油井钻井泵装置制造方法及图纸

此项发明专利技术用于石油开采业，尤其是利用潜水式线性电机驱动的计量泵装置，可以用于从涌出量少的深井中开采地层液体。所要求的技术成果，包括提高可靠性和优化能耗指标，通过油井钻井泵装置，从井中提升液体的方法以及利用钻井泵装置优化能耗的方法而取得。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】油井钻井泵装置
此项专利技术用于石油开采，利用潜入式线性电机驱动计量泵装置，可以从涌出量较少的深井中开采地层液体。
技术介绍
常见钻井泵装置是[US2015/0176574，A1，F04B47/0025.06.2015]，该装置包括了由固定式气缸和移动式柱塞组成的潜水泵，以及安装在泵下方的潜水电机，其与潜水泵的柱塞相连，设置并推动柱塞的往复做工；安装在柱塞下面的阀门装置，当柱塞向上运动时，用于将井眼流体往气缸填充，当柱塞向下运动时，用于将井眼流体往柱塞下方的井泵腔室填充。相对较低的可靠性是此类技术方案的缺陷。进一步地，常见的钻井泵装置还有[US7316270，B2，F04B47/04，08.01.2008]，该装置由包含稀土永磁铁的线性同步三相电机驱动，其中包括电机，接通电源时其行程轮进行往复运动，带有井筒流体吸入通道的气缸的泵，安装在其上的阀门、移动式阀门，活塞及底部进气阀，在电机行程轮进行往复运动的时候，该底部进气阀的设置使井眼液体向同一个方向输送。相对较低的可靠性也是此类技术方案的缺陷。进一步地，常见的钻井泵装置还有[RU2522347，C2，F04B47/06，F04B17/04，10.07.2014]，该装置的潜入部分包含泵及潜入式线性整流管电动机，该电动机包括带线圈的固定部分(定子)以及定子内的移动部分(滚轮)，进行相对定子的滚轮往复运动，其中，电动机的外壳与钻井泵的外壳机械式相连，滚轮与泵的移动式部分机械相连；控制电子模块动力部分的出口与定子的线圈电性连接，其中，控制电子模块由地面模块与潜入模块组成。电动机装配有滚轮位置传感器，潜入部分以逆变器形式安装，位于正常大气压的密封壳内，逆变器外壳与电动机外壳机械式相连，逆变器的输出端电源电路电性连接，密封式电缆套管的线圈和位置传感器的传感元件的输出端通过增加的电缆密封套和逆变器的控制单元连接，而地面模块是串联连接的输入式整流器，单相高频逆变器/调节器以及输出式整流器。此装置的特点可以归结为：高频逆变器/调节器可以从输入整流器完成输出整流器的电镀退藕，地面模块动力出口的第一极可以与潜入式逆变器电源电路的第一极以绝缘电缆连接，地上模块出口的第二级与逆变器电源可以在泵装置的结构元件之间以电性方式相连接，地上模块出口的同名电极与反相器的电源可以通过双线绝缘电缆相互连接，而逆变器的控制模块包含滚轮间距感应器，在达到设定的间距时实现回程。相对较低的可靠性是此技术方案的缺陷。除了上述类型的钻井泵装置之外，常见的还有潜入泵装置[RU2535288，C2，F04B47/06，F04B17/04，10.12.2014]，包含线性电动机，在其外壳内同心分布固定式密封定子，滚轮和电动机腔室。油泵以定子、外壳、滚轮构成，充满液体。滚轮安装在定子的支撑元件上，沿着定子的纵轴完成往复移动。油泵的做工机构和滚轮机械式连在一起，而泵的固定部分通过结构元件和电动机外壳机械式连接在一起。通过油泵腔室结构元件与外部环境发生联系，在油泵腔室和电动机之间配备端面配电盘，为电动机腔室配备机械杂质防护罩，配备精洗过滤器。精洗过滤器位于定子和端面配电盘之间电机外壳的轴向上，端面配电盘的外表层和油泵外壳紧密相连，其内表层通过电机腔室机械杂质防护罩和滚轮表面机械相连。这此装置的缺陷同样是可靠性相对较低。