一种往复式有杆泵分段抽油装置

技术领域

本发明涉及一种油田用的抽油装置，具体是一种往复式有杆泵分段抽油装置。

背景技术

油田用的往复式有杆泵抽油装置，包括抽油机、抽油杆、抽油泵、油管，抽油机安装在地面，抽油杆、抽油泵、油管安装在油井的井筒中，抽油机带动抽油杆，抽油杆带动抽油泵往复运动将井下原油抽至地面。这种往复式有杆泵抽油装置，抽油泵的泵径越大、下泵深度越大，抽油杆、抽油泵、油管承受的液柱压力与液柱载荷越大，抽油杆与油管弹性伸缩引起的冲程损失越大，抽油泵的活塞与泵筒之间的间隙漏失量越大，抽油杆、抽油泵、油管的使用寿命越短，尤其是深井超深井抽油。

油田用的安装在井口至抽油泵之间的抽油杆上的、具有单流阀结构的助抽活塞，如中国专利申请2007101158436《防偏磨抽油管柱》，上冲程时，助抽活塞的单流阀关闭，助抽活塞之下的抽油杆承受的液柱载荷减小，从而可以减小助抽活塞之下的抽油杆的冲程损失而提高泵效，延长助抽活塞之下的抽油杆的使用寿命；助抽活塞之下的油管承受的液柱压力减小，从而可以减小抽油泵活塞与泵筒之间的间隙漏失而提高泵效。下冲程时，助抽活塞的单流阀打开，助抽活塞之下的油管的液柱压力较上冲程时增大，从而导致上冲程、下冲程期间，助抽活塞之下的油管压力大幅波动，受力状况变差；井液对抽油杆下端的液压力没有减小，下部抽油杆的受力状况仍然差。

油田用的安装在井口至抽油泵之间的油管、抽油杆上的减载抽油装置，如中国专利2012202957131《抽油杆减载装置》，包括上泵筒、上柱塞、下泵筒、下柱塞、平衡孔，用于减小装置之上的抽油杆的载荷及抽油机的载荷，增加下泵深度或提高排量。若在这种减载抽油装置的柱塞上设置单流阀，则兼有减载抽油装置的减载效果和助抽活塞的助抽效果，但也会导致上冲程、下冲程期间，减载抽油装置之下的油管压力大幅波动问题的出现。

SY/T 7083-2016《特种往复式抽油泵》中所述稠油抽油泵、电加热稠油抽油泵是本领域的技术人员熟悉的液力反馈泵，本领域的技术人员除了用在稠油井中抽稠油外，未发现它有其它用途。

发明内容

本发明的目的是设计一种往复式有杆泵分段抽油装置，减小下部油管、下部抽油杆、抽油泵承受的液柱压力与液柱载荷，减小抽油泵活塞与泵筒间的间隙漏失，减小下部抽油杆、下部油管弹性伸缩引起的冲程损失，避免上冲程、下冲程期间下部油管压力波动，延长抽油泵及下部抽油杆、下部油管的使用寿命。

本发明的目的是这样实现的：包括泵上油管、抽油杆、抽油泵，抽油泵为往复式有杆泵，抽油泵安装在泵上油管、抽油杆的下部，还包括液力反馈泵，液力反馈泵的外部将泵上油管分隔成两段，液力反馈泵的外部安装在泵上油管下段的上部、泵上油管上段的下部，液力反馈泵的内部将抽油杆分隔成两段，液力反馈泵内部的下端与抽油杆的下段的上端连接，液力反馈泵内部的上端与抽油杆上段的下端连接，抽油杆带动液力反馈泵的内部机构、抽油泵上下往复运动时，井下原油由抽油泵增压至液力反馈泵，再由液力反馈泵增压至井口。

本发明的有益效果是：在抽油泵与井口之间安装液力反馈泵，抽油杆同时带动液力反馈泵和抽油泵上下往复运动抽油，井下原油由抽油泵增压至液力反馈泵，再由液力反馈泵接力增压至地面，实现分段抽油。上下冲程时，液力反馈泵的两个单流阀交替开闭，使液力反馈泵之下的油管、抽油杆、抽油泵承受的液柱压力与液柱载荷不再受液力反馈泵之上的液柱的影响，从而可以减小下部油管、下部抽油杆、抽油泵承受的液柱压力与液柱载荷，减小抽油泵活塞与泵筒间的间隙漏失，减小下部抽油杆、下部油管弹性伸缩引起的冲程损失，避免上冲程、下冲程期间下部油管压力波动，延长抽油泵及下部抽油杆、油管的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的管柱示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明的实施例进行说明。

