無桿排采系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油采油、煤層氣排水采氣領域，特別涉及一種無桿排采系統。
【背景技術】
[0002]目前國內石油開采、煤層氣排采一直沿用傳統的磕頭機桿栗，螺桿栗，射流栗系統。該系統不但開采產量低、成本高，而且對斜井、水平井、U型井等新興鉆井技術并不完全支持，嚴重時甚至出現無法正常生產的情況。
[0003]有鑒于此，本發明提供了一種包括動力系統、排采栗和輸送管路的無桿排采系統。
[0004]目前國內采油栗，排水采氣栗均是單行程式(即栗內活塞往復一次只實現一次作用)，其動力來自磕頭機上下做功。
[0005]上述栗內的關鍵部件為固定凡爾和游動凡爾。凡爾的工作原理是由彈簧推動球型或錐形閥塊與閥座的結合而實現關閉和開啟。但多年的實踐證明，這種栗的能效低，故障率高。凡爾的關閉與開啟沙塵、雜質、水質、壓力大小和工作姿態等影響很大，維修更換成本很高。對斜井、水平井、U型井而言已經無法保證正常生產。由于生產方式而決定了現有的栗只能單行程做功，能源和時間白白浪費了近50%。這種栗已不適應我國石油領域發展需求。
[0006]而現有U形井、水平井等開采設備適用硬性連接的鋼管時，采油栗不能輸送到作業面，桿、管之間產生硬性摩擦，損耗大，費時高耗。并且現有技術中進行提井作業/下井作業時使用的大型機械耗能高，使用不便。
[0007]有鑒于此，特提出本發明。
【發明內容】
[0008]本發明要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種無桿排采系統，能夠支持斜井、水平井、U型井，性能穩定可靠。
[0009]本發明采用技術方案的基本構思是:
無桿排采系統，包括:半柔性復合管、提下井抱輪機、液壓雙行程采油水栗和液壓栗站；所述液壓栗站與液壓雙行程采油水栗驅動連接；
所述液壓雙行程采油水栗包括排液管和動力供液管;所述半柔性復合管與所述液壓雙行程采油水栗固定連接；
所述液壓雙行程采油水栗與所述半柔性復合管相連并且所述液壓行程采油水栗的排液管和動力供液管均與所述半柔性復合管的相應內置管路導通；
所述動力供液管通過所述半柔性復合管的相應內置管路與所述液壓栗站相連；
所述半柔性復合管與所述提下井抱輪機驅動連接。
[0010]上述無桿排采系統，所述液壓雙行程采油水栗，包括栗缸和主活塞;所述主活塞將栗缸內腔分隔成大小隨主活塞行程變化而變化的第一空間和第二空間；第一空間和第二空間內設置有吸液口、排液口和用于控制吸液口開閉和排液口開閉的控制機構;所述控制機構為設置在第一空間內的第一附屬活塞和設置在第二空間內的第二附屬活塞；所述主活塞、第一附屬活塞和第二附屬活塞均為雙頭活塞;第一附屬活塞和第二附屬活塞均設有導流通道;所述導流通道導通其所在活塞的兩個活塞頭兩側;所述栗缸內還設有驅動主活塞、第一附屬活塞和第二附屬活塞的動力系統;所述第一附屬活塞的兩個活塞頭分別控制第一空間內的吸液口和排液口開閉;所述第二附屬活塞的兩個活塞頭分別控制第二空間內的吸液口和排液口開閉;所述動力系統包括動力供液管;所述栗缸內設有隔板;所述隔板分別將主活塞、第一附屬活塞和第二附屬活塞的兩個活塞頭分隔在不同區域;所述動力供液管的供液口分別設置于主活塞、第一附屬活塞和第二附屬活塞的兩個活塞頭與相應的隔板之間。
[0011]上述無桿排采系統，所述動力供液管分為兩路;位于主活塞、第一附屬活塞和第二附屬活塞同一側的活塞頭與相應隔板之間的供液口設置在同一路動力供液管上。
[0012]上述無桿排采系統，所述動力供液管上設置有調節供液口流體流速的節流閥。
[0013]上述無桿排采系統，所述吸液口和排液口分別與吸液管和排液管導通;吸液管、排液管和動力供液管至少部分設置在栗缸的缸壁內部。
