石油甚深井无杆泵的制作方法

专利名称：石油甚深井无杆泵的制作方法技术领域：本发明创造涉及一种石油采油装置。超过三千公尺以上深层原油的开采，常用的机械采油泵，如射流泵、电动潜油离心泵等已不能胜任。由于深层原油的采油井很深，井下静压高，原油的粘度比较稠，给开采带来不少技术难题。虽然游梁抽油机、水力活塞泵、电动潜油螺杆泵等经改革，尚有潜力可挖，但随之而来的各类问题也愈加难以克服，或即使克服了这些难题其成本也很高，不经济。因此，必须研制出新的甚深井采油装置。本发明创造的目的在于试制出一种功能较高，成本较低，使用方便，安全可靠的石油甚深井无杆泵。本发明创造采用的技术方案是电压脉冲(也称电力爆炸)法，使电极在介质中进行高压放电，产生等离子区获得高温高压，推动活塞泵油。本发明创造采取的具体的技术措施如下石油甚深井无杆泵的结构和工作原理请参阅本申请的附图1和附图2。本发明创造的电能是由三相动力电源1供电，经可调式升压变压器2升压，由高压整流器3整流成脉冲电流，再经A点通过高压电缆16将负高压通入井底电容器15充电。恒流控制器4对充电电流进行检测和控制。只须对可调式升压变压器的输出电压进行控制，即可使A点输电电流控制在恒定状态。当电容器15充电电压达到上、下电极13之间导电介质的击穿电压时，电容器会在上、下电极之间瞬间放电，形成电力爆炸。电力爆炸使放电腔12内的温度和压力升高，推动与上活动电极在一起的活塞杆，克服弹簧8的应力向上运动，使上、下两个电极间的距离拉大，以提高放电效率，同时也为下一次放电作好准备，上活动电极与活塞杆可运动上升到极限端为止。两个电极之间停止放电后，电容器15即刻开始重新充电，由于放电腔内冷却而使压力迅速下降，上活动电极与活塞杆在弹簧8的作用下下降，直到再次达到介质的击穿电压时，又会在上、下电极之间再次瞬间放电。这样不断的瞬间放电，不断地推动活动电极与活塞杆上下运动。图1和图2分别介绍了两种泵油方法。图1是将原油作为导电介质，放电腔12中部有吸油阀门11，当电力爆炸使放电腔12内的温度和压力升高时，吸油阀门关闭，放电腔内的部分原油通过单向阀门9进入平式油管6。当两个电极之间停止放电，放电腔内温度冷却、压力下降，导致单向阀门9关闭，吸油阀门11开启，油井套管5内的原油进入到放电腔内。同时，上活动电极与活塞杆下降，电容器15继续充电，直到下次放电。这样，周而复始的运动，不断地将原油泵出地面。图2的放电腔是完全封闭式的，内装一次性导电介质28。为了充分利用放电腔产生的高温高压，本发明创造公开了一种流量放大式活塞推油泵，由图2中的单向阀18，阀座19，进油阀20，复位弹簧21，活塞23，高压密封组件25，套管26和活塞杆27所构成。当上、下两个电极瞬间放电产生高温高压，推动活塞杆和活塞克服复位弹簧21的应力向上运动时，进油阀20关闭，原油22经过阀座19的管孔将单向阀冲开，原油进入到平式油管6内。当两个电极之间停止放电，放电腔内高温高压消失，电容器15重新充电至再次放电为止，活塞与活塞杆在复位弹簧的作用下下降，单向阀关闭，进油阀开启，原油22进入到活塞腔内。如此周而复始，循环不息地将原油泵出地面。通油孔24在活塞上升时进油，活塞下降时出油，起到减少活塞运动阻尼和润滑与平式油管的作用。