如图1所示，本发明的实施例包括套管1、泵上油管2、抽油杆3、抽油泵10、液力反馈泵11（图1中双点划线框内部分），抽油泵10为往复式有杆泵，抽油泵10有泵筒、进油阀、出油阀、柱塞，抽油泵10的柱塞与其泵筒配合密封，抽油泵10的泵筒安装在泵上油管2、抽油杆3的下部，泵上油管2的上端悬挂在井口装置上，在抽油泵10与井口之间安装液力反馈泵11，泵上油管2、液力反馈泵11、抽油泵10下于套管1内，液力反馈泵11的外部（主要为两个泵径不同的泵筒接连接而成）将泵上油管2分隔成两段，液力反馈泵11的外部安装在泵上油管2下段的上部、泵上油管2上端的下部（液力反馈泵11的外下部与泵上油管2的下段的上端连接，泵上油管2上段的下端与液力反馈泵11的外上部连接），液力反馈泵11的内部将抽油杆3分隔成两段，液力反馈泵11内部的下端与抽油杆3的下段的上端连接，液力反馈泵11内部的上端与抽油杆3上段的下端连接，抽油杆3带动液力反馈泵11的内部机构、抽油泵10上下往复运动时，井液由抽油泵10增压至液力反馈泵11，再由液力反馈泵11增压至井口，即分段抽油。

抽油泵10为现有的井下往复式有杆泵和各种特种抽油泵。对于有的特种泵，抽油杆3的下端与其连接的部位有所不同。不管抽油杆3的下端与特种泵的那个部位连接，均处于本发明的保护范围。

液力反馈泵11在现场有多种称法，如反馈泵、液力反馈抽稠油泵、抽稠油泵等，最常用的称法为反馈泵，这是本领域的普通技术人员普遍的称法。液力反馈泵11最常用的一种结构为石油工业出版社1994年7月出版的《抽油泵》中第106页中图2-10中的结构。它包括上泵筒4、上柱塞5、上单流阀6、下泵筒7、下柱塞8、下单流阀9，上柱塞5、上单流阀6、下柱塞8、下单流阀9连接（如图1所示），上柱塞5处于上泵筒4内，上柱塞5与上泵筒4配合密封（按抽油泵标准设计），下柱塞8处于下泵筒7内，下柱塞8与下泵筒7配合密封（按抽油泵标准设计），井液只能经下单流阀9、上单流阀6向上流动，不能经上单流阀6、下单流阀9向下流动，上泵筒4的泵径大于下泵筒7的泵径，使其形成泵腔4-1。抽油杆3上行时，所述的泵腔4-1容积增大，上单流阀6关闭，其内压力下降，下单流阀9打开，抽油泵10抽出的井液进入所述的泵腔4-1内。抽油杆3下行时，所述的泵腔4-1容积减小，下单流阀9关闭，其内压力升高，上单流阀6打开，进入到所述的泵腔4-1内的井液被排至泵上油管2的上段内。上下冲程时，液力反馈泵11的上单流阀6、下单流阀9始终有一个单流阀保持关闭，使液力反馈泵11之下的泵上油管2、抽油杆3的、抽油泵10承受的液柱压力与液柱载荷不再受液力反馈泵11之上的液柱的影响，从而可以减小液力反馈泵11之下的泵上油管2、抽油杆3、抽油泵10承受的液柱压力与液柱载荷，减小抽油泵10活塞与泵筒间的间隙漏失，减小液力反馈泵11之下的油管2、抽油杆2弹性伸缩引起的冲程损失，避免上冲程、下冲程期间液力反馈泵11之下的泵上油管2的压力波动，延长抽油泵11及液力反馈泵11之下抽油杆3、泵下油管2的使用寿命。

液力反馈泵也属于往复式有杆泵，它是利用上下柱塞的面积差和上下柱塞两端的压力差产生向下的推力（此力称为反馈力，因而被工程技术人员简称为反馈泵），此推力能帮助抽油杆柱下行，克服抽油杆柱下行时与稠油的摩擦力，使抽油杆的下行与抽油机的下冲程同步，保证抽油系统正常运行，所以这种泵也经常被称为稠油泵，目前只用于稠油井抽油。随着技术的发展，技术人员设计了多种液力反馈泵，这些液力反馈泵均是根据石油工业出版社1994年7月出版的《抽油泵》中第106页中图2-10中的技术发展得来的（得到的反馈力的原理相同）。如中国专利申请2005100200545《杆式抽稠油泵》就是反馈泵中的一种，也能用于本发明。根据上述发展得来的反馈泵有部分能用于本发明中。凡是反馈泵中内部的下端与抽油杆3下段的上端连接、井液能从其上的下泵筒的下端进入的反馈泵（有两个泵径不同的泵筒、两个与泵筒配合的柱塞、一个进油阀、一个出油阀），均能用于本发明中实现本发明的发明目的。因此，本发明中的液力反馈泵11的结构不限于本发明所介绍的结构，用其它结构的反馈泵能达到本发明目的的，均处于本发明的保护范围。