專利名稱：一種液壓采油方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油開采方法與開采設(shè)備，尤其涉及一種液壓采油方法及其裝置，適用于各類油井、斜井、水平井、海上平臺(tái)和油田各類原油開采。
背景技術(shù)：
稠油在全球的石油資源中占有一定的比例，這類油的特點(diǎn)是含瀝青質(zhì)和膠質(zhì)較高，凝點(diǎn)高、粘度大，因此，給石油開采增加了很大的難度。我國(guó)稠油資源的分布也很廣，約占陸地石油總資源的20％以上。目前解決這一難題的辦法是在抽油機(jī)抽油的同時(shí)，還要采用其它專門設(shè)備和措施對(duì)井柱的原油進(jìn)行降粘。如向井內(nèi)注熱水、熱油或化學(xué)降粘劑等方法。這不僅增加了石油開采成本，同時(shí)開采效率也較低。除此之外，傳統(tǒng)的抽油機(jī)由于其結(jié)構(gòu)原因致使工作效率低，運(yùn)動(dòng)件磨損嚴(yán)重，使用壽命短，故障率高，致使停機(jī)維修的情況也時(shí)有發(fā)生。盡管傳統(tǒng)的抽油機(jī)存在所述的種種弊端和不盡如人意的諸多缺陷，但是到目前為止還沒有較理想的開采設(shè)備能取而代之，致使采油企業(yè)無可奈何的使用傳統(tǒng)抽油機(jī)年復(fù)一年、日復(fù)一日的一直沿用至今。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種液壓采油方法和與其相匹配的采油裝置，并且采油效率高、適用范圍寬、功能多、磨損小，故障率低，使用壽命長(zhǎng)，明顯降低開采成本和運(yùn)行成本。
本發(fā)明的采油方法是通過如下的工藝步驟實(shí)現(xiàn)的A、由地面液壓動(dòng)力源和地面加熱器給井下雙向液壓泵提供高溫高壓流體介質(zhì)驅(qū)動(dòng)力；B、高溫高壓流體介質(zhì)通過動(dòng)力液管路、空心抽油桿、經(jīng)置于雙向液壓泵內(nèi)的行程換向閥的一個(gè)通道進(jìn)入上液壓缸推動(dòng)上活塞上行，上泵腔內(nèi)升壓頂開上泵出口閥，其腔內(nèi)的原油被排入油管，被舉升到地面經(jīng)原油出口進(jìn)站，即上泵抽油做功；
C、與此同時(shí)下活塞隨之上行，下液壓缸的腔容逐漸變小，其內(nèi)做完功的乏動(dòng)力液通過行程換向閥的另一通道經(jīng)過泵熱尾管回到油管與原油合為一體，此時(shí)下泵腔壓力降低成負(fù)壓，原油通過下泵入口閥進(jìn)入下泵腔內(nèi)，當(dāng)上活塞上行到上止點(diǎn)，下活塞也同時(shí)達(dá)到上止點(diǎn)，行程換向閥換向，動(dòng)力液進(jìn)入下液壓缸，使其成為高壓腔，下活塞下行，下泵腔內(nèi)升壓下泵入口閥關(guān)閉，腔內(nèi)原油頂開下泵出口閥排入油管內(nèi)排出，此時(shí)上活塞的上泵腔吸油，即下泵排油做功；D、上下泵交替排油做功，即上泵排油下泵吸油；下泵排油時(shí)上泵吸油，如此周而復(fù)始循環(huán)，使其雙向液壓泵連續(xù)將原油舉升至地面。
本發(fā)明的采油裝置包括一個(gè)給井下雙向液壓泵提供高溫高壓流體介質(zhì)的地面液壓動(dòng)力源、地面加熱器，通過動(dòng)力液管路與置于油管內(nèi)的空心抽油桿的上端相連，其下端與雙向液壓泵的泵頭相連，所述的雙向液壓泵包括其上下端具有活塞的活塞桿置于泵缸內(nèi)，行程換向閥套裝于活塞桿上并與泵缸壁緊密結(jié)合，上泵腔的上邊自下而上設(shè)有上泵出口閥、下泵出口閥并通過通道分別與油管和設(shè)于下泵腔下邊的下泵入口閥的出口端相連；上泵出口閥的入口端通過通道與設(shè)于下泵入口閥下邊的上泵入口閥的出口端相連；乏動(dòng)力液管路的輸入端與行程換向閥的一個(gè)通道相連，輸出端經(jīng)過泵加熱尾管與油管相通。
所述的裝置還包括一個(gè)油井電加熱器，其有一個(gè)電加熱控制柜，經(jīng)變壓整流后輸出低壓雙脈沖大電流直流電源以電纜分別接在相互絕緣的油管和與空心抽油桿相連的地面動(dòng)力液管路上，并形成回路。
所述的空心抽油桿與油管之間設(shè)有絕緣扶正器，上端井口處設(shè)有絕緣密封器。
所述的地面加熱器與空心抽油桿之間的動(dòng)力液管路上設(shè)有絕緣管接頭。
