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CN104563972A - 小功率深井抽油机 - Google Patents

小功率深井抽油机 Download PDF

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CN104563972A
CN104563972A CN201510014033.6A CN201510014033A CN104563972A CN 104563972 A CN104563972 A CN 104563972A CN 201510014033 A CN201510014033 A CN 201510014033A CN 104563972 A CN104563972 A CN 104563972A
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CN
China
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pump
circulating fluid
oil
vane pump
pumping unit
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CN201510014033.6A
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李鹏飞
严欣平
唐德东
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Sichuan University
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Chongqing University of Science and Technology
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00—Pumping installations or systems
    • F04B23/04—Combinations of two or more pumps
    • F04B23/08—Combinations of two or more pumps the pumps being of different types
    • F04B23/12—Combinations of two or more pumps the pumps being of different types at least one pump being of the rotary-piston positive-displacement type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B47/00—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps

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Abstract

本发明公开了一种小功率深井抽油机，包括涡轮泵与叶片泵，所述涡轮泵的循环液出口通过管道与叶片泵的进口相连，所述叶片泵的出口通过管道与涡轮泵的循环液进口相连，所述涡轮泵与叶片泵之间形成密闭的液路循环通道且填充有循环液，所述叶片泵的转轴连接在驱动电机的输出轴上，所述涡轮泵的转轴连接在螺杆泵的转动轴上，所述螺杆泵的下端设置有抽油口，螺杆泵的上端连接出油管道。其显著效果是：无换向磨损；可小功率抽油；采用液压提升油井液柱负荷，无游梁抽油杆柱的冲击和振动载荷，具有一定节能效果；可通过改变螺杆泵的长度来增压，不受增压面积比的限制，通过液压增压提升扬程，实现高扬程深井抽油。

