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      一種不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵及方法

      文檔序號:5394250閱讀:273來源:國知局
      一種不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵及方法
      【專利摘要】一種不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵及方法,涉及油田采油【技術(shù)領(lǐng)域】。下泵時通過抽油桿連接下放機構(gòu),將防頂和密封錨定機構(gòu)、抽油泵依次相連后下入井內(nèi)。完成防頂凸輪、抽油泵的密封錨定和柱塞與直線電機動子的對接后可啟動直線電機進行舉升。在需要檢泵時利用抽油桿下放提撈裝置提出防頂、密封錨定機構(gòu)和抽油泵,進行檢泵作業(yè),不需要上提油管和井內(nèi)的直線電機。本發(fā)明的有益效果:通過少提、下一趟管柱實現(xiàn)降低修井作業(yè)成本,減少修井作業(yè)周期,避免了提、下油管過程中可能造成電纜損壞的情況發(fā)生,減少經(jīng)濟損失。
      【專利說明】 —種不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵及方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及油田采油【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及直線電機驅(qū)動潛油電泵采油的方法,是一種不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵及方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油電泵于2004年研制成功,2005年進入油田進行現(xiàn)場試驗,經(jīng)過7年的改進完善,已在大慶等國內(nèi)油田推廠使用。該技術(shù)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán),是國際首創(chuàng)的節(jié)能型采油設(shè)備,國外尚無相關(guān)技術(shù)。
      [0003]直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油電泵管柱結(jié)構(gòu)其工作原理是:直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油泵上部與油管相連,下部與直線電機和扶正器依次聯(lián)接,潛入到油層,利用動力電纜將地面控制系統(tǒng)變頻后的電源傳輸給井下直線電機,直線電機動子帶動與其連接的抽油泵柱塞作上下往復(fù)運動,實現(xiàn)原油舉升。
      [0004]目前,直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油電泵在檢泵作業(yè)時需提出油管、直線電機及電纜,作業(yè)成本較高,易造成電纜損壞。為此,本發(fā)明率先在國、內(nèi)外提出并解決了直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油電泵不動管柱進行檢泵作業(yè)的問題。
      [0005]直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油泵能夠在油田應(yīng)用,主要有以下四個方面的優(yōu)勢:
      [0006]1、節(jié)能效果明顯。采用間歇式供電方式,平均節(jié)電量可達50%以上。
      [0007]2、不存在游梁式有桿泵舉升技術(shù)的管、桿偏磨問題,更適用于定向井、水平井。
      [0008]3、可實現(xiàn)智能控制??梢岳玫孛婵刂乒駜?nèi)按鈕調(diào)參,參數(shù)調(diào)整簡單方便;如果配套遠程監(jiān)控系統(tǒng),可實現(xiàn)遠程監(jiān)測與操作的功能。
      [0009]4、滿足環(huán)保的要求。利用直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油泵抽油不存在游梁式有桿泵舉升技術(shù)的盤根密封問題,因此也就不存在盤根處漏油的問題。
