[發明專利]一種不動管柱起下直線電機驅動潛油電泵及方法

有效

• 申請號: 201310114276.8
• 申請日: 2013-04-03
• 公開（公告）號: CN103775033B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 黃曉東;張學魯;張輝;姚滿倉;雷德榮;王濟新;張雪峰;陳瑞祥
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所11302
• 代理人: 劉杰

1.一種不動管柱起下直線電機驅動往復式潛油電泵，其特征在于包括井下工作部分、投放機構和提撈機構組成。

投放機構由投放工作筒、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、壓緊環、卡簧和擋環，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，將包括抽油泵在內的全部裝置從油管內部下入，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)內徑較大處，卡瓦(g)最下端臺階內徑變大，打撈頭(4)進入卡瓦(g)內部后壓簧(f)推動卡瓦(g)下移，卡瓦(g)將打撈頭(4)鎖住，打撈頭(4)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、往復式潛油泵。

通過井下脫、接機構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)下端內部后張開，最終完成對接。

在進行下泵作業時，當凸輪(9)與油管(2)內壁接觸時，凸輪(9)在力的作用下繞銷子(10)旋轉向內收縮，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；當防頂凸輪、密封錨定部分繼續下行時，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，凸輪(9)位置固定；與此同時，在下行過程中由于下部卡簧(16)自然狀態下的外徑大于外工作筒內部最小直徑處的通徑，卡簧(16)在外力作用下向內收縮，在上部壓力的作用下下行，當下行至直徑較大通徑處時，卡簧(16)在自身彈力作用下恢復形狀，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，當抽油泵有上頂趨勢的時候，該機構可起到限位作用，避免其脫出外工作筒，保證抽油泵正常工作。

3.根據權利要求2所述的一種不動管柱起下直線電機驅動潛油電泵的方法，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動往復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，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，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；

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下入井內，完成提撈機構和打撈頭(4)的對接；

3)、上提抽油桿，使防頂部分失去作用、卡簧(16)向內收縮解除錨定后即可提出抽油泵，完成提撈工藝。