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1、10申请公布号CN104033134A43申请公布日20140910CN104033134A21申请号201410184063722申请日20140504201310703088920131219CNE21B43/0020060171申请人鄂德刚地址163316黑龙江省大庆市高新区高端装备制造园新A15厂房72发明人鄂德刚赵鑫张义端74专利代理机构北京万科园知识产权代理有限责任公司11230代理人杜澄心张亚军54发明名称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57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,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。
2、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。井架总成上安装定滑轮总成和滑摆装置。所述的井口装置与管柱连接,管柱与井下多级柱塞超长冲程抽油泵的超长泵筒连接。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。66本国优先权数据51INTCL权利要求书6页说明书14页附图13页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书。
3、6页说明书14页附图13页10申请公布号CN104033134ACN104033134A1/6页21一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12上,另一端穿过滑摆装置5的两导向轮52间的通孔,并绕过定滑轮21,依次穿过井口装置的防喷盒61、偏心井口65、井下管柱9后,与管柱9内的钢丝绳或抽油杆10用卡箍连接。
4、,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与管柱9连接,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31和压力传感器32组成;压力传感器32通过偏心井口62下入油井底部的油套环形空间内。2根据权利要求1所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特征在于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。
5、磨后满足泵筒参数要求的两泵筒76、76的端口处切有切口764、764,两泵筒的端口部车有外螺纹761、761;接箍762内壁两端车有与两泵筒76、76相匹配的内螺纹763、763,接箍762中间留有止口;两泵筒76、76与接箍762螺纹连接,配合间隙为001MM,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0102MM;对接后的两泵筒76、76的直线度004MM/M;两泵筒76、76装配接箍762后用通径规通试,若两泵筒76、76对接后直线度004MM/M,则需进行珩磨校正,确保直线度004MM/M,并对两泵筒76、76、接箍762进行连接顺序的标注;按照同样工序,将多个泵筒。
6、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。3根据权利要求1或2所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特征在于所述的井下多级柱塞超长冲程抽油泵7的多级柱塞可为钢体式多级柱塞;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711、密封胶敦712和压绳头713将钢丝绳或抽油杆10在密封腔上节714内压紧,密封压套711、密封腔上节714、密封腔715、上变径716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722的数量由配重需要决定;下变径721、多个加重杆722、加重杆下端723依次螺纹连接,构成柱塞的。
