[发明专利]双柱塞潜油隔膜泵系统及其接力举升方法

说明书

本发明公开了一种双柱塞潜油隔膜泵系统，包括上级柱塞模块和下级柱塞模块；上级柱塞模块和下级柱塞模块通过同一潜油电机实现驱动；潜油电机的潜油电机轴旋转，带动上级柱塞和下级柱塞反向往复运动；上级柱塞的往复运动带动隔膜上下运动，从而在隔膜上方的井液容置腔中产生正压或负压；通过井液容置腔中正负压的切换作用，将外界的井液吸入到井液容置腔中，然后排出至油管中，从而将井液通过油管举升至地面。本发明能够在保证排量不变的前提下，大幅度提高其扬程参数，并进一步提高其整体效率，从而使潜油隔膜泵能够应用于低产油井。本发明还公开了一种双柱塞潜油隔膜泵系统的接力举升方法。

技术领域

本发明涉及一种油田采油设备，具体涉及一种双柱塞潜油隔膜泵系统。本发明还涉及一种双柱塞潜油隔膜泵系统的接力举升方法。

背景技术

随着国内外各油田的深入开发，大量油井开始进入低产阶段，采用潜油电泵等高产采油设备已经不适合这类油井的实际情况。同时，随着国家对节能减排的重视，采油设备的效率也越来越受到重视。

潜油隔膜泵是一种低产量、高效率的石油举升设备，在相同排量和扬程条件下其能耗仅为抽油机的一半，因此，采用潜油隔膜泵进行低产油井的开采，对于节能减排具有非常明显的效果。

但是，由于潜油隔膜泵的排量与扬程基本成反比，排量升高的同时扬程随之下降，因此，现有的潜油隔膜泵存在扬程偏低的缺点，最大排量的潜油隔膜泵的扬程仅有600米。这种潜油隔膜泵受扬程参数的限制，无法满足大多数油井的应用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双柱塞潜油隔膜泵系统，它可以在保证排量不变的前提下，大幅度提高其扬程。

为解决上述技术问题，本发明双柱塞潜油隔膜泵系统的技术解决方案为：

包括上级柱塞模块和下级柱塞模块；上级柱塞模块和下级柱塞模块通过同一潜油电机实现驱动；上级柱塞模块包括上接头22，上接头22内固定设置有缸套4，缸套4内活动设置有上级柱塞6；缸套4的上方形成工作腔体，工作腔体内固定设置有隔膜3；下级柱塞模块包括下接头23，下接头23内活动设置有下级柱塞18；下级柱塞18连接推杆17；推杆17的周围形成负压腔Ⅵ；上级柱塞6通过上运动转换机构连接潜油电机的潜油电机轴14的上端；潜油电机轴14的下端通过下运动转换机构连接推杆17；上下运动转换机构能够将潜油电机轴14的垂直旋转运动转化为水平旋转运动，并将水平旋转运动转化为上下往复运动；上运动转换机构位于上部液压油工作腔Ⅲ内；下运动转换机构位于下部液压油工作腔Ⅱ内；上部液压油工作腔Ⅲ与下部液压油工作腔Ⅱ相连通；下级柱塞18的下方形成下弹簧容置腔；所述下弹簧容置腔通过液压油平衡油道32与下部液压油工作腔Ⅱ相连通；潜油电机的潜油电机轴14旋转，带动上级柱塞6和下级柱塞18反向往复运动；上级柱塞6的往复运动带动隔膜3上下运动，从而在隔膜3上方的井液容置腔Ⅴ中产生正压或负压；通过井液容置腔Ⅴ中正负压的切换作用，将外界的井液吸入到井液容置腔Ⅴ中，然后排出至油管25中，从而将井液通过油管举升至地面；当上级柱塞6向上运动时，上级柱塞6受下级柱塞模块所产生的增压作用和潜油电机轴14的驱动力的双重作用。

在所述上级柱塞6受潜油电机轴14的驱动向上运动的同时，潜油电机轴14驱动推杆17和下级柱塞18向下运动，使下弹簧容置腔的容积变小，下弹簧容置腔内的液压油经液压油平衡油道32流入下部液压油工作腔Ⅱ，使下部液压油工作腔Ⅱ和上部液压油工作腔Ⅲ内的压力变大；该压力通过上级柱塞6的下端面作用于上级柱塞6，使上级柱塞6向上运动，实现对上级柱塞6的增压作用。

所述下级柱塞18的截面积略大于推杆17与上级柱塞6的截面积之和。

所述下接头23的下方形成液压油贮存腔I；所述下部液压油工作腔Ⅱ通过液压油溢流通道33与液压油贮存腔I相连通；液压油溢流通道33内设置有溢流阀21；所述下弹簧容置腔通过液压油补液通道31与液压油贮存腔I相连通；液压油补液通道31内设置有补液阀19。