所述的空心抽油桿的下端與井下雙向液壓泵的泵頭是通過截臺(tái)錐形的液壓插接頭相連。
所述的動(dòng)力液管路與乏動(dòng)力液管路之間設(shè)有反向預(yù)熱單向閥。
所述的雙向液壓泵的泵頭上在與空心抽油桿下端液壓插接頭的對(duì)應(yīng)部位橫向開有泄油孔。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果如下本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了地面液壓動(dòng)力源、地面加熱器、還增設(shè)一個(gè)油井電加熱器為井下雙向液壓泵提供工作動(dòng)力加熱原油；雙向液壓泵在行程換向閥的作用下使上下泵交替連續(xù)排油，地面電機(jī)工作電流平移，對(duì)電網(wǎng)無沖擊，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、取消了地面抽油機(jī)、運(yùn)行件磨損小，延長(zhǎng)了使用壽命，故障率低，便于安裝、操作和管理，明顯降低了設(shè)備投資與運(yùn)行成本；雙向液壓泵因是液壓驅(qū)動(dòng)，地面設(shè)備可一機(jī)多井，適用于各類油井、斜井、水平井以及海上平臺(tái)開采，稀油、稠油都可以；對(duì)涼井還可以進(jìn)行預(yù)熱啟動(dòng)，可對(duì)井柱全程加熱均勻，降粘清蠟，提高泵效，其耗電量不足傳統(tǒng)抽油機(jī)的1/2，而采油效率提高40-50％，降低了采油成本。當(dāng)提出空心抽油桿時(shí)其內(nèi)的原油自泄油孔流入油井內(nèi)，不污染環(huán)境，便于施工作業(yè)。


圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中液壓管與泵頭連接部位的局部放大圖。
圖3是油井電加熱器輸出的低壓雙脈沖大電流直流電源的雙脈沖波形圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)合附圖加以詳細(xì)描述，如圖1所示的地面液壓泵1通過動(dòng)力液管路與地面加熱器2相連，地面加熱器2的輸出端通過動(dòng)力液管路、絕緣管接頭3與置于油管19內(nèi)的空心抽油桿5的上端相連，穿過井口絕緣密封器4，空心抽油桿5上設(shè)有絕緣扶正器6，下端通過截臺(tái)錐形的液壓插接頭7與井下的雙向液壓泵18的泵頭相連如圖2所示，雙向液壓泵18包括泵缸，兩端具有上活塞10和下活塞12的活塞桿11置于泵缸中，能根據(jù)上下活塞10、12的行程位置來實(shí)現(xiàn)切換液體通道的兩位四通行程換向閥16套裝于活塞桿11上，外周與泵缸內(nèi)壁保持緊密配合，其安裝在泵缸壁的中部，上活塞10與上泵出口閥9之間的空間為上泵腔24，其下面與行程換向閥16之間為上液壓缸25，行程換向閥16與下活塞12之間為下液壓缸27，下活塞12與其下邊的下泵入口閥13之間形成的空腔為下泵腔26，下泵出口閥8設(shè)于上泵出口閥9的上邊，其出口端可以與油管19相通，入口端通過通道與下泵入口閥13的出口端相連，下泵入口閥13的入口通過通道與油井原油相通，上泵出口閥9的出口端通過通道與油管19相通，其入口端通過通道與設(shè)于下泵入口閥13下邊的上泵入口閥14的出口端相連，上泵入口閥14的入口與油井原油相通。動(dòng)力液管路的輸入端與行程換向閥16的一個(gè)通道相連，而乏動(dòng)力液管路的排出口與行程換向閥16的另一通道相連，其排出端通過過泵加熱尾管15與油管19相通，在動(dòng)力液管路的輸入端與乏動(dòng)力液管路的排出口之間設(shè)有一個(gè)反向預(yù)熱單向閥17，所述的乏動(dòng)力液是指做完功的動(dòng)力液；油井電加熱器是通過電加熱器控制柜21輸出的兩根電纜20分別接于相互絕緣的井口處油管19壁和空心抽油桿5相連的地面動(dòng)力液管路上，所述的油井電加熱器是經(jīng)電加熱控制柜21變壓整流后輸出低壓雙脈沖大電流直流電源經(jīng)空心抽桿5和油管管柱返回形成回路，因其空心抽油桿5的截面積小于油管19的截面積，故使空心抽油桿5產(chǎn)生過電流而發(fā)熱，進(jìn)而將熱能傳導(dǎo)給空心抽油桿內(nèi)的動(dòng)力液和油管19內(nèi)的油井井液。從而使原油在最佳溫度和粘度的狀態(tài)下順利地被舉升出地面輸油管網(wǎng)和一部分送入地面液壓泵液池中。所述的雙向液泵18的泵頭上在與空心抽油桿5下端的液壓插接頭7的頂端相應(yīng)部位橫向設(shè)有于利于拔出空心抽油桿5時(shí)泄油的泄油孔23。