      [0010]由于與游梁式有桿泵舉升技術(shù)相比具有以上幾點優(yōu)勢,直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油泵在油田具有廣泛的應(yīng)用前景。
      [0011]目前的油田生產(chǎn)中,采用桿式泵與其他形式的抽油泵進行生產(chǎn)相比可實現(xiàn)不動管柱進行檢泵作業(yè)的功能,這樣可以降低修井作業(yè)成本,減少作業(yè)周期。桿式泵不動管柱進行修井的功能是通過桿式泵的密封錨定裝置實現(xiàn)的,即通過抽油桿將抽油泵本體座封于外工作筒。同樣,該裝置可應(yīng)用于直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油泵實現(xiàn)不動管柱進行作業(yè)的功能。直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油泵采用不動管柱進行檢泵作業(yè)需解決幾個問題:
      [0012]1、直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油泵舉升的動力來源于泵下的直線電機,在上沖程時可能將抽油泵本體頂出外工作筒,造成抽油泵不能工作的問題。
      [0013]2、如何可靠的密封錨定的問題。
      [0014]3、如何下放及提撈的問題。
      [0015]4、直線電機動子與直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油泵在井下如何脫、接的問題。
      [0016]目前,油田使用的直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油電泵和普通管式泵的管柱結(jié)構(gòu)相同,在檢泵時需提出電纜、油管、抽油泵、直線電機及其他井下工具。[0017]現(xiàn)有技術(shù)的缺點:目前的技術(shù)與采用不動管柱作業(yè)相比修井作業(yè)成本相對較高,作業(yè)周期較長,提、下管柱過程中可能會造成電纜損壞。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0018]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵及方法。
      [0019]一種不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵的方法,下泵時通過抽油桿連接下放機構(gòu),將防頂和密封錨定機構(gòu)、抽油泵依次相連后下入井內(nèi),完成防頂凸輪、抽油泵的密封錨定和柱塞與直線電機動子的對接后可啟動直線電機進行舉升,在需要檢泵時利用抽油桿下放提撈裝置提出防頂和密封錨定機構(gòu)、抽油泵,進行檢泵作業(yè),不需要上提電纜、油管和井內(nèi)的直線電機。
      [0020]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵,包括井下工作部分、投放機構(gòu)和提撈機構(gòu)組成,
      [0021]投放機構(gòu)由投放工作筒a、剪釘b和壓帽5組成,投放工作筒a連接剪釘b和壓帽5 ;提撈機構(gòu)由上接頭C、撈筒d、壓塊e、壓簧f和卡瓦g組成,上接頭c連接撈筒d,撈筒d連接打撈頭4,壓塊e連接壓簧f和卡瓦g,卡瓦g連接打撈頭4 ;
      [0022]井下工作部分為直線電機27和直線電機動子28,直線電機27連接直線電機扶正器29,直線電機扶正器29安裝在套管I中,動力電纜3連接直線電機27,直線電機27連接篩管26,直線電機動子28通過卡簧25連接柱塞21,柱塞21內(nèi)連接游動閥球22和游動閥座23,泵筒24連接固定閥座20和固定閥壓緊接頭18,固定閥座20上端有固定閥球19,固定閥壓緊接頭18的另一端連接中心筒7,中心筒7連接墊圈12、密封圈13、隔環(huán)14、壓緊環(huán)
      15、卡簧16和擋環(huán)17,外工作筒11連接篩管26,外工作筒11的另一端連接油管2,中心筒7的內(nèi)部連接打撈頭4、壓帽5、彈簧6、卡塊8、凸輪9和銷子10,壓帽5的中孔連接打撈頭4和彈簧6。
