CN107387036A - 一种针对高含水油井的采油设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对高含水油井的采油设备，在原有的设备基础上，增设泵上环形阀和泵上沉砂装置；所述泵上沉砂装置包括外管和内管，所述内管固定于所述外管内，两者之间具有环空；所述外管和内管的上端和下端均分别具有开口，所述拉杆通过所述外管和内管的上端的开口进入所述内管内，从所述外管和内管的下端的开口穿出并与所述抽油泵总成的柱塞连接，所述抽油泵总成的柱塞可通过所述外管和内管的下端的开口进入所述内管内；所述泵上环形阀可滑动地套接于所述拉杆的外表面，并且其外径大于所述内管的内径。既可以实现防偏磨，又能解决出砂井存在的问题。

Description

一种针对高含水油井的采油设备

技术领域

本发明涉及一种石油的采油设备，具体涉及一种针对高含水油井的采油设备。

背景技术

目前油田已进入高含水开发阶段，高含水会导致采油设备腐蚀偏磨加剧，生产周期缩短；轻微出砂会使得抽油泵经常卡泵导致频繁作业；低渗、深抽、高气液比则会使得泵效低、系统效率低。而这些因素往往在同一口井中同时出现，从而使得治理变得复杂困难且成本高昂。

针对上述情况，目前主要采用抽油杆扶正器、抗磨副、内衬油管等。扶正器、抗磨副的防偏磨思路是不让管杆接触，但扶正器本身也偏磨，扶正效果差，周期短，且存在腐蚀的现象。内衬油管技术主要是通过在油管内壁增加一层高分子材料，例如聚乙烯等，避免抽油杆与油管间的直接接触，减少油管内壁与抽油杆直接的磨损程度，延长抽油杆管的使用寿命，但是没有从根本上解决抽油杆的磨损、腐蚀情况，且有加剧抽油杆腐蚀的趋势。其次，高分子材料本身不耐高温，对深抽井不适应。另外，在后期修复内衬油管的过程中会增加大量的内衬高分子材料的废料，增加环境污染。

为避免以上情况，后期又有技术人员发明了高含水有杆泵井注入润滑防偏磨工艺和自分离油润滑技术，通过管杆环空注入润滑剂或依靠油水重力自分离的原理，来达到环空充满润滑剂，保持杆柱的润滑，避免了杆管的摩擦损害，解决偏磨问题，但在空心杆底部混合分离段含水还是很高，造成局部腐蚀偏磨。

在油井生产后期，油井往往既偏磨腐蚀又出砂，目前针对出砂井，主要是挂滤砂管及充填防砂等工艺，但是在防砂的同时降低了近井地带的渗透性，且高昂的防砂成本也不利于低油价下工艺的实施。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种针对高含水油井的采油设备，可以同时实现防偏磨、防卡泵等多种技术效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种针对高含水油井的采油设备，包括尾管、抽油泵总成、连接于所述抽油泵总成的柱塞的拉杆、通过连接件连接于所述拉杆的上端的空心杆，所述空心杆的上端连接于井口密封泵的柱塞的下端，所述井口密封泵的柱塞的上端连接于实心光杆，所述实心光杆则与抽油机连接；所述连接件分别与油管和空心杆之间的环空以及与所述空心杆内部连通；还包括有泵上环形阀和泵上沉砂装置；所述泵上沉砂装置包括外管和内管，所述内管固定于所述外管内，两者之间具有环空，并且内管的上端低于所述外管的上端；所述外管和内管的上端和下端均分别具有开口，所述拉杆通过所述外管和内管的上端和下端的开口可活动地穿过所述内管并与所述抽油泵总成的柱塞连接，所述抽油泵总成的柱塞可通过所述外管和内管的下端的开口；所述泵上环形阀可滑动地套接于所述拉杆的外表面，并且其外径大于所述内管的内径。

进一步地，所述外管具有上接头和下接头，所述上接头和下接头分别固定套接于所述外管的上端和下端的开口内；所述上接头和下接头分别开设有通孔，所述上接头的通孔与所述拉杆间隙配合，允许所述拉杆通过并上下活动；所述下接头的通孔则允许所述抽油泵总成的柱塞和拉杆通过并上下活动；所述内管的下端与所述下接头固定连接；所述上接头、下接头、内管和外管的中心轴线在同一直线上；所述下接头连接于所述抽油泵总成的泵筒上端。

更进一步地，所述内管的下端的外表面螺纹连接于所述下接头的通孔的内表面。

进一步地，所述泵上环形阀套接于一空心锁紧螺母的外表面，所述空心锁紧螺母则套接于所述拉杆的外表面。

进一步地，所述连接件采用呼吸筛管，所述呼吸筛管包括管体，所述管体的上端和下端分别设有与所述管内内部相通的上接头和下接头，所述管体表面设于所述管体内部相通的呼吸孔，所述管体的内部设有沉砂腔，所有呼吸孔的位置都高于所述沉砂腔。

