一种液力助力深抽试采油系统装置的制作方法

1.本发明涉及油田抽油技术领域，具体地说是一种液力助力深抽试采油系统装置。


背景技术：

2.在深抽井中，抽油机和抽油杆上承受的液柱负荷大，一方面抽油机能耗大，用电量多，机械效率低，油井开采成本高，经济效益差；另一方面，抽油杆工作应力大，容易被告拉断，抽油杆使用寿命短，造成抽油井生产周期短，增加油井作业费用，减少油井生产时间，降低油井的经济效益。
3.为了解决上述问题，技术人员研制了减少抽油杆载负的装置，如中国专利；2012202957131《抽油杆减载装置》,就是解决上述问题的。它的技术方案是：包括出油接头、上柱塞、抽油泵泵筒上接头、上泵筒、下泵筒接箍、下泵筒、下柱塞、进油接头，抽油泵泵筒上接头中间螺纹与上泵筒上部连接，出油接头下部与上柱塞上部连接，上柱塞处于上泵筒内，上柱塞与上泵筒间隙配合密封，下柱塞下部与进油接头上部连接，下柱塞处于下泵筒内，下柱塞与下泵筒间隙配合密封，上泵筒的内径小于下泵筒的内径，上柱塞的外径小于下柱塞的外径，出油接头上有出油孔，出油孔与上柱塞内孔相通，进油接头上有进油孔，进油孔与下柱塞内孔相通，还包括连接管、上软密封、下软密封，上泵筒下部设置上软密封，上软密封与上柱塞无间隙配合密封，抽油泵泵筒上接头的下部螺纹直径大于中间螺纹直径，抽油泵泵筒上接头下部螺纹与连接管上部连接，使连接管套装在上泵筒外，连接管下部与下泵筒接箍上部连接，下泵筒接箍下部与下泵筒上部连接，上柱塞下部与下软密封上部连接，下软密封下部与下柱塞上部连接，下软密封与下泵筒无间隙配合密封，下泵筒接箍上有平衡孔。
4.上柱塞的外径小于下柱塞的外径，平衡孔使下柱塞上部压力低于下部压力，在面积差和压力差作用下，下柱塞的下部有一个向上的液压力，使连接在出油接头之上的抽油杆的负荷减轻，也使抽油机的负荷减轻，从而可以延长抽油杆的使用寿命，延长油井生产周期。
5.但它的减载荷的装置由两台泵径不同的抽油泵的泵筒和柱塞串联组成，小泵筒在上，大泵筒在下。使安装在其下部的抽油泵的柱塞和大泵筒的柱塞无法通过小泵筒，因此，这种装置必须要采用脱接器才能将其全部装置下入井内并连接抽油机工作。
6.因此，中国专利；2012202957131《抽油杆减载装置》，虽然能解决在深抽井中，抽油机和抽油杆上承受的液柱负荷大的问题，但它的结构复杂，可靠性差，使用寿命短，生产费用高，达不到理想的效果。
7.公开(公告)号：cn202768376u，公开(公告)日：2013-03-06是环封式深抽减载装置。环封式深抽减载装置，上罩下端连接变径接头、变径接头下端连接柱塞，柱塞下端连接下游动阀罩、下游动阀罩下端连接堵头，下游动凡尔球位于下游动阀罩和堵头中间，短泵筒、泵筒中间接箍、辅助泵筒分别套在柱塞上，短泵筒上端连接密封器，辅助泵筒下端连接下端接箍、下端接箍上部连接外管，外管上端连接上端接箍，下端接箍下端连接泵筒接箍，泵筒接箍下端连接固定阀罩、固定阀罩下端连接固定阀接头，固定阀球阀座位于泵筒接箍
和固定阀罩之间。本实用新型大大改善了工作环境，提高了抽油泵的效率，降低了泵上部件断脱的机率。
8.公开(公告)号：cn201705231u，公开(公告)日：2011-01-12是深层抽油杆减载装置。由释放接头、油管接箍、释放管、脱接器、出油接头、刮砂杯、φ95短泵筒、φ95长柱塞、接头、呼吸孔、φ127泵筒、φ127柱塞、密封环、进油接头、承载接头组成，本实用新型由于采用了双抽油泵，抽油杆、φ95柱塞、φ127柱塞连接在一起，随抽油杆做往复运动。φ127柱塞上端面的上部、下部分别处在两个不同的压力系统中，压力差所产生的压力作用于φ127柱塞的上端面，从而产生一个向上的托举力，辅助抽油机带动抽油杆及整套杆柱向上运动，减轻抽油机的悬点载荷。其结构简单，使用方便，很适合现场推广应用。