      [0023]一種不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵的方法,施工時用抽油桿連接投放工作筒a上端的抽油桿扣,將包括抽油泵在內(nèi)的全部裝置沿油管內(nèi)部下入,在完成下放后,利用直線電機的超行程將電機動子與抽油泵柱塞對接,判斷防上頂裝置、密封裝置全部正常工作后,上提抽油桿將剪釘b剪斷,提出抽油桿和投放工作筒a,完成投放工作。
      [0024]提撈裝置和打撈頭4對接后,打撈頭4推動卡瓦g,使得壓簧f壓縮,卡瓦g最下端臺階上移至撈筒d內(nèi)徑較大處,卡瓦g最下端臺階內(nèi)徑變大,打撈頭4進入卡瓦g內(nèi)部后壓簧f推動卡瓦g下移,打撈頭4與提撈裝置成功對接,上提抽油桿可提出防頂、密封錨定機構(gòu)和直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油電泵。
      [0025]通過卡簧完成在抽油泵工作時進行對接,檢泵時脫開;直線電機動子的工作行程為1.23m,最大行程可達到1.3m,超行程長度為0.07m ;可利用直線電機動子的超行程實現(xiàn)柱塞21和直線電機動子28的對接,即對接時利用電機動子向上超行程0.07m,卡簧(25)預(yù)置在直線電機動子(28)的縮頸處,電機利用超行程將動子上端對入抽油泵柱塞(21)下端,卡簧(25)因為空間受限而受力,外徑變小,直線電機動子(28)攜帶卡簧(25)進入柱塞
      (21)下端內(nèi)部后張開,最終完成對接
      [0026]在進行下泵作業(yè)時,當(dāng)凸輪(9)與油管(2)內(nèi)壁接觸時,凸輪(9)在力的作用下繞銷子(10)旋轉(zhuǎn)向內(nèi)收縮,凸輪(9)上頂卡塊(8),卡塊(8)迫使彈簧壓縮,此時防頂凸輪、密封錨定部分可沿外工作筒11的中部孔道順利下行;當(dāng)防頂凸輪、密封錨定部分繼續(xù)下行時,由于孔道直徑變大,此時在彈簧的彈力作用下,凸輪9繞銷子10旋轉(zhuǎn),凸輪9位置固定;與此同時,在下行過程中由于下部卡簧16自然狀態(tài)下的外徑大于外工作筒內(nèi)部最小直徑處的通徑,卡簧16在外力作用下向內(nèi)收縮,在上部壓力的作用下下行,當(dāng)下行至直徑較大通徑處時,卡簧16在自身彈力作用下恢復(fù)形狀,完成抽油泵的錨定,起到限制抽泵筒在抽油過程中的軸向運動的作用;密封圈起到密封作用,防止泵上液體流向泵下;當(dāng)抽油泵有上頂趨勢的時候,該機構(gòu)可起到限位作用,避免其脫出外工作筒,保證抽油泵正常工作。
      [0027]本發(fā)明的有益效果:通過少提、下一趟管柱從而實現(xiàn)降低成本,減少修井作業(yè)周期;避免了提、下油管可能造成的電纜損壞的情況發(fā)生,減少經(jīng)濟損失。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0028]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時,通過參照下面的詳細描述,能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點,但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解,構(gòu)成本發(fā)明的一部分,本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定,如圖其中:
      [0029]圖1是本發(fā)明采用的直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油泵管柱結(jié)構(gòu)示意圖。
      [0030]圖2是投放機構(gòu)示意圖。投放工作筒a ;剪釘b ;
      [0031]圖3是提撈機構(gòu)示意圖。接頭C ;撈筒d ;壓塊e ;壓簧f ;卡瓦g;
      [0032]圖4是井下直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油泵防頂和密封錨定機構(gòu)示意圖。
      [0033]圖5是防頂凸輪、密封錨定部分示意圖。
      [0034]圖6是井下脫、接機構(gòu)示意圖。
      [0035]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
      【具體實施方式】
      [0036]顯然,本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護范圍。
