磁懸浮機(jī)泵一體化井下采油裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及油田領(lǐng)域采油時(shí)所用的磁懸浮機(jī)泵一體化井下采油裝置。該裝置包括抽油泵筒及內(nèi)置的投撈短接，所述的投撈短接經(jīng)轉(zhuǎn)換接頭連接磁懸浮電機(jī)動(dòng)子，磁懸浮電機(jī)動(dòng)子的下端連接抽油泵游動(dòng)凡爾組合；而抽油泵筒外壁套裝磁懸浮電機(jī)定子，所述的磁懸浮電機(jī)定子置于殼體內(nèi)。該裝置具有防砂、防蠟、無(wú)級(jí)調(diào)整功能，結(jié)構(gòu)緊湊、高效節(jié)能、免維護(hù)、壽命長(zhǎng)，可大大降低生產(chǎn)成本，特別適合深井、定向井、結(jié)蠟、稠油、抽空控制等陸上及海上油井使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】磁懸浮機(jī)泵一體化井下采油裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田領(lǐng)域采油時(shí)所用的井下采油設(shè)備，特別涉及定向井、水平井，高含蠟井及海上油田采油時(shí)使用的一種具有防砂、防蠟功能的磁懸浮機(jī)泵一體化井下采油裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在油田采油領(lǐng)域，目前各油田的抽油設(shè)備大多為常規(guī)游梁式抽油機(jī)，其存在的主要問(wèn)題是能耗大、效率低、游梁式抽油機(jī)附件多、重量大、傳動(dòng)部分環(huán)節(jié)太多、部件的損耗和能量的損耗驚人。由于傳統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)其工作過(guò)程為:用電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)，減速機(jī)帶動(dòng)皮帶輪，皮帶輪帶動(dòng)曲柄連桿將旋轉(zhuǎn)圓運(yùn)動(dòng)變成驢頭懸點(diǎn)的上下直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，依靠抽油桿和光桿傳遞運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)井下抽油泵柱塞提上放下，將油帶出地面進(jìn)入輸油管道中，在抽油桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，極易造成抽油桿與油管之間偏磨，減少使用壽命，縮短了作業(yè)周期，增加了大量費(fèi)用。隨著井深和產(chǎn)量的不斷增加，同時(shí)隨著油井開(kāi)采復(fù)雜條件的經(jīng)常出現(xiàn)，如多氣、水淹和強(qiáng)腐蝕性等條件，傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)的許多問(wèn)題明顯地顯現(xiàn)出來(lái)。主要變現(xiàn)為能耗高、重量大和難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程、低沖次抽油，在生產(chǎn)中抽油桿的事故增多、抽油泵的排量降低等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，游梁式抽油機(jī)其中皮帶損耗15%，減速機(jī)功率損耗9%，四連桿結(jié)構(gòu)功率損耗3-6%，以上三個(gè)方面的能量損失在30-35%左右，海上油田因?yàn)橛瘟菏匠橛蜋C(jī)的重量更是無(wú)法作業(yè)。為了克服這些缺點(diǎn)，21世紀(jì)以來(lái)，出現(xiàn)了新的往復(fù)式潛游電泵，即磁懸浮電機(jī)與抽油泵連接，具有明顯的節(jié)能作用，但結(jié)構(gòu)不完善，存在先天的問(wèn)題是由于泵與磁懸浮電機(jī)由連桿相連，使得整體結(jié)構(gòu)的軸線(xiàn)尺寸過(guò)長(zhǎng)，壓桿容易失穩(wěn)，沖程大多為1.2米到