7、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742的下部为空腔,与空腔对应的管壁上开有出液通孔741;在上挂体742的空腔内置放凡尔阀球743和凡尔阀球座744;凡尔阀球座744被上挂体742空腔内壁上的档台限位,并将凡尔阀球743限定在上挂体742的空腔内;外衬钼铬合金衬套746的中心管745的上端与上挂体742的下端以螺纹连接,并紧紧顶住凡尔阀球座744,中心管745的下端与下接头747的上端以螺纹连接;下接头747的管壁上开有进液孔748;上挂体742、凡尔阀球743、凡尔阀球座744、中心管745、衬管746和下接头747构成了钢体式单级柱塞74;结构相同的多个钢体式单。
8、级柱塞74顺次按照下权利要求书CN104033134A2/6页3一级钢体式单级柱塞74的上挂体742内挂在上一级钢体式单级柱塞74的下接头747的下部空腔内;利用焊接件7410与下接头747焊接,将上挂体742悬挂在下接头747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742与中心管745通过接箍749外螺纹连接,最后一级钢体式单级柱塞74的下接头747被下凡尔座体753替代;下凡尔座体753的上、下两端为空腔,其下腔体内放置放凡尔阀球743和凡尔阀球座744,凡尔阀球座744被下凡尔座体753内壁上的档台限位,并将凡尔阀球743限定在其空腔内;下凡尔座体753的中间。
9、开有连通上、下腔体的轴向通孔754;下凡尔座体753的上端与中心管745螺纹连接,其下端与管壁上开有进液孔755的配重接头756连接;配重接头756与加重部分72的下变径721连接;第一级钢体式单级柱塞74的上挂体742的圆头部分内挂在下部为空腔的上接头751上,焊接件752与上接头751的管壁焊接,将上挂体742的圆头限定在其腔体内;上接头751与密封腔部分71的上变径716螺纹连接,构成钢体式多级柱塞。4根据权利要求3所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特征在于所述的串连钢体式单级柱塞74的数量由钢体式单级柱塞74与泵筒的接触面长度和行业规范要求决定。5根据权利要求1所述。
10、的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特征在于动力驱动总成1包括减速电机11、卷筒12、制动器总成14;减速电机11的输出轴上装有链轮13;轴上装有卷筒链轮15的卷筒12安装在卷筒底座16上,压绳装置8紧靠卷筒12,并安装在卷筒底座16上,防止卷筒12缠绳乱序;卷筒底座16、减速电机11、制动器总成14固定在地面基座18上;卷筒链轮15与链轮13位于同一平面内且通过传动链条17连接;井口装置6包括防喷盒61、偏心井口65、单流阀63和输油管线64。6根据权利要求1所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特征在于所述的滑摆装置5与压绳装置8配合使用;所述的滑摆装置5的结。
11、构是T型摆杆51的前端并排紧靠装有两个导向轮52,摆杆51与带有滑槽55的两滑摆底座53以轴54连接,滑摆底座53以螺栓固定在井架横梁44上;摆杆51的轴54可在滑槽55内纵向调节固定,用于调整柔性抽油绳11与定滑轮21之间的夹角;柔性抽油绳11穿过两个导向轮52形成的通孔,摆杆51随着柔性抽油绳11在卷筒12上的缠绕或释放而在轴54上横向摆动;所述压绳装置8的结构是在远离减速电机11的卷筒底座16上固定安装压绳装置8,压绳装置8的结构是带有两支耳的叉形横杆81与立杆82轴连接,立杆82下端固定在卷筒底座16上,弹簧83的两端分别固定在横杆81和立杆82上,对横杆81起牵引作用,压轮84安装在。
12、叉形横杆81的两支耳上,与卷筒12的轴平行、等长且位于卷筒12的上后方,与卷筒12的卷筒面保持适当的间距。7根据权利要求1所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特征在于所述的柔性抽油绳11为含有加热电缆的可加热柔性抽油绳,加热柔性抽油绳的井下端头部位内装温度传感器;可加热柔性抽油绳的长度应超过管柱的结蜡点处,可加热柔性抽油绳与管柱9内的钢丝绳或抽油杆10用卡箍连接;结蜡点处对应的以上管柱9权利要求书CN104033134A3/6页4涂有防止热量散失的保温涂层;控制装置3根据温度传感器监测的温度信号控制可加热柔性抽油绳加热;可加热柔性抽油绳与涂有保温涂层的管柱9配合使用。8根据权。
