[发明专利]用于从倾斜井筒中抽出流体的液压驱动双作用正排量泵系统

摘要

提供一种潜水液压驱动多级双作用正排量泵系统。该系统装有一个液压驱动的往复式线性双作用电机，其中，所述电机集中配置在电机两侧的双作用流体泵之间并与之相连，每个泵和电机的活塞均在装置圆柱形主体内壁和同中心配置在主体内的圆柱形产液管道外壁之间的环形空间内，以将井筒流体从装置外部泵送通过泵并进入中央产液管道。可通过地面上的VFD电机和PLC控制器控制流过致动器的液压流体流动速率和方向，且可通过安装到井下组件上的至少一个机电阀门和两个限位开关控制液压流体流动速率和方向。

主权项

1.一种用于将产出流体从井筒提升到地面的潜水系统，包括：a.一个井下装置b.一个连接地面设备和井下装置的管道，用于将增压液压流体从电动液压泵传输到井下装置c.一个连接井下装置和相同地面设备的第二管道，用于将排出的液压流体从井下装置传输到地面设备d.一个生产管道，用于将井下装置泵送的产出流体从井筒传输到第二组用于收集产出流体的地面设备，其中，所述生产管道操作连接在井下装置上的连接器和地面收集设备之间e.井下装置包括：i.一个第一泵段，装有汽缸和所包括的活塞，且包括阀门和流体通道，形成双作用泵ii.一个线性往复液压致动器段，装有汽缸和所包括的活塞，且包括阀门和流体通道，形成双作用线性液压电机，和iii.一个第二泵段，装有汽缸和所包括的活塞，且包括阀门和流体通道，形成双作用泵每个泵的活塞和致动器连接在一起，使它们在相应的汽缸内以相同的方向和速度运动；iv.每个活塞的配合汽缸形成在装置外部主体圆柱形部分内壁和第二圆柱形主体外表面之间的环形空间内，其中，所述第二圆柱形主体外表面同心布置在外部主体的所述圆柱形部分的中心内部，所述第二圆柱形主体装有一个内部产流管道，v.每个活塞均为带有中心开口的圆盘，其中，所述活塞可滑动密封到环形配合汽缸的每个圆柱形表面上vi.每个配合汽缸在每个区段的两端受壁的限制，其中，相邻汽缸可共用共同的壁vii.每个活塞之间的连接也可通过壁上的开口在装置主体内纵向以线性方式往复滑动，同时动态密封在包括以此方式连接的两个活塞的两个区段之间的壁上viii.每个泵段的汽缸在管道中有两组单向阀，管道中的阀成对，每组装有多对相反的单向阀，一组在由该段汽缸表面、外壁和所包括的活塞一侧所限制的腔室内，另一组在所包括的活塞另一侧的泵段汽缸中的第二腔室中，并由另一端壁限定，每个阀门对包括：一个单向阀，在活塞移动以扩大腔室体积时，允许井筒流体从装置外部进入腔室，在活塞向另一方向移动以收缩腔室体积时，阻止井筒流体流出；和另一相反的单向阀，在活塞移动以扩大腔室体积时，阻止流体从产液管道流入腔室，在活塞向另一方向移动以收缩腔室体积时，允许流体从腔室流出，流入产液管道，因此形成了双作用泵一个泵段，其中，所述泵段装有一个环形汽缸和一个活塞，形成独立的装有许多API标准VI1阀门的双作用泵，每个泵机组装有一个液压致动器汽缸，以同时驱动四个独立双作用泵的两个泵段，与直径类似的传统往复式API单作用杆式泵相比，泵送约为五倍的井筒流体，或与许多常规API标准杆式泵相比，泵送相同体积的井筒流体。ix.致动器汽缸与两个管道相连，每个管道在其活塞的每一侧上，每个管道也与机电开关阀连通，该开关阀也与每个动力和排气液压流体管道连通x.在地面的电机控制器电连接到开关阀xi.至少一个传感器用于向电机控制器提供信号，该信号指示在三种备选方案之间将液压流体的流动切换到并通过致动器的适当时间的条件：1.直接通道，驱动致动器活塞，以在一个方向上移动，2.交叉通道，驱动致动器活塞，以在另一个方向上移动，或3.旁路或空转位置，使液压流体绕过致动器，并使致动器腔室变为密封状态，从而制动并保持致动器活塞在适当的位置