专利名称：提捞筒式稠油连续开采装置及其运行方法
技术领域：
本发明涉及稠油的采集装置，特别是一种提捞筒式的稠油连续开采装置及其运行方法。
背景技术：
粘度高、比重大的原油称稠油，稠油因流动阻力大，从油层流入井筒，或从井筒举升到地面都很困难。 目前世界各国开采稠油的方法可以分为热采和冷采两大类。热采方法有蒸汽吞吐、蒸汽驱、SGD、热混相驱、热流体循环、电加热(加热吊杆、电缆加热、电加热油管、电磁加热)微波、热化学、火烧等；冷采方法有泵抽、底水带油、化学降粘、油基降粘、微生物、掺活性水、掺稀油及其它稀释等方法。这些方法的本质是在井底降低稠油的粘度，使之能够通过油管被采出地面，因此在改造稠油物理性质的过程中要消耗大量的能量或药品，尤其是当原油粘度超高时，降粘成本太高，甚至使稠油开采无利可图。
发明内容
本发明专利的发明目的在于针对上述存在的问题，提供一种用于那些储油层的地温和压力足以满足稠油入井条件，在取消稠油开采过程中对井底原油降粘处理，也可以对稠油进行连续开采的装置以及该装置的运行方法。 本发明的技术方案是这样实现的一种提捞筒式稠油连续开采装置，包括电动机、机架和采油树，其特征在于在机架上固定有护罩，在护罩下部设置有排油口 ，护罩下端与采油树连接，在所述采油树下端连接有油层套管，在油层套管内设置有油管，所述油管贴着油层套管内壁一侧，使油管的外壁与油层套管的内壁之间形成通道，在油管下方设置有井底导向轮，在所述护罩内设置有举升轮，电动机的转轴穿过举升轮的轴心通过轴承座固定在机架上，由两根平行绳索通过若干等间距的驱动销块组装在一起的绳链绕过举升轮的顶部从通道下入，绕过井底导向轮进入油管之后穿出形成闭合链环，在绳链上、相邻两个驱动销块之间悬挂有提捞筒，在提捞筒底部连接有固定杆，所述提捞筒的开口端与驱动销块铰接，固定杆底端卡接于设置在相邻驱动销块上的销块卡子之间，在护罩内绳链运动的路线上设置有提捞筒转向器。 为了增加举升轮对绳链的驱动作用，本发明所述的提捞筒式稠油连续开采装置，其在举升轮的周边上等间距的设置有若干与绳链上驱动销块相配合的齿槽。
本发明所述的提捞筒式稠油连续开采装置，其在提捞筒的开口端设置有圆环孔，其套接在驱动销块的销轴上。 为了降低稠油的粘度，增加其流动性，便于原油从提捞筒中流出，本发明所述的提捞筒式稠油连续开采装置，其在护罩内设置有蒸汽喷头。 为了控制举升轮的转动速度，使其在低速状态下旋转，本发明所述的提捞筒式稠油连续开采装置，其在电动机与举升轮之间的电动机转轴上设置有减速器。
其中，提捞筒式稠油连续开采装置的运行方法，该方法包括如下步骤步骤一，启动电动机，通过电动机带动举升轮转动；
步骤二，举升轮的转动带动绕在其上的悬挂有提捞筒的绳链同步运动，所述提捞筒绕过井底导向轮后转为向上运动，稠油进入到提捞筒中，提捞筒被向上提升出井口 ；
步骤三，提捞筒在绳链带动下越过举升轮顶部到达举升轮右侧时，其开口端逐渐转为向下，封闭端转到上方，提捞筒中的稠油在重力作用下被倒出，汇集在举升轮下方的空间内，由排油口排到集油池中；
步骤四，在处于开口向下状态的提捞筒向下运动的路线上设置有提捞筒转向器，在提捞筒转向器的作用下，提捞筒恢复到开口向上状态，在绳链的带动下，提捞筒保持开口端向上的状态被带入油层套管内壁与油管外壁形成的通道内继续向下运动，进行循环的连续开采。 本发明所述的提捞筒式稠油连续开采装置的运行方法，其所述步骤二包括以下步
骤当处于开口向上状态的提捞筒接近井底导向轮时，由于提捞筒的长度远大于油管的直
径，提捞筒不能随绳链弯曲而绕过井底导向轮，在油层套管管壁的作用下，提捞筒底端的固
定杆从销块卡子中脱开，并继续下行到井底导向轮以下，在这个深度下，稠油具有较好的流
动性，当提捞筒开口端随绳链绕过井底导向轮后转为向上运动进入油管，此时提捞筒底端
的固定杆又被其下方驱动销块上的销块卡子夹住，此时，提捞筒的开口端保持向上，当其从
原油液面以下向上运动时，原油就进入到提捞筒中，随后被绳链拉升出井口。 本发明所述的提捞筒式稠油连续开采装置的运行方法，其在步骤二中，当盛满稠
