔，底端设置有第十八孔；在第二转向缸体顶端设置有第十九孔，底端设置有第二十孔；第十七孔与第十九孔与指令缸体最上端的第一孔相连，第十八孔和第二十孔与指令缸体最下端的第三孔相连，动力液通道分别连接第一转向缸体最上端的第十一孔和第二转向缸体最下端的第十六孔；第一转向缸体上的第十三孔和第二转向缸体上的第十四孔为空置孔，主要是用于排出乏动力液。