[发明专利]石油甚深井无杆泵

说明书

本发明创造涉及一种石油采油装置。

超过三千公尺以上深层原油的开采，常用的机械采油泵，如射流泵、电动潜油离心泵等已不能胜任。由于深层原油的采油井很深，井下静压高，原油的粘度比较稠，给开采带来不少技术难题。虽然游梁抽油机、水力活塞泵、电动潜油螺杆泵等经改革，尚有潜力可挖，但随之而来的各类问题也愈加难以克服，或即使克服了这些难题其成本也很高，不经济。因此，必须研制出新的甚深井采油装置。

本发明创造的目的在于试制出一种功能较高，成本较低，使用方便，安全可靠的石油甚深井无杆泵。

本发明创造采用的技术方案是电压脉冲（也称电力爆炸）法，使电极在介质中进行高压放电，产生等离子区获得高温高压，推动活塞泵油。

本发明创造采取的具体的技术措施如下：

石油甚深井无杆泵的结构和工作原理请参阅本申请的附图1和附图2。

本发明创造的电能是由三相动力电源1供电，经可调式升压变压器2升压，由高压整流器3整流成脉冲电流，再经A点通过高压电缆16将负高压通入井底电容器15充电。恒流控制器4对充电电流进行检测和控制。只须对可调式升压变压器的输出电压进行控制，即可使A点输电电流控制在恒定状态。

当电容器15充电电压达到上、下电极13之间导电介质的击穿电压时，电容器会在上、下电极之间瞬间放电，形成电力爆炸。电力爆炸使放电腔12内的温度和压力升高，推动与上活动电极在一起的活塞杆，克服弹簧8的应力向上运动，使上、下两个电极间的距离拉大，以提高放电效率，同时也为下一次放电作好准备，上活动电极与活塞杆可运动上升到极限端为止。两个电极之间停止放电后，电容器15即刻开始重新充电，由于放电腔内冷却而使压力迅速下降，上活动电极与活塞杆在弹簧8的作用下下降，直到再次达到介质的击穿电压时，又会在上、下电极之间再次瞬间放电。这样不断的瞬间放电，不断地推动活动电极与活塞杆上下运动。

图1和图2分别介绍了两种泵油方法。

图1是将原油作为导电介质，放电腔12中部有吸油阀门11，当电力爆炸使放电腔12内的温度和压力升高时，吸油阀门关闭，放电腔内的部分原油通过单向阀门9进入平式油管6。当两个电极之间停止放电，放电腔内温度冷却、压力下降，导致单向阀门9关闭，吸油阀门11开启，油井套管5内的原油进入到放电腔内。同时，上活动电极与活塞杆下降，电容器15继续充电，直到下次放电。这样，周而复始的运动，不断地将原油泵出地面。

图2的放电腔是完全封闭式的，内装一次性导电介质28。

为了充分利用放电腔产生的高温高压，本发明创造公开了一种流量放大式活塞推油泵，由图2中的单向阀18，阀座19，进油阀20，复位弹簧21，活塞23，高压密封组件25，套管26和活塞杆27所构成。

当上、下两个电极瞬间放电产生高温高压，推动活塞杆和活塞克服复位弹簧21的应力向上运动时，进油阀20关闭，原油22经过阀座19的管孔将单向阀冲开，原油进入到平式油管6内。当两个电极之间停止放电，放电腔内高温高压消失，电容器15重新充电至再次放电为止，活塞与活塞杆在复位弹簧的作用下下降，单向阀关闭，进油阀开启，原油22进入到活塞腔内。如此周而复始，循环不息地将原油泵出地面。

通油孔24在活塞上升时进油，活塞下降时出油，起到减少活塞运动阻尼和润滑与平式油管的作用。

本发明创造的优点在于：1，力量很大，完全可以将三千公尺以上深井油田的原油推出地面，是目前使用的任何采油设备所难以匹敌的最新采油设备;2，用途广泛，既能采深井原油，浅层原油更不存在问题，还可适当将力量调小，以节省电力，也可用于盐井较稠的盐卤水的开采;3，不仅可代替现有任何采油设备，而且除了输油管外，不再有其它井面采油设备，可以大大减少采油成本;4，由于功能大，成本低，若与其它工艺结合，对油田老井存留原油的开采具有极大的现实意义;5、由于有严格而科学的制造工艺和使用方法作保证，本发明创造不仅使用方便，而且安全可靠。

附图说明：

图1是无杆抽油泵泵油原理示意图，图2是无杆活塞推油油泵泵油原理示意图。其中，1，三相动力电源;2，可调式升压变压器;3，高压整流器;4，恒流控制器;5，油井套管;6，平式油管;7，活动电极油缸;8和21，弹簧;9和18，单向阀门;10和27活塞杆;11和20，吸油阀门;12，放电腔;13，电极（上为活动电极）;14，高压隔离室;15，电力电容器;16，高压电缆，17，电容器用油;19，阀座;22原油;23，活塞;24，通油孔;25，高压密封组件;26，活塞导套;28，导电介质;29，绝缘层;A为高压输出。