13、利要求1所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特征在于所述井下管柱9在多级柱塞超长冲程抽油泵7的泵筒上部油管93外安装封隔器92和丢手91,以螺纹连接。9根据权利要求1所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特征在于所述的动力驱动总成1的电机11与行星式减速机113直联成减速电机,减速电机的输出轴19通过联轴器与卷筒12的卷筒轴121连接。10根据权利要求9所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特征在于减速电机的输出轴19通过法兰式联轴器112与卷筒12的卷筒轴121连接,即,法兰式联轴器112的两套筒1121、1121分别套装在减速电机的输出轴1。
14、9和卷筒轴121上,以键1122、1122连接;两套筒1121、1121用两铰制孔用螺栓1123、1123固定在一起;构成减速电机直驱卷筒12转动的直驱结构。11根据权利要求1所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特征在于所述的动力驱动总成1的电机11带动行星减速机113的小皮带轮111,小皮带轮111带动大皮带轮126转动,大皮带轮126通过键与齿轮轴127连接,带动太阳轮1132转动,太阳轮1132通过齿合的方式与行星轮1131连接,使行星轮1131绕自己的行星轴1133转动,带动齿圈1135转动,由于齿圈1135与卷筒12通过螺栓128连接成一体,当齿圈1135旋转时,卷。
15、筒12也开始旋转,并且绕着安装在支架1136上的轴承1134绕支架1136转动;防尘罩130、机罩总成129通过螺栓与支架1136连接。12根据权利要求1所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特征在于所述的井架总成4上安装的定滑轮21与卷筒12按下列条件定位时,可省略所述的滑摆装置5根据柔性抽油绳11的特性设定卷筒12的最小直径,A;当井下多级柱塞超长冲程抽油泵7设定的冲程米数需要柔性抽油绳11在卷筒12上缠绕的层数不少于2层时,以井架总成4上安装的定滑轮21的凹槽中心为轴对称定位卷筒12,既,卷筒12与定滑轮21对称定位;且定滑轮21凹槽内的柔性抽油绳11到卷筒12的两挡边1。
16、22的夹角应不大于25度,并以此确定卷筒12与定滑轮21的最小水平间距为CTAN125L1/2,L1为卷筒12两挡边的间距;B当井下多级柱塞超长冲程抽油泵7设定的冲程米数需要柔性抽油绳11在卷筒12上缠绕的层数不足2层时,定滑轮21的凹槽内的柔性抽油绳11在卷筒12上缠绕总道数的一半时的最大位移夹角应不大于25度,且定滑轮21的凹槽中心与柔性抽油绳11在卷筒12上缠绕总道数的四分之一处相对应来确定卷筒12的位置,既,卷筒12与定滑轮21偏心定位;并以此确定卷筒12与定滑轮21的最小水平间距为CTAN125L2/2,L2为柔性抽油绳11在卷筒12上缠绕总道数的一半时的最大平移距离;此外,在卷筒1。
17、2上需将卷筒120缠满一层的总道数与冲程总道数的一半的道数差补满。13根据权利要求1所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特权利要求书CN104033134A4/6页5征在于所述的卷筒12的卷筒挡边122可为拼接式,在卷筒挡边122外侧沿直径方向对称焊接两对带有螺栓孔的连接板124;半圆形卷筒裙边123上也开有与连接板124相对应的螺栓孔,两个半圆形卷筒裙边123通过螺栓125与卷筒挡边122联接固定。14根据权利要求1所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特征在于所述的抽油杆10在结蜡点以上部位按照间距小于冲程米数,车有多处螺纹,刮蜡除垢器12以螺纹连接在抽油。
18、杆10上。15根据权利要求5所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统,其特征在于所述的卷筒底座16加高至卷筒12与定滑轮21等高。16一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统的工作方法,其特征在于,控制总成3根据设定的上行缓冲时间控制电机11停机等待;根据套管内压力传感器32监测的压力值控制电机下行;根据减速电机11轴上安装的旋转编码器31计算出的多级柱塞超长冲程抽油泵7下入井深数与设定的下行最大深度对比来控制电机11停止下行并反向旋转,提升井液;根据旋转编码器31计算出的上行行程和设定的上行最大深度对比来控制减速电机11停止转动;同时控制总成3也相应控制制动器总成14对卷筒12。
