[其他]管式深井泵吸入能量补偿装置

说明书

本实用新型是用于增加井下石油开采产量，安装在管式深井泵吸入口的增压补偿装置。

原油由产层进入井底要消耗油层能量，由井底上升到动液面也要消耗油层能量，理论分析证明，后者的耗能可以是前者耗能的十几倍。所以，降低产层的能量消耗，这对提高油井产量和油层的最终采收率很有意义。

现有技术中的各种类型管式深井泵，都是依靠动液面的压头将产油层流入井内的液体（原油＋地层水）吸入泵筒而被抽到地面上来的。能量转换的形式是：动液面的液体对泵吸入压力作功，而产油层液体进入井筒时对动液面作功。也就是管式深井泵的吸入压力消耗了产油层的能量，从而使得油井产量和油层的最终采收率受到影响。

本实用新型的目的是提供一种管式深井泵吸入能量补偿装置，它能有效地减少以致消除产油层对泵吸入压力的能量消耗，从而可提高油井产量和油层的最终采收率。

本实用新型是这样实现的：泵的吸入口压力由储能器所推动的增压活塞提供（增压为0.5－2MPa），而储能器则由管式深井泵的抽油杆多增加的冲程（冲程损失）来储备能量，多增加的冲程是由地面的电动机多消耗电能而得到平衡。此时能量转换的形式是：储能器放出能量推动增压补偿活塞使原油进入泵的吸入口而作功，每次抽吸增加的抽油杆冲程使储能器再次补充能量。也就是泵吸入口的压力，再不消耗产油层的能量，而由地面动力给出。产油层节省下来的这一部分地层能量将可以用来多产原油。

本实用新型与现有管式深井泵的吸入过程相比，具有以下优点：

1.泵的整个吸入过程是在内部压力下（由储能弹簧提供）进行的，储能器由多增加的冲程所提供，即由地面动力供给的，而未利用动液面。

2.由于进入泵筒的原油始终具有一定的灌注压力，因而不会造成负压，产生油气分离而影响泵效。

3.由于泵的吸入不依赖动液面的高差，因而管式深井泵即是下在动液面附近也能正常工作，这对于出砂严重的油井是重要措施之一。

4.本装置装于井下管式泵后，仍可进行反循环，地面设备和井内管柱不必有任何变动。

下面将结合附图作进一步的详细描述。

图1是管式深井泵吸入能量补偿装置结构示意图。1.管式深井泵，2.管式泵活塞，3.排出凡尔，5.游动活塞，6.游动凡尔，7.进油凡尔，9.增压补偿活塞，10.高压氮气，11.弹簧，13.外壳，14.密封件。

本装置通过外壳13上的管螺纹，安装在原管式深井泵固定凡尔的位置上，并代替原泵的固定凡尔。基本工作原理是：当管式泵活塞2下冲程时，游动凡尔6关闭，压缩空间4内的液体，使游动活塞5下行，通过增压补偿活塞9，压缩氮气10和弹簧11；同时，由于增压补偿活塞5下行的压力，顶开进油凡尔7，原油由空间12进入空间8，当增压补偿活塞9到达下死点时，游动活塞5不再下行，于是空间4的液体进一步增压，顶开排出凡尔3，管式泵活塞2开始进油，直到完成下冲程。

上冲程开始后，排出凡尔3关闭，泵筒内空间4压力降至零，增压补偿活塞9在高压氮气10和弹簧11的作用下开始上行，压缩空间8的液体顶开游动凡尔6给泵筒空间4进行灌注，直到上冲程结束。

当管式泵活塞2进入下冲程时，增压补偿活塞9的进油方式与现有管式泵进油方式有本质上的区别。对于整个系统来说，前者是向下挤压进油，只是空间位置进行交换，而不是空间的扩大，即进油过程液柱并未下降，因而不存在动液面在进油时进行作功的问题。现假定将本装置下入油层中部，当管式泵活塞2处于上冲程时，增压补偿活塞9向上行，留出的空间直接由产层流入井筒内原油补充，而不必上升到动液面。故节约了地层能量，或将多产原油和提高油层的最终采收率。