油井液驅(qū)抽油系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于油氣田開采人工舉升技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及油井液驅(qū)抽油系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的人工舉升技術(shù)可分為有桿舉升和無桿舉升兩大類。油田中應(yīng)用的水力活塞泵采油屬于無桿舉升，水力活塞泵系統(tǒng)是一種液壓傳動(dòng)的無桿抽汲設(shè)備，是一種用于從油井中舉升石油的設(shè)備，它是由地面動(dòng)力泵將動(dòng)力液增壓后經(jīng)油管或?qū)Ｓ猛ǖ辣萌刖买?qū)動(dòng)油缸中的活塞和主控滑閥，使液馬達(dá)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而將油井產(chǎn)出液舉升到地面。
[0003]根據(jù)產(chǎn)出液是否與乏動(dòng)力液混合，水力活塞泵系統(tǒng)包括閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)。對(duì)于閉式水力活塞泵，乏動(dòng)力液和產(chǎn)出液分別通過一條單獨(dú)的流道返回地面，雖然避免了油水分離環(huán)節(jié)，但由于增加了一條流道，井下管柱結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，造價(jià)也比開式系統(tǒng)的高，致使其使用范圍受到一定的限制。因此水力活塞泵系統(tǒng)使用較多的是開式系統(tǒng)。
[0004]請(qǐng)參見圖1。開式水力活塞泵的基本原理是:高壓動(dòng)力液經(jīng)過通道13進(jìn)入下缸15，作用在活塞11下端的環(huán)形端面上，然后高壓動(dòng)力液又經(jīng)過通道17進(jìn)入上缸19，作用在活塞11的上端面上。由于活塞上端面作用面積大于下端面的作用面積，因此在活塞11的上、下端面產(chǎn)生壓差，活塞11通過與之固接的活塞桿21帶動(dòng)柱塞23向下運(yùn)動(dòng)?；钊麠U21的上、下部分別開設(shè)有控制槽29和控制槽31，當(dāng)活塞桿21運(yùn)動(dòng)至接近下死點(diǎn)時(shí)，上部的控制槽29溝通了主控滑閥33的上腔室25和下腔室27，使高壓動(dòng)力液由上腔室25經(jīng)控制槽29進(jìn)入主控滑閥33的下腔室27。由于主控滑閥33下端面的面積大于上端面的面積，在高壓動(dòng)力液的作用下邊產(chǎn)生壓差，使主控滑閥33被推至上死點(diǎn)，從而完成了下沖程。完成下沖程之后的水力活塞泵結(jié)構(gòu)示意圖請(qǐng)參見圖2。
[0005]主控滑閥33處于上死點(diǎn)，上缸19經(jīng)過通道17和主控滑閥33中部的環(huán)形空間37與下部的產(chǎn)油腔39溝通。繼續(xù)經(jīng)通道13向下缸15中輸送高壓動(dòng)力液，由于主控滑閥33處于上死點(diǎn)位置，下缸15與通道17之間通道35被主控滑閥33封堵，使高壓動(dòng)力液無法進(jìn)入上缸19，活塞11通過與之固接的活塞桿21帶動(dòng)柱塞23向上運(yùn)動(dòng)，將產(chǎn)出液抽出；與此同時(shí)，上升的活塞11將上缸19中的乏動(dòng)力液擠出，與產(chǎn)出液混合后一起被舉升到地面。當(dāng)活塞桿21接近上死點(diǎn)時(shí)，位于活塞桿21下部的控制槽31溝通主控滑閥33下腔室27和產(chǎn)油腔39，主控滑閥33被推至下死點(diǎn)，上沖程結(jié)束，重新開始下沖程。