      [0037]實施例1:如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示,本發(fā)明的功能通過以下幾部分機構(gòu)實現(xiàn):投放機構(gòu)由投放工作筒a、剪釘b和壓帽5組成,投放工作筒a連接剪釘b和壓帽
      5,提撈機構(gòu)由上接頭C、撈筒d、壓塊e、壓簧f和卡瓦g組成,上接頭c連接撈筒d,撈筒d連接打撈頭4,壓塊e連接壓簧f和卡瓦g,卡瓦g連接打撈頭4。
      [0038]直線電機27和直線電機動子28,直線電機27連接直線電機扶正器29,直線電機扶正器29安裝在套管I中,動力電纜3連接直線電機27,直線電機27連接篩管26。
      [0039]井下工作部分為直線電機27和直線電機動子28,直線電機27連接直線電機扶正器29,直線電機扶正器29安裝在套管I中,動力電纜3連接直線電機27,直線電機27連接篩管26,直線電機動子28通過卡簧25連接柱塞21,柱塞21內(nèi)連接游動閥球22和游動閥座23,固定閥壓緊接頭18的另一端連接中心筒7,中心筒7連接墊圈12、密封圈13、隔環(huán)14、壓緊環(huán)15、卡簧16和擋環(huán)17,外工作筒11連接篩管26,外工作筒11的另一端連接油管2,中心筒7的內(nèi)部連接打撈頭4、壓帽5、彈簧6、卡塊8、凸輪9和銷子10,壓帽5的中孔連接打榜頭4和彈黃6。
      [0040]實施例2:如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示,不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵及方法,
      [0041]投放機構(gòu):工作筒a和壓帽5通過剪釘b相連。
      [0042]提撈機構(gòu):上接頭c上部通過螺紋與抽油桿相連后從油管中下放,在抽油桿重力作用下,打撈頭4上部錐面推動卡瓦g沿撈筒d內(nèi)部錐面上行,彈簧被壓縮,當(dāng)兩瓣卡瓦的距離達到一定值時,在彈簧力的作用下將卡瓦g下推至圖3所示的位置,打撈頭4與提撈裝置成功對接,卡瓦g將打撈頭4鎖住,此時上提抽油桿可實現(xiàn)提撈。
      [0043]井下直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油泵防頂和密封錨定機構(gòu);該機構(gòu)由防頂凸輪、密封錨定部分圖5和外工作筒11組成,
      [0044]將圖1所示的外工作筒11隨油管下入井內(nèi)預(yù)定位置。圖5所示的防頂凸輪、密封錨定部分的壓帽5與投放工作筒a通過剪釘相連,下部螺紋與抽油泵上部螺紋相連后下入油管。
      [0045]在進行下泵作業(yè)時,當(dāng)凸輪9與油管2內(nèi)壁接觸時,凸輪9在力的作用下繞銷子10旋轉(zhuǎn)向內(nèi)收縮,凸輪9上頂卡塊8,卡塊8迫使彈簧壓縮,此時圖5所示的防頂凸輪、密封錨定部分可沿外工作筒11的中部孔道順利下行。當(dāng)圖5所示的防頂凸輪、密封錨定部分繼續(xù)下行至圖4所示的位置時,由于孔道直徑變大,此時在彈簧的彈力作用下,凸輪9繞銷子10旋轉(zhuǎn)至圖示位置,凸輪9位置固定。與此同時,在下行過程中由于下部卡簧16自然狀態(tài)下的外徑大于圖4所示的外工作筒內(nèi)部最小直徑處的通徑,卡簧16在外力作用下向內(nèi)收縮,在上部壓力的作用下下行,當(dāng)下行至圖5所示的直徑較大通徑處時,卡簧16在自身彈力作用下恢復(fù)形狀,完成抽油泵的錨定,起到限制抽油泵筒在抽油過程中的軸向運動的作用。密封圈13起到密封作用,防止泵上液體流向泵下。當(dāng)抽油泵有上頂趨勢的時候,該裝置可起到限位作用,避免其脫出外工作筒,保證抽油泵正常工作。
      [0046]當(dāng)需要檢泵時,上提打撈頭4和卡塊8即可壓縮彈簧6,當(dāng)卡塊8上提至凸輪9以上時,凸輪9在自重作用下繞銷子10旋轉(zhuǎn)至工作筒內(nèi)部,此時可將圖6所示的防頂凸輪、密封錨定部分及下部抽油泵提至地面。
      [0047]抽油泵和直線電機脫、接機構(gòu)。如圖6所示。該機構(gòu)由柱塞21、卡簧25和直線電機動子28組成。
      [0048]直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油電泵隨密封和錨定部分下入井內(nèi),在完成了密封、錨定之后泵的位置即隨之確定。直線電機動子的工作行程為1.23m,最大行程可達到1.3m,超行程長度為0.07m。可利用直線電機動子的超行程實現(xiàn)柱塞和直線電機動子的對接。