本发明创造的优点在于1，力量很大，完全可以将三千公尺以上深井油田的原油推出地面，是目前使用的任何采油设备所难以匹敌的最新采油设备;2，用途广泛，既能采深井原油，浅层原油更不存在问题，还可适当将力量调小，以节省电力，也可用于盐井较稠的盐卤水的开采;3，不仅可代替现有任何采油设备，而且除了输油管外，不再有其它井面采油设备，可以大大减少采油成本;4，由于功能大，成本低，若与其它工艺结合，对油田老井存留原油的开采具有极大的现实意义;5、由于有严格而科学的制造工艺和使用方法作保证，本发明创造不仅使用方便，而且安全可靠。 图1是无杆抽油泵泵油原理示意图，图2是无杆活塞推油油泵泵油原理示意图。其中，1，三相动力电源;2，可调式升压变压器;3，高压整流器;4，恒流控制器;5，油井套管;6，平式油管;7，活动电极油缸;8和21，弹簧;9和18，单向阀门;10和27活塞杆;11和20，吸油阀门;12，放电腔;13，电极(上为活动电极);14，高压隔离室;15，电力电容器;16，高压电缆，17，电容器用油;19，阀座;22原油;23，活塞;24，通油孔;25，高压密封组件;26，活塞导套;28，导电介质;29，绝缘层;A为高压输出。实施例本实施例按附图2结构制作; 活塞导套26、阀座19与平式油管6用细牙螺纹配合。活塞杆27与活塞导套是滑配合，之间还有密封组件25，将三者装好后备用; 在底座套内装有适量电力电容用油，在底座套下面旁边有高压绝缘插座，有电缆与插座和电容底部负极相连接。高压电缆16有高压绝缘插头插入高压绝缘插座内。电容引锥要高度保证与平式油管和底座套绝缘，故引锥和电容上面均有一层绝缘层，电极用螺纹固定在引锥上。放电腔体内绝大部份也套上一绝缘层; 将上电极用螺纹固定在活塞杆组件上后，即可将组件轻轻旋装进平式油管形成放电腔，直到导套上面与平式油管的四个通油孔完全让出为止，活塞杆上部顶活塞用的圆形台阶的厚度，正好是通油孔孔径。然后再安放上活塞和弹簧，最后装上阀座19。阀座上的原油通孔上部有锥斜面，球形单向阀门置于其中，还有一金属网罩罩住，既要保证原油上冲时它能让开，原油下回时它能迅速封住，还要保证无杆泵在井上平放时，该阀不至乱滚。为了防止电极短时间内极化而造成放电困难，要尽可能使用既能抗极化，又比较价廉的材料制作，本发明创造的样机是用铂金制作电极，以后再寻找比较理想的材料制作。本发明创造不仅要严格按照各个零件加工图加工，还必须严格按照各步骤所制订的装配调试工艺要求进行。权利要求1.一种由高压放电装置，放电腔和泵油系统所构成的石油甚深井无杆泵，其特征在于高压放电装置由电源，升压变压器、整流器、恒流控制器、高压电缆和电容器所构成；放电腔由二分之一固定电极和二分之一活动电极构成；泵油系统由活塞杆、活塞、弹簧、单向阀门构成。2.根据权利要求1所述的石油甚深井无杆泵，其特征在于高压放电装置设有隔离室;放电腔内有导电介质和绝缘层;泵油系统的活塞、活塞杆和电极是固定在一起的。3.根据权利要求1或2所述的石油甚深井无杆泵，其特征在于活塞与导管之间的平式油管上有通油孔;活塞杆与导管之间有密封组件。全文摘要本发明创造公开了一种由高压放电装置，放电腔和泵油系统所构成的石油甚深井无杆泵。该泵功率很高，而且可以调整和控制，不仅可完全用于三千公尺以上深井原油的开采，还可用于较浅层油井和老井挖潜等采油。该泵不仅安全可靠，而且使用方便。文档编号F04B47/00GK1057887SQ90103278公开日1992年1月15日 申请日期1990年7月5日 优先权日1990年7月5日发明者王传贤, 刘光烈 申请人:王传贤, 刘光烈