天然气排水采气泵及其排采系统技术方案

本发明专利技术公开了天然气排水采气泵及其排采系统，该排水采气泵包括上泵总成和下泵总成以及柱塞总成，动力液系统驱动柱塞总成在上泵总成和下泵总成中往复运动实现排采作业，该柱塞总成中设置有两个通过游动阀，游动阀的开闭都是通过液体压力实现，且排采混合液单独回流到回液箱内进行过滤分离；该结构排水采气泵中游动阀和固定阀都是通过液压控制开闭，不再设置弹簧，避免弹簧失效导致无杆泵无法工作，减小故障率，而且游动阀设置两个能够提高游动阀关闭状态效果；动力液系统单独设置有回路与储液箱连通能够存储排采混合液，方便进行煤层杂质与动力液分离，动力液系统通过流量计和压力计实现管路且换使排水采气泵工作，对换向控制准确可靠，检修方便。检修方便。检修方便。

【技术实现步骤摘要】
天然气排水采气泵及其排采系统


[0001]本专利技术涉及石油、天然气、煤层气设备领域，尤其涉及排水采气泵及排采系统。

技术介绍

[0002]由于石油天然气埋藏深度较深，排水采气常用有杆设备，如抽油机、螺杆泵等有杆设备存在以下问题：
[0003]1、需要大型抽油机(14型以上)或者螺杆泵，投资大成本高；
[0004]2、油杆与油管、油管与套管之间磨损严重，由于天然气易燃易爆的特殊性，带压作业的成本增加(采油井作业为3万元/口井左右，同深度的天然气井70万/口左右)；
[0005]3、有杆泵，冲程短，冲次高，泵效低，作业频繁；
[0006]4、现有的有杆排采工艺智能化程度较低。
[0007]因此需要一种无杆泵实现对石油天然气的排采作业，如专利文献(公告号CN211692416U)中公开了一种无杆泵，但是其游动阀仅设置一个，且游动阀和固定阀均设置有复位弹簧，导致在工作中容易疲劳损坏，已出现故障，同时动力液系统回流液体都集中在一起，不好进行水液分离，且该现有技术中排采系统的控制阀切换通常是在泵内设置行程开关实现切换，行程开关容易受损同时不方便维修，容易失效，导致排采泵损坏。