      [0049]實施例3:如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示,不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵,包括井下工作部分、投放機構(gòu)和提撈機構(gòu)組成,
      [0050]井下工作部分由套管1、油管2、動力電纜3、打撈頭4、壓帽5、彈簧6、中心筒7、卡塊8、凸輪9、銷子10、外工作筒11、墊圈12、密封圈13、隔環(huán)14、壓緊環(huán)15、卡簧16、擋環(huán)17、固定閥壓緊接頭18、固定閥球19、固定閥座20、柱塞21、游動閥球22、游動閥座23、泵筒24、卡簧25、篩管26、直線電機27、直線電機動子28和直線電機扶正器29組成;投放機構(gòu)由投放工作筒a、剪釘b和壓帽5組成;提撈機構(gòu)由上接頭C、撈筒d、壓塊e、壓簧f和卡瓦g組成。[0051]有投放機構(gòu)、提撈機構(gòu)、井下脫接機構(gòu)、防頂及密封錨定機構(gòu)、提撈及投放工藝等部分:
      [0052]投放機構(gòu):投放機構(gòu)由投放工作筒a、剪釘b和壓帽5組成。投放工作筒a和壓帽5通過剪釘b相連,施工時用抽油桿連接投放工作筒a上端的抽油桿扣,將包括抽油泵在內(nèi)的全部裝置送進油管內(nèi)部,在完成下放后,利用直線電機的超行程將電機動子與抽油泵柱塞對接,判斷防上頂裝置、密封裝置全部正常工作后,上提抽油桿將剪釘b剪斷,提出抽油桿和投放工作筒a,完成投放工作。
      [0053]投放機構(gòu):投放機構(gòu)由投放工作筒a、剪釘b和壓帽5組成,投放工作筒a和壓帽5通過剪釘b連接,施工時用抽油桿連接投放工作筒a上端的抽油桿扣,將包括抽油泵在內(nèi)的全部裝置送進油管內(nèi)部,在完成下放后,利用直線電機的超行程將電機動子與抽油泵柱塞對接,判斷防上頂裝置、密封裝置全部正常工作后,上提抽油桿將剪釘b剪斷,提出抽油桿和投放工作筒a,完成投放工作。
      [0054]提撈機構(gòu):提撈機構(gòu)由上接頭C、撈筒d、壓塊e、壓簧f和卡瓦g組成。提撈裝置和打撈頭4對接時,打撈頭4推動卡瓦g,使得壓簧f壓縮,卡瓦g最下端臺階上移至撈筒d內(nèi)徑較大處,卡瓦g最下端臺階內(nèi)徑變大,打撈頭4進入卡瓦g內(nèi)部后壓簧f推動卡瓦g下移,打撈頭4與提撈裝置成功對接,卡瓦g將打撈頭4鎖??;此時,上提抽油桿解除抽油泵錨定并使防頂裝置失去作用,可提出井下防頂和密封錨定機構(gòu)、直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油電泵。
      [0055]井下脫、接機構(gòu):井下脫、接機構(gòu)由柱塞21、卡簧25和直線電機動子28組成。該機構(gòu)功能通過卡簧完成,在抽油泵工作時進行對接,檢泵時脫開。直線電機動子的工作行程為
      1.23m,最大行程可達到1.3m,超行程長度為0.07m。可利用直線電機動子的超行程實現(xiàn)柱塞21和直線電機動子28的對接,即對接時利用電機動子向上超行程0.07m,卡簧(25)預(yù)置在直線電機動子(28)的縮頸處,電機利用超行程將動子上端對入抽油泵柱塞(21)下端,卡簧(25)因為空間受限而受力,外徑變小,直線電機動子(28)攜帶卡簧(25)進入柱塞(21)下端內(nèi)部后張開,最終完成對接。
      [0056]防頂及密封錨定機構(gòu):防頂及密封錨定機構(gòu)由打撈頭4、壓帽5、彈簧6、中心筒7、卡塊8、凸輪9、銷子10、外工作筒11、墊圈12、密封圈13、隔環(huán)14、壓緊環(huán)15、卡簧16和擋環(huán)17組成。在進行下泵作業(yè)時,當(dāng)凸輪(9)與油管(2)內(nèi)壁接觸時,凸輪(9)在力的作用下繞銷子(10)旋轉(zhuǎn)向內(nèi)收縮,凸輪(9)上頂卡塊(8),卡塊(8)迫使彈簧壓縮,此時防頂凸輪、密封錨定部分可沿外工作筒11的中部孔道順利下行;當(dāng)防頂凸輪、密封錨定部分繼續(xù)下行時,由于孔道直徑變大,此時在彈簧的彈力作用下,凸輪9繞銷子10旋轉(zhuǎn),凸輪9位置固定。與此同時,在下行過程中由于下部卡簧16自然狀態(tài)下的外徑大于圖4所示的外工作筒內(nèi)部最小直徑處的通徑,卡簧16在外力作用下向內(nèi)收縮,在上部壓力的作用下下行,當(dāng)下行至圖4所示的直徑較大通徑處時,卡簧16在自身彈力作用下恢復(fù)形狀,完成抽油泵的錨定,起到限制抽泵筒在抽油過程中的軸向運動的作用。密封圈13起到密封作用,防止泵上液體流向泵下。當(dāng)抽油泵有上頂趨勢的時候,該機構(gòu)可起到限位作用,避免其脫出外工作筒,保證抽油泵正常工作。