[0006]上述開式系統(tǒng)存在的問題是:在上沖程和下沖程過程中，活塞所受負(fù)載嚴(yán)重不均衡，上沖程動(dòng)力液壓力高，上行速度慢；下沖程動(dòng)力液壓力低，下行速度快，因而導(dǎo)致系統(tǒng)壓力波動(dòng)，對(duì)高壓動(dòng)力液輸送管路造成較大沖擊，嚴(yán)重時(shí)使高壓動(dòng)力液輸送管路發(fā)生爆裂。造成負(fù)載不均衡的原因是:上沖程是產(chǎn)油過程，活塞11在下缸25中的高壓動(dòng)力液的作用下上行，不僅要舉升活塞桿21和柱塞23等水力活塞泵自身設(shè)備，還要舉升抽取的產(chǎn)出液，因此上沖程活塞11所受負(fù)載較大；而下沖程不產(chǎn)油，高壓動(dòng)力液同時(shí)進(jìn)入活塞11的上缸19與下缸15中，以差動(dòng)方式推動(dòng)活塞桿21和柱塞23等設(shè)備下行，運(yùn)行速度加快，且這些部件自身具有重力勢(shì)能，從而使得下沖程過程中活塞11所受負(fù)載很小?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的開式水力活塞泵系統(tǒng)上沖程和下沖程負(fù)載存在不均衡的缺陷，本實(shí)用新型提供一種油井液驅(qū)抽油系統(tǒng)，技術(shù)方案如下:
[0008]油井液驅(qū)抽油系統(tǒng)，包括:
[0009]具有中空腔室且能下入到產(chǎn)油井的套管中預(yù)定位置的抽油泵芯本體，所述中空腔室內(nèi)設(shè)置有能在其中移動(dòng)的第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和所述第二活塞之間由活塞桿連接，所述第一活塞靠近所述產(chǎn)油井的井口，而所述第二活塞遠(yuǎn)離所述井口，所述第一活塞靠近所述井口的端面與所述抽油泵芯本體形成密閉的第一腔室，所述第二活塞遠(yuǎn)離所述井口的端面與所述抽油泵芯本體形成密閉的第二腔室；
[0010]所述第一腔室連通有第一管路和第二管路，所述第二腔室連通有第三管路和第四管路，當(dāng)所述抽油泵芯本體下入到產(chǎn)油井中，地層中的地層液能經(jīng)所述第一管路和所述第三管路分別流入所述第一腔室和所述第二腔室內(nèi)，進(jìn)入到所述第一腔室和所述第二腔室內(nèi)的地層液能分別經(jīng)所述第二管路和所述第四管路流出；
[0011]所述第一管路、第二管路、第三管路和第四管路上均設(shè)置有單向閥，其中所述第一管路和第三管路上的單向閥能防止已經(jīng)進(jìn)入所述第一腔室和所述第二腔室中的地層液回流；所述第二管路和所述第四管路上的單向閥能防止已經(jīng)流出所述第一腔室和所述第二腔室的地層液回流；
[0012]設(shè)置在所述中空腔室內(nèi)且具有第一兩位四通換向閥和第二兩位四通換向閥的換向機(jī)構(gòu)，所述換向機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述第一活塞和所述第二活塞之間，所述第一活塞遠(yuǎn)離所述井口的端面與所述換向機(jī)構(gòu)及抽油泵芯本體形成密閉的第三腔室，所述第二活塞靠近所述井口的端面與所述換向機(jī)構(gòu)及抽油泵芯本體形成密閉的第四腔室；
[0013]所述第一兩位四通換向閥包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第二端口能與所述第三端口和所述第四端口交替溝通，且當(dāng)所述第二端口與所述第三端口和所述第四端口中的其中一個(gè)溝通時(shí)，所述第三端口和所述第四端口中的另一個(gè)能與所述第一端口溝通；
[0014]所述第一兩位四通換向閥的閥芯固接有連桿，所述連桿兩端分別延伸至所述第三腔室和第四腔室內(nèi)，使所述第一活塞和第二活塞在移動(dòng)過程中能推動(dòng)所述連桿，帶動(dòng)所述第一兩位四通換向閥的閥芯移動(dòng)；
[0015]所述第二兩位四通換向閥包括第五端口、第六端口、第七端口和第八端口，所述第八端口能與所述第五端口和所述第六端口交替溝通，且當(dāng)所述第八端口與所述第五端口和所述第六端口中的其中一個(gè)溝通時(shí)，所述第五端口和所述第六端口中的另一個(gè)能與所述第七端口溝通；