1.5米，抽油泵抽汲系數(shù)不高。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種磁懸浮機(jī)泵一體化井下采油裝置。該裝置具有防砂、防蠟、無(wú)級(jí)調(diào)整功能，結(jié)構(gòu)緊湊、高效節(jié)能、免維護(hù)、壽命長(zhǎng)，可大大降低生產(chǎn)成本，特別適合深井、定向井、結(jié)蠟、稠油、抽空控制等陸上及海上油井使用。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種磁懸浮機(jī)泵一體化井下采油裝置，包括抽油泵筒及內(nèi)置的投撈短接，所述的投撈短接經(jīng)轉(zhuǎn)換接頭連接磁懸浮電機(jī)動(dòng)子，磁懸浮電機(jī)動(dòng)子的下端連接抽油泵游動(dòng)凡爾組合；而抽油泵筒外壁套裝磁懸浮電機(jī)定子，所述的磁懸浮電機(jī)定子置于殼體內(nèi)。
[0005]所述的抽油泵游動(dòng)凡爾組合包括上凡爾罩及上凡爾、變徑接箍、抽油泵柱塞，下凡爾罩及下凡爾，所述的上凡爾罩連接于磁懸浮動(dòng)子的下端，上凡爾罩內(nèi)置有上凡爾，上凡爾罩經(jīng)變徑接箍連接抽油泵柱塞，抽油泵柱塞的下端連接下凡爾罩，下凡爾罩內(nèi)置有下凡爾。
[0006]上述的磁懸浮電機(jī)定子由若干電磁線(xiàn)圈及磁懸浮軸承組成，所述的若干電磁線(xiàn)圈與磁懸浮軸承軸向間隔連接并套裝于上述抽油泵筒外壁，最上端的電磁線(xiàn)圈與供電電纜連接。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:在上述方案中，磁懸浮動(dòng)子與抽油泵游動(dòng)部件合為一體，成為抽油泵的游動(dòng)部分，磁懸浮定子與抽油泵泵筒也配合為一體，依托磁懸浮電磁原理，抽油泵固定組件為游動(dòng)組件直接提供電磁動(dòng)力，將電能直接轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，中間無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部分，提高了傳動(dòng)效率，節(jié)能效果非常明顯；利用裝置中的數(shù)據(jù)采集單元，實(shí)現(xiàn)抽汲參數(shù)無(wú)級(jí)調(diào)整；由磁懸浮動(dòng)子替代抽油桿，避免了抽油桿與油管之間的偏磨問(wèn)題，延長(zhǎng)了該裝置的使用壽命；由于該裝置不使用四連桿機(jī)構(gòu)，克服了游梁式抽油機(jī)加大沖程時(shí)減速箱扭矩增加的缺點(diǎn)，因此，較容易實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程。該裝置整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提高了可靠性和安裝便利性，運(yùn)行平穩(wěn)、可靠、免維護(hù)、調(diào)控方便，能滿(mǎn)足采油工藝自動(dòng)控制的要求和適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境等特點(diǎn)，特別適合深井、定向井、結(jié)蠟、稠油、抽空控制等陸上及海上油井使用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為該裝置的工作原理示意圖。
[0009]圖中1-上接頭，2-供電電纜，3-投撈短接，4-殼體，5-抽油泵出液孔，6-磁懸浮電機(jī)動(dòng)子，7_轉(zhuǎn)換接頭，8_電磁線(xiàn)圈，9-上凡爾，10~抽油栗柱塞，11-抽油栗筒，12~下凡爾，13-油管接箍，14-固定凡爾，15-固定凡爾罩，16-變徑接箍，17-下接頭，18-下凡爾罩，19-上凡爾罩，20-磁懸浮軸承，21-數(shù)據(jù)采集單元。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
由圖1及圖2所示，該磁懸浮機(jī)泵一體化井下采油裝置，包括上接頭1、抽油泵筒11及投撈短接3、油管接箍13及下接頭17，所述的上接頭I與抽油泵筒11的上端螺紋連接，抽油泵筒11的下端螺紋連接油管接箍13，油管接箍13螺紋連接固定凡爾罩15，固定凡爾罩15螺紋連接下接頭17，固定凡爾罩15內(nèi)置有固定凡爾14，其中，上述的投撈短接3上帶有出液孔5，且螺紋連接轉(zhuǎn)換接頭7，轉(zhuǎn)換接頭7螺紋連接磁懸浮電機(jī)動(dòng)子6，磁懸浮電機(jī)動(dòng)子6的下端螺紋連接抽油泵游動(dòng)凡爾組合，且上述的投撈短接3、轉(zhuǎn)換接頭7、磁懸浮電機(jī)動(dòng)子及抽油泵游動(dòng)凡爾組合均置于抽油泵筒11內(nèi)；上述的抽油泵筒11外壁套裝磁懸浮電機(jī)定子，所述的磁懸浮電機(jī)定子置于殼體4內(nèi)。