油的提捞筒被绳链提出井口之后，提捞筒里的稠油在护罩内还受到从蒸汽喷嘴里喷出的蒸
汽进行加热。 本发明所述的提捞筒式稠油连续开采装置的运行方法，其所述步骤四包括以下步骤在举升轮右侧偏下位置设置有提捞筒转向器，当处于开口向下状态的提捞筒经过提捞筒转向器时，捞筒转向器接触到提捞筒中部并将提捞筒封闭端的固定杆从其上方驱动销块的销块卡子中顶出，于是提捞筒开口端的圆环绕下方的驱动销块的销轴旋转，使提捞筒换向，封闭端的固定杆被下面一个驱动销块上的销块卡子夹住，使提捞筒保持开口端向上的状态被带入油层套管内壁与油管外壁形成的通道内继续向下运动。 本发明通过使用提捞筒对稠油进行开采，利用对油层套管内结构的设计，以及提
捞筒在绳链上的悬挂设置，只要地层温度和压力能驱使稠油进入井筒，稠油就能被装入提
捞筒中而被提出地面，取消了传统稠油开采过程中对井底原油降粘处理的程序，从而简化
了稠油的开采工艺，降低了能源和药品的消耗，最终大大降低了稠油的开采成本。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是
1、使用长且直的提捞筒在狭小的井底空间内始终保持开口向上的状态对稠油进行开采，由于稠油是在提捞筒内被举升出井口的，因此稠油在举升过程中没有接触到油管，所以稠油的形态、粘度等物理参数对举升过程没有影响，即使稠油在举升过程中变成固态，也能被顺利提出井口。 2、由于盛装稠油的提捞筒直径小于油管的直径，在上升过程中基本不与油管壁接触，因此举升摩擦阻力很小。 3、举升轮上齿槽的设计，使举升轮对悬挂有提捞筒绳链的驱动更加顺畅。 4、为了防止稠油被提捞筒举升起来之后变为固态，造成无法倾倒的现象，在护罩
内还安装有蒸汽喷头，可对护罩内喷出蒸汽，使稠油在加热作用下粘度降低，增加其流动
性，便于原油从提捞筒中流出。 5、通过减速机的设置，能有效使在电动机驱动下转动的举升轮始终保持在低速状态下旋转，装置运转更加稳定。
图l是本发明的主视图。 图2是本发明的左视图。 图3是图1中采油树上部分的放大图。 图4是图1中采油树下部分的放大图。 图5是任意单个提捞筒在绳链上悬挂的结构示意图。 图6是图5的俯视图。 图7是图5的左视图。 图中标记1为电动机，2为机架，3为采油树，4为护罩，5为油层套管，6为油管，7为通道，8为井底导向轮，9为举升轮，10为轴承座，11为驱动销块，12为绳链，13为提捞筒，14为固定杆，15为销块卡子，16为提捞筒转向器，17为排油口 ， 18为齿槽，19为蒸汽喷头，20为减速器。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 如图1至4所示， 一种提捞筒式稠油连续开采装置，包括电动机1、机架2和采油树3，在机架3上固定有护罩4，在护罩4下部设置有排油口 17，护罩4下端与采油树3连接，在所述采油树3下端连接有油层套管5，在油层套管5内设置有油管6，所述油管6贴着油层套管5内壁一侧，使油管6的外壁与油层套管5的内壁之间形成如月牙形的通道7，在油管6下方设置有井底导向轮8，在所述护罩4内设置有举升轮9，电动机1的转轴穿过举升轮9的轴心通过轴承座10固定在机架2上，为了使举升轮低速稳定的转动，在电动机1与举升轮9之间的电动机转轴上设置有减速器20。 如图5、6和7所示，由两根平行钢丝绳索通过若干等间距的驱动销块11组装在一起的绳链12绕过举升轮9的顶部从所述月牙形的通道7下入，绕过井底导向轮8进入油管6之后穿出形成闭合链环，其中，在举升轮9的周边上等间距的设置有若干与绳链12上驱动销块11相配合的齿槽18，举升轮上的齿槽对驱动销块的提拉作用及举升轮与钢丝绳索之间的摩擦力驱动绳链作单向循环运动。 