[0016]所述第三端口和所述第四端口與所述第二兩位四通換向閥連接，經(jīng)第三端口和第四端口能向所述第二兩位四通換向閥中流入高壓動(dòng)力液，以推動(dòng)所述第二兩位四通換向閥的閥芯移動(dòng)，所述第五端口與所述第三腔室連通，所述第六端口與所述第四腔室連通。
[0017]如上所述的油井液驅(qū)抽油系統(tǒng)，包括第一管柱，所述抽油泵芯本體能密封套裝在所述第一管柱內(nèi)，所述第一管柱的管壁內(nèi)沿其軸向設(shè)置有第一通道和第二通道，第一通道溝通所述第一管路和地層，以使地層中的地層液能依次經(jīng)所述第一通道和所述第一管路流入所述第一腔室內(nèi)，地層中的地層液通過所述第三管路進(jìn)入所述第二腔室內(nèi)，所述第二通道與所述第二端口和所述第八端口連通，所述第一管柱沿徑向開設(shè)有連通所述第二通道的徑向通道，所述第一管柱中的高壓動(dòng)力液能經(jīng)所述徑向通道進(jìn)入到所述第二通道內(nèi)。
[0018]如上所述的油井液驅(qū)抽油系統(tǒng)，所述抽油泵芯本體能通過所述第一管柱下入到產(chǎn)油井的套管中，所述第一管柱能與所述套管之間形成第一環(huán)空，所述抽油泵芯本體下方的第一管柱上連接有封隔器，所述封隔器將所述第一環(huán)空與地層分隔開，所述第一端口、第七端口、第二管路和第四管路與所述第一環(huán)空連通。
[0019]如上所述的油井液驅(qū)抽油系統(tǒng)，所述第一管柱的管壁內(nèi)沿其軸向設(shè)置有第三通道，所述第一端口、第七端口、第二管路和第四管路與所述第三通道連通。
[0020]如上所述的油井液驅(qū)抽油系統(tǒng)，所述第一管柱內(nèi)套設(shè)有第二管柱，所述抽油泵芯本體能密封套裝在所述第二管柱內(nèi)，所述抽油泵芯本體與所述井口之間的第一管柱與所述第二管柱之間形成第二環(huán)空，所述第二環(huán)空與所述第三通道連通。
[0021]如上所述的油井液驅(qū)抽油系統(tǒng)，包括地面部分，所述地面部分包括:
[0022]產(chǎn)出液輸出管線，所述產(chǎn)出液輸出管線與所述第一環(huán)空/第二環(huán)空連通；
[0023]依次連接的三相分離裝置、儲(chǔ)液罐、增壓泵、高壓動(dòng)力液輸送管線，所述三相分離裝置與所述產(chǎn)出液輸出管線連接，所述產(chǎn)出液輸出管線中的部分產(chǎn)出液經(jīng)所述三相分離裝置分離處理后，得到的液體進(jìn)入所述儲(chǔ)液罐，所述儲(chǔ)液罐中的液體經(jīng)所述增壓泵增壓后，經(jīng)高壓動(dòng)力液輸送管線輸送至所述第一管柱/第二管柱中。
[0024]如上所述的油井液驅(qū)抽油系統(tǒng)，所述高壓動(dòng)力液輸送管線上設(shè)置有單向閥，所述單向閥能防止已經(jīng)進(jìn)入所述第一管柱/第二管柱中的高壓動(dòng)力液回流。
[0025]如上所述的油井液驅(qū)抽油系統(tǒng)，包括安全閥，所述安全閥設(shè)置在所述儲(chǔ)液罐與所述單向閥上游的高壓動(dòng)力液輸送管線相連接的管線上。
[0026]借由以上的技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果在于:設(shè)置由第一兩位四通換向閥和第二兩位四通換向閥的換向機(jī)構(gòu)，第一活塞和第二活塞在移動(dòng)過程中，推動(dòng)第一兩位四通先導(dǎo)閥的閥芯，使第一兩位四通先導(dǎo)閥的第二端口，即高壓動(dòng)力液進(jìn)口能夠與第三端口和第四端口交替溝通，從而引導(dǎo)高壓動(dòng)力液進(jìn)入第二兩位四通換向閥，以推動(dòng)所述第二兩位四通換向閥的閥芯移動(dòng)，使第二兩位四通換向閥的第八端口，即高壓動(dòng)力液進(jìn)口能夠與第五端口和第六端口交替溝通，從