[发明专利]一种用于电动潜油往复泵采油系统的密封装置

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气工业井下作业工具技术领域，具体涉及一种用于电动潜油往复泵采油系统的密封装置，是针对油田电动潜油往复泵采油系统而设计的密封装置，适用于采用潜油直线电机连接往复泵举升原油的采油井。

背景技术

电动潜油往复泵采油系统是将潜油直线电机置于井下，通过磁激励将电能转变为直线往复运动机械能，不需要任何中间转换机构的传动装置，从而直接驱动抽油泵实现往复运动，举升抽油。

比如中国专利CN103557145A，公开了电动潜油往复泵，包括直线电机、抽油泵和地面控制柜三部分，直线电机为电力拖动装置，直线电机动子通过光杆与管式泵推杆相连，直线电机下方设有扶正器；抽油泵包括外筒、内筒及柱塞，抽油泵内部自下而上依次为连接接箍、推杆、进液筛管、柱塞、游动凡尔球、游动弹簧、固定凡尔球、固定弹簧、吊卡位及接连接箍。所述的直线电机动子由永磁体、磁堆、中心杆组成；永磁体采用抗腐合金材料密封；磁堆和中心杆为不锈钢材料；直线电机定子由绕组铁芯、内筒和外壳组成；定子、动子之间没有轴承；动子铁环外表面与定子支撑导套构成摩擦副；直线电机引出电缆采用不锈钢管做保护，不锈钢管外壁与定子总成在出线口处焊接相连；引出电缆在接线筒内与小扁电缆对接。所述的在进液筛管套在推杆上，进液筛管上端安装有多刀刃刮砂器，与推杆紧密配合。所述的柱塞 外侧套有套管。所述的固定凡尔球上端加装了弹簧复位导向阀。所述的内筒和外筒之间的环状空间为沉砂筒。所述的固定凡尔球位于泵腔上端，柱塞行程至上止点时，柱塞与固定球座之间的距离小于10mm，进液筛管 11 下端安装有刮砂杯。

井液至下而上（垂直井）经过直线电机外壁流向抽油泵，电机通过井液散热，同时对井液起到加温作用，增强了井液的流动性。电机定子交变的行波磁场，对井液有稀释作用。电机定子上行时，井液在1秒时间内通过平衡腔进液孔被吸入电机平衡腔；电机定子下行时，平衡腔内的井液在1秒时间内被动子挤压排除。周而复始，不断对油层产生局部冲击，亦可增加油液的流动性，有效的解决的解堵问题，适应于直井、斜井、水平井的开采。

又如中国专利CN202900189U，公开了一种电潜泵工艺管柱，该电潜泵工艺管柱包括管柱总成与装入管柱总成中的电潜泵总成，所述管柱总成包括套入套管内部的油管，油管的前端设置有不压井开关，所述电潜泵总成包括电潜泵及安装于泵前端部的不压井开关操作杆，所述电潜泵安装于油管内部，所述不压井开关操作杆位于不压井开关上方。所述油管和不压井开关之间还设置有泵连接座，所述电潜泵上安装有锁爪并同锁爪卡合在泵连接座上；所述锁爪与电潜泵之间设置有密封圈；所述电潜泵前端连接不压井开关操作杆的位置还开设有吸入口；所述电潜泵后端连接入电缆，该电缆被密封罩于连续管内；所述油管分为相互连接的两段直径不同的油管，在直径大的油管内安装电潜泵，在直径小的油管外壁与套管之间安装封隔器和排气阀；所述套管为 7in 套管，油管分别为 4in 油管和 5in 油管。 

油管柱采用上细下粗的两级油管组合，上部油管外安装有无套压封隔器，下部油管底部安装有插入式电潜泵的连接座和单向开启的不压井开关，这一整套管柱及工具组合作为驻井管柱长期安装于井下。吸入口下置式的插入式电潜泵由连续管输送下井，插入泵连接座内锁定、密封，同时不压井开关操作杆开启不压井开关，打通油管通道，地层产液经由电潜泵举升沿连续管和油管之间环空产出地面。当电潜泵起出时，不压井开关自动关闭，隔断油管通道。使用简单井下工具实现电潜泵井检泵不压井作业，简化作业流程，缩短作业时间，省去作业平台，节省作业费用；检泵时无需压井，降低储层伤害，保护储层产能。 

从上述两项专利可以看出，与抽油机有杆泵采油系统相比，电动潜油往复泵采油系统由于不需要抽油杆，消除了冲程损失，提高了抽油泵泵效和系统运行效率、降低能耗，也从根本上解决了定向井普遍存在的杆管偏磨问题。

然而经过国内外调研发现，目前电机存在的动密封失效问题已成为制约该系统推广应用的一大障碍。一旦动密封失效，带有杂质的井液便会进入电机内部造成动子磁钢腐蚀，定子内孔磨损，甚至烧毁电机，严重影响了该采油系统的使用寿命。因此，需要对该系统的动密封装置进行重新设计以满足油井的生产需要。

发明内容

本发明的目的是克服目前电机存在动密封失效，在密封失效后，带有杂质的井液便会进入电机内部造成动子磁钢腐蚀，定子内孔磨损，甚至烧毁电机，严重影响了该采油系统的使用寿命的问题。