全功能收油罐车 技术领域 本发明是一种补充采油方式，实用于油田存在的废弃油井防治污染及收油再利用；还实用于替代低能低产油井现有的深井泵机械采油方式，使经济效益成倍提高。
背景技术 目前，公知的机械采油方式是用油管连接深井泵，用抽油杆或电缆传递动力，使深井泵抽吸的油经过油管提升到地面，一方面，发生井下事故的油井管杆泵不能下井，不能修复或不值得修复，多被闲置废弃，造成资源浪费，还经常跑冒油污，造成严重污染；另一方面，管杆泵采油对低能低产油井生产，需要大量配套设施和井下工具，成本高，效益差。
发明内容 为了解决油田存在的废弃油井对环境的污染及资源再利用问题，并提高低能低产油井的效益，本发明研制的全功能收油罐车可以使很多废弃油井生产再利用，既可以防治污染，又可以产生效益；还可以替代低能低产油井现有的深井泵采油方式，进一步提高经济效益。
本发明采用的技术方案是：在长方体无压力车罐内中上部安装一纵向主驱动轴，由汽车发动机取力的液压装置通过液力偶合器传递主动力，轴上有受调节液力偶合器控制的可前后移动定位地绞滚，绞滚转动钢丝绳带动数个串联小油桶到井下收油。全功能收油罐车由汽车、长方体无压力油罐、液压控制系统、绞滚连动装置、收油器架和收油器共六部分组成。
(一).汽车
目前油田应用较多的油罐车为T815型罐车、东风罐车和解放罐车，这里选用越野性能较强的T815型罐车为实例。实际应用时可根据需要把不同型号的汽车改装成不同大小地全功能收油罐车。
(二).长方体无压力油罐
T815型全功能收油罐车油罐宽2.5米，高2.5米，长5.9米。罐的中左上部有可随意开合的操作观察窗，罐的上盖可以整体拆卸，以便罐内机件的安装维修(图1.全功能收油罐车外部结构图)。罐的中上部装有直径1.2米的纵向绞滚，下部1.3米可用于装油，最大容量19.175立方米。
2.5×1.3×5.9＝19.175(立方米)
(三).液压控制系统
液压控制系统包括两部分，由同一套液压装置传动(图5.罐外液压动力装置图)。一部分以主动力液力偶合器为中心，通过操作手柄控制绞滚的转动；另一部分以较小的调节液力偶合器为中心，通过操作手柄控制两条推拉链条的前后移动，拉动推拉力臂带动绞滚和收油器架在转动的同时做轴向前后移动，以保证收油器和钢丝绳始终对正井口位置(图2.罐内结构正视图)。这两部分的操作手柄都设置在操作观察窗的左下侧，便于边观察边操作。
(四).绞滚连动装置
绞滚连动装置包括主驱动轴、定位推拉力臂、绞滚和收油器架四部分(图6.绞滚连动结构俯视图)。主动力轴长5.9米，由主动力液力偶合器驱动，强度较高，轴的前3.75米段等弧度分布三条光滑长键槽，配合绞滚上的长键带动绞滚在转动的同时可沿着长键槽做轴向前后移动。
绞滚半径0.6米，长0.8米，有三条0.6米长的光滑长键与主动力轴上三条光滑长键槽配合，绞滚两端有滚动轴承支撑，绞滚上带有2000米以上100平方毫米的钢丝绳，绞滚右壁较厚，等弧度分布6条过绳槽，便于收油器快提升到地面时把钢丝绳从绞滚过度到收油器架上。
绞滚左面通过两个轴承与定位推拉力臂连接，右面通过两个轴承与收油器架连接。定位推拉力臂通过轴承连接在两侧的导向轴上，随推拉链条做前后推拉移动，推拉绞滚和收油器架做前后移动，保证钢丝绳或收油器在起下井过程中始终定位在井口位置(图2.罐内结构正视图)。为了防止绞滚不满时钢丝绳同井口或导筒发生偏磨，在导筒右边的导向轴支柱上装有可左右伸缩的钢丝绳扶正器，对钢丝绳的位置进一步扶正，并测量其长度。
(五).收油器架
收油器架是为了防止收油器在缠绕过程中受横向挤压损坏而设计的，在半径25厘米的滚筒上按右旋方向焊接一系列32厘米长的支撑柱，支撑柱顶端呈钝锥形，便于插入收油器连接环。同排内支撑柱顶端间距正好是收油器连接环间距26厘米，相邻两排支撑柱之间的螺旋距离稍大于收油器外径9厘米，定为9.5厘米。收油器由支撑柱支撑着，呈螺旋装缠绕在收油器架上(图4.收油器架与收油器配合图)。绞滚与收油器架之间可以相对转动，便于调节支撑柱与第一个收油器连接环的配合，也可以固定在一起整体转动(图7.绞滚与收油器架配合图)。
(六).收油器
收油器是一串收口高强塑料小油桶，侧壁有3条加固钢片，桶内有钢筋骨架，由连接环连接，最下边是重1千克的加重锤，这种可随意弯曲的机构有利于收油器缠绕在收油器架上，也有利于收油器通过那些弯曲变形的油层套管(图8.套管、收油器和连接骨架结构图)。目前在用油层套管内径大部分124.26mm，少部分为121.36mm，以较小的121.36mm为依据，留31.36mm的间隙，小油桶外径90mm，内径88mm，桶体高190mm，那么，一个小油桶的容积：
