一种井下直线电机往复式抽油泵试验平台的制作方法

本实用新型属于油田采油设备领域，具体涉及一种井下直线电机往复式抽油泵试验平台，该平台可模拟直线电机往复式抽油泵采油系统的工况和工作行为，用于该采油系统的试验研究。

背景技术：

井下直线电机往复式抽油泵属于无杆类采油设备，其应用范围、时间、经验等方面相对传统的机械有杆类采油设备均存在不足。现有直线电机往复式抽油泵一般直接用于现场下井采油，缺少试验对其功能进行分析验证，因此有必要针对该采油设备研究一种功能较为完善的试验平台，为相关科研人员提供可靠的试验技术手段。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服现有技术中的不足，填补井下直线电机往复式抽油泵试验技术的空白，提供一种井下直线电机往复式抽油泵试验平台，该平台可模拟直线电机往复式抽油泵采油系统的工况和工作行为，用于采油系统的试验研究。

本实用新型的目的是通过如下技术措施实现：一种井下直线电机往复式抽油泵试验平台，包括试验台架、井深模拟装置、测控系统，通过三部分相结合，可以模拟直线电机往复式抽油泵斜井、直井中的工作行为，并且可以改变抽油泵的出口压力模拟不同井深；同时可以测试采油系统的效率、排油压力、流量等参数，利用试验研究或验证直线电机往复式抽油泵这一采油设备的工作性能及其控制功能。

所述试验台架包括直线电机、往复式抽油泵、井筒总成、可调高度支架、排油管、回油管，所述井筒总成一端固定，另一端与可调高度支架相连，实现井筒总成不同角度的变化，由此模拟采油系统的不同角度井况；直线电机与往复式抽油泵连接装配后置于井筒总成内部，井筒总成内部充满油液。

所述井深模拟装置包括滤器、蓄能器、压力表、压力变送器、溢流阀、流量计，往复式抽油泵的出口与排油管相连，排油管依次与滤器、蓄能器、压力表、压力变送器、溢流阀、流量计、回油管相连，回油管与井筒总成相连；利用压力变送器、流量计测试采油系统的出口压力以及出口流量；利用溢流阀，结合压力表可以对采油系统的出口压力进行调节，模拟采油设备的下井深度；同时使蓄能器的充气压力小于溢流阀的压力，模拟不同油管长度下其内部的流体阻力作用及弹性作用。

所述测控系统包括升压变压器、控制柜、潜油水密电缆、控制台计算机，所述控制柜内设有电压传感器、电流传感器，所述电压传感器、电流传感器、压力变送器、流量计均与控制台计算机相连。利用控制柜内部的电压、电流传感器测试控制柜的输出电压和输出电流；控制柜内部设有变频模块，外部电源经升压变压器后接入变频模块，变频模块的输出端通过潜油水密电缆与直线电机相连，通过控制变频模块调节输出电压的频率和大小，则可实现采油系统冲次与运行模式的调节；各个传感器测试的压力、流量、电压、电流等信号都传至控制台计算机中进行处理和显示。

在上述技术方案中，所述蓄能器前端设有截止阀。

在上述技术方案中，所述井筒总成上设有泄油阀。

本实用新型与现有技术相比，其优点如下：

1、可真实模拟直线电机往复式抽油泵采油系统的工况和工作行为；实现不同倾斜角度下的井筒模拟；实现采油系统的运动规律模拟；实现井筒和井下设备的全尺寸模拟；实现不同下泵深度的模拟；可测试采油系统的效率、系统负载、排液压力、流量等参数，并对测试数据进行实时处理和再现。

2、本实用新型试验平台可为直线电机往复式抽油泵采油系统的性能研究提供良好的试验技术手段，利用较低的经济成本实现油井工况的模拟，利用本试验平台可以缩短直线电机往复式抽油泵采油系统的性能验证周期，同时可提高产品的可靠性和成功率。

附图说明

图1为本实用新型井下直线电机往复式抽油泵试验平台的结构示意图。

图2为本实用新型中直线电机与往复式抽油泵的外部连接示意图。

图3为本实用新型中直线电机与往复式抽油泵的内部连接示意图。

其中，1、直线电机；2、往复式抽油泵；3、井筒总成；4、固定铰支座；5、可调高度支架；6、泄油阀；7、排油管；8、滤器；9、截止阀；10、蓄能器；11、压力表；12、压力变送器； 13、溢流阀；14、流量计；15、回油管；16、潜油水密电缆；17、控制柜；18、升压变压器；19、进油筛管；20、转接头；21、抽油泵柱塞；22、动子延长杆；23、内部动子。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做具体描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种井下直线电机往复式抽油泵试验平台，包括试验台架、井深模拟装置、测控系统。

所述试验台架包括直线电机1、往复式抽油泵2、井筒总成3、可调高度支架5、排油管7、回油管15，井筒总成3一端封闭并安装泄油阀6，通过固定铰支座4固定于地面上，井筒总成3的另一端与可调高度支架5相连，用于调整井筒高度，实现井筒不同倾斜角度的变化，模拟采油系统在不同角度油井中的工况；直线电机1与往复式抽油泵2装配完成后置于井筒总成3内部的油液中，并通过潜油水密电缆16与控制柜17相连；往复式抽油泵2的出口与排油管7的一端相连，排油管7的另一端则与井深模拟装置相连。

如图2、3所示，为本实施例中，直线电机1与往复式抽油泵2的具体连接装配示意图。所述直线电机1的外壳通过转接头20与往复式抽油泵2下端的进油筛管19相连，所述直线电机的内部动子23通过动子延长杆22与往复式抽油泵的抽油泵柱塞21相连。

所述井深模拟装置包括滤器8、蓄能器10、压力表11、压力变送器12、溢流阀13、流量计14，排油管7依次与滤器8、蓄能器10、压力表11、压力变送器12、溢流阀13、流量计14、回油管15相连，回油管15与井筒总成3相连；结合压力表11调节溢流阀13的开启压力的大小，从而改变往复式抽油泵2的出口压力，模拟直线电机往复式抽油泵不同的下井深度，实现不同下井深度的工况模拟；改变蓄能器10充气压力大小，使其小于溢流阀13的调定压力，模拟油管内部流体的弹性以及阻力作用，实现油管内部油液流动的动态模拟。

所述测控系统包括升压变压器18、控制柜17、潜油水密电缆16、控制台计算机，所述控制柜17内设有电压传感器、电流传感器，所述电压传感器、电流传感器、压力变送器12、流量计14均与控制台计算机相连，控制柜17内部设有变频模块。三相电源经由升压变压器18升压后，通过调节控制柜17内的变频模块，控制直线电机往复泵的冲次、运动模式。井筒总称3内部存储的油液，在直线电机往复式抽油泵运行过程中被不断的吸入并排出，排出的油液经过排油管7依次通过滤器8、蓄能器10、压力表11、压力变送器12、溢流阀13、流量计14，再通过回油管15进入井筒内部，形成供液与排液的循环。

测控系统主要监测控制柜17、压力变送器12、流量计14的电压、电流、压力、流量等信号，利用压力表11和压力变送器12可实时监测采油系统的出口压力，利用流量计14则可以测试系统的排油流量。控制柜的输出电压输出电流可通过控制柜内部的电压与电流传感器测量。各个传感器测试的压力、流量、电压、电流等信号均可传输至计算机中进行处理和显示。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。