實(shí)施例2不設(shè)油井電加熱器及相應(yīng)的絕緣管接頭3、絕緣密封器4和絕緣扶正器6，其余同實(shí)施例1。
本發(fā)明使用時(shí)，開動(dòng)地面液壓泵1將加壓后的高壓水或高壓原油沿管道進(jìn)入地面加熱器2，加熱后的流體介質(zhì)攜帶著高壓高溫經(jīng)絕緣管接頭3，井口絕緣密封器4，進(jìn)入井柱中的空心抽油桿5內(nèi)，并沿空心抽油桿5底部的液壓接頭7、動(dòng)力液管路、進(jìn)入雙向液壓泵總成18內(nèi)的行程換向閥16的一個(gè)通道進(jìn)入上液壓缸25使其成為高壓腔推動(dòng)上活塞10上行，上泵腔24的腔容變小，壓力升高，其內(nèi)的原油被迫頂開上泵出口閥9進(jìn)入油管19內(nèi)；此時(shí)下活塞12也隨之上行，下液壓缸27的腔容變小，腔內(nèi)做完功的乏動(dòng)力液通過行程換向閥16的另一通道經(jīng)過泵加熱尾管15回到油管19與液壓泵18舉升的原油合為一體，繼續(xù)被舉升，此時(shí)下泵腔26的腔容逐步增大，壓力降低形成負(fù)壓，油井內(nèi)的原油通過下泵入口閥13被逐步吸入到下泵腔26內(nèi)，上活塞10上行至上止點(diǎn)，下活塞12也同時(shí)到上止點(diǎn)，靠活塞的推力，推動(dòng)行程換向閥16換向，改變上下兩液壓缸的高低壓接口，使下液壓缸27成為高壓腔，下活塞12帶動(dòng)活塞桿11，上活塞10向下運(yùn)行，這時(shí)，下泵腔26的腔容逐步變小，壓力升高，下泵入口閥13關(guān)閉，腔內(nèi)原油頂開下泵出口閥8，進(jìn)入油管19內(nèi)，同時(shí)上液壓缸25的腔容變小，乏動(dòng)力液通過行程換向閥的低壓口，經(jīng)過泵加熱尾管15流入裝在泵上端的油管19內(nèi)，上泵腔24的腔容變大，腔內(nèi)形成負(fù)壓，井內(nèi)原油頂開上泵入口閥14，經(jīng)管道進(jìn)入上泵腔24內(nèi)，等待行程換向閥16換向，準(zhǔn)備下一往復(fù)的行程，因此周而復(fù)始的上、下泵交替排油吸油的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連續(xù)將原油舉升到地面。經(jīng)原油出口22送入地面輸油管網(wǎng)。如果開采稠油時(shí)可使油井電加熱器投入工作。
本發(fā)明所述的液壓泵1和以往地面加熱器2所輸送的高溫高壓動(dòng)力液的壓力和溫度是根據(jù)井下的井深、阻抗、原油品質(zhì)、產(chǎn)液排量、溫度、含水量等諸多因素來確定其具體范圍值。
權(quán)利要求
1.一種液壓采油方法，其特征是工藝步驟如下A、由地面液壓動(dòng)力源和地面加熱器(2)給井下雙向液壓泵(18)提供高溫高壓流體介質(zhì)驅(qū)動(dòng)力；B、高溫高壓流體介質(zhì)通過動(dòng)力液管路、空心抽油桿(5)、經(jīng)置于雙向液壓泵(18)內(nèi)的行程換向閥(16)的一個(gè)通道進(jìn)入上液壓缸(25)推動(dòng)上活塞(10)上行，上泵腔(24)內(nèi)升壓項(xiàng)開上泵出口閥(9)，其腔內(nèi)的原油被排入油管(19)，被舉升到地面經(jīng)原油出口(22)進(jìn)站，即上泵抽油做功；C、與此同時(shí)下活塞(12)隨之上行，下液壓缸(27)的腔容逐漸變小，其內(nèi)做完功的乏動(dòng)力液通過行程換向閥(16)的另一通道經(jīng)過泵加熱尾管(15)回到油管(19)與原油合為一體，此時(shí)下泵腔(26)壓力降低成負(fù)壓，原油通過下泵入口閥(13)進(jìn)入下泵腔(26)內(nèi)，當(dāng)上活塞(10)上行到上止點(diǎn)，下活塞(12)也同時(shí)達(dá)到上止點(diǎn)，行程換向閥(16)換向，動(dòng)力液進(jìn)入下液壓缸(27)，使其成為高壓腔，下活塞(12)下行，下泵腔(26)內(nèi)升壓下泵入口閥(13)關(guān)閉，腔內(nèi)原油頂開下泵出口閥(8)排入油管(19)內(nèi)排出，此時(shí)上活塞(10)的上泵腔(24)吸油，即下泵排油做功；D、上下泵交替排油做功，即上泵排油下泵吸油；下泵排油時(shí)上泵吸油，如此周而復(fù)始循環(huán)，使其雙向液壓泵(18)連續(xù)將原油舉升至地面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采油方法，其特征在于所述的地面加熱器還包括一個(gè)油井電加熱器。
