[发明专利]一种井下液力自动换向无杆防砂卡抽油泵

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防砂卡抽油泵。

背景技术

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，油井产出液含水量上升，出砂增多，油井液面下降，使采油难度逐年增加。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，加之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的考验。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，但是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3.8-5.3MPa，相当于下泵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：即使动力缸的运动速度再低，换向阀动密封的耐磨、耐腐蚀性能再强，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，最终方便了检泵，却导致本来有限的空间变得更小，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始终没有解决。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时回路时，规定了作为动力液的原油含水＜10％，含砂＜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，才能缓解摩擦时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后，便基本退出市场就不足为奇了。

近几年，国内已有多个地面控制的无杆液压抽油泵专利申请，这些无杆液压抽油泵虽具有优点，但也有其不足之处。面对以上国内外采油设备的现状，急待研究一种结构简单、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、深井和水平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井下液力自动转向防砂卡抽油泵，利用液压泵输送的液压油作动力，在井下实现换向阀的自动换向和往复运动，带动活塞运动把油举升到地面。本设备具有结构简单，使用寿命长，可操控性强，维护成本低，磨损率低，可靠性高，运行功率小以及防砂卡等优点。

本发明的技术方案是：

液力防砂卡抽油泵，包括采出液出口1、出口单向阀2、乏动力液管路(b)3、动力液管路(b)4、动力液管路(c)5、动力液管路(d)6、采出液管路7、采出液入口8、动力液进口9、乏动力液出口10、换向阀11、换向阀芯12、乏动力液管路(a)13、顶部换向针14、动力液管路(a)15、活塞筒16、活塞17、底部换向针18、入口单向阀19、泵筒20。

采出液出口1与出口单向阀2连接，出口单向阀2与泵筒20连接并密封；采出液入口8与入口单向阀19连接，入口单向阀19与泵筒20连接并密封。

动力液入口9与换向阀11的C口24相连，动力液入口9经动力液管路(b)4与顶部换向针14连接；乏动力液出口10与换向阀11的B口22相连，乏动力液出口10经乏动力液管路(a)13与底部换向针18连接。