本发明的有益效果在于：

1)抽油泵总成在工作一段时间后，高含水产出液中的部分原油会分离到空心杆与油管之间的环空中，由于原油比水轻，会往上运移，在上部由于井口密封泵的隔离作用，富集的原油不能再向上运移，逐渐置换掉环空中的水，从而使整个环空逐渐充满原油，使空心杆在一个富集原油的空间相对上下运动，达到防腐防偏磨的目的；同时，采出液进入环空后接着通过连接件进入空心杆，到达上部的井口密封泵的柱塞内通道出口，进入上部的光杆和油管的环空，到达井口采出。

2)泵上沉砂装置的内管和外管之间形成有环空，内管上端低于外管上端，当环形阀盖住内管上端时，在内、外管的上端有一定间隙，作为沉砂到环空的通道，这样沉砂就落在环空里，无法进入抽油泵内，不会造成卡泵，保证再次开机时抽油泵顺利启动工作。

3)泵上沉砂装置的内管上端作为与泵上环形阀的密封端面，内管与外管之间的环空作为沉砂容腔；泵上环形阀套在拉杆上，可以上下自由运动，与拉杆是间隙配合，上冲程时，抽油泵总成上压缩腔压力逐渐增大，泵上环形阀开启，下冲程时，泵上环形阀关闭；而采用环形阀式防气结构，在下冲程时能形成二次密封腔，降低了游动阀的开启压力，防气性能好，降低漏失量，减缓阀球、阀座冲击力，提高泵效，延长抽油泵寿命。

4)连接件采用内底部带有沉砂腔的呼吸筛管的结构：由于空心杆内孔小，作为产出液生产通道，具有流速高，携砂能力强的作用，可以把抽油泵抽出的砂子通过空心杆的高流速携带至地面；当抽油机因故停机时，空心杆内的砂子会落在呼吸筛管的沉砂腔上，不会埋住呼吸孔，保证呼吸筛管可以正常流通工作。

附图说明

图1为本发明实施例的总体结构示意图；

图2为本发明实施例的泵上环形阀和泵上沉砂装置的连接示意图；

图3为本发明实施例的呼吸筛管的连接示意图；

图4为本发明实施例的井口密封泵的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，以下实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

如图1-4所示，一种针对高含水油井的采油设备，包括尾管9、抽油泵总成8、连接于所述抽油泵总成8的柱塞的拉杆5、通过连接件4连接于所述拉杆5的上端的空心杆3，所述空心杆3的上端连接于井口密封泵2的柱塞的下端，所述井口密封泵2的柱塞的上端连接于实心光杆1，所述实心光杆1则与抽油机10连接；所述连接件4分别与油管11和空心杆3之间的环空以及与所述空心杆3内部连通；还包括有泵上环形阀6和泵上沉砂装置7；所述泵上沉砂装置7包括外管71和内管72，所述内管72固定于所述外管71内，两者之间具有环空，并且内管的上端低于所述外管的上端；所述外管71和内管72的上端和下端均分别具有开口，所述拉杆5通过所述外管71和内管72的上端和下端的开口可活动地穿过所述内管并与所述抽油泵总成8的柱塞(图中未示出)连接，所述抽油泵总成8的柱塞可通过所述外管71和内管72的下端的开口进入所述内管72内；所述泵上环形阀6可滑动地套接于所述拉杆5的外表面，并且其外径大于所述内管72的内径。

安装时，先把尾管9下入，抽油泵组成8的泵筒随油管11一起下入井内，泵上沉砂装置7连接在抽油泵组成8的泵筒上部再下入油管内。然后依次下入井口密封泵2的泵筒，坐落在井口采油树四通上，完成油管的下入。然后把泵上环形阀6套在拉杆5上，使泵上环形阀6可以沿着拉杆5自由滑动，泵上环形阀可以在拉杆上自由滑动，有一定的开启、关闭行程。然后用拉杆5连接抽油泵组成8的柱塞，抽油泵组成8的拉杆5上端连接所述连接件4，连接件4上端连接空心杆3，空心杆3连接到井口，然后连接井口密封泵2的柱塞，井口密封泵2的柱塞与泵筒是间隙密封配合，再连接实心光杆1，把抽油泵总成8的柱塞下入抽油泵总成8的泵筒。

工作时，通过抽油机带动光杆上下运动，从而井口密封泵2的柱塞在井口密封泵2的泵筒内上下运动，进而带动空心杆、连接件、拉杆、抽油泵总成的柱塞上下运动，其中拉杆和抽油泵总成的柱塞在抽油泵总成的泵筒以及泵上沉砂装置的内管内上下运动。为了避免在连接件4混合分离段含水较高，造成局部腐蚀偏磨问题，可以在连接件4上方的每根空心杆之间连接一个扶正器，使运动空心杆平稳过渡到油相润滑段。

