專利名稱：一種電磁采油裝置及其在石油開采中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于電磁感應(yīng)原理的可控式采油裝置及其在石油開采中的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于提供一種電磁采油裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，制造及維護成本低，使用范圍廣，采油效率高，不污染地層和地面環(huán)境，并可根據(jù)油層生產(chǎn)能力，可控式地調(diào)節(jié)采油實際產(chǎn)量。
本發(fā)明的另一目的在于提供該電磁采油裝置在石油開采中的應(yīng)用，該法可簡化現(xiàn)有采油工藝，實現(xiàn)非機械式采油，并且施工簡單，適應(yīng)性強，降低采油能耗且不污染地層，有利于環(huán)保。
本發(fā)明是基于電磁感應(yīng)(楞次定律)原理已廣泛應(yīng)用于軍事及工業(yè)領(lǐng)域，如電磁炮(發(fā)射炮彈及衛(wèi)星)、石油鉆井風(fēng)冷型電磁渦流剎車等。其技術(shù)核心是利用電磁感應(yīng)定律(楞次定律閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是使得它所激發(fā)的磁場來阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化)，即利用閉合回路中感應(yīng)電流所引起相應(yīng)的機械效應(yīng)，實現(xiàn)非機械式采油，它也是能量守恒和轉(zhuǎn)化(電磁能轉(zhuǎn)化為機械能)定律的必然結(jié)果(趙凱華等著，《電磁學(xué)》上冊，人民教育出版社，1978年4月，第一版；黃瑩等編，《電磁學(xué)原理在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用》，兵器工業(yè)出版社，1998年10月，第一版)。
本發(fā)明采取以下技術(shù)方案。
一種電磁采油裝置，由外護筒、內(nèi)襯套筒、位于外護筒和內(nèi)襯套筒之間的固定加速線圈組成，所述內(nèi)襯套筒中有沿著內(nèi)襯套筒上下滑行的滑動線圈，設(shè)有油流動通道的游動閥位于滑動線圈中并與滑動線圈連為一體，其上有一位置不固定的非磁性閥球，設(shè)有油流動通道的固定閥位于所述內(nèi)襯套筒下部，其上也有一位置不固定的非磁性閥球。
作為該裝置在石油開采中的應(yīng)用，可將該電磁采油裝置上部通過連接器與油管柱相連，該連接器為一可承重裝置，既將電磁采油裝置與油管柱相連，又可允許電纜通過，使電磁采油裝置通過電纜與地面的供電電源和自動控制單元相連。然后將其下放至儲層適當(dāng)位置，地面供電電源和自動控制單元則通過傳輸電纜為其提供工作電力和控制信號，當(dāng)工作電力在控制信號的控制下分別逐級進入電磁采油裝置內(nèi)的固定加速線圈后，在滑動線圈內(nèi)部將產(chǎn)生感應(yīng)電流，控制固定加速線圈的通電方向和時間，就可以控制滑動線圈沿內(nèi)襯套筒的上下滑行運動和速度，從而實現(xiàn)可控式采油。
其工作原理是這樣的當(dāng)滑動線圈沿內(nèi)襯套筒上行時，與滑動線圈連為一體的游動閥受油管內(nèi)液柱的壓力自動關(guān)閉，隨著滑動線圈上行，油管上部的一部分液體排出地面；與此同時，滑動線圈下部的內(nèi)襯套筒空間內(nèi)壓力降低，井內(nèi)液體在壓差作用下，頂開固定閥的非磁性閥球進入內(nèi)襯套筒，電磁采油裝置開始吸入液體過程，直至滑動線圈的上止點?；瑒泳€圈沿內(nèi)襯套筒下行時，內(nèi)襯套筒內(nèi)液體受壓縮壓力升高，達到與電磁采油裝置外環(huán)空液柱壓力相等后，固定閥的非磁性閥球靠自重下落，使固定閥關(guān)閉；滑動線圈繼續(xù)下行，內(nèi)襯套筒內(nèi)壓力進一步升高，當(dāng)超過油管內(nèi)液柱壓力時，內(nèi)襯套筒內(nèi)液體即頂開游動閥的非磁性閥球進入內(nèi)襯套筒，電磁采油裝置開始排出液體過程，直至滑動線圈下止點。由于滑動線圈不停地做垂直往復(fù)運動，固定閥和活動閥交替打開和關(guān)閉，電磁采油裝置反復(fù)完成吸液和排液動作，使油管內(nèi)液柱不斷上升，并不斷地通過井口裝置排入輸油管道之中。
作為本發(fā)明的進一步改進，可將電磁采油裝置的固定閥安裝在油管接箍上，并通過油管接箍與防砂管、防撞堵頭等連為一體，然后將其沿采油生產(chǎn)套管的的內(nèi)部空間，經(jīng)過連接器與油管柱連接后下放至儲層適當(dāng)位置，這樣可有效地防砂、防撞，延長使用壽命。
作為本發(fā)明的另一種改進，該裝置可以在套管內(nèi)以串聯(lián)方式使用，以進一步提高采油舉升能力。
本發(fā)明適用于各種類型油藏的石油開采，也適用于水平井采油，同時可用于天然氣井的排水采氣和農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、城市生活等領(lǐng)域用水的供給系統(tǒng)。
