[發(fā)明專利]井下電動柱塞泵系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110939742.0
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113464411B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付吉平;于良肖;蘇娟;趙曉峰;趙金祥;渠冰;付曉;龔登峰;謝釗憲;龔莎莎
• 申請（專利權(quán)）人: 東營市鑫吉石油技術(shù)有限公司
• 主分類號: F04B47/00
• 分類號: F04B47/00;F04B17/03;F04B49/06;F04B49/02;F04B51/00;F04B53/10;F04B53/16;F04B53/00;E21B17/10
• 代理公司: 東營雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 周京蘭

本發(fā)明涉及井下電動柱塞泵系統(tǒng)及其控制方法，應(yīng)用于油氣田采油或排水生產(chǎn)。本發(fā)明的系統(tǒng)包括順次相連的柱塞泵、減速驅(qū)動機(jī)構(gòu)和潛油電機(jī)；減速驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括保護(hù)器、減速機(jī)構(gòu)和雙鏈條機(jī)構(gòu)；雙鏈條機(jī)構(gòu)的兩對鏈輪各自相對同軸設(shè)置，兩條鏈條之間有共用銷軸，柱塞的推桿位于兩條鏈條之間，推桿下端與換向裝置相固定，共用銷軸穿過所述的換向裝置；動力電纜從減速驅(qū)動機(jī)構(gòu)的內(nèi)腔中穿過。本發(fā)明系統(tǒng)的控制方法，其控制步驟包括根據(jù)環(huán)空壓力值啟停井下電機(jī)。由于采用了技術(shù)成熟運行可靠的雙鏈條機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、潛油電機(jī)和壓力監(jiān)測裝置，本發(fā)明的系統(tǒng)解決了低液量井、大斜度井的長期可靠生產(chǎn)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油工業(yè)油田開發(fā)井下抽油泵技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種井下電動柱塞泵系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

在油田開發(fā)過程中，有桿泵是應(yīng)用最為廣泛的一種采油設(shè)備，它本質(zhì)上是一種柱塞泵。電潛泵，又稱為電動潛油離心泵，也是一種廣泛使用的采油設(shè)備。兩種泵適用于不同的工況。為了提高柱塞泵在大斜度井的適用性，人們還發(fā)明了井下直線電機(jī)驅(qū)動的柱塞泵，但該技術(shù)目前還不成熟，使用壽命較短。

天然氣生產(chǎn)井采氣過程中，井內(nèi)都會伴有產(chǎn)出水，當(dāng)氣井產(chǎn)量較低時，產(chǎn)出水會在井內(nèi)累積而把氣層壓死，造成停產(chǎn)。為了解決這一問題，油井生產(chǎn)用的各種泵用在了采氣井下，進(jìn)行排水采氣生產(chǎn)。對于那些產(chǎn)氣量和產(chǎn)水量較低的井，目前的各種井下泵均存在排量過大的問題。當(dāng)安裝了現(xiàn)有排量相對過大的井下泵時，會存在抽空或抽干問題，需要頻繁停機(jī)，頻繁停機(jī)會降低設(shè)備的使用壽命。有桿泵裝置目前還沒有井下抽空監(jiān)測與控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，發(fā)明了一種井下電動柱塞泵系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)以潛油電機(jī)驅(qū)動，通過減速裝置驅(qū)動雙鏈條裝置，通過雙鏈條裝置驅(qū)動柱塞泵，該套系統(tǒng)能夠以較低的速度連續(xù)運行，滿足低液量井、大斜度井的排水采氣生產(chǎn)需求，且本發(fā)明的系統(tǒng)包括有潛油電機(jī)控制系統(tǒng)，能夠通過井下環(huán)空的壓力監(jiān)測自動啟停電機(jī)，防止泵干抽，保證柱塞泵的使用壽命。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

井下電動柱塞泵系統(tǒng)，油管安裝在套管內(nèi)，油管以下連接井下電動柱塞泵裝置，動力電纜綁縛在油管外壁， 所述的井下電動柱塞泵裝置包括順次相連的柱塞泵、減速驅(qū)動機(jī)構(gòu)和潛油電機(jī)；所述的減速驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括安裝在外套內(nèi)下部的保護(hù)器，中部的減速機(jī)構(gòu)，上部的雙鏈條機(jī)構(gòu)；減速機(jī)構(gòu)的輸入軸與潛油電機(jī)的轉(zhuǎn)子相聯(lián)，減速機(jī)構(gòu)的輸出端是相對平行同軸設(shè)置的下雙鏈輪，減速機(jī)構(gòu)的外殼與外套相周向固定；

所述的雙鏈條機(jī)構(gòu)的兩對鏈輪各自相對同軸設(shè)置，上雙鏈輪安裝在上支撐臂上，上支撐臂與外套相固定安裝，兩條鏈條之間有共用銷軸，柱塞的推桿位于兩條鏈條之間，推桿下端與換向裝置相固定，共用銷軸穿過所述的換向裝置；

所述的換向裝置包括上擋塊、下?lián)鯄K和換向滑塊，兩塊夾板在兩端把上擋塊和下?lián)鯄K平行固定并把換向滑塊夾在當(dāng)中， 共用銷軸垂直穿過換向滑塊；

動力電纜上端與潛油電機(jī)控制裝置相電性連接，其下部從減速驅(qū)動機(jī)構(gòu)的內(nèi)腔中穿過后與潛油電機(jī)相電性連接。

作為一種可行的實施例，所述的共用銷軸是兩根相鄰的銷軸，所述的換向滑塊在共用銷軸穿過的孔內(nèi)設(shè)置圓轉(zhuǎn)芯，所述的兩根相鄰的共用銷軸從圓轉(zhuǎn)芯中穿過。

更進(jìn)一步地，作為一種可行的實施例，所述的換向滑塊與上擋塊和下?lián)鯄K之間相接觸的面上分別設(shè)置相吻合的凹凸導(dǎo)向軌道，所述的導(dǎo)向軌道的斷面形狀是矩形、方形、圓弧形、梯形或三角形。