      [0057]實施例4:如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示:
      [0058]一種不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵的方法,投放工藝步驟:
      [0059]步驟1:在地面將卡簧25預(yù)置在直線電機動子28的圖6所示的縮頸處,為直線電機動子與抽油泵對接做準備。
      [0060]步驟2:將防頂凸輪、密封錨定部分和直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油電泵通過螺紋進行連接;主要目的是保證抽油泵的提撈、防上頂、密封錨定功能在井下的實施。
      [0061]步驟3:將投放工作筒a和壓帽5通過剪釘b按圖2所示進行固定,保證投放裝置與抽油泵及其相關(guān)輔助裝置的有效連接,準備進行投放工作。
      [0062]步驟4:將直線電機扶正器29、直線電機27、篩管26、外工作筒11和油管2依次連接下入井內(nèi),動力電纜3隨油管一同下入。
      [0063]步驟5:將投放工作筒a上部與抽油桿通過螺紋連接后下入井內(nèi),完成圖4所示的密封、錨定,通過該工藝步驟完成抽油泵及附屬裝置的下入工作。
      [0064]步驟6:上提抽油桿將剪釘剪斷,提出抽油桿和投放工作筒a,完成抽油泵投放工藝步驟。
      [0065]步驟7:啟動電機,完成柱塞21和直線電機動子28的對接即可進入生產(chǎn)。
      [0066]步驟8:提撈工藝步驟:
      [0067]步驟8.1:啟動電機,將直線電機動子28脫出柱塞21,也可以上提抽油桿完成二者脫開。
      [0068]步驟8.2:利用抽油桿將圖3所示的提撈機構(gòu)下入井內(nèi),完成提撈機構(gòu)和打撈頭4的對接。
      [0069]步驟8.3:上提抽油桿,使防頂部分失去作用、卡簧16向內(nèi)收縮解除錨定后即可提出抽油泵,完成提撈工藝。
      [0070]如上所述,對本發(fā)明的實施例進行了詳細地說明,但是只要實質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果可以有很多的變形,這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此,這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
      【權(quán)利要求】
      1.一種不動管柱起下直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油電泵,其特征在于包括井下工作部分、投放機構(gòu)和提撈機構(gòu)組成。 投放機構(gòu)由投放工作筒、剪釘和壓帽組成,投放工作筒和壓帽通過剪釘連接,投放工作筒上接抽油桿,提撈機構(gòu)由上接頭、撈筒、壓塊、壓簧和卡瓦組成,上接頭上部與抽油桿相連,下端連接撈筒,在撈筒內(nèi)部壓塊、壓簧和卡瓦依次相接。 井下工作部分為直線電機和直線電機動子,直線電機下部連接直線電機扶正器,直線電機扶正器將直線電機錨定在套管中,直線電機上端與篩管連接,篩管上接外工作筒,外工作筒上端與油管相連,動力電纜連接直線電機和地面的電控柜。 直線電機動子通過卡簧與柱塞連接,柱塞內(nèi)連接游動閥球和游動閥座;泵筒的上端連接固定閥座和固定閥壓緊接頭,固定閥座和固定閥壓緊接頭的內(nèi)部裝有固定閥球,固定閥壓緊接頭的另一端連接中心筒,中心筒連接墊圈、密封圈、隔環(huán)、壓緊環(huán)、卡簧和擋環(huán),外工作筒連接篩管,外工作筒的另一端連接油管,中心筒的上部與壓帽相連,在內(nèi)部打撈頭、彈簧、卡塊、凸輪和銷子依次連接,壓帽的中孔連接打撈頭和彈簧。