技术实现思路

[0008]为解决现有技术中的问题，提供一种可靠稳定，故障率低且能方便水液分离，且换向控制准确可靠的排水采气及排采设备。
[0009]天然气排水采气泵，包括上泵总成和下泵总成以及柱塞总成，所述的上泵总成包括泵头和固定在泵头上的内管和外管，所述的内管和外管之间形成有环形腔，在所述的泵头上设有与内管内腔相通的下行注液腔和与环形腔相通的上行注液腔，在所述的上泵总成远离泵头一端设有用于连接下泵总成的过渡接头，所述的过渡接头将环形腔远离泵头一端封堵，在所述的内管靠近过渡接头一端设有将环形腔与内管内腔连通的回程注液口，所述的柱塞总成包括活动设置在内管中能往复运动的柱塞头和柱塞管，所述的柱塞头靠内管中液压驱动带动柱塞管往复移动，所述的柱塞管延伸至下泵总成中，在所述的柱塞管靠下泵总成一端设有一对靠柱塞管内液体压力驱动开启或关闭的游动球阀，这对所述的游动球阀在柱塞总成下行时处于打开状态、而在柱塞总成上行时处于关闭状态，所述的下泵总成包括固定在过渡接头上的防护管和导向管，所述的导向管置于防护管内且在导向管端部设有靠导向管内液体压力开启或关闭的固定球阀，所述的柱塞管能在导向管内往复移动，当所述的柱塞总成下行时固定球阀关闭，所述的柱塞总成上行时固定球阀打开。
[0010]进一步的，在所述的泵头靠柱塞头一侧设有上缓冲座；在所述的过渡接头靠柱塞头一侧设有下缓冲座，在所述的柱塞头靠上缓冲座一侧设有上缓冲头，在所述的柱塞头靠下缓冲座一侧设有下缓冲头。
[0011]进一步的，所述的泵头包括分流座，在所述分流座上安装有泵头外管和泵头内管，
所述的泵头内管置于泵头外管中且泵头内管和泵头外管之间形成有上行注液腔，所述的泵头内管内腔想成下行注液腔，在所述的分流座上设有上行注液口和下行注液口，所述的上行注液口将上行注液腔与环形腔连通，所述的下行注液口将下行注液腔与内管内腔连通。
[0012]进一步的，在所述的防护管端部还设有筛管接头。
[0013]一种天然气排水采气系统，在排水采气泵上连接有动力液系统，所述的动力液系统包括水箱、回液箱和柱塞泵，在所述的柱塞泵和排水采气泵之间设有两位三通电磁阀，所述的两位三通电磁阀通过第一管路和第二管路分别与下行注液腔和上行注液腔连通，在所述的第一管路和第二管路上还分别连接有第一回路和第二回路，在所述第一回路和第二回路上均设有两位两通电磁阀，所述的第一回路与回液箱连通，所述的第二回路与水箱连通；在所述的第一管路和第二管路上均设有压力计和流量计，所述的压力计和流量计用于反馈压力和流量信号控制各电磁阀换向；柱塞泵工作压力为10
‑
21MPa。
[0014]进一步的，在所述的水箱上还设有温控开关。
[0015]进一步的，所述两位三通电磁阀和两位两通电磁阀采用强电控制驱动，
[0016]该排水采气泵中游动阀和固定阀都是通过液压控制开闭，不再设置弹簧，避免弹簧失效导致排水采气泵无法工作，减小故障率，而且游动阀设置两个能够提高游动阀关闭状态效果。动力液系统单独设置有回路与储液箱连通能够存储排采混合液，方便进行石油天然气杂质与动力液分离；且两位三通电磁阀的换向是通过设置在井上的压力计和流量计实现控制，对换向控制准确可靠，检修方便。
附图说明
[0017]图1为排水采气泵结构示意图；
[0018]图2为上泵总成结构示意图；
[0019]图3为柱塞总成结构示意图；
[0020]图4为下泵总成结构示意图；
[0021]图5为动力液系统与排水采气泵连接结构(柱塞下行状态)示意图；
[0022]图6为动力液系统与排水采气泵连接结构(柱塞上行状态)示意图。
具体实施方式
[0023]由于该排水采气泵尺寸较大，附图中对各尺寸比例关系进行了适当处理以方便清楚理解结构原理，下面结合附图对该排水采气泵和采用该排水采气泵的排采系统做进一步详细说明。
[0024]如图1所示的排水采气泵包括上泵总成1、柱塞总成3以及下泵总成2，通过柱塞总成3在上泵总成1和下泵总成2内往复移动实现排水采气作业，具体的如图2所示的上泵总成1包括泵头1
‑
1、内管1
‑
2和外管1
‑
3，内管1
‑
2和外管1
‑
3固定在泵头1
‑
1上，且内管1
‑
2置于外管1
‑
3中与外管1
‑
3同心设置，使内管1
‑
2和外管1
‑
3之间形成环形腔1
‑
4，在内管1
‑
2和外管1
‑
3远离泵头1
‑
1的一端设置有过渡接头1
‑
7，过渡接头1
‑
7将环形腔1
‑
4封堵同时用于下泵总成2与上泵总成1的连接，在泵头1
‑
1上形成有下行注液腔1
‑
5和上行注液腔1
‑
6，其中下行注液腔1
‑
5与内管1
‑
2内腔相通，上行注液腔1
‑
6与环形腔1
‑
4相通，具体实现方式如图1所示泵头1
‑
1包括分流座1
‑1‑
1，在分流座1
‑1‑
1上安装有泵头内管1
‑1‑
5和泵头外管1
‑1‑
4，泵头
内管1
‑1‑
5和泵头外管1
‑1‑
4同心设置，使泵头内管1
‑1‑
5和泵头外管1
‑1‑
4之间形成上行注液腔1
‑
6，而泵头内管1
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.天然气排水采气泵，包括上泵总成(1)和下泵总成(2)以及柱塞总成(3)，其特征在于：所述的上泵总成(1)包括泵头(1
‑
1)和固定在泵头(1
‑
1)上的内管(1
‑
2)和外管(1
‑
3)，所述的内管(1
‑
2)和外管(1
‑
3)之间形成有环形腔(1
‑
4)，在所述的泵头(1
‑
1)上设有与内管(1
‑
2)内腔相通的下行注液腔(1
‑
5)和与环形腔(1
‑
4)相通的上行注液腔(1
‑
6)，在所述的上泵总成(1)远离泵头(1
‑
1)一端设有用于连接下泵总成(2)的过渡接头(1
‑
7)，所述的过渡接头(1
‑
7)将环形腔(1
‑
4)远离泵头(1
‑
1)一端封堵，在所述的内管(1
‑
2)靠近过渡接头(1
‑
7)一端设有将环形腔(1
‑
4)与内管(1
‑
2)内腔连通的回程注液口(1
‑
8)，所述的柱塞总成(3)包括活动设置在内管(1
‑
2)中能往复运动的柱塞头(3
‑
1)和柱塞管(3
‑
2)，所述的柱塞头(3
‑
1)靠内管(1
‑
2)中液压驱动带动柱塞管(3
‑
2)往复移动，所述的柱塞管(3
‑
2)延伸至下泵总成(2)中，在所述的柱塞管(3
‑
2)靠下泵总成(2)一端设有一对靠柱塞管(3
‑
2)内液体压力驱动开启或关闭的游动球阀(3
‑
3)，这对所述的游动球阀(3
‑
3)在柱塞总成(3)下行时处于打开状态、而在柱塞总成(3)上行时处于关闭状态，所述的下泵总成(2)包括固定在过渡接头(1
‑
7)上的防护管(2
‑
1)和导向管(2
‑
2)，所述的导向管(2
‑
2)置于防护管(2
‑
1)内且在导向管(2
‑
2)端部设有靠导向管(2
‑
2)内液体压力开启或关闭的固定球阀(2
‑
3)，所述的柱塞管(3
‑
2)能在导向管(2
‑
2)内往复移动，当所述的柱塞总成(3)下行时固定球阀(2
‑
3)关闭，所述的柱塞总成(3)上行时固定球阀(2
‑
3)打开。2.根据权利要求1所述的天然气排水采气泵，其特征在于：在所述的泵头(1
‑
1)靠柱塞头(3
‑
1)一侧设有上缓冲座(4
‑
1)；在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭登明，邓康，窦姝凡，马宽让，
申请(专利权)人：宝鸡汇特石油设备有限公司，
类型：发明
国别省市：