9.公开(公告)号：cn108533480b，公开(公告)日：2019-10-01公开了一种套管气辅助举升减载泵，解决了抽油机在深井及超深井采油过程中悬点载荷过大的问题。具体包括泵腔和抽汲机构，抽汲机构将泵腔分隔为体积可变的油室和气室，其中油室与脱气机构连通，气室与进气通道连通；脱气机构将原油脱气并将气体排出到油套环空，抽汲机构在泵腔内往复运动，油室及气室分别交替吸入和排出脱气原油和套管气；排出的套管气和脱气原油，在油管内混合。套管气与原油相混合，不仅充分利用了气体的弹性膨胀能量，而且降低了液体的密度，从而使悬点载荷降低，最大最小悬点载荷的差值变小，使抽油杆受力状况变好，同时可以节省抽油机电机消耗功率。
10.公开(公告)号：cn103362796a，公开(公告)日：2013-10-23涉及一种减载型深井抽油泵，包括泵体与泵座。泵体由出阀、柱塞系统、游动阀、固定阀、泵筒组成；泵座由泵座上接箍、密封胶圈、卡环、泵座中间接箍组成。本发明通过滑动管与滑动套管之间的滑动密封配合，将抽油泵的上部和下部隔离，分成上部分高压区和下部分压力变化区，保证泵上部分液体的压强力不直接作用于柱塞的上端面,将柱塞上端面的压强力减载掉。由于泵筒的上部带孔，柱塞上端面与泵外相通，柱塞上端面的压力与柱塞下端面的压力差值相当小,使柱塞上行阻力非常小,因此抽油机的负荷就很小。本发明具有负荷小、省力、节能，能使相同规格的抽油泵深下数百米，采油产量得到很大提高的优点。
11.以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，或者技术领域或者应用场合不同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。


技术实现要素：

12.本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷而提供一种液力助力深抽试采油系统装置，减轻抽油杆柱和抽油机的受力，延长抽油杆的使用寿命，减少抽油机的用电，并且结构简单，可靠性高，使用寿命长，加工费用低。
13.为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：
14.一种液力助力深抽试采油系统装置，包括抽油泵，所述抽油泵包括抽油泵泵筒及设置在抽油泵泵筒内部的抽油泵柱塞，还包括减载泵，所述减载泵连接在抽油泵的上方；所述减载泵包括：
15.减载泵泵筒，所述减载泵泵筒下端与抽油泵的抽油泵泵筒连接；
16.减载泵柱塞，所述减载泵柱塞为空心柱塞，所述减载泵柱塞上端与空心抽油杆下
端连接，减载泵柱塞下端与实心抽油杆上端连接，实心抽油杆下端与抽油泵的抽油泵柱塞连接；所述减载泵柱塞与减载泵泵筒组成密封副，所述减载泵泵筒的内径大于等于抽油泵泵筒的外径，使抽油泵柱塞能通过减载泵泵筒下入抽油泵泵筒内；所述减载泵柱塞与减载泵泵筒组成密封副的冲程大于等于抽油泵柱塞与抽油泵泵筒组成密封副的冲程。
17.进一步地，所述减载泵泵筒下端通过减载泵泵筒下接头与泵上油管连接，泵上油管下端通过抽油泵泵筒上接头与抽油泵的抽油泵泵筒连接，所述减载泵泵筒上端通过减载泵泵筒上接头连接上段油管。
18.进一步地，所述减载泵柱塞上端通过转换接头与空心抽油杆下端连接，减载泵柱塞下端通过连通接头与实心抽油杆上端连接。
19.进一步地，所述连通接头上有连通槽，泵上油管内的井液能通过所述的连通槽进入空心抽油杆内。
20.进一步地，所述实心抽油杆下端通过出油接头与抽油泵的抽油泵柱塞连接。
21.进一步地，所述出油接头上有出油槽，抽油泵内的井液能通过所述出油槽进入泵上油管内。
22.进一步地，所述抽油泵柱塞下端口安装出油阀。
23.进一步地，所述抽油泵泵筒下端通过抽油泵泵筒下接头连接进油阀。