19、进行制动或解除制动;进而使柔性抽油绳11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7的多级柱塞提升井液,改变以往卷扬式提拉采油系统的柱塞从井底一直提升至井口的全井运行模式,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。17根据权利要求16所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统的工作方法,所述的控制总成3的控制流程是A、系统启动,设定井口深度为0米,井下深度为负值;通过键盘输入,启动压力,下行最大深度,上行最大深度,停机等待时间T,最大电流;压力传感器32,电流监测模块,编码器31处于工作状态,时时将各种信号传送到电路控制板CPU;B、电路控制板CPU,将。
20、电机11停转,液压推动器141制动;C、电路控制板CPU,对套管内压力传感器32的值是否大于等于启动压力进行逻辑判断;C1套管内压力传感器32值启动压力,控制流程返回B;C2套管内压力传感器32值启动压力,CPU解除液压推动器141制动;D、液压推动器141通电,解除制动;E、电机11启动、反转,在多级柱塞及加重杆重力作用下,多级柱塞下行;F、CPU时时接收编码器31传来的反映多级柱塞下行深度的脉冲信号,对脉冲数进行计算,并对多级柱塞当前深度是否小于等于下行最大深度进行逻辑判断;F1、若多级柱塞当前深度下行最大深度,控制流程返回E;F2、若多级柱塞当前深度下行最大深度,CPU将电机11停转,液。
21、压推动器141制动;G、CPU将电机11停转,液压推动器141制动;H、CPU启动内部计时器;I、CPU将内部定时器与上行缓冲时间T进行逻辑判断;权利要求书CN104033134A5/6页6I1、若缓冲时间T,控制流程返回G;I2、若上行缓冲时间T,CPU解除液压推动器141制动;J、计时器停止;K、液压推动器141通电,解除制动;L、电机11正转启动,在柔性抽油绳11拉力作用下,多级柱塞上行;M、CPU时时接收电力监测模块的数字信号,对数字信号进行处理分析,得到当前电流大小,并对当前电流是否大于等于最大电流或多级柱塞当前深度是否大于等于上行最大深度进行逻辑判断;M1、若当前电流最大电流或多级。
22、柱塞当前深度上行最大深度时,控制流程返回B;M2、若当前电流最大电流且多级柱塞当前深度上行最大深度时,控制流程返回L。18根据权利要求16所述的一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统的工作方法,其特征在于柔性抽油绳11为可加热的柔性抽油绳时,所述的控制总成3的控制流程为A、系统启动,设定井口深度为0米,井下深度为负值;通过键盘输入启动压力、下行最大深度、上行最大深度、设定温度、最大电流;温度传感器、压力传感器32模块,编码器32处于工作状态,时时将各种信号传送到电路控制板CPU;B、电路控制板CPU将电机11停转,液压推动器141制动;C、电路控制板CPU,对套管内压力传感器32值是否大。
23、于等于启动压力进行逻辑判断;C1套管内压力传感器32值启动压力,控制流程返回B;C2套管内压力传感器32值启动压力,CPU解除液压推动器141制动;D、CPU将液压推动器141解除制动;E、电机11反转启动,在多级柱塞及加重杆重力作用下,多级柱塞下行;F、CPU时时接收编码器31传来的反映多级柱塞下行深度的脉冲信号,对脉冲数进行计算,并对多级柱塞当前深度是否小于等于下行最大深度进行逻辑判断;F1、若多级柱塞当前深度下行最大深度,控制流程返回E;F2、若多级柱塞当前深度下行最大深度,CPU将电机11停转,液压推动器141制动;G、CPU将电机11停转,液压推动器141制动;H、CPU根据可加热的。
24、柔性抽油绳内安装的温度传感器传回的液体温度与设定温度进行逻辑判断;H1、若温度传感器监测温度小于设定温度;I、启动可加热的柔性抽油绳的加热电缆加热;控制流程返回G;H2、若温度传感器监测温度大于等于设定温度,J、可加热的柔性抽油绳停止加热;K、CPU将液压推动器141解除制动;L、电机11正转,多级柱塞上行;M、CPU时时接收电力监测模块的数字信号,通过对数字信号进行处理、分析,得到当前电流大小,并对当前电流是否大于等于最大电流或柱塞当前深度是否大于等于上行最大深权利要求书CN104033134A6/6页7度进行逻辑判断;M1、若当前电流最大电流或多级柱塞当前深度上行最大深度时,控制流程返回K。
