[发明专利]三维曲井的防磨减载抽油装置及其使用方法

说明书

本发明公开三维曲井的防磨减载抽油装置及其使用方法，包括：泵筒、环形阀、游动阀、导向装置、抽油杆和万向接头以及其使用方法。所述的泵筒与油管连接为一体，泵体上部设有导向装置便于井下装配；所述的抽油杆由万向接头分段连接，降低抽油杆在斜井内弯曲处所受循环应力导致的损伤；泵体内部环形阀安装于游动阀上端，从而最大限度降低下冲程时抽油杆所受压应力，降低了抽油杆屈曲程度减少对井壁磨损，延长了泵检周期，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于采油工程技术领域，具体涉及三维曲井的防磨减载抽油装置及其使用方法。

背景技术

目前我国在油井生产开采过程中所使用的机械采油设备多为有杆泵。在定向井、斜直井、水平井以及井眼轨迹弯曲的三维曲井中，由于其井眼轨迹的弯曲会对抽油杆造成位移激励，产生侧向力。传统有杆泵在以上特殊油井的采油过程中，会出现杆柱弯曲现象并与抽油管接触发生偏磨，产生极大的摩擦力。而油田进入中后期后动液面下降，也导致悬点静载荷增加。上述情况严重影响了零件使用寿命、缩短了检泵周期，导致采油效率下降、成本上升。

现有技术中，对于三维曲井杆管偏磨和悬点载荷过大问题，目前普遍做法是采取在抽油杆上加装扶正器、增加抽油杆配重、加装液力反馈装置的做法降低偏磨影响，采取抽油杆降载技术、抽油管降载技术、抽油泵降载技术或配套工具降载技术降低悬点载荷。其中，在抽油杆内加装扶正器的解决方案，通过扶正器将抽油杆与油管隔开，但由于加装节点过多使得抽油杆运行阻力增加，悬点载荷增大，增大能耗，杆柱受力关系恶化，有时反而增大了杆柱断裂几率。专利ZL201220448003.8在泵筒下面安装活塞，活塞下面固定加重管。欧洲专利EP2304170B1和国内的专利ZL200420053992.6、ZL200620085231.8都是通过增加抽油杆配重，通过增加抽油杆底端重量抵消部分受力，以克服下行阻力带来的杆柱弯曲和偏磨，但由于载荷限制可加装配重重量有限而效果并不理想，而且该发明更适用于直井中，对于三维曲井效果不佳，而且下部增加悬重相当于增加了抽油机悬点载荷，会降低系统效率。专利ZL200920031495.9，ZL201120114471.7，ZL201621032696.7都是通过加装液力反馈装置的解决方案，通过设置下受压截面抵消液柱对抽油杆产生的轴向压力，但是液压反馈式泵的阀座结构复杂，容易失效，应用效果并不理想。杆管转动装置设置在井口光杆上，抽油杆周向旋转可以使得杆柱磨损均匀、延长抽油杆使用寿命，该技术没有真正解决杆柱偏磨问题。

对于三维曲井井况更加复杂，比如轨迹弯曲的垂直井、定向井、水平井、丛式井等，其抽油杆处于三维弯曲状态，与管壁接触点更多，偏磨也更严重，目前来说，以上技术无法做到降低载荷和削弱偏磨的功效。综上所述，现有技术工艺未能经济有效地解决有三维曲井工况下，有杆泵抽油杆偏磨以及悬点载荷过高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于三维曲井的减磨降载抽油装置抽油装置及其使用方法，能够有效克服抽油杆下行阻力，减少抽油杆受迫弯曲变形，降低抽油杆偏磨，降低悬点载荷，延长杆管泵的使用寿命，提高检泵周期，以及提高有杆泵采油的经济性和安全性。

本发明由连接杆(1)、上连接筒(2)、环形阀塞(3)、环形阀外筒(4)、泵筒(5)、游动阀总成(6)、柱塞(7)、紧固螺母(8)、导向杆(9)、泵筒下接头(10)、导向装置(11)、配重(12)，万向接头(13)、抽油杆(14)组成；其中连接杆(1)随泵筒下入井内，连接杆上端与抽油杆螺纹连接，上连接筒(2)和油管连接，泵筒(5)上接有环形阀外筒(4)，环形阀塞(3)与环形阀外筒(4)的阀座斜面配合，游动阀总成(6)上部固定在连接杆(1)下端，柱塞(7)与游动阀总成(6)下端连接，抽油生产时在泵筒内轴向往复运动，泵筒(5)下端通过泵筒下接头(10)连接导向装置(11)，导向杆(9)与导向装置(11)配合，导向杆(9)下端连接配重(12)，不需要时不添加，重量按实际工况确定，井眼弯曲处相邻抽油杆(14)之间由万向接头(13)连接，其他位置按常规方式链接，抽油杆与连接杆连接处由紧固螺母(8)锁紧。

本发明有益效果