3.14×(88/2)2×190＝1155017.6(立方毫米)＝1.1550(升)
T815型油罐车罐长5.9米，因绞滚和收油器架须前后移动一个来回，所以，绞滚长0.8米，收油器架长2.15米。每个油桶加连接环的长度为26厘米，收油器架上可缠绕油桶23.9圈，考虑每圈桶与桶之间需要间隙，可实际缠绕油桶22圈318个桶，下井一次可收油0.3673立方米：
215厘米(收油器架长)/9厘米(油桶外径)＝23.88＝23.9(圈)
3.14×120(收油器架直径)×22(圈)/26＝318.8＝318(桶)
1.155×318＝367.3(升)＝0.3673(立方米)
一个装满油水的油桶、桶内骨架和连接环的重量是2.155千克，318个装满油水的油桶串组成的收油器加一个1千克的重锤的重量686千克：
1.1550×1(最大比重)+1.0(桶和连接骨架重)＝2.155(千克)
2.155×318+1.0＝686(千克)
2000米长100mm2的钢丝绳重量：
(100×10-6)×2000×7.8(比重)＝1.56(吨)＝1560(千克)
收油器最大下深2000米时地上钢丝绳最大负荷2246千克，此时已没有钢丝绳的空绞滚半径为0.53米，绞滚上作用地最大力矩1190千克米，据此制造相应的主驱动轴和主动力液力偶合器。
[1560(钢绳重)+686(满装的收油器重)]×0.53(空绞滚半径)
＝2246×0.53＝1190(千克米)
本发明的有益效果是：不需要其他地面采油和集输设施，也不需要井下管杆泵，只需一台全功能收油罐车配备1名驾驶员和2名操作人员，直接在空套管油井里收油，并自动倒入车罐，如此往复多次，一天可对多口油井收油，操作简便安全，搬迁迅速，成本低廉。
本发明的成本与效益：
1).每台车配操作人员4名(1名倒休)，月付报酬6000元；
2).车辆使用和燃料费每天1000元，每月出车25天25000元；
3).上缴资源使用费每吨5元，月缴640元；
4).其他服务管理费每月5000元。
合计每月投入总成本：6000+25000+640+5000＝36640元
一般的，井下液面200-2000米，平均每下井一次用时20分钟，一天工作8小时，可下井24次，对4-6口油井收油。以T815型油罐车为例，日收液8.8吨，平均含油以70％计算，日收油5.12吨，每月出车25天，月收油128吨。以每吨原油2200元计算，月产值281600元：
0.3673立方米×24次×70％(含油)×0.83(原油比重)＝5.12(吨)
5.12吨×25天×2200元/吨＝281600(元)
投入产出比：月投入36640∶月产出281600＝1∶7.7
对比现有的深井泵机械采油方式的成本与效益：
1).用抽油机和管杆泵对5口零散井或日产油1吨的低能低产井采油，5口井投产时各种设备安装费用100000元，使用8年，月折1042元；
2).5口井投产管杆泵费用1500000元，使用3年，月折41666元；
3).平均检泵周期240天，平均一井次作业费用和材料费用55000元，5口井每月检泵费用34375元；
4).5台抽油机750000元，使用寿命10年，每月折旧费用6250元；
5).每台抽油机每天动力费用200元，5台每月30000元；
6).机器和集输设备材料消耗、维修保养每月费用1500元；
7).5口单拉油井每月拉油20车次，折算费用3000元；
8).5口零散井最少需15人值班，月付报酬22500元；
9).月产油128吨上缴资源费640元。
10).其他服务管理费用最少5000元；
合计每月投入各项费用：
1042+41666+34375+6250+30000+1500+3000+22500+640+5000
＝145973元。
也采油128吨，月投入产出比：投入145973∶产出281600＝1∶1.9
同现有深井泵机械采油方式相比，全功能收油罐车有以下特点：
1).适合多种废弃油井的再利用；
2).在一些套管弯曲变形的井下也可照常生产；
3).消除一些废弃井长期溢流造成的污染损失；
4).在光套管空井筒里生产，不需管杆泵等井下工具和其他地面设施；
5).提高低产低能抽油机井经济效益；
6).从汽车发动机取力，采用液力偶合器驱动，操作平稳安全；
7).包括驾车共需操作人员3人，不需其他设备、动力和人员配合，不需长时间看守，一台车每天可远距离迁移收油多口油井；
8).一台T815型全功能收油罐车每月25天只要收油16.7吨，产值36740元，就可保持投入产出平衡，平均每天最低线只有0.67吨。