25、;M2、若当前电流最大电流且多级柱塞当前深度上行最大深度时,控制流程返回B。权利要求书CN104033134A1/14页8一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技术领域0001本发明涉及一种采油设备,尤其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。背景技术0002目前,游梁式抽油机是杆式抽油机最主要的抽油设备,其缺点是1、受结构限制冲程一般为68M,冲程损失较大;2、抽油机体积大,耗材多,3、设备运行维护费用及采油吨液费用大;4、不适于深井、低渗透井、稠油井和含气的井。随着我国大部分油田进入开采的中、后期,尤其是低渗透井、超深井、稠油井的不断开发,游梁式抽油机已。
26、不适于采油后期生产需要。近年来出现了提拉式抽油装置,采油方式是在油管组成的管柱内利用柔性抽油绳带动抽油柱塞从井底到井口提拉井液的全井运行模式。缺点是1、由于全井运行模式,抽子经过的管柱需要特殊处理,油管处理成本高。2、由于全井运行模式,大量的柔性抽油绳需在卷筒上缠绕且负荷大,只能选择大尺寸的卷筒和又高又粗的井架等,整机体积大,耗材多,成本高,也不便于运输。3、超长的柔性抽油绳在卷筒上缠绕易出现乱缠现象,需配备大型的排绳装置,进一步增加整机的体积和重量。4、抽子上、下往复行程长,摩擦损耗大,需停产、起井维修,维修费时、费力且耽误生产。5、抽子在长距离运行中易出现遇阻现象。6、全程使用柔性抽油绳,。
27、磨损后需要整条更换,不但成本高,且不适于超过2000米的深井,因为深井井下温度高,易造成注塑熔化等。发明内容0003本发明的目的就是为了克服上述现有技术在生产中存在的实际问题,提供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,利用井下多级柱塞超长冲程抽油泵,使抽油机冲程在十几米至几百米间任意设定,打破有杆泵冲程仅为68米的限制,实现超长冲程的非全井运行模式,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;抽子损耗快、油管处理成本高,柔性抽油绳磨损后需整条更换成本过大等缺点,尤。
28、其是利用封隔器封堵油套环形空间,可将多级柱塞超长冲程抽油泵泵筒以上的油管取出,可再次降低油井一次性投资成本;使整机可降成本近40。0004一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、定滑轮总成、控制总成、井架总成、滑摆装置、压绳装置、井口装置、井下管柱、柔性抽油绳、钢丝绳或抽油杆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的长度大于设定冲程长度,柔性抽油绳的一端缠绕在动力驱动总成的卷筒上,另一端穿过滑摆装置的两导向轮间的通孔,并绕过定滑轮,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;钢丝绳或抽油杆的另一端与。
29、井下多级柱塞超长冲程抽油泵的多级柱塞连接;井架总成上安装定滑轮总成和滑摆装置;所述的说明书CN104033134A2/14页9井口装置与管柱连接,管柱与井下多级柱塞超长冲程抽油泵的超长泵筒连接;井下多级柱塞超长冲程抽油泵由超长泵筒和多级柱塞构成,其多级柱塞置于超长泵筒内;所述的控制总成由旋转编码器和压力传感器组成;压力传感器通过偏心井口下入油井底部的油套环形空间内。0005所述的井下多级柱塞超长冲程抽油泵的超长泵筒是由多个泵筒“一字型”连接构成;多个泵筒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的端口处切有切口,两泵筒的端口部车有外螺纹;接箍内壁两端车有与两泵筒相匹配的内螺纹,接箍中间。
30、留有止口;两泵筒与接箍螺纹连接,配合间隙为001MM,且止口对中定位;两泵筒的对接后两端面间最大缝隙限制在0102MM;对接后的两泵筒的直线度004MM/M;两泵筒装配接箍后用通径规通试,若两泵筒对接后直线度004MM/M,则需进行珩磨校正,确保直线度004MM/M,并对两泵筒、接箍进行连接顺序的标注;按照同样工序,将多个泵筒进行连接,直至连接在一起的多个泵筒的总长度大于油井设定的冲程长度为止。0006所述的井下多级柱塞超长冲程抽油泵的钢体式多级柱塞包括密封腔部分、加重部分和串连的多个钢体式单级柱塞;密封压套、密封胶敦和压绳头将钢丝绳或抽油杆在密封腔上节内压紧,密封压套、密封腔上节、密封腔、上。