在绳链12上、相邻两个驱动销块11之间悬挂有提捞筒13，在提捞筒13底部连接有固定杆14，所述提捞筒13的开口端设置有圆环孔，其套接在驱动销块11的销轴上能绕其自由旋转，固定杆14底端卡接于设置在相邻驱动销块11上的销块卡子15之间，在外力作用下提捞筒底端的固定杆易于从销块卡子中脱开或被夹紧；在护罩4内、举升轮9的右侧(即下降侧)的绳链12运动的路线上设置有提捞筒转向器16 ;为了降低稠油的粘度，增加其流动性，便于原油从提捞筒中流出，在护罩4内设置有蒸汽喷头19。 所述提捞筒式稠油连续开采装置的运行方法如下以绳链上任意一个提捞筒的运动为例，从提捞筒在如月牙形通道内向下运动开始，此时提捞筒处于被夹在相邻两个驱动销块之间；当提捞筒接近井底导向轮时，长(提捞筒的长度远大于油管直径)且直的提捞筒不能随绳链弯曲而绕过井底导向轮，在油层套管管壁的作用下，提捞筒底端的固定杆从销块卡子中脱开，并继续下行到井底导向轮以下，在这个深度下，稠油具有较好的流动性，当提捞筒开口端随绳链绕过井底导向轮后转为向上运动进入油管，此时提捞筒底端的固定杆又被其下方驱动销块上的销块卡子夹住，此时，提捞筒的开口端保持向上，当其从原油液面以下向上运动时，原油就进入到提捞筒中，随后被绳链拉升出井口。 当盛满稠油的提捞筒被绳链提出井口之后，提捞筒里的稠油在护罩内受到从蒸汽
喷嘴里喷出的蒸汽的加热作用而粘度下降，流动性增加，当提捞筒在绳链带动下越过举升
轮顶部到达举升轮右侧时，其开口端逐渐转为向下，封闭端转到上方，提捞筒中的稠油在重
力作用下被倒出，汇集在举升轮下方的空间内，由排油口排到集油池中。 在举升轮右侧偏下位置设置有提捞筒转向器，当处于开口向下状态的提捞筒经过
提捞筒转向器时，捞筒转向器接触到提捞筒中部并将提捞筒封闭端的固定杆从其上方驱动
销块的销块卡子中顶出，于是提捞筒开口端的圆环绕下方的驱动销块的销轴旋转，使提捞
筒换向，即使提捞筒的开口端从为了倒出筒中的原油而朝下方向转成为了装入原油而朝上
方向，封闭端转到开口的下方后，封闭端的固定杆被下面一个驱动销块上的销块卡子夹住，
在绳链的带动下，提捞筒保持开口端向上的状态被带入油层套管内壁与油管外壁形成的如
月牙形的通道内继续向下运动。 这样，绳链带动悬挂在其上的若干提捞筒如此周而复始的运动，从而完成对稠油连续不断的开采。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。
权利要求
提捞筒式稠油连续开采装置，包括电动机(1)、机架(2)和采油树(3)，其特征在于在机架(2)上固定有护罩(4)，在护罩(4)下部设置有排油口(17)，护罩(4)下端与采油树(3)连接，在所述采油树(3)下端连接有油层套管(5)，在油层套管(5)内设置有油管(6)，所述油管(6)贴着油层套管(5)内壁一侧，使油管(6)的外壁与油层套管(5)的内壁之间形成通道(7)，在油管(6)下方设置有井底导向轮(8)，在所述护罩(4)内设置有举升轮(9)，电动机(1)的转轴穿过举升轮(9)的轴心通过轴承座(10)固定在机架(2)上，由两根平行绳索通过若干等间距的驱动销块(11)组装在一起的绳链(12)绕过举升轮(9)的顶部从通道(7)下入，绕过井底导向轮(8)进入油管(6)之后穿出形成闭合链环，在绳链(12)上、相邻两个驱动销块(11)之间悬挂有提捞筒(13)，在提捞筒(13)底部连接有固定杆(14)，所述提捞筒(13)的开口端与驱动销块(11)铰接，固定杆(14)底端卡接于设置在相邻驱动销块(11)上的销块卡子(15)之间，在护罩(4)内绳链(12)运动的路线上设置有提捞筒转向器(16)。
2. 根据权利要求l所述的提捞筒式稠油连续开采装置，其特征在于在举升轮(9)的周边上等间距的设置有若干与绳链(12)上驱动销块(11)相配合的齿槽(18)。
3. 根据权利要求1所述的提捞筒式稠油连续开采装置，其特征在于在提捞筒(13)的开口端设置有圆环孔，其套接在驱动销块(11)的销轴上。
4. 根据权利要求l所述的提捞筒式稠油连续开采装置，其特征在于在护罩(4)内设置有蒸汽喷头(19)。
5. 根据权利要求l所述的提捞筒式稠油连续开采装置，其特征在于在电动机(l)与举升轮(9)之间的电动机转轴上设置有减速器(20)。