3.用于權(quán)利要求1所述方法的裝置，包括一個(gè)給井下雙向液壓泵(18)提供高溫高壓流體介質(zhì)的地面液壓動(dòng)力源、地面加熱器(2)，通過動(dòng)力液管路與置于油管(19)內(nèi)的空心抽油桿(5)的上端相連，其下端與雙向液壓泵(18)的泵頭相連，其特征在于所述的雙向液壓泵(18)包括其上下端具有活塞(10)、(12)的活塞桿(11)置于泵缸內(nèi)，行程換向閥(16)套裝于活塞桿(11)上并與泵缸壁緊密結(jié)合，上泵腔(24)的上邊自下而上設(shè)有上泵出口閥(9)、下泵出口閥(8)并通過通道分別與油管(19)和設(shè)于下泵腔(26)下邊的下泵入口閥(13)的出口端相連；上泵出口閥(9)的入口端通過通道與設(shè)于下泵入口閥(13)下邊的上泵入口閥(14)的出口端相連，乏動(dòng)力液管路的排出端與行程換向閥(16)的一個(gè)通道相連，排出端經(jīng)過泵加熱尾管(15)與油管(19)相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于還包括一個(gè)油井電加熱器，其有一個(gè)電加熱控制柜(21)，經(jīng)變壓整流后輸出低壓雙脈沖大電流直流電源以電纜(20)分別接在相互絕緣的油管(19)和與空心抽油桿(5)相連的地面動(dòng)力液管路上并經(jīng)井下形成回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述的空心抽油桿(5)與油管(19)之間設(shè)有絕緣扶正器(6)，上端井口處設(shè)有絕緣密封器(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述的地面加熱器(2)與空心抽油桿(5)之間的動(dòng)力液管路上設(shè)有絕緣管接頭(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述的空心抽油桿(5)的下端與井下雙向液壓泵(18)的泵頭是通過截臺(tái)錐形的液壓插接頭(7)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求3-7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述的動(dòng)力液管路與乏動(dòng)力液管路之間設(shè)有反向預(yù)熱單向閥(17)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述的雙向液壓泵(18)的泵頭上在與空心抽油桿(5)下端液壓插接頭(7)的對(duì)應(yīng)部位橫向開有泄油孔(23)。
全文摘要
本發(fā)明的液壓采油方法及其裝置，包括提供高溫高壓動(dòng)力液的地面液壓動(dòng)力源、地面加熱器，動(dòng)力液管路通過置于油管中的空心抽油桿和置于雙向液壓泵中套裝在活塞桿上的行程換向閥相連，兩端具有活塞的活塞桿置于泵缸內(nèi)，上泵腔的上邊自下而上設(shè)有上泵出口閥、下泵出口閥并通過通道分別與油管和設(shè)于下泵腔下邊的下泵入口閥的出口端相連；上泵出口閥的入口端用管件與設(shè)于下泵入口閥下邊的上泵入口閥的出口端相連，乏動(dòng)力液管路的排出端與行程換向閥的一個(gè)通道相連，排出端經(jīng)過泵加熱尾管與油管相通。上泵排油做功下泵吸油，而下泵排油做功上泵吸油，如此交替循環(huán)周而復(fù)始連續(xù)將原油送到地面，提高采油效率并適于各類油品。
文檔編號(hào)E21B43/16GK1963141SQ20061013428
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月16日
發(fā)明者葉少華 申請(qǐng)人:葉少華