31、变径依次螺纹连接,密封圈密封,构成柱塞的密封腔部分;串接加重杆的数量由配重需要决定;下变径、多个加重杆、加重杆下端依次螺纹连接,构成柱塞的加重部分;钢体式单级柱塞的结构是顶部车有圆头的上挂体的下部为空腔,与空腔对应的管壁上开有出液通孔;在上挂体的空腔内置放凡尔阀球和凡尔阀球座;凡尔阀球座被上挂体空腔内壁上的档台限位,并将凡尔阀球限定在上挂体的空腔内;外衬钼铬合金衬套的中心管的上端与上挂体的下端以螺纹连接,并紧紧顶住凡尔阀球座,中心管的下端与下接头的上端以螺纹连接;下接头的管壁上开有进液孔;上挂体、凡尔阀球、凡尔阀球座、中心管、衬管和下接头构成了钢体式单级柱塞;结构相同的多个钢体式单级柱塞顺次按。
32、照下一级钢体式单级柱塞的上挂体内挂在上一级钢体式单级柱塞的下接头的下部空腔内;利用焊接件与下接头焊接,将上挂体悬挂在下接头的空腔内;同理连接第三级、第四级,最后一级钢体式单级柱塞的上挂体与中心管通过接箍外螺纹连接,最后一级钢体式单级柱塞的下接头被下凡尔座体替代;下凡尔座体的上、下两端为空腔,其下腔体内放置放凡尔阀球和凡尔阀球座,凡尔阀球座被下凡尔座体内壁上的档台限位,并将凡尔阀球限定在其空腔内;下凡尔座体的中间开有连通上、下腔体的轴向通孔;下凡尔座体的上端与中心管螺纹连接,其下端与管壁上开有进液孔的配重接头连接;配重接头与加重部分的下变径连接;第一级钢体式单级柱塞的上挂体的圆头部分内挂在下部为。
33、空腔的上接头上,焊接件与上接头的管壁焊接,将上挂体的圆头限定在其腔体内;上接头与密封腔部分的上变径螺纹连接,构成钢体式多级柱塞。0007所述的串连的钢体式单级柱塞的数量由钢体式单级柱塞与泵筒的接触面长度和行业规范要求决定。0008动力驱动总成包括电机、卷筒、制动器总成;电机的输出轴上装有链轮;轴上装有卷筒链轮的卷筒安装在卷筒底座上,压绳装置紧靠卷筒,并安装在卷筒底座上,防止卷筒缠绳乱序;卷筒底座、电机、制动器总成固定在地面基座上;卷筒链轮与链轮位于同一平面内且通过传动链条连接;井口装置包括防喷盒、偏心井口、单流阀和输油管线。0009所述的滑摆装置与压绳装置配合使用;所述的滑摆装置的结构是T型摆。
34、杆的前说明书CN104033134A3/14页10端并排紧靠装有两个导向轮,摆杆与带有滑槽的两滑摆底座以轴连接,滑摆底座以螺栓固定在井架横梁上;摆杆的轴可在滑槽内纵向调节固定,用于调整柔性抽油绳与定滑轮之间的夹角;柔性抽油绳穿过两个导向轮形成的通孔,摆杆随着柔性抽油绳在卷筒上的缠绕或释放而在轴上横向摆动;所述压绳装置的结构是在远离减速电机的卷筒底座上固定安装压绳装置,压绳装置的结构是带有两支耳的叉形横杆与立杆轴连接,立杆下端固定在卷筒底座上,弹簧的两端分别固定在横杆和立杆上,对横杆起牵引作用,压轮安装在叉形横杆的两支耳上,与卷筒的轴平行、等长且位于卷筒的上后方,与卷筒的卷筒面保持适当的间距。0。
35、010所述的柔性抽油绳为含有加热电缆的可加热柔性抽油绳,可加热柔性抽油绳的井下端头部位内装温度传感器;可加热柔性抽油绳的长度应超过管柱的结蜡点处,可加热柔性抽油绳与管柱内的钢丝绳或抽油杆用卡箍连接;结蜡点处对应的以上管柱涂有防止热量散失的保温涂层;控制装置根据可加热柔性抽油绳的温度传感器监测的温度信号与设定温度对比来控制可加热柔性抽油绳加热;可加热柔性抽油绳与涂有保温涂层的管柱配合使用。0011所述井下管柱可在多级柱塞超长冲程抽油泵的泵筒上部的油管外安装封隔器和丢手,以螺纹连接。0012井下设备安装完毕后,将封隔器逐步涨封,封堵油套环形空间,利用丢手将封隔器上部油管起出,井下多级柱塞超长冲程抽。
36、油泵抽汲的井液在套管内流动,可以大大降低油井一次性投资成本。0013所述的动力驱动总成的电机与行星式减速机直联成减速电机,减速电机的输出轴通过联轴器与卷筒的卷筒轴连接。0014减速电机的输出轴通过法兰式联轴器与卷筒的卷筒轴连接,即,法兰式联轴器的两套筒分别套装在减速电机的输出轴和卷筒轴上,以键连接;两套筒用两铰制孔用螺栓固定在一起;构成减速电机直驱卷筒转动的直驱结构。0015所述的动力驱动总成的电机带动行星减速机的小皮带轮,小皮带轮带动大皮带轮转动,大皮带轮通过键与齿轮轴连接,带动太阳轮转动,太阳轮通过齿合的方式与行星轮连接,使行星轮绕自己的行星轴转动,带动齿圈转动,由于齿圈与卷筒通过螺栓连接。
37、成一体,当齿圈旋转时,卷筒也开始旋转,并且绕着安装在支架上的轴承绕支架转动;防尘罩、机罩总成通过螺栓与支架连接。0016所述的井架总成上安装的定滑轮与卷筒按下列条件定位时,可省略所述的滑摆装置根据柔性抽油绳的特性设定卷筒的最小直径,A;当井下多级柱塞超长冲程抽油泵设定的冲程米数需要柔性抽油绳在卷筒上缠绕的层数不少于2层时,以井架总成上安装的定滑轮的凹槽中心为轴对称定位卷筒,既,卷筒与定滑轮对称定位;且定滑轮凹槽内的柔性抽油绳到卷筒的两挡边的夹角应不大于25度,并以此确定卷筒与定滑轮的最小水平间距为CTAN125L1/2,L1为卷筒两挡边的间距;B当井下多级柱塞超长冲程抽油泵设定的冲程米数需要柔。