9).对日产油能力0.5吨以下的油井，现有抽油机采油已没有经济价值，但全功能收油罐车的经济效益基本不受影响，一台车可以把10口，20口，甚至30口平均日产油不足0.1吨的低能低产零散井分批恢复液面，轮换采油。
附图说明 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是全功能收油罐车外部结构图。
图2是罐内结构正视图。
图3是罐内结构左视图。
图4是收油器架与收油器配合图。
图5是罐外液压动力装置图。
图6是绞滚连动结构俯视图。
图7是绞滚与收油器架配合图。
图8是套管、收油器和连接骨架结构图。
图9是防盗封井盖和防盗螺丝视图。
图10是井口防污漏斗视图。
图中(1).主动力液力偶合器，(2).调节液力偶合器，(3).刹车，(4).液压装置，(5).操作控制箱，(6).工具箱，(7).扶梯，(8).上踏板，(9).下踏板，(10).定位监视仪，(11).井口，(12).操作观察窗，(13).主驱动轴，(14).绞滚，(15).收油器架，(16).油桶支撑柱，(17).链条齿轮，(18).导向轴，(19).推拉链条，(20).推拉力臂，(21).导向轴立柱，(22).钢丝绳扶正器，(23).导筒，(24).最高液面，(25).长键槽，(26).钢丝绳，(27).小油桶，(28).支撑柱连接，(29).滚筒，(30).油桶连接环，(31).加重锤，(32).链条驱动轮及密封盒，(33).链条驱动轴，(34).轴承，(35).主轴立柱，(36).绞滚右边，(37).过绳槽，(38).长键，(39).收油器架左边，(40).固定夹，(41).塑料小油桶，(42).加固钢片，(43).锁紧销，(44).连接螺栓，(45).连接螺孔，(46).钢筋骨架，(47).油层套管，(48).通气孔，(49).连接螺孔，(50).内五角螺头，(51).螺杆。
在图示的具体收油实例中，用内五角扳手卸出防盗螺丝(51)，打开油井防盗封井盖(图9)，确认没有天然气和液体大量外溢后，通过定位监视仪(10)把全功能收油罐车(图1)开到油井上，使导筒(23)与井口(11)对正，移开定位监视仪(10)，放好井口防污漏斗(图10)，开动液压装置(4)，一人从扶梯(7)打开操作观察窗(12)，来到上踏板(8)，一人站在下踏板(9)上，通过操作控制箱(5)里的操作手柄控制调节液力偶合器(2)，转动链条驱动轴(33)和链条驱动轮(32)，配合导向轴立柱(21)上的链条齿轮(17)卷动推拉链条(19)，使推拉力臂(20)沿导向轴(18)前后移动，通过轴承(34)推拉绞滚(14)以其内部的三条长键(38)沿主驱动轴(13)上的三条长键槽(25)前后移动，并通过连接轴承(34)带动收油器架(15)前后移动，同时顺时针转动(由前向后看)主动力液力偶合器(1)，使收油器架(15)上最后的加重锤(31)与收油器导筒(23)对正，解开加重锤绑绳，开始下放收油器操作：继续顺时针转动绞滚(14)，同时使推拉力臂(20)适度推移绞滚(14)和收油器架(15)，逐渐把所有小油桶(27)下放到油层套管(47)里，向左推出安装在导向轴立柱(21)上的钢丝绳扶正器(22)对钢丝绳扶正，同时计量钢丝绳下井深度。
当收油器全部没入油井前次记录的液面深度以下后，取下绞滚右边(36)和收油器架左边(39)之间的固定夹(40)，开始上提收油器操作：反时针转动绞滚(14)，同时使推拉力臂(20)适度推移绞滚(14)和收油器架(15)，使钢丝绳(26)一圈紧靠一圈逐层排卷在绞滚(14)上，到最后20米长钢丝绳记号时，迅速把钢丝绳调整到绞滚右边(36)，到最后1.5米钢丝绳记号时使钢丝绳通过过绳槽(37)过度到收油器架左边(39)，向右推开钢丝绳扶正器(22)，人力转动收油器架(15)使收油器第一个油桶连接环(30)扣上最左一排某个油桶支撑柱(16)，平稳操作主动力液力偶合器(1)和调节液力偶合器(2)，使所有小油桶(27)都缠绕在收油器架(15)上，并自动把油倒进车罐里，完成一次收油过程，然后又开始下一次收油。
当确认油井液面又下降到2000米以下时，结束这口油井收油，把收油器加重锤(31)绑在对应的支撑柱连接(28)上，防止车辆行驶时收油器与油桶支撑柱脱开，停止主动力液力偶合器(1)和调节液力偶合器(2)以及液压装置运转，收回井口防污漏斗(图10)，移回定位监视仪(10)，把车开离井口(11)，装好防盗封井盖(图9)，保持通气孔(48)安全畅通。车罐内液面没有达到最高液面(24)时，可到下一口油井继续收油。