      2.一種不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵的方法,其特征在于:施工時用抽油桿連接投放工作筒(a)上端的抽油桿扣,將包括抽油泵在內(nèi)的全部裝置從油管內(nèi)部下入,在完成錨定后,利用直線電機的超行程將電機動子與抽油泵柱塞對接,判斷防上頂裝置、密封裝置全部正常工作后,上提抽油桿將剪釘(b)剪斷,提出抽油桿和投放工作筒(a),完成投放工作。 提撈裝置和打撈頭(4)對接時,打撈頭(4)推動卡瓦(g),使得壓簧(f)壓縮,卡瓦(g)最下端臺階上移至撈筒(d)內(nèi)徑較大處,卡瓦(g)最下端臺階內(nèi)徑變大,打撈頭(4)進入卡瓦(g)內(nèi)部后壓簧⑴推動卡瓦(g)下移,卡瓦(g)將打撈頭⑷鎖住,打撈頭⑷與提撈裝置成功對接;此時,上提抽油桿使防頂裝置失去作用并解除抽油泵錨定、抽油泵柱塞(21)和直線電機動子(28)脫開后可提出井下防頂和密封錨定機構(gòu)、往復(fù)式潛油泵。 通過井下脫、接機構(gòu)完成在抽油泵工作時進行對接,檢泵時脫開,直線電機動子的工作行程為1.23m,最大行程可達到1.3m,超行程長度為0.07m ;可利用直線電機動子的超行程實現(xiàn)柱塞(21)和直線電機動子(28)的對接,即對接時利用電機動子向上運動的0.07m超行程,卡簧(25)預(yù)置在直線電機動子(28)的縮頸處,電機利用超行程將動子上端對入抽油泵柱塞(21)下端,卡簧(25)因為空間受限而變力,外徑變小,直線電機動子(28)攜帶卡簧(25)進入柱塞(21)下端內(nèi)部后張開,最終完成對接。 在進行下泵作業(yè)時,當(dāng)凸輪(9)與油管(2)內(nèi)壁接觸時,凸輪(9)在力的作用下繞銷子(10)旋轉(zhuǎn)向內(nèi)收縮,凸輪(9)上頂卡塊(8),卡塊⑶迫使彈簧壓縮,此時防頂凸輪、密封錨定部分可沿外工作筒(11)的中部孔道順利下行;當(dāng)防頂凸輪、密封錨定部分繼續(xù)下行時,由于孔道直徑變大,此時在彈簧的彈力作用下,凸輪(9)繞銷子(10)旋轉(zhuǎn),凸輪(9)位置固定;與此同時,在下行過程中由于下部卡簧(16)自然狀態(tài)下的外徑大于外工作筒內(nèi)部最小直徑處的通徑,卡簧(16)在外力作用下向內(nèi)收縮,在上部壓力的作用下下行,當(dāng)下行至直徑較大通徑處時,卡簧(16)在自身彈力作用下恢復(fù)形狀,完成抽油泵的錨定,起到限制抽油泵筒在抽油過程中的軸向運動的作用,密封圈(13)起到密封作用,防止泵上液體流向泵下,當(dāng)抽油泵有上頂趨勢的時候,該機構(gòu)可起到限位作用,避免其脫出外工作筒,保證抽油泵正常工作。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種不動管柱起下直線電機驅(qū)動潛油電泵的方法,其特征在于: 投放工藝步驟: 1)、在地面將卡簧(25)預(yù)置在直線電機動子(28)的所示的縮頸處,為直線電機動子與抽油泵對接做準備; 2)、將防頂凸輪、密封錨定部分和直線電機驅(qū)動往復(fù)式潛油電泵通過螺紋進行連接;保證抽油泵的提撈、防上頂、密封錨定功能在井下的實施; 3)、將投放工作筒(a)和壓帽(5)通過剪釘(b)進行固定,保證投放裝置與抽油泵及其相關(guān)輔助裝置的有效連接,準備進行投放工作; 4)、依次將直線電機扶正器(29)、直線電機(27)、篩管(26)、外工作筒(11)和油管(2)下入井內(nèi),動力電纜(3)隨油管一同下入; 5)、將投放工作筒(a)上部與抽油桿通過螺紋連接后下入井內(nèi),完成密封、錨定,通過該工藝步驟完成抽油泵及附屬裝置的下入工作; 6)、上提抽油桿將剪釘剪斷,提出抽油桿和投放工作筒(a),完成抽油泵投放工藝步驟; 7)、啟動電機,完成柱塞(21)和直線電機動子(28)的對接即可進入生產(chǎn); 提撈工藝步驟: 1)、啟動電機,將直線電 機動子(28)脫出柱塞(21),也可以上提抽油桿完成二者脫開; 2)、利用抽油桿將提撈機構(gòu)下入井內(nèi),完成提撈機構(gòu)和打撈頭(4)的對接; 3)、上提抽油桿,使防頂部分失去作用、卡簧(16)向內(nèi)收縮解除錨定后即可提出抽油泵,完成提撈工藝。
      【文檔編號】E21B43/00GK103775033SQ201310114276
      【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月3日
      【發(fā)明者】黃曉東, 張學(xué)魯, 張輝, 姚滿倉, 雷德榮, 王濟新, 張雪峰, 陳瑞祥 申請人:中國石油天然氣股份有限公司
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