6. 如权利要求1所述提捞筒式稠油连续开采装置的运行方法，其特征在于该方法包括如下步骤步骤一 ，启动电动机(1 )，通过电动机(1 )带动举升轮(9 )转动；步骤二，举升轮(9)的转动带动绕在其上的悬挂有提捞筒(13)的绳链(12)同步运动，所述提捞筒(13)绕过井底导向轮(8)后转为向上运动，稠油进入到提捞筒(13)中，提捞筒(13)被向上提升出井口 ；步骤三，提捞筒(13)在绳链(12)带动下越过举升轮(9)顶部到达举升轮(9)右侧时，其开口端逐渐转为向下，封闭端转到上方，提捞筒(13)中的稠油在重力作用下被倒出，汇集在举升轮(9)下方的空间内，由排油口 ( 17)排到集油池中；步骤四，在处于开口向下状态的提捞筒(13)向下运动的路线上设置有提捞筒转向器(16)，在提捞筒转向器(16)的作用下，提捞筒(13)恢复到开口向上状态，在绳链(12)的带动下，提捞筒(13)保持开口端向上的状态被带入油层套管(5)内壁与油管(6)外壁形成的通道内继续向下运动，进行循环的连续开采。
7. 根据权利要求6所述的提捞筒式稠油连续开采装置的运行方法，其特征在于所述步骤二包括以下步骤当处于开口向上状态的提捞筒(13)接近井底导向轮(8)时，由于提捞筒(13)的长度远大于油管(6)的直径，提捞筒(13)不能随绳链(12)弯曲而绕过井底导向轮(8)，在油层套管(5)管壁的作用下，提捞筒(13)底端的固定杆(14)从销块卡子(15)中脱开，并继续下行到井底导向轮(8)以下，在这个深度下，稠油具有较好的流动性，当提捞筒(13)开口端随绳链(12)绕过井底导向轮(8)后转为向上运动进入油管(6)，此时提捞筒(13)底端的固定杆(14)又被其下方驱动销块(11)上的销块卡子(15)夹住，此时，提捞筒(13)的开口端保持向上，当其从原油液面以下向上运动时，原油就进入到提捞筒(13)中，随后被绳链(12)拉升出井口。
8. 根据权利要求6或7所述的提捞筒式稠油连续开采装置的运行方法，其特征在于在步骤二中，当盛满稠油的提捞筒(13)被绳链(12)提出井口之后，提捞筒(13)里的稠油在护罩(4)内还受到从蒸汽喷嘴(19)里喷出的蒸汽进行加热。
9. 根据权利要求6所述的提捞筒式稠油连续开采装置的运行方法，其特征在于所述步骤四包括以下步骤在举升轮(9)右侧偏下位置设置有提捞筒转向器(16)，当处于开口向下状态的提捞筒(13)经过提捞筒转向器(16)时，捞筒转向器(16)接触到提捞筒(13)中部并将提捞筒(13)封闭端的固定杆(14)从其上方驱动销块(11)的销块卡子(15)中顶出，于是提捞筒(13)开口端的圆环绕下方的驱动销块(11)的销轴旋转，使提捞筒(13)换向，封闭端的固定杆(14)被下面一个驱动销块(11)上的销块卡子(15)夹住，使提捞筒(13)保持开口端向上的状态被带入油层套管(5)内壁与油管(6)外壁形成的通道内继续向下运动。
全文摘要
本发明公开了一种提捞筒式稠油连续开采装置及其运行方法，包括电动机、机架和采油树，在机架上固定有护罩，在护罩下部设置有排油口，护罩下端与采油树连接，在所述采油树下端连接有油层套管，在油层套管内设置有油管，在油管下方设置有井底导向轮，在所述护罩内设置有举升轮，绳链绕在举升轮和井底导向轮之间，若干提捞筒悬挂在绳链上。本发明使用提捞筒对稠油进行开采，利用对油层套管内结构的设计，以及提捞筒在绳链上的悬挂设置，只要地层温度和压力能驱使稠油进入井筒，稠油就能被装入提捞筒中而被提出地面，取消了传统稠油开采过程中对井底原油的降粘处理，简化了稠油开采工艺，降低了能源和药品的消耗，最终降低了稠油的开采成本。
文档编号E21B43/16GK101749001SQ20101011408
公开日2010年6月23日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者万里平, 刘安琪, 刘春全, 孟英峰, 李悦钦, 李永杰, 李皋, 郭平, 魏纳 申请人:西南石油大学