用于油井的气体压缩机单元制造技术

本发明专利技术公开了一种用于油井的气体压缩机单元，其包括：底座(101)、马达(104)、气缸(110)和双作用活塞，所述双作用活塞由曲柄连杆机构驱动而在气缸内部运动。阀框架(122)附连到底座，阀框架具有：第一框架端口(124)和第二框架端口(126)，所述第一框架端口通过第一柔性导管(125)连接到气缸的第一气体入口/出口端口(120)，所述第二框架端口通过第二柔性导管(127)连接到气缸的第二气体入口/出口端口(121)；排出支路(128)和吸入支路(129)，所述排出支路具有一对排放单向阀(130a、130b)和位于排放单向阀之间的排出支路端口(131)，所述吸入支路具有一对吸入单向阀(132a、132b)和位于吸入单向阀之间的吸入支路端口(132)。气体压缩机单元还包括液体分离器(134)和排气管(141)，液体分离器具有连接到吸入支路端口(132)的第一端和连接到吸入软管(137)的第二端，所述排气管连接到安全阀(142、143)且位于液体分离器与排出支路端口(131)之间。液体分离器与排出支路端口(131)之间。液体分离器与排出支路端口(131)之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于油井的气体压缩机单元
[0001]专利技术的
技术介绍

[0002]相关的美国申请数据
[0003]本申请是于2018年3月5日提交的申请号为15/911,754的美国专利申请的部分继续申请，其要求于2017年5月19日提交的申请号为P20170101354的阿根廷专利申请的优先权。


[0004]本专利技术涉及在石油工业中使用的机器、装置和设备的领域，更具体地，涉及一种用于油井的气体提取和传输单元，其允许根据油井气体贡献量而降低井环空中的压力，从而增加来自井环空的流体的产量。应强调的是，这种气体压缩机单元完全独立于通常用于石油提取的系统，例如AIB(独立压缩机单元，西班牙语缩写)杆泵、PCP、电潜泵、“柱塞提升式”泵等，它又允许调控油井内所需的压力。