[0011]上述的抽油泵游動(dòng)凡爾組合包括上凡爾罩19及上凡爾9、變徑接箍16、抽油泵柱塞10、下凡爾罩18及下凡爾12，所述的上凡爾罩19螺紋連接于磁懸浮電機(jī)動(dòng)子6的下端，上凡爾罩19內(nèi)置有上凡爾17，上凡爾罩19螺紋連接變徑接箍16，接變徑接箍16螺紋連接抽油泵柱塞10，抽油泵柱塞10的下端螺紋連接下凡爾罩18，下凡爾罩18內(nèi)置有下凡爾12。
[0012]上述的磁懸浮電機(jī)動(dòng)子6由若干軸向螺紋連接的磁懸浮動(dòng)子組成。
[0013]上述的磁懸浮電機(jī)定子由若干電磁線(xiàn)圈8及磁懸浮軸承20組成，所述的若干電磁線(xiàn)圈8與磁懸浮軸承20軸向間隔固定連接并套裝于上述抽油泵筒11外壁，最上端的電磁線(xiàn)圈8與供電電纜2連接，供電電纜2與地面供電系統(tǒng)連接，且上接頭內(nèi)置有與供電電纜連接的數(shù)據(jù)采集單元21。
[0014]上述的上接頭I內(nèi)置有與供電電纜2連接的數(shù)據(jù)采集單元21，用于測(cè)量油壓，套壓，溫度，含水等參數(shù)，這些參數(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)電纜2上傳至地面控制單元，從而得出油井流量，動(dòng)液面等參數(shù)，地面控制單元根據(jù)采集參數(shù)，根據(jù)程序自動(dòng)調(diào)節(jié)井下采油裝置的沖程，沖次，提高油田產(chǎn)量和采油效率。
[0015]采油時(shí)，該裝置中的下接頭17與防篩管連接，形成采油設(shè)備的進(jìn)液孔，油液由此進(jìn)液孔進(jìn)入采油設(shè)備，上接頭I與油管連接，原油在磁懸浮動(dòng)子及抽油泵柱塞的抽吸作用下，最后由出液口進(jìn)入油管，從而被輸送到地面。
[0016]具體抽吸過(guò)程如圖2所示:上沖程如圖2A所示，磁懸浮電機(jī)動(dòng)子6依次帶動(dòng)抽油泵柱塞10、上凡爾9、下凡爾12下行，關(guān)閉通道，抽油泵筒11內(nèi)壓力下降，當(dāng)抽油泵筒11內(nèi)壓力低于進(jìn)液口壓力時(shí)，在壓差作用下固定凡爾14上行，抽油泵固定閥打開(kāi)，液體進(jìn)入抽油泵柱塞10內(nèi)，同時(shí)井口排出抽油泵筒體積的液體；下沖程時(shí)，如圖2B所示，在磁懸浮電機(jī)動(dòng)子6的作用下，抽油泵活塞10上行，抽油泵筒11內(nèi)壓力升高，在壓差作用下，上凡爾9，下凡爾12上行，通道打開(kāi)，固定凡爾14下行，固定下部通道，液體從泵內(nèi)排出到抽油泵活塞10以上的油管中，等待下個(gè)上沖程被排出井口。
【權(quán)利要求】
1.一種磁懸浮機(jī)泵一體化井下采油裝置，包括抽油泵筒(11)及內(nèi)置的投撈短接(3)，其特征在于:所述的投撈短接(3)經(jīng)轉(zhuǎn)換接頭(7)連接磁懸浮電機(jī)動(dòng)子，磁懸浮電機(jī)動(dòng)子的下端連接抽油泵游動(dòng)凡爾組合；而抽油泵筒(11)外壁套裝磁懸浮電機(jī)定子，所述的磁懸浮電機(jī)定子置于殼體(4)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮機(jī)泵一體化井下采油裝置，其特征在于:所述的抽油泵游動(dòng)凡爾組合包括上凡爾罩(19)及上凡爾(9)、變徑接箍(16)、抽油泵柱塞(10)，下凡爾罩(18)及下凡爾(12)，所述的上凡爾罩(19)連接于磁懸浮動(dòng)子(6)的下端，上凡爾罩(19)內(nèi)置有上凡爾(9)，上凡爾罩(19)經(jīng)變徑接箍(16)連接抽油泵柱塞(10)，抽油泵柱塞(10)的下端連接下凡爾罩(18 )，下凡爾罩(18 )內(nèi)置有下凡爾(12 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮機(jī)泵一體化井下采油裝置，其特征在于:上述的磁懸浮電機(jī)定子由若干電磁線(xiàn)圈(8)及磁懸浮軸承(20)組成，所述的若干電磁線(xiàn)圈(8)均與磁懸浮軸承(20)軸向間隔固定連接并套裝于上述抽油泵筒(11)外壁，最上端的電磁線(xiàn)圈(8)與供電電纜(2)連接。
【文檔編號(hào)】E21B43/00GK103510923SQ201310482601
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】于修海, 暴喜軍 申請(qǐng)人:大慶九方石油儀器設(shè)備有限公司