就技术要点而言，最接近设计要求的是钻井泵装置(RU2521530，C1)，包含计量泵和潜入式线性发电机，发电机包括带线圈的固定部分(定子)和定子内部的移动部分(滚轮)，相对定子完成往复运动。其中，电机腔室与外部环境相关联，电机外壳和泵的外壳机械式相连，滚轮通过连接杆和泵的移动部分相连，定子包含圆柱型和端面型定子容量密封构件，其中，电机的腔室通过过滤器和环境连接，并通过杆和外壳之间的密封环和油泵的腔室连接；在线圈的外表面和电机的外壳的内表面之间；电机的定子包括纵向通道，其连接定子两端的腔室。此装置的特点可以归结为：可以配备附加的相同第一连杆，位于滚轮的另一面，通过外壳的附加密封件与外部环境相连，过滤器为精洗过滤器，在纵向透孔上分布高导热材料制成的管状元件，管状元件的末端与定子的密封端面元件密封连接。相对较低的可靠性和相对较低的能量指标是该最接近的技术方案的缺陷。其原因在于：对于滚轮没有设定保障其平稳运行的装置，包括震动器或者在终点限制滚轮行程。这就一方面导致了装置元件机械损坏的可能性，另一方面导致了低能耗指标，因而其中包括了滚轮在终点的过高速运动而导致能量的不必要消耗。
技术实现思路
此项专利技术所要解决的问题在于克服最接近的技术方案的上述缺陷，提高装置的可靠性，优化能耗表现。使用专利技术而实现的技术成果在于提高可靠性，优化能量指标。所提出要解决的任务，以及所要达到的技术要求实现如下：提供一种包括哟潜水部分的油井钻井泵装置中，设置在同一外壳中，包括装配有气压阀的柱塞泵，和重力气体分离器，在其上设置有止回阀单元，所述止回阀单元包括连接套筒，用于将油井钻井泵装置与油管柱相连接；在柱塞泵下方安装有潜水式线性电机，包括以三相绕线定子形式的固定部分和安装在其中的温度感应器，以及以滑块形式的移动部分，其放置在定子容器中，该滑块往复相对于定子移动，而且定子腔室装入电解液，滑块腔室内充满润滑脂和固体润滑剂，该滑块和延伸杆固定连接，该装置包括一个设置在滑块上端运动点的减震器，所述减震器和压力阀安装柱塞泵下方，还包括一个设置在滑块下端运动点的减震器，所述减震器滑块行程下端的缓冲器安装在潜水入式线性电机基座础的下部，地面控制器，地面控制模块安装在潜水入式线性电机下方的遥测装置，测距仪模块，其包括井液压力地层流体液压和温度传感器、振动传感器、倾斜仪以及与测量装置，安装在潜入式线性电机下方。该测量装置模块和安装在线性电动机中上的温度传感器相连，并利用星型式连接，通过潜水入式线性电机的绕组中性点线圈和连接星的零位和地面控制器模块连接。在此情况下其中，地面控制器模块为三相高频逆变器/调节器以及通过绝缘三线电缆连接到潜水式线性电机的输出变压器。转---调节器和输出式变压器，使用绝缘三芯电缆和潜入式线性电机相连。进一步地，所要达到的技术要求为，潜水式线性电机的定子的容器是内径磨光的一体非磁性导管，该导管是柱塞泵的一部分，用于保障潜水式线性电机的滑块和柱塞泵柱塞的稳定性。进一步地，所要达到的技术要求为，重力气体分离器安装在柱塞泵的外壳内。进一步地，所要达到的技术要求为，钻井泵要装备过滤器，用于清洁流入的液体。过滤器位于柱塞泵的外壳上，线性电机的底部。进一步地，所要达到的技术要求为，与定子容器相互作用的滑块的部分包括滑块的非磁套管，或者滑块的磁场聚集器，由硬度较低的非磁材料制成。进一步地，所要达到的技术要求为，滑块由磁铁和连接在非磁轴上的磁场聚集器组成，用于聚集和引导磁通量。进一步地，所要达到的技术要求为：滑块上端和下端运动点的减震器是柱塞泵和潜入式线性电机结构的一部分，用于保护柱塞泵柱塞和潜水式线性电机的滑块。进一步地，所要达到的技术要求为：地面控制器包括一个测量通道来测量潜水式线性电机的定子的线圈中产生的反电动势，当滑块移动时，并且所述地面控制器控制当滑块到达上端或下端运动点之后的滑块反向运动，用于限定滑块的位置。