Description

小功率深井抽油机
技术领域
本发明涉及到石油开采用机械设备技术领域，具体地说，是一种小功率深井抽油机。
背景技术
目前，石油开采用泵，大体上分成有杆泵和无杆泵两种，因为无杆泵投入较大且使用范围受到很大的限制，因此现在绝大多数的油井采用有杆泵进行开采。
现有技术中，有杆泵多为往复式柱塞泵，通过换向阀将电机的旋转运动转换成液压缸的上下往复运动，从而通过柱塞泵将油抽出完成对油井中石油的开采。然而，液压缸的增压受面积比限制，在油井中无法做到很大，故其扬程较低，无法应用于深井抽油；换向阀频繁工作环向，磨损严重，加快了泵的损坏速度，缩短了泵的使用寿命而且影响生产效率；柱塞泵形成受到限制，工作期短(2～4月)不利于提高采油量。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种小功率深井抽油机，该抽油机通过液压减速机构和低速抽油增压机构实现小功率采油，无换向磨损，能够通过液压增压实现高扬程抽油，所需驱动电机功率小。
为达到上述目的，本发明表述一种小功率深井抽油机，其关键在于：包括涡轮泵与叶片泵，所述涡轮泵的循环液出口通过管道与叶片泵的进口相连，所述叶片泵的出口通过管道与涡轮泵的循环液进口相连，所述涡轮泵与叶片泵之间形成密闭的液路循环通道且填充有循环液，所述叶片泵的转轴连接在驱动电机的输出轴上，所述涡轮泵的转轴连接在螺杆泵的转动轴上，所述螺杆泵的下端设置有抽油口，螺杆泵的上端连接出油管道。
在使用时，将高速驱动电机与涡轮泵安装在一起，通过涡轮泵上设置的循环液回路形成液压减速机构，将驱动电机高速旋转的动能转换为液压减速机构输出转动动能，从而带动低速螺杆泵进行增压抽油。本抽油机与同等额定负荷的现有往复抽油机相比，无换向磨损，使用寿命长，所需电机功率小；采用液压提升油井液柱负荷，无游梁抽油杆柱的冲击和振动载荷，因此减少了振动载荷对离心泵的疲劳伤害，具有一定的节能效果；变频调速方便，容易达到高效节能效果；可通过改变螺杆泵的螺纹杆长度来增压，不受增压面积比影响，增大力矩与螺纹杆长度成正比，便于实现高压抽油，提升扬程；无柱塞泵行程限制，采油量大；通过液压减速机构和低速抽油增压机构实现小功率(5～8KW)采油，适合于3000-5000米深井小排量5-10M2/天油田采油。
进一步的技术方案是，所述驱动电机、叶片泵、涡轮泵以及螺杆泵在竖直方向由下到上依次设置。
通过上述设置，能够减小整个抽油机所占据的空间，使其能够适用于口径更小的油井，能够尽可能增大抽油机的功率，从而提高该油井的出油量。
更进一步的，所述涡轮泵包括一设置有腔室的壳体，在所述腔室内装设有涡轮转子，所述循环液出口与循环液进口均开设在所述壳体的底部，其中所述循环液出口与所述腔室的下端相通，所述循环液进口通过壳体内部的循环液通道与所述腔室的上端相通。
采用上述结构，循环液从涡轮泵内腔室的上方向下方流动，能够充分利用循环液的自重提供给涡轮旋转的动力，更能够对螺杆泵提供足够的抽油动力，具有节能效果。
再进一步的，所述抽油口呈喇叭口状结构，且其敞口端向下。
敞口端向下设置便于对原油进行抽取，同时便于对油压进行增压，提高抽油的扬程。
本发明的显著效果是：本抽油机与同等额定负荷的现有往复抽油机相比，无换向磨损，使用寿命长，所需电机功率小；可通过改变螺杆泵的螺纹杆长度来增压，不受增压面积比影响，增大力矩与螺纹杆长度成正比，便于实现深井抽油，提升扬程；无柱塞泵行程限制，采油量大。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。
如图1所示，一种小功率深井抽油机，包括涡轮泵4与叶片泵6，所述涡轮泵4的循环液出口通过管道与叶片泵6的进口相连，所述叶片泵6的出口通过管道与涡轮泵4的循环液进口相连，所述涡轮泵4与叶片泵6之间形成密闭的液路循环通道且填充有循环液，所述叶片泵6的转轴向下连接在驱动电机7的输出轴相上，在该驱动电机7上连接有电缆8，所述涡轮泵4的转轴向上连接在螺杆泵2转轴上，所述螺杆泵2的下端设置有抽油口3，所述螺杆泵2的上端连接出油管道1。
参见附图1，所述涡轮泵4包括一设置有腔室的壳体，在所述腔室内装设有涡轮转子，所述循环液出口与循环液进口均开设在所述壳体的底部，其中所述循环液出口与所述腔室的下端相通，所述循环液进口通过壳体内部的循环液通道5与所述腔室的上端相通。
从图1中可以看出，所述驱动电机7、叶片泵6、涡轮泵4以及螺杆泵2在竖直方向由下到上依次设置。
从图1中还可以看出，所述抽油口3呈喇叭口状结构，且其敞口端向下。
其工作原理为：
驱动电机7旋转带动叶片泵6转动，使得涡轮泵4中的循环液形成循环流动，进而驱动涡轮泵4转动实现对驱动电机7的减速，同时带动螺杆泵2转动，将原油从抽油口3吸入并进行增压，然后从出油管道1中送出。
在抽油过程中，本抽油机无换向磨损，所需电机功率小；可通过改变螺杆泵2的螺纹杆长度来增压，不受增压面积比影响，增大力矩与螺纹杆长度成正比，便于实现深井抽油，提升扬程；无柱塞泵行程限制，采油量大；通过液压减速机构和低速抽油增压机构实现小功率(5～8KW)采油，适合于3000-5000米深井小排量5-10M2/天油田采油。

Claims (4)

1.一种小功率深井抽油机，其特征在于：包括涡轮泵(4)与叶片泵(6)，所述涡轮泵(4)的循环液出口通过管道与叶片泵(6)的进口相连，所述叶片泵(6)的出口通过管道与涡轮泵(4)的循环液进口相连，所述涡轮泵(4)与叶片泵(6)之间形成密闭的液路循环通道且填充有循环液，所述叶片泵(6)的转轴连接在驱动电机(7)的输出轴上，所述涡轮泵(4)的转轴连接在螺杆泵(2)的转动轴上，所述螺杆泵(2)的下端设置有抽油口(3)，螺杆泵(2)的上端连接出油管道(1)。
2.根据权利要求1所述的小功率深井抽油机，其特征在于：所述驱动电机(7)、叶片泵(6)、涡轮泵(4)以及螺杆泵(2)在竖直方向由下到上依次设置。
3.根据权利要求1所述的小功率深井抽油机，其特征在于：所述涡轮泵(4)包括一设置有腔室的壳体，在所述腔室内装设有涡轮转子，所述循环液出口与循环液进口均开设在所述壳体的底部，其中所述循环液出口与所述腔室的下端相通，所述循环液进口通过壳体内部的循环液通道(5)与所述腔室的上端相通。
4.根据权利要求1所述的小功率深井抽油机，其特征在于：所述抽油口(3)呈喇叭口状结构，且其敞口端向下。
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