38、性抽油绳在卷筒上缠绕的层数不足2层时,定滑轮的凹槽内的柔性抽油绳在卷筒上缠绕总道数的一半时的最大位移夹角应不大于25度,且定滑轮的凹槽中心与柔性抽油绳在卷筒上缠绕总道数的四分之一处相对应来确定卷筒的位置,既,卷筒与定滑轮偏心定位;并以此确定卷筒与定滑轮的最小水平间距为CTAN125L2/2,L2为柔性抽油绳在卷筒上缠绕总道数的一半时的最大平移距离;此外,在卷筒上需将卷筒缠满一层的总道说明书CN104033134A104/14页11数与冲程总道数的一半的道数差补满。0017所述的卷筒的卷筒挡边可为拼接式,在卷筒挡边外侧沿直径方向对称焊接两对带有螺栓孔的连接板;半圆形卷筒裙边上也开有与连接板相对应。
39、的螺栓孔,两个半圆形卷筒裙边通过螺栓与卷筒挡边联接固定。0018所述的抽油杆在结蜡点以上部位按照间距小于冲程米数,车有多处螺纹,刮蜡除垢器以螺纹连接在抽油杆上。0019所述的卷筒底座加高至卷筒与定滑轮等高。可减少柔性抽油绳与卷筒之间的倾斜角度,减少柔性抽油绳的磨损。0020一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统的工作方法,控制总成根据设定的上行缓冲时间控制电机停机等待;根据套管内压力传感器监测的压力值控制电机下行;根据电机轴上安装的旋转编码器计算出的多级柱塞超长冲程抽油泵下入井深数与设定的下行最大深度对比来控制电机停止下行并反向旋转,提升井液;根据旋转编码器计算出的上行行程和设定的上行最。
40、大深度对比来控制电机停止转动;同时控制总成也相应控制制动器总成对卷筒进行制动或解除制动;进而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,改变以往卷扬式提拉采油系统的柱塞从井底一直提升至井口的全井运行模式,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。0021所述的控制总成的控制流程是0022A、系统启动,设定井口深度为0米,井下深度为负值;通过键盘输入,启动压力,下行最大深度,上行最大深度,停机等待时间T,最大电流;压力传感器,电流监测模块,编码器处于工作状态,时时将各种信号传送到电路控制板CPU;0023B、电路控制板CPU,将电机停。
41、转,液压推动器制动;0024C、电路控制板CPU,对套管内压力传感器的值是否大于等于启动压力进行逻辑判断;0025C1套管内压力传感器值启动压力,控制流程返回B;0026C2套管内压力传感器值启动压力,CPU解除液压推动器制动;0027D、液压推动器通电,解除制动;0028E、电机启动、反转,在多级柱塞及加重杆重力作用下,多级柱塞下行;0029F、CPU时时接收编码器传来的反映多级柱塞下行深度的脉冲信号,对脉冲数进行计算,并对多级柱塞当前深度是否小于等于下行最大深度进行逻辑判断;0030F1、若多级柱塞当前深度下行最大深度,控制流程返回E;0031F2、若多级柱塞当前深度下行最大深度,CPU将。
42、电机停转,液压推动器制动;0032G、CPU将电机停转,液压推动器制动;0033H、CPU启动内部计时器;0034I、CPU将内部定时器与上行缓冲时间T进行逻辑判断;0035I1、若缓冲时间T,控制流程返回G;0036I2、若上行缓冲时间T,CPU解除液压推动器制动;0037J、计时器停止;0038K、液压推动器通电,解除制动;说明书CN104033134A115/14页120039L、电机正转启动,在柔性抽油绳拉力作用下,多级柱塞上行;0040M、CPU时时接收电力监测模块的数字信号,对数字信号进行处理分析,得到当前电流大小,并对当前电流是否大于等于最大电流或多级柱塞当前深度是否大于等于上行。
43、最大深度进行逻辑判断;0041M1、若当前电流最大电流或多级柱塞当前深度上行最大深度时,控制流程返回B;0042M2、若当前电流最大电流且多级柱塞当前深度上行最大深度时,控制流程返回L。0043柔性抽油绳为可加热的柔性抽油绳时,所述的控制总成的控制流程为0044A、系统启动,设定井口深度为0米,井下深度为负值;通过键盘输入启动压力、下行最大深度、上行最大深度、设定温度、最大电流;温度传感器、压力传感器模块,编码器处于工作状态,时时将各种信号传送到电路控制板CPU;0045B、电路控制板CPU将电机停转,液压推动器制动;0046C、电路控制板CPU,对套管内压力传感器值是否大于等于启动压力进行逻。