技术介绍

[0005]AIB杆泵在石油工业中是众所周知的，其公知为允许从油井中进行原油的机械提取。杆泵通常用在许多油田中，根据泵的尺寸，通常在24小时内能够产生5立方米到多于50立方米的原油和水的混合物。泵的尺寸也由要提取的原油的深度和重量确定，其中提取得越深，需要越多能量来移动越大长度的流体柱。连杆曲柄机构将马达的旋转运动转换成移动泵杆的往复竖直移动，并且产生典型的节距移动。因此，AIB杆泵允许从油井中提取原油。
[0006]正如上文提到的，原油伴随有油田中的水和气体。然而，油井中的气体是提取油的主要问题。这可能是由于油井内部的气体压力过高而发生的，更特别地发生在位于套管与管道之间的环空空间中。过高气体压力的存在明显地减小油产量。作为上述的结果，已经开发了一些装置，这些装置允许从井环空中提取气体来降低压力，并且允许原油的正常产量。目前，梁式摇臂压缩机用在用于气体传输的机械泵送中，其被安装并且与AIB杆泵协同操作，使用大活塞，并且取决于AIB执行的冲程的数量来提取气体。
[0007]然而，尽管在现有技术的领域中已经证明使用梁式摇臂压缩机是实用的，但是它们的缺点在于限制油产量。这些缺点之一在于：取决于AIB的头部的移动来执行气体的提取，因此如果压缩机需要某种类型的维护，首先应该停止AIB来执行所述维护，这会造成时间浪费和产量损失。再者，尽管井环空中的气体压力可能改变，但是常规的压缩机仍会不断地在每个冲程中提取等量的气体，因此油井内部的气体压力会显著地改，从而积极或消极地影响油的产量。
[0008]在McCoy的美国专利US 4,530,646中公开了一种上述类型的泵送或压缩机单元，其中气缸连接在静止的枢转下端部和绕水平轴线摆动的步进梁18之间。步进梁18是常规抽油机12的一部分，其中步进梁18在它上位中部部分处摆动，其一端连接到驱动组件24，而相对端连接到马状头部22以使泵在井内部往复运动以将油从井中泵出。因此，气缸组件34和活塞杆组件36在步进梁18的运动下操作，步进梁18的运动根据提取油的需要来构造。换言
之，对由气缸组件34提取的气体提取的需求与对提取油的需求不同，这可能达到对一个方面有害的操作范围。
[0009]例如，McCoy的活塞往复运动的速度被限制为用于提取油的抽油泵的速度。此外，McCoy因为抽油泵不能停止而无法控制井压力，而且不能降低其速度，所有这些都对油提取操作不利。
[0010]Gallaway的美国专利申请公开US2015/0233368A1公开了一种气体压缩机，其包括：马达；操作地联接到马达的小齿轮；由小齿轮驱动的齿条；至少一个入口气体连接件；至少一个出口气体连接件；和在压缩机气缸内往复运动的活塞和活塞杆。活塞杆联接到齿条，由此通过至少一个入口气体连接件进入压缩机气缸的气体可在气缸内被活塞压缩并且可通过至少一个出口气体连接件从气缸中排出。Gallaway的泵在水平位置操作并且安装在滑道中。
[0011]看起来Gallaway的一个缺点是其随时间的耐用性。当24小时工作并且在齿侧面承受恒定的循环载荷时，所有运动部件(即，小齿轮、齿条、轴承、密封件、垫圈)遭受磨损。Gallaway需要润滑，这是驱动中的关键点。它必须定期检查和更换，这是一个关键点，因为润滑油会与通过轴向往复轴的包装件的气体混合。此外，Gallaway受限于速度的范围小。在速度大于20rpm的情况下，必须提供更坚固、更强大的系统以避免过早损坏。Gallaway还受限于齿条和小齿轮组件的动力传输，因此需要带齿轮的马达的高动力来处理高压力范围。
[0012]Lund的美国专利申请公开US2007/0251379A1，其被授予美国专利US7,721,641，公开了一种空气压缩设备，其包括：框架；罐；操作地连接到马达的马达驱动机构；和至少一个活塞组件，其操作地连接到马达驱动机构，并且构造成在安装到框架的相应气缸内移动。活塞组件包括：(1)活塞本体；(2)活塞杆，其具有用于接收外部空气的空心孔，并且连接到马达驱动机构和活塞本体。由马达驱动机构引起的活塞本体的向上行进打开活塞阀并且允许环境空气通过空心孔被抽吸到气缸中，活塞本体的向下行进关闭活塞阀以压缩气缸内的空气。马达驱动机构包括通过皮带移动轮的发动机排气系统，该轮连接到活塞杆。
[0013]更具体地，如上面所引用的美国专利US7,721,641的第11栏中所公开的，气缸130不仅提供横向摆动，而且随着曲柄旋转使气缸相对于曲柄120竖直摆动。气缸130相对于曲柄120的竖直摆动运动导致活塞140相对于气缸130的速度以及气缸内的压缩空气负载的受控变化，从而提供由曲柄120抵抗压缩空气负载所施加的杠杆作用的受控变化。当活塞140在曲柄120的部分旋转过程中朝气缸130的顶部缩回时，活塞140底部处的阀(未显示)通过在气缸130的底部腔室中产生的真空的作用被拉开，使得环境空气于是经过中空的活塞杆170和打开的阀而进入底部腔室。当活塞140已到达其行程的顶部时，活塞底部处的阀关闭，底部腔室中的空气被活塞140的向下运动压缩并被驱动通过止回阀180进入压力罐102中或被驱动到活塞140上方的气缸130腔室中。在活塞140的向下行进期间，活塞顶部处的阀142允许空气通过中空的活塞杆170进入上部腔室中。
[0014]显然Lund公开了一种仅压缩通过活塞杆170中的孔进入的空气的结构，其中在活塞140处的阀将进入的空气引导至气缸的上部腔室或下部腔室。也就是说，仅一个输入被设置用于空气，其不能操作以通过不同的单独的输入端口和输出端口来允许气体进出。Lund并未设计用于从油井抽吸气体以及将气体引导至循环回路或气生产管线和/或相关储层。
[0015]由于上述原因，具有新的装置、设备、机器或器件是很方便的，在不影响原油产量
的条件下，允许从油井中提取气体，又允许根据油井中存在的压力重复提取气体。

技术实现思路

[0016]因此，本专利技术的目的是提供一种用于油井的压缩机单元，其允许独立于AIB杆泵来提取气体。
[0017]本专利技术的另一目的是提供一种压缩机单元，该压缩机单元允许维持油井中的恒定气体压力，由于压缩机单元具有压力开关、压力传送器以及频率转换器，其根据要提取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于油井的气体压缩机单元，所述气体压缩机单元包括：底座，底座中的支架元件，安装在所述支架元件的上端中的旋转驱动马达；所述旋转驱动马达的输出旋转轴；连杆，所述连杆具有附连到输出旋转轴以与输出旋转轴一起转动的一端和包括第一支承件的相对端；连接元件，所述连接元件通过第一支承件可转动地连接到所述连杆的相对端；至少一个压缩机气缸，所述压缩机气缸具有第一端和第二端以及双作用活塞，第二端枢转地连接到固定在底座中的支撑件，所述双作用活塞具有驱动轴，所述驱动轴连接到所述连接元件，用于通过往复运动来移动双作用活塞，在压缩机气缸的第一端中的至少一个第一气体入口/出口端口，在压缩机气缸的第二端中的至少一个第二气体入口/出口端口，附连到底座的阀框架，所述阀框架具有：第一框架端口和第二框架端口，所述第一框架端口通过第一柔性导管连接到压缩机气缸的第一气体入口/出口端口，所述第二框架端口通过第二柔性导管连接到压缩机气缸的第二气体入口/出口端口；排出支路和吸入支路，所述排出支路有一对排出止回阀和位于所述排出止回阀之间的排出支路端口，所述吸入支路具有一对吸入止回阀和位于所述吸入止回阀之间的吸入支路端口，液体分离器，所述液体分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡安，
申请(专利权)人：贺尔碧格服务公司，
类型：发明
国别省市：