[0014]上述無桿排采系統，所述半柔性復合管，包括保護管、內置管路、承重纜和填充層；所述內置管路包括動力傳輸管和輸出管;所述動力傳輸管、輸出管和承重纜設置在所述保護管內；所述填充層填充在所述承重纜、輸出管、動力傳輸管和保護管內壁之間；所述輸出管與所述液壓雙行程采油水栗的排液管導通;所述動力傳輸管一端與所述液壓雙行程采油水栗的動力供液管導通，另一端與液壓栗站相連。
[0015]上述無桿排采系統，所述承重纜不少于兩根，均勻設置在所述保護管的軸線周邊。
[0016]上述無桿排采系統，所述填充層為尼龍或鋼絲編織或纏繞而成;所述動力傳輸管為樹脂管、連續鋼管、尼龍管和橡膠管中的任一種;所述承重纜為鋼絲繩或鋼絞線。
[0017]上述無桿排采系統，所述提下井作業抱輪機包括設置在機架上的抱輪組和導向輪;抱輪組包括軸動力傳輸軸和成對設置的兩個抱輪，抱輪安裝動力傳輸軸上；同一抱輪組中所述動力傳輸軸間距可調;所述動力傳輸軸與電機驅動連接;所述半柔性復合管穿過導向輪并伸入的屬于同一抱輪組的兩個抱輪之間。
[0018]上述無桿排采系統，所述導向輪設置有導向孔，所述導向孔的開口正對所述抱輪組兩個抱輪中間；所述抱輪組數量為至少一組;作業時，至少一個抱輪組中兩個抱輪最近的距離不大于半柔性復合管的直徑。
[0019]采用上述技術方案后，本發明與現有技術相比具有以下有益效果:
1、本發明提供的無桿排采系統，能夠支持斜井、水平井、U型井，解決了傳統技術應用于斜井、水平井、U型井時作業不正常的情況；
2、液壓雙行程采油水栗能夠一次往復過程中，兩次做功，與現有的單行程栗相比，產量高出傳統方式能效一倍且能耗不增加；
3、利用液壓系統代替固定凡爾和游動凡爾控制栗的吸入和排出開啟/關閉，在同一空間內，關閉吸液口的同時打開排液口，打開吸液口的同時關閉排液口，保證啟閉可靠；
4、液壓啟閉代替單流閥不受斜井、水平井和U型井的限制，克服了傳統凡爾只能在垂直環境下工作的缺點(凡爾受彈簧的作用力，閥座與閥芯傾斜后容易關閉不嚴，并且遇到有沙塵顆粒時也容易關閉不嚴)，拓寬了應用領域；
5、管路設置在缸壁中，既增強了栗的強度和抗撓度，又對管路起到保護作用，避免提下井作業幾千米行程對管路的磨擦損壞；
6、半柔性復合管為半柔性的，其可盤繞成卷運輸，易于制成任何長度使用，能夠解決以往較長的剛性管材運輸不便的問題；
7、半柔性復合管中存在承重纜，保證了半柔性復合管的拉力和支撐力；
8、動力傳輸管和承重纜被鋼絲或者尼龍纏繞，提升抗壓性能；
9、體積小、重量輕，僅為傳統井架重量的幾十分之一，運輸安裝方便，省時省力；
10、提下井作業抱輪機的導向輪保證管件升降準確，保證作業效果；
11、提下井作業速度快，效率與傳統技術相比提高五倍；
12、同一抱輪組的動力傳輸軸帶動抱輪相向轉動，驅使半柔性復合管提井/下井作業；
13、動力傳輸軸間距可調，能夠在抱輪組數目一定的情況下實現作用力大小微調。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明無桿排采系統的結構框圖。
[0021]圖2是本發明的液壓雙行程采油水栗的結構原理示意圖(左行)。
[0022]圖3是本發明的液壓雙行程采油水栗的結構原理示意圖(右行)。
[0023]圖4是本發明的液壓雙行程采油水栗的栗壁截面結構圖。
[0024]圖5是本發明的半柔性復合管的截面結構示意圖。
[0025]圖6是本發明的提下井作業抱輪機的主要結構示意圖。
[0026]上述附圖中，1、吸液管;2、排液管;3、動力供液管;4、動力供液管;5、吸液口；6、第一附屬活塞；7、主活塞；8、第二附屬活塞；9、隔板；10、栗缸；11、導流通道；101、第一空間；102、第二空間;a、供液口 ；b、排液口 ；c、供液口 ；d、排液口 ；e、供液口 ；f、供液口 ；g、供液口 ；h、供液口； 1、吸液口； 121、承重纜；122、填充層;123、動力傳輸管；124、動力傳輸管；125、輸出管；126、承重纜；127、保護管；131、抱輪；132、動力傳輸