24.进一步地，所述出油阀及进油阀均为游动阀，均为单向阀。
25.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
26.减载泵柱塞与减载泵泵筒组成密封副，减载泵泵筒的泵径大于泵筒的泵径，减载泵泵筒的泵径大于空心抽油杆的外径，减载泵柱塞下端的压力大大的高于上端的压力，由于直径差和压力差的作用，液压在减载泵柱塞下端面上产生的液压力大大的大于减载泵柱塞上端面上产生的液压力，使减载泵柱塞的下部有一个向上的液压力，此液压力能对空心抽油杆有向上的助力作用，使空心抽油杆的负荷减轻，也使抽油机的负荷减轻，从而可以延长抽油杆的使用寿命，延长油井生产周期，抽油机负荷减轻后可以节省电能，由于减载泵柱塞之上连接的是空心抽油杆，抽出液不能到上段油管内，只需要一套密封副(减载泵柱塞与减载泵泵筒配合密封)就能达到减轻杆的抽油机的负荷的目的。因此，本发明能达到设计目的，在现有抽油机、空心抽油杆的承载能力下，能增加泵的下井深度，实现深抽，增加地层生产压差，提高油井产量，并且本发明结构简单，使用寿命长，加工费用低，下井使用时不需要配套脱接器和释放装置，减少了事故环节，可靠性高，适用性好，本发明具有显著的经济效益。
附图说明
27.图1为本发明一种液力助力深抽试采油系统装置的结构示意图；
28.图2为图1的分段细节放大图。
29.图中：上段油管1、减载泵泵筒上接头2、空心抽油杆3、转换接头4、减载泵泵筒5、减载泵柱塞6、连通接头7、减载泵泵筒下接头8、实心抽油杆9、泵上油管10、抽油泵泵筒上接头11、出油接头12、抽油泵泵筒13、抽油泵柱塞14、出油阀15、抽油泵泵筒下接头16、进油阀17。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例1：
32.请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：
33.一种液力助力深抽试采油系统装置，包括抽油泵，所述抽油泵包括抽油泵泵筒13及设置在抽油泵泵筒内部的抽油泵柱塞14，还包括减载泵，所述减载泵连接在抽油泵的上方；所述减载泵包括：
34.减载泵泵筒5，所述减载泵泵筒下端与抽油泵的抽油泵泵筒连接；
35.减载泵柱塞6，所述减载泵柱塞为空心柱塞，所述减载泵柱塞上端与空心抽油杆3下端连接，减载泵柱塞下端与实心抽油杆9上端连接，实心抽油杆下端与抽油泵的抽油泵柱塞连接；所述减载泵柱塞与减载泵泵筒组成密封副，所述减载泵泵筒的内径大于等于抽油泵泵筒的外径，使抽油泵柱塞能通过减载泵泵筒下入抽油泵泵筒内；所述减载泵柱塞与减载泵泵筒组成密封副的冲程大于等于抽油泵柱塞与抽油泵泵筒组成密封副的冲程。
36.进一步地，所述减载泵泵筒下端通过减载泵泵筒下接头8与泵上油管10连接，泵上油管下端通过抽油泵泵筒上接头11与抽油泵的抽油泵泵筒连接，所述减载泵泵筒上端通过减载泵泵筒上接头2连接上段油管1。
37.进一步地，所述减载泵柱塞上端通过转换接头4与空心抽油杆下端连接，减载泵柱塞下端通过连通接头7与实心抽油杆上端连接。
38.进一步地，所述连通接头上有连通槽7-1，泵上油管内的井液能通过所述的连通槽进入空心抽油杆内。
39.进一步地，所述实心抽油杆下端通过出油接头12与抽油泵的抽油泵柱塞连接。
40.进一步地，所述出油接头上有连通通道，即出油槽12-1，抽油泵内的井液能通过所述出油槽12-1进入泵上油管内。
41.进一步地，所述抽油泵柱塞下端口安装出油阀15。
42.进一步地，所述抽油泵泵筒下端通过抽油泵泵筒下接头16连接进油阀17。
43.进一步地，所述出油阀及进油阀均为游动阀，均为单向阀。
44.游动阀是指钻探施工中装在抽油泵柱塞上随柱塞作往复运动可将泵内液体排出的单向球阀，为公知技术。