44、辑判断;0047C1套管内压力传感器值启动压力,控制流程返回B;0048C2套管内压力传感器值启动压力,CPU解除液压推动器制动;0049D、CPU将液压推动器解除制动;0050E、电机反转启动,在多级柱塞及加重杆重力作用下,多级柱塞下行;0051F、CPU时时接收编码器传来的反映多级柱塞下行深度的脉冲信号,对脉冲数进行计算,并对多级柱塞当前深度是否小于等于下行最大深度进行逻辑判断;0052F1、若多级柱塞当前深度下行最大深度,控制流程返回E;0053F2、若多级柱塞当前深度下行最大深度,CPU将电机停转,液压推动器制动;0054G、CPU将电机停转,液压推动器制动;0055H、CPU根据可加。
45、热的柔性抽油绳内安装的温度传感器传回的液体温度与设定温度进行逻辑判断;0056H1、若温度传感器监测温度小于设定温度;0057I、启动可加热的柔性抽油绳的加热电缆加热;控制流程返回G;0058H2、若温度传感器监测温度大于等于设定温度,0059J、可加热的柔性抽油绳停止加热;0060K、CPU将液压推动器解除制动;0061L、电机正转,多级柱塞上行;0062M、CPU时时接收电力监测模块的数字信号,通过对数字信号进行处理、分析,得到当前电流大小,并对当前电流是否大于等于最大电流或柱塞当前深度是否大于等于上行最大深度进行逻辑判断;0063M1、若当前电流最大电流或多级柱塞当前深度上行最大深度时,。
46、控制流程返回K;0064M2、若当前电流最大电流且多级柱塞当前深度上行最大深度时,控制流程返回B。说明书CN104033134A126/14页130065由于本发明采用了井下多级柱塞超长冲程抽油泵,改变了现有卷扬式提拉采油装置将井液从井底提升至井口的全井运行模式,产生了一系列的有益效果和显著的经济效益。1、多级柱塞只在泵筒内运行,行程短、磨损大幅降低,减少维修次数;2、多个单级柱塞间采用活节连接,使多级柱塞可自由调整以适应超长泵筒的轴向偏差,解决柱塞遇阻问题;3、除泵筒外全井油管均为普通油管,尤其对于深井,可大大降低油管处理成本;4、利用逐步涨封封隔器可还可进一步节省井下油管,再次降低油井一次。
47、性投资成本;5、卷筒上反复缠绕只是柔性抽油绳,井下其余部分抽油绳可为钢丝绳或抽油杆,区别以往提拉采油装置必须全井整根柔性抽油绳,一旦损坏必须更换整绳,该结构磨损后更换简单,省时、省费用;6、非全井运行模式使卷筒上只有有限长度的柔性抽油绳在缠绕,无需大尺寸的卷筒和笨重的排绳装置,减少耗材,可大幅减轻整机重量和体积;尤其是卷筒挡边采取可拼接结构,避免生产中电机带动过重的卷筒,可节省机组制造材料,减少动力损耗;7、在本发明基础上通过采用减速电机直驱卷筒的直驱方式,进一步缩小主机结构;8、通过定滑轮凹槽内的柔性抽油绳在卷筒上缠绕时的最大位移夹角不大于25度的定位安装,可实现柔性抽油绳在卷筒上自动有序缠。
48、绕,可免除安装滑摆装置,再次精简整机组成部件,降低机组制造成本,使机组结构更紧凑,减少占地面积;9、非全井运行模式使系统耗能减少,节电效果明显;10全井只有通过防喷盒的一定长度柔性抽油绳为注塑柔性抽油绳或含加热电缆的注塑柔性抽油绳,其余段可为普通钢丝绳或其它抽油杆,不但减少昂贵注塑柔性抽油绳的使用成本,也使本发明系统可更加广泛适用于深井和稠油井,用含有加热电缆的柔性抽油绳能有效地提高油井原油出口温度,节省大量油田加热拌热投资,更能有效地解决油井蜡堵或稠油堵塞问题。11、负载减少,耗能降低,节电效果显著;12、能进行产液量和抽油次数的大幅调整;适合不同开采时期的油井;13、超长冲程可产生强大负压。
49、,解堵和增产效果明显;14、设备运行更平稳,噪声更小;15、诸多结构的改进所产生的诸多优点的互相作用,大幅度降低了油井一次性投入成本,整机可降成本40多;16、抽油杆上加挂刮蜡除垢器,可免除停机除蜡作业造成的作业繁琐和生产损失。附图说明0066图1是本发明一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统的整体结构示意图;0067图2是本发明一种低矮型超长冲程智能控制卷扬式提拉采油系统的俯视图;0068图3是本发明的定滑轮总成和滑摆装置的主视图;0069图4是本发明的滑摆装置的侧视图;0070图51是本发明的卷筒及压绳装置的主视图;0071图52是本发明的卷筒及压绳装置的俯视图;0072图6为本发明的制动器总成的结构示意图;0073图71为本发明的钢体式多级柱塞的上半部结构图;0074图72为本发明的钢体式多级柱塞的下半部结构图;0075图8为本发明的井下超长泵筒的两泵筒的连接结构示意图;0076图9本发明的柔性抽油绳为非可加热的柔性抽油绳时的控制总成的控制流程图;0077图10本发明的柔性抽油绳为可加热的柔性抽油绳时的控制总成的控制流程图;说明书CN104033134A137/14页140078图111本发明的油管外安装封隔器的井下管柱局部结构示意图;007。