[发明专利]一种可实时检测并控制柱塞有效行程的柔性牵引抽油机构

说明书

本发明提供了一种可实时检测并控制柱塞有效行程的柔性牵引抽油机构，包括驱动机构、上端连接在驱动机构上的柔性牵引件、油管、连接在油管下端的柱塞泵、连接在柱塞泵下端的配重块、与驱动机构连接并控制驱动机构运行的控制器、连接在柱塞泵下端的套管、设于套管内部下端的第二单向阀、设于配重块和第二单向阀之间的限位导向管，其中：柱塞泵包括泵筒和柱塞，泵筒且与油管相通；柱塞内设有第一单向阀；柔性牵引件下端贯穿油管后与柱塞连接；限位导向管内部安装有检测金属块；套管和限位导向管之间设有上端位感应器和下端位感应器。本发明通过对柱塞的有效行程进行检测，保证其每个上冲程和下冲程均能达到预定位置，进而保证了抽油的有效性和效率。

技术领域

本发明涉及地下油/气等资源的开采设备领域，尤其涉及一种具有实时检测并控制柱塞运行行程的柔性牵引抽油机构。

背景技术

传统的有杆抽油系统采用刚性的抽油杆传递能量，通过磕头机(即游梁式抽油机)驱动抽油杆进行上下往复运动，由此带动柱塞泵中的柱塞上下运动，从而实现抽油，这是目前应用最为广泛的采油设备。但随着油田资源的枯竭，油井越来越深，所需的抽油杆亦越来越长，其自重和偏磨带来的弊端，使采油成本不断增高。为此，公开号为CN107013188A的专利申请文件提供了一种往复式柔性牵引抽油机构，其通过柔性牵引件(如牵引绳)来取代抽油杆以实现提拉柱塞向上运动，同时在柱塞下方悬挂配重块，通过配重块的自重来驱动柱塞向下运动，进而通过此往复运动实现抽油目的。但是，在上述结构中，由于柔性牵引件(如牵引绳)自身会存在弹性模量，当牵引绳有效载荷较大(即柱塞向上运动)时，其累计伸长量会超过柱塞的有效行程，使预设向上牵引量失效，以致抽油效率低下甚至是抽油失败；而当牵引绳有效载荷较小(即柱塞向下运动)时，其累计伸长量又会变小，从而使抽油系统难以正常工作。

发明内容

本发明提供了一种可实时检测并控制柱塞有效行程的柔性牵引抽油机构，其解决了现有技术中存在的由于柔性牵引件存在弹性模量而导致抽油效率低甚至抽油失败的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种可实时检测并控制柱塞有效行程的柔性牵引抽油机构，其包括驱动机构、上端连接在驱动机构上并可进行上下往复运动的柔性牵引件、油管、连接在油管下端的柱塞泵以及配重块，其中：所述柱塞泵包括泵筒和柱塞，所述泵筒且与油管相通，所述柱塞内设有第一单向阀，且所述第一单向阀在柱塞向上运动时关闭，在柱塞向下运动时打开，所述配重块连接在柱塞泵下端；所述柔性牵引件的下端贯穿油管后与柱塞上端连接，

其还包括：

与驱动机构连接并控制驱动机构运行的控制器；

连接在泵筒下端且与泵筒相通的套管，所述套管内部还安装有与其同轴设置的限位导向管以及均为环形的第一固定架和第二固定架，且所述限位导向管、第一固定架和第二固定架均位于配重块下方，第一固定架位于第二固定架上方，所述限位导向管连接在第一固定架的中心孔和第二固定架的中心孔之间，并在套管内壁和限位导向管外壁之间形成连通的空间；

安装在套管内部下端并位于限位导向管下方的第二单向阀，且所述第二单向阀在柱塞向上运动时打开并在柱塞向下运动时关闭；

通过连接件在配重块下方并位于限位导向管内的检测金属块以及分别安装在所述套管内的上端位感应器和下端位感应器，所述上端位感应器位于下端位感应器的上方且均与控制器电连接，上端位感应器和下端位感应器用于对检测金属块在限位导向管内的位置进行检测并将检测结果发送至控制器。