[发明专利]定滑轮悬挂式单井多泵平衡负载低功耗举升系统及方法

说明书

本发明公开了一种定滑轮悬挂式单井多泵平衡负载低功耗举升系统及方法，其特征在于：包括定滑轮悬挂式抽油机、多光杆多悬挂采油井口装置以及平行多泵井下采油管柱；所述平行多泵井下采油管柱的管柱数量分为两组，两组采油管柱上端的光杆伸出井口；定滑轮悬挂式抽油机包括机架和在机架上安设的定滑轮及上下驱动装置，定滑轮两侧的钢丝绳分别与一组采油管柱上端光杆相连，构成“天平式”变载荷柔性平衡配置结构。本发明的平行双泵井下采油杆柱重量相等，两侧抽油杆在悬点处“坐跷跷板”，双光杆悬点静载荷近似对称相等，镜像式双悬挂节能抽油机只需起到“轻微”点动升降作用，使得电机装机功率更小，系统效率更高，真正意义上实现“低碳”举升采油。

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种定滑轮悬挂式单井多泵平衡负载低功耗举升系统及方法。

背景技术

游梁式抽油机举升采油一直以来都是世界石油工业内占据主导地位的人工举升方式。相比其它举升方式，它具有诸如结实耐用、野外工况可靠性高、维护保养方便、标准化程度高、通用性强等诸多优势。但同时，游梁式抽油机也有无法克服的“先天不足”。主要是：不能充分发挥“长冲程、低冲次”生产参数的技术优势，平衡原理问题与悬点载荷波动特性导致负载平衡率低，电机重载启动，轻载工作，扭矩波动大，上下冲程负载不均匀，甚至有负向扭矩，效率低、能耗高。因为游梁式抽油机没有从本质上改变四连杆传动机构的特性，所以无法从根本上解决“大马拉小车”、能耗高的缺点，机采效率提升空间和节能潜力有限。

目前仅我国各油田抽油机保有量在35万台以上，电机装机总容量超过1500万千瓦，每年耗电逾250亿度。而实测机采系统效率仅25％～30％，有的甚至低于25％，据测算，若能提升至31％，年总节电潜力即可达近二十亿度。这种新型低能耗举升系统及方法就是为适应国家工业生产“节能减排”规划和要求，实现油井“低碳”举升采油而研发的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能提高采油效率、降低举升能耗的定滑轮悬挂式单井多泵平衡负载低功耗举升系统及方法。

本发明所采用的技术方案为：一种定滑轮悬挂式单井多泵平衡负载低功耗举升系统，其特征在于：包括定滑轮悬挂式抽油机、多光杆多悬挂采油井口装置以及平行多泵井下采油管柱；所述平行多泵井下采油管柱的管柱数量分为两组，两组采油管柱上端的光杆伸出井口；定滑轮悬挂式抽油机包括机架和在机架上安设的定滑轮及上下驱动装置，定滑轮两侧的钢丝绳分别与一组采油管柱上端光杆相连，构成“天平式”变载荷柔性平衡配置结构，所述光杆的上下交替运动通过上下驱动装置实现，所述平行多泵井下采油管柱与多光杆多悬挂采油井口装置相配套。

按上述技术方案，采油管柱为两根，构成双油管式平行双泵井下采油管柱或丢手无管双杆式平行双泵井下采油管柱，相应的，多光杆多悬挂采油井口装置为双光杆双悬挂采油井口。

按上述技术方案，所述上下驱动装置包括驱动齿轮、与一光杆固连的光杆升降齿条、与光杆升降齿条固连的光杆升降导轨、与光杆升降导轨相配置的齿条滚轮导轨，其中，所述驱动齿轮与光杆升降齿条相啮合，齿条滚轮导轨分别通过紧固件固定在机架上。

按上述技术方案，所述驱动齿轮为一个，安设在两光杆之间，光杆升降齿条为两条，对应安设在两光杆的内侧，所述驱动齿轮两侧分别与一光杆升降齿条相啮合。

按上述技术方案，所述驱动齿轮至少为一个，安设在光杆的外侧，至少设有一光杆升降齿条，安设在对应光杆的外侧，所述驱动齿轮与光杆升降齿条相啮合。

按上述技术方案，所述驱动齿轮为两个，对称分布在机架上位于两光杆外侧。

按上述技术方案，双油管式平行双泵井下采油管柱包括两个结构相同的采油管柱，均包括光杆、油管、抽油杆、抽油泵、筛管和丝堵，所述油管通过双光杆双悬挂采油井口悬挂安装，油管、抽油泵筒、筛管、丝堵从上至下依次连接，所述光杆依次与抽油杆、柱塞相连构成杆状结构，所述杆状结构置入油管，直至抽油泵泵筒中，两光杆通过双齿条上下驱动装置相连。