[发明专利]一种水击采液的方法及其装置

说明书

本发明涉及一种井中无电缆，无钢杆的机械采油方法及其装置，尤其涉及到一种水击采液的方法及其装置。

有杆泵机械采油是传统的机械采油方法。但随着世界石油钻井逐渐向海洋和深井，超深井方向发展，逐渐向弯井、定向井、丛式井、水平井方向发展，有杆泵机械采油不适于在上述条件下使用，现有的无杆泵采油设备虽然能适应当今世界钻井采油的发展方向，但也有其各自的缺陷，故时至今日仍不能大规模推广应用，除了制造成本较高外，还有一个十分重要的原因，就是目前无杆泵采油设备在使用中出现的许多问题和麻烦都出自管柱中的高压动力液以及动力设备下井这两个问题中的一个，因此，形势发展急需研制出一种成本较低，动力设备不下井，也不需要高压动力液的无杆泵采油设备。本发明就是为适合上述要求而提出的一种利用井口产生的声速水击波驱动深井泵柱塞工作的机械采油方法及其装置，本发明设计的水击采液泵装置，设计扬程可达3000米以上，在此以前，国内外已公布了若干有关声波采油及振荡液柱采油的发明专利及实用新型，但至今未见有产品进入市场。

本发明的目的在于设计出一种工作原理可靠、便于制造、成本低、使用范围广、操作方便的无杆采液泵装置-水击采液泵。

本发明采用的技术方案是：在井口设计一个水击发生装置，通过它在井口交替产生增压水击波-正压波和减压水击波-负压波，使水击波“撞击”由井底弹簧及桩塞支承的液柱，激励液柱产生振荡，从而激励柱塞振动泵液，同时，在地面调节水击波的策动频率，使之与液柱-弹簧构成的单振子系统产生系统共振。达到利用水击与共振产生的能量驱动深井泵工作的发明目的。

本发明是通过一种水击采液泵装置实现上述技术方案的，水击采液泵装置是由井口水击发生装置及用油管下到井底的反馈式深井泵及与泵相接的机械能充放装置组成的，井口水击发生装置是由装在采油树油管四通上的水击阀及驱动它的可调速电机，带压的油管柱、地面泵，从水击阀通往贮罐的放空管线以及贮罐组成，用管线将上述设备串接起来，构成一个不连续的开路循环流程。水击阀由四通阀套与装在阀套中的有「形弯头通道的两通阀芯装配而成，阀芯由安装在阀套之上的可调速电机驱动旋转，其旋转频率与电机相同，可在设定范围内任意调节。在井下反馈式深井泵的下面连接了一个机械能充放装置，反馈式深井泵中由上柱塞、中心管、下柱塞连成一体的组合柱塞坐在机械能充放装置的组合弹簧上，构成水击采液泵装置的主体。

本发明的优点是显而易见的，1.可以获得高的系统效率，与目前现场使用最为广泛的常规机械采油设备-有杆泵采油装置相比，后者是不允许在共振状态下工作的，这样，在光杆下行程时，液柱的巨大惯性能就被白白浪费了，还给有杆泵造成了降低泵效的冲程损失，而本发明的水击采液泵装置，由于它特殊的组合设计，可以使液柱及支承液柱的机械能充放装置在任何时刻都可以实现能量互换，机械能充放装置可以贮存和释放水击和共振时产生的巨大能量，机械能充放装置在水击采液时形成的振荡回路中发挥了类似振荡电路中电容的作用，因此，本发明可以获得高的系统效率。2.便于制造，成本低，此优点已为首台样机所证实。3.使用范围广。本发明的水击采液泵装置设计排量5-250方/日，连续可调，举升扬程500-3000米以上。4.由于本发明具有振动采油的基本特征，因此，油管振动泵在30多年使用实践中所表现出的许多特点：例如声波减轻或防止油管结蜡，振动波激化油井增产等优点本发明的水击采液泵装置也会具有。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

图1是水击采液泵装置处于正水击时泵的进油冲程示意图。

图2是水击采液泵装置处于负水击时泵的排油冲程示意图。

如图1、2所示，水击采液泵装置由井口水击发生装置和下有反馈式深井泵及机械能充放装置的油管柱组成。

如图1、2所示，在井口采油树的油管四通上安装1个水击阀[1]，水击阀[1]由四通阀套与有「形弯头通道的两通阀芯装配而成，阀套用丝扣或卡箍连接安装在采油树的油管四通上，阀芯由安装在阀套之上的可调速电机驱动旋转，将地面泵[4]与水击阀[1]、放空管线[17]、贮罐[5]用管线串接成一个不连续的开路循环流程，此为水击采液泵装置中的井口水击发生装置。