45.抽油泵泵筒上接头11、泵筒13、抽油泵泵筒下接头16、进油阀17依次连接，各连接处保持密封，进油阀17为单流结构，井液能从进油阀17的下方向上流动，井液不能从进油阀17的上方向下流动，进油阀17的下部有油管螺纹，抽油泵泵筒上接头11的上部有油管内螺纹，泵上油管10的下部与抽油泵泵筒上接头11的上部连接，出油接头12、柱塞14、出油阀15依次连接，柱塞14的下部与出油阀15的上部连接处保持密封，出油接头12、柱塞14、出油阀15放入泵筒13内，柱塞14与泵筒13组成密封副，出油阀15为单流结构，井液能从出油阀15的下方向上流动，井液不能从出油阀15的上方向下流动，出油接头12上有出油槽12-1，柱塞14内的井液能通过所述的出油槽12-1流至柱塞14之上，出油接头12的上部有抽油杆螺纹，抽
油杆9向下穿过泵上油管10其下部与出油接头12的上部连接，上段油管1、减载泵泵筒上接头2、减载泵泵筒5、减载泵泵筒下接头8依次连接后，减载泵泵筒下接头8的下部与泵上油管10的上部连接，各连接处保持密封，转换接头4的上部有空心抽油杆螺纹，空心抽油杆3、转换接头4、减载泵柱塞6、连通接头7依次连接，空心抽油杆3、转换接头4、减载泵柱塞6依次连接处保持密封，空心抽油杆3的下部、转换接头4、减载泵柱塞6、连通接头7下入泵筒13内，连通接头7的下部有抽油杆螺纹，连通接头7的下部与抽油杆9的上部连接，减载泵柱塞6与减载泵泵筒5组成密封副，减载泵泵筒5的泵径大于或等于泵筒13的泵径，连通接头7上有连通槽7-1，泵上油管10内的井液能通过所述的连通槽7-1进入空心抽油杆3内，减载泵泵筒5的泵径大于空心抽油杆3的外径。
46.当泵筒13的泵径小于等于φ38时，减载泵泵筒5的泵径大于泵筒13的泵径2级，当泵筒13的泵径大于等于φ44时，减载泵泵筒5的泵径大于泵筒13的泵径1级。即按抽油泵标准系列设计时，泵筒13的泵径等于φ38时，则减载泵泵筒5的泵径为φ56(抽油泵的标准系列分别为φ28、φ32、φ38、φ44、φ56、φ70、φ83)；泵筒13的泵径等于φ44时，则减载泵泵筒5的泵径为φ56。上述设计是为了获得合理的抽油机减载负荷。
47.当泵筒13的下泵深度大于2000m时，上段油管1的长度大于泵上油管10的长度，上段油管1的长度与泵上油管10的长度比为1.5：1，当泵筒13的下泵深度小于2000m大于1400m时，上段油管1的长度接近于泵上油管10的长度，当泵筒13的下泵深度小于1400m时，上段油管1的长度小于泵上油管10的长度，上段油管1的长度与泵上油管10的长度比为1：1.5。上述设计是为了获得合理的抽油机减载负荷。
48.空心抽油杆3从井口至转换接头4为同杆径的空心抽油杆，空心抽油杆3的杆体外径与井口密封器配套的空心光杆的外径一般相同。
49.下井时，按图1的结构下入井内，空心抽油杆3的上部安装空心光杆，空心光杆与井口的光杆密封器配套密封井口，使抽出的井液经空心光杆排出。上段油管1的上部悬挂在井口装置(采油树)上。
50.减载泵柱塞6与减载泵泵筒5组成密封副，减载泵泵筒5的泵径大于泵筒13的泵径，使其柱塞14能通过减载泵泵筒5下入泵筒13内(泵筒13的泵径也可以等于减载泵泵筒5的泵径，两泵筒的泵径相等时柱塞14能通过减载泵泵筒5下入泵筒13内)。减载泵柱塞6与减载泵泵筒5组成密封副的冲程等于(或大于)柱塞14与泵筒13内组成密封副的冲程，抽油时，减载泵柱塞6、柱塞14始终在各自的泵筒内工作。抽油时减载泵柱塞6不能出减载泵泵筒5，避免出现抽油机突然增大负荷产生抽油系统不稳定，因此，要求杆管柱的配备一定要准确。减载泵柱塞6下端的压力大大的高于上端的压力，由于直径差和压力差的作用，液压在减载泵柱塞6下端面上产生的液压力大大的大于减载泵柱塞6上端面上产生的液压力，使减载泵柱塞6的下部有一个向上的液压力，使空心抽油杆3的负荷减轻，也使抽油机的负荷减轻。
