一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统及工作方法

摘要

本发明涉及一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统及工作方法，包括：动力驱动总成、控制总成、井架总成、井口装置、井下管柱和井下多级柱塞超长冲程抽油泵。动力驱动总成驱动的柔性抽油绳依次穿过井口装置的防喷盒、偏心井口、井下管柱后，与管柱内的钢丝绳或抽油杆用卡箍连接，构成全井抽油绳。钢丝绳或抽油杆与抽油泵的多级柱塞连接。通过控制总成使柔性抽油绳在设定的冲程内反复提升或下放井下的多级柱塞超长冲程抽油泵的多级柱塞提升井液，实现柱塞只在泵筒内反复上、下运行的超长冲程的非全井运行模式。本发明既能克服游梁式抽油机冲程受限和不适宜低产油井、深井，含气大井的缺点，又能避免现有的卷扬式提拉采油装置因全井运行模式而存在的整机体积和重量大，耗材多且不便运输等问题。

主权项

一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统，包括：动力驱动总成(1)、定滑轮总成(2)、控制总成(3)、井架总成(4)、滑摆装置(5)、压绳装置(8)、井口装置(6)、井下管柱(9)、柔性抽油绳(11)、钢丝绳或抽油杆(10)和井下多级柱塞超长冲程抽油泵(7)；其特征在于，动力驱动总成(1)驱动的柔性抽油绳(11)的长度大于设定冲程长度，柔性抽油绳(11)的一端缠绕在动力驱动总成的卷筒(1‑2)上，另一端穿过滑摆装置(5)的两导向轮(5‑2)间的通孔，并绕过定滑轮(2‑1)，依次穿过井口装置的防喷盒(6‑1)、偏心井口(6‑2)、井下管柱(9)后，与井下管柱(9)内的钢丝绳或抽油杆(10)用卡箍连接，构成全井抽油绳；钢丝绳或抽油杆(10)的另一端与井下多级柱塞超长冲程抽油泵(7)的多级柱塞连接；井架总成(4)上安装定滑轮总成(2)和滑摆装置(5)；所述的井口装置(6)与井下管柱(9)连接，井下管柱(9)与井下多级柱塞超长冲程抽油泵(7)的超长泵筒连接；井下多级柱塞超长冲程抽油泵(7)由超长泵筒和多级柱塞构成，其多级柱塞置于超长泵筒内；所述的控制总成(3)由旋转编码器(3‑1)和压力传感器(3‑2)组成；压力传感器(3‑2)通过偏心井口(6‑2)下入油井底部的油套环形空间内；所述的井下多级柱塞超长冲程抽油泵(7)的超长泵筒是由多个泵筒(76)“一字型”连接构成；多个泵筒(76)的连接方式是：经精轧和珩磨后满足泵筒参数要求的两泵筒(76、76’)的端口处切有切口(76‑4、76‑4’)，两泵筒的端口部车有外螺纹(76‑1、76‑1’)；接箍(76‑2)内壁两端车有与两泵筒(76、76’)相匹配的内螺纹(76‑3、76‑3’)，接箍(76‑2)中间留有止口；两泵筒(76、76’)与接箍(76‑2)螺纹连接，配合间隙为0.01mm，且止口对中定位；两泵筒(76、76’)的对接后两端面间最大缝隙限制在0.1～0.2mm；对接后的两泵筒(76、76’)的直线度≤0.04mm/m；两泵筒(76、76’)装配接箍(76‑2)后用通径规通试，若两泵筒(76、76’)对接后直线度＞0.04mm/m，则需进行珩磨校正，确保直线度≤0.04mm/m，并对两泵筒(76、76’)、接箍(76‑2)进行连接顺序的标注；按照同样工序，将多个泵筒(76)进行连接，直至连接在一起的多个泵筒(76)的总长度大于油井设定的冲程长度为止；所述的井下多级柱塞超长冲程抽油泵(7)的多级柱塞为钢体式多级柱塞；包括密封腔部分(71)、加重部分(72)和串连的多个钢体式单级柱塞(74)；密封压套(71‑1)、密封胶敦(71‑2)和压绳头(71‑3)将钢丝绳或抽油杆(10)在密封腔上节(71‑4)内压紧，密封压套(71‑1)、密封腔上节(71‑4)、密封腔(71‑5)、上变径(71‑6)依次螺纹连接，密封圈密封，构成柱塞的密封腔部分(71)；串接加重杆(72‑2)的数量由配重需要决定；下变径(72‑1)、多个加重杆(72‑2)、加重杆下端(72‑3)依次螺纹连接，构成柱塞的加重部分(72)；钢体式单级柱塞(74)的结构是：顶部车有圆头的上挂体(74‑2)的下部为空腔，与空腔对应的管壁上开有出液通孔(74‑1)；在上挂体(74‑2)的空腔内置放凡尔阀球(74‑3)和凡尔阀球座(74‑4)；凡尔阀球座(74‑4)被上挂体(74‑2)空腔内壁上的档台限位，并将凡尔阀球(74‑3)限定在上挂体(74‑2)的空腔内；外衬钼铬合金衬套(74‑6)的中心管(74‑5)的上端与上挂体(74‑2)的下端以螺纹连接，并紧紧顶住凡尔阀球座(74‑4)，中心管(74‑5)的下端与下接头(74‑7)的上端以螺纹连接；下接头(74‑7)的管壁上开有进液孔(74‑8)；上挂体(74‑2)、凡尔阀球(74‑3)、凡尔阀球座(74‑4)、中心管(74‑5)、衬套(74‑6)和下接头(74‑7)构成了钢体式单级柱塞(74)；结构相同的多个钢体式单级柱塞(74)顺次按照下一级钢体式单级柱塞(74)的上挂体(74‑2)内挂在上一级钢体式单级柱塞(74)的下接头(74‑7)的下部空腔内；利用焊接件(74‑10)与下接头(74‑7)焊接，将上挂体(74‑2)悬挂在下接头(74‑7)的空腔内；同理连接第三级、第四级.....，最后一级钢体式单级柱塞(74)的上挂体(74‑2)与中心管(74‑5)通过接箍(74‑9)外螺纹连接，最后一级钢体式单级柱塞(74)的下接头(74‑7)被下凡尔座体(75‑3)替代；下凡尔座体(75‑3)的上、下两端为空腔，其下腔体内放置放凡尔阀球(74‑3)和凡尔阀球座(74‑4)，凡尔阀球座(74‑4)被下凡尔座体(75‑3)内壁上的档台限位，并将凡尔阀球(74‑3)限定在其空腔内；下凡尔座体(75‑3)的中间开有连通上、下腔体的轴向通孔(75‑4)；下凡尔座体(75‑3)的上端与中心管(74‑5)螺纹连接，其下端与管壁上开有进液孔(75‑5)的配重接头(75‑6)连接；配重接头(75‑6)与加重部分(72)的下变径(72‑1)连接；第一级钢体式单级柱塞(74)的上挂体(74‑2)的圆头部分内挂在下部为空腔的上接头(75‑1)上，焊接件(75‑2)与上接头(75‑1)的管壁焊接，将上挂体(74‑2)的圆头限定在其腔体内；上接头(75‑1)与密封腔部分(71)的上变径(71‑6)螺纹连接，构成钢体式多级柱塞；所述井下管柱(9)在多级柱塞超长冲程抽油泵(7)的泵筒上部油管(9‑3)外安装封隔器(9‑2)和丢手(9‑1)，以螺纹连接。