本發(fā)明的優(yōu)點在于①可簡化現(xiàn)有采油工藝、實現(xiàn)非機械式采油；②結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，制造及維護成本比現(xiàn)有技術(shù)裝備大幅度降低，同時采油效率高，可節(jié)約能源和降低采油成本；③可用于各種類型油藏的石油開采，也適用于水平井采油；④不污染地層和地面環(huán)境，有利于環(huán)保；⑤根據(jù)油層的生產(chǎn)能力，可控式地調(diào)節(jié)采油實際產(chǎn)量；
圖2是本發(fā)明電磁采油裝置處于吸液過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明電磁采油裝置處于排液過程的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1—儲層；2—套管；3—井口裝置；4—供電電源及自動控制單元；5—油管柱；6—電纜；7—連接器；8—電磁采油裝置；9—防砂管；10—防撞堵頭；11—外護筒；12—固定加速線圈；13—內(nèi)襯套筒；14—游動閥；15—滑動線圈；16—閥球；17—固定閥；18—油管接箍。
參看

圖1、圖2、圖3，電磁采油裝置經(jīng)連接器7與油管柱5連接，其固定閥17安裝在油管接箍18上，并通過油管接箍與防砂管9、防撞堵頭10連為一體，將其沿采油生產(chǎn)套管2內(nèi)部空間下放至儲層1。地面供電電源及自動控制單元4通過電纜6給位于儲層1適當(dāng)位置的電磁采油裝置8提供工作電力和控制信號。當(dāng)工作電力在控制信號的控制下分別逐級進入電磁采油裝置8內(nèi)的固定加速線圈12后，在滑動線圈15內(nèi)部將產(chǎn)生感應(yīng)電流，控制固定加速線圈的通電方向和時間，就可以控制滑動線圈15沿內(nèi)襯套筒13的上下滑行運動和速度。
參看圖2，電磁采油裝置8的固定加速線圈12、內(nèi)襯套筒13均安裝在外護筒11內(nèi)，并在上下端分別與連接器7和油管接箍18聯(lián)結(jié)，并通過油管接箍18與防砂管9、防撞堵頭10(圖中未畫出)相連。當(dāng)滑動線圈15沿內(nèi)利套筒13上行時，與滑動線圈連為一體的游動閥14受油管內(nèi)液柱的壓力自動關(guān)閉，隨著滑動線圈上行，油管上部的一部分液體排出地面；與此同時，滑動線圈下部的內(nèi)襯套筒13空間內(nèi)壓力降低，井內(nèi)液體在壓差作用下，頂開安裝于油管接箍18上固定閥17的非磁性閥球16進入內(nèi)襯套筒13，電磁采油裝置8開始吸入液體過程，直至滑動線圈的上止點。
參看圖3，滑動線圈15沿內(nèi)襯套筒13下行時，內(nèi)襯套筒13內(nèi)液體受壓縮壓力升高，達到與電磁采油裝置8外環(huán)空液柱壓力相等后，固定閥的非磁性閥球16靠自重下落，使固定閥17關(guān)閉；滑動線圈繼續(xù)下行，內(nèi)襯套簡13內(nèi)壓力進一步升高，當(dāng)超過油管內(nèi)液柱壓力時，內(nèi)襯套筒內(nèi)液體即頂開游動閥14的非磁性閥球進入內(nèi)襯套筒13上部空間，電磁采油裝置開始排出液體過程，直至滑動線圈下止點。
由于滑動線圈15不停地做垂直往復(fù)運動，固定閥17和活動閥14交替打開和關(guān)閉，電磁采油裝置8反復(fù)完成吸液和排液動作，使油管內(nèi)液柱不斷上升，并不斷地通過井口裝置3排入輸油管道之中。
權(quán)利要求
1一種電磁采油裝置，由外護筒(11)、內(nèi)襯套筒(13)、位于外護筒和內(nèi)襯套筒之間的固定加速線圈(12)組成，所述內(nèi)襯套筒(13)中有沿著內(nèi)襯套筒上下滑行的滑動線圈(15)，設(shè)有油流動通道的游動閥(14)位于滑動線圈中并與滑動線圈連為一體，其上有一位置不固定的非磁性閥球，設(shè)有油流動通道的固定閥(17)位于所述內(nèi)襯套筒(13)下部，其上也有一位置不固定的非磁性閥球(16)。
2如權(quán)利要求1所述的電磁采油裝置在石油開采中的應(yīng)用。
3如權(quán)利要求2所述的用途，其特征在于，所述固定閥(17)安裝在油管接箍(18)上，并通過油管接箍與防砂管(9)、防撞堵頭(10)相連。
4如權(quán)利要求2所述的用途，其特征在于，所述電磁采油裝置(8)在套管內(nèi)以串聯(lián)方式使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電磁采油裝置及其在石油開采中的應(yīng)用,所述電磁采油裝置由外護筒11、內(nèi)襯套筒13、位于外護筒和內(nèi)襯套筒之間的固定加速線圈12組成,所述內(nèi)襯套筒13中有沿著內(nèi)襯套筒上下滑行的滑動線圈15,設(shè)有油流動通道的游動閥14位于滑動線圈中并與滑動線圈連為一體,其上有一非磁性閥球,設(shè)有油流動通道的固定閥17位于所述內(nèi)襯套筒下部,其上也有一非磁性閥球16。該裝置結(jié)構(gòu)簡單,維修方便,用于石油開采中,可簡化現(xiàn)有采油工藝、實現(xiàn)非機械式采油,提高采油效率,節(jié)約能源和降低采油成本,并且不污染地層和地面環(huán)境。該裝置和方法可用于各種類型油藏的石油開采,也適用于水平井采油,同時可控式地調(diào)節(jié)采油產(chǎn)量。
文檔編號E21B43/00GK1343830SQ0110862
公開日2002年4月10日 申請日期2001年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月10日
發(fā)明者杜堅, 周潔玲 申請人:西南石油學(xué)院