51.本发明是减轻抽油机和上部抽油杆柱负荷的装置，用于增加抽油泵的下泵深度，增大抽油泵的沉没度，提高深抽井的充满程度。
52.实施例2：
53.请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：
54.一种液力助力深抽试采油系统装置，包括抽油泵，所述抽油泵包括抽油泵泵筒13及设置在抽油泵泵筒内部的抽油泵柱塞14，还包括减载泵，所述减载泵连接在抽油泵的上
方；所述减载泵包括：
55.减载泵泵筒5，所述减载泵泵筒下端与抽油泵的抽油泵泵筒连接；
56.减载泵柱塞6，所述减载泵柱塞为空心柱塞，所述减载泵柱塞上端与空心抽油杆3下端连接，减载泵柱塞下端与实心抽油杆9上端连接，实心抽油杆下端与抽油泵的抽油泵柱塞连接；所述减载泵柱塞与减载泵泵筒组成密封副，所述减载泵泵筒的内径大于等于抽油泵泵筒的外径，使抽油泵柱塞能通过减载泵泵筒下入抽油泵泵筒内；所述减载泵柱塞与减载泵泵筒组成密封副的冲程大于等于抽油泵柱塞与抽油泵泵筒组成密封副的冲程。
57.进一步地，所述减载泵泵筒下端通过减载泵泵筒下接头8与泵上油管10连接，泵上油管下端通过抽油泵泵筒上接头11与抽油泵的抽油泵泵筒连接，所述减载泵泵筒上端通过减载泵泵筒上接头2连接上段油管1。
58.进一步地，所述减载泵柱塞上端通过转换接头4与空心抽油杆下端连接，减载泵柱塞下端通过连通接头7与实心抽油杆上端连接。
59.进一步地，所述连通接头上有连通槽7-1，泵上油管内的井液能通过所述的连通槽进入空心抽油杆内。
60.实施例3：
61.请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：
62.一种液力助力深抽试采油系统装置，包括抽油泵，所述抽油泵包括抽油泵泵筒13及设置在抽油泵泵筒内部的抽油泵柱塞14，还包括减载泵，所述减载泵连接在抽油泵的上方；所述减载泵包括：
63.减载泵泵筒5，所述减载泵泵筒下端与抽油泵的抽油泵泵筒连接；
64.减载泵柱塞6，所述减载泵柱塞为空心柱塞，所述减载泵柱塞上端与空心抽油杆3下端连接，减载泵柱塞下端与实心抽油杆9上端连接，实心抽油杆下端与抽油泵的抽油泵柱塞连接；所述减载泵柱塞与减载泵泵筒组成密封副，所述减载泵泵筒的内径大于等于抽油泵泵筒的外径，使抽油泵柱塞能通过减载泵泵筒下入抽油泵泵筒内；所述减载泵柱塞与减载泵泵筒组成密封副的冲程大于等于抽油泵柱塞与抽油泵泵筒组成密封副的冲程。
65.虽然以上所有的实施例均使用图1至图2，但作为本领域的技术人员可以很清楚的知道，不用给出单独的图纸来表示，只要实施例中缺少的零部件或者结构特征在图纸中拿掉即可。这对于本领域技术人员来说是清楚的。当然部件越多的实施例，只是最优实施例，部件越少的实施例为基本实施例，但是也能实现基本的发明目的，所以所有这些都在本发明的保护范围内。
66.本技术中凡是没有展开论述的零部件本身、本技术中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术，不再赘述。比如焊接、丝扣式连接等。
67.在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
68.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，
因此，不能理解为对本发明的限制。
69.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
70.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。