进一步地，所要达到的技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括潜水部分的油井钻井泵装置，设置在同一个外壳中，包括装配有气压阀的柱塞泵，和重力气体分离器，在其上设置有止回阀单元，所述止回阀单元包括连接套筒，用于将油井钻井泵装置与油管柱相连接；在柱塞泵下方安装有潜水式线性电动机，包括以三相绕线定子形式的固定部分和安装在其中的温度感应器，以及以滑块形式的移动部分，其放置在定子容器中，该滑块往复相对于定子移动，而且定子腔室内充满电解液，滑块腔室内充满润滑脂和固体润滑剂，该滑块和延伸杆固定连接，该装置包括一个设置在滑块上端运动点的减震器，所述减震器和压力阀安装在柱塞泵下方，还包括一个设置在滑块下端运动点的减震器，所述减震器安装在潜水式线性电机基座的下部，地面控制器，安装在潜水式线性电机下方的遥测装置，其包括地层流体液压和温度传感器、振动传感器、倾斜仪以及与测量装置，该测量装置和安装在线性电动机中的温度传感器相连，并利用星型式连接，通过潜水式线性电机的绕组中性点和地面控制器连接。其中，地面控制器为三相高频逆变器/调节器以及通过绝缘三线电缆连接到潜水式线性电机的输出变压器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.29 UA a2016083891.一种包括潜水部分的油井钻井泵装置，设置在同一个外壳中，包括装配有气压阀的柱塞泵，和重力气体分离器，在其上设置有止回阀单元，所述止回阀单元包括连接套筒，用于将油井钻井泵装置与油管柱相连接；在柱塞泵下方安装有潜水式线性电动机，包括以三相绕线定子形式的固定部分和安装在其中的温度感应器，以及以滑块形式的移动部分，其放置在定子容器中，该滑块往复相对于定子移动，而且定子腔室内充满电解液，滑块腔室内充满润滑脂和固体润滑剂，该滑块和延伸杆固定连接，该装置包括一个设置在滑块上端运动点的减震器，所述减震器和压力阀安装在柱塞泵下方，还包括一个设置在滑块下端运动点的减震器，所述减震器安装在潜水式线性电机基座的下部，地面控制器，安装在潜水式线性电机下方的遥测装置，其包括地层流体液压和温度传感器、振动传感器、倾斜仪以及与测量装置，该测量装置和安装在线性电动机中的温度传感器相连，并利用星型式连接，通过潜水式线性电机的绕组中性点和地面控制器连接。其中，地面控制器为三相高频逆变器/调节器以及通过绝缘三线电缆连接到潜水式线性电机的输出变压器。2.根据权利要求1所述的油井钻井泵装置，其特征在于，潜水式线性电机的定子的容器是内径磨光的一体非磁性导管，该导管是柱塞泵的一部分，用于保障潜水式线性电机的滑块和柱塞泵柱塞的稳定性。3.根据权利要求1所述的油井钻井泵装置，其特征在于，重力气体分离器安装在柱塞泵的外壳内。4.根据权利要求1所述的油井钻井泵装置，其特征在于，地面控制器通过潜水式线性电机的绕组中性点、绝缘三线电缆以及输出变压器的第二绕组中性点电性连接到油井钻井泵装置的遥测装置。5.根据权利要求1所述的油井钻井泵装置，其特征在于，滑块上端和下端运动点的减震器是柱塞泵和潜入式线性电机结构的一部分，用于保护柱塞泵柱塞和潜水式线性电机的滑块。6.根据权利要求1所述的油井钻井泵装置，其特征在于，地面控制器包括一个测量通道来测量潜水式线性电机的定子的线圈中产生的反电动势，当滑块移动时，并且所述地面控制器控制当滑块到达上端或下端运动点之后的滑块反向运动，用于限定滑块的位置。7.根据权利要求1所述的油井钻井泵装置，其特征在于，与...

【专利技术属性】
技术研发人员：德米特里·瓦里里奇·哈洽图洛夫，
申请(专利权)人：垂直极限有限责任公司，
类型：发明
国别省市：乌克兰,UA