这样抽油泵组成8在工作一段时间后，高含水产出液中的部分原油会分离到空心杆与油管之间的环空中，由于原油比水轻，会往上运移，在上部由于井口密封泵2的隔离作用，富集的原油不能再向上运移，则逐渐置换掉环空中的水，从而使整个环空逐渐充满原油，使空心杆3在一个富集原油的空间相对上下运动，达到防腐防偏磨的目的。同时，采出液进入环空后接着通过连接件4进入空心杆，到达上部的井口密封泵2的柱塞内通道出口，进入上部的光杆和油管之间的环空，到达井口采出。

停机后，泵上环形阀6会落下盖住内管的上端，在内、外管的上端有一定间隙，作为沉砂到环空的通道，这样沉砂就落在内管和外管之间的环空里，无法进入抽油泵内，不会造成卡泵，保证再次开机时抽油泵顺利启动工作。

泵上沉砂装置的内管上端作为与泵上环形阀的密封端面，内管与外管之间的环空作为沉砂容腔；泵上环形阀套在拉杆上，可以上下自由运动，与拉杆是间隙配合，上冲程时，抽油泵总成上压缩腔压力逐渐增大，泵上环形阀开启，下冲程时，泵上环形阀关闭；而采用环形阀式防气结构，在下冲程时能形成二次密封腔，降低了游动阀的开启压力，防气性能好，降低漏失量，减缓阀球、阀座冲击力，提高泵效，延长抽油泵寿命。

进一步地，所述外管71具有上接头73和下接头74，所述上接头73和下接头74分别固定套接于所述外管71的上端和下端的开口内；所述上接头73和下接头74分别开设有通孔，所述上接头73的通孔与所述拉杆5间隙配合，在保证自由滑动的情况下，尽量保证上接头7和拉杆的密封，减少外部物质进入管内的漏失量。允许所述拉杆5通过并上下活动；所述下接头74的通孔则允许所述抽油泵总成8的柱塞通过并上下活动；所述内管72的下端与所述下接头74固定连接；所述上接头73、下接头74、内管72和外管71的中心轴线在同一直线上；所述下接头74连接于所述抽油泵总成8的泵筒上端。

更进一步地，所述内管72的下端的外表面螺纹连接于所述下接头74的通孔的内表面。

进一步地，所述泵上环形阀6密封套接于一空心锁紧螺母75的外表面，所述空心锁紧螺母75则密封套接于所述拉杆5的外表面。

进一步地，所述连接件4采用呼吸筛管，所述呼吸筛管4包括管体，所述管体的上端和下端分别设有与所述管内内部相通的上接头41和下接头44，所述管体表面设于所述管体内部相通的呼吸孔42，所述管体的内部设有沉砂腔43。

由于空心杆内孔小，作为产出液生产通道，具有流速高，携砂能力强的作用，可以把抽油泵抽出的砂子通过空心杆3的高流速携带至地面；当抽油机因故停机时，空心杆内的砂子会落在呼吸筛管4的沉砂腔43内，则落下的砂子不会埋住进液通道(即呼吸孔)。

在本实施例中，如图4所示，所述井口密封泵2包括泵筒上接头21、泵筒22、柱塞上接头23、柱塞密封管24、柱塞中心拉杆25、十字导流接头26和柱塞下接头27，所述泵筒上接头21连接于所述泵筒22的上端，所述柱塞中心拉杆位于所述泵筒内用于连接井口密封泵的柱塞，所述柱塞下接头连接于所述柱塞的下端，并用于连接空心杆的上端。所述十字导流接头外接于柱塞的外部并分别与所述柱塞密封管和柱塞下接头相通，所述柱塞下接头还与泵筒相通。所述柱塞密封管的上端和下端分别密封连接于柱塞上接头和柱塞。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种针对高含水油井的采油设备，包括尾管、抽油泵总成、连接于所述抽油泵总成的柱塞的拉杆、通过连接件连接于所述拉杆的上端的空心杆，所述空心杆的上端连接于井口密封泵的柱塞的下端，所述井口密封泵的柱塞的上端连接于实心光杆，所述实心光杆则与抽油机连接；所述连接件分别与油管和空心杆之间的环空以及与所述空心杆内部连通；其特征在于，还包括有泵上环形阀和泵上沉砂装置；所述泵上沉砂装置包括外管和内管，所述内管固定于所述外管内，两者之间具有环空，并且内管的上端低于所述外管的上端；所述外管和内管的上端和下端均分别具有开口，所述拉杆通过所述外管和内管的上端和下端的开口可活动地穿过所述内管并与所述抽油泵总成的柱塞连接，所述抽油泵总成的柱塞可通过所述外管和内管的下端的开口；所述泵上环形阀可滑动地套接于所述拉杆的外表面，并且其外径大于所述内管的内径。

2.根据权利要求1所述的针对高含水油井的采油设备，其特征在于，所述外管具有上接头和下接头，所述上接头和下接头分别固定套接于所述外管的上端和下端的开口内；所述上接头和下接头分别开设有通孔，所述上接头的通孔与所述拉杆间隙配合，允许所述拉杆通过并上下活动；所述下接头的通孔则允许所述抽油泵总成的柱塞和拉杆通过并上下活动；所述内管的下端与所述下接头固定连接；所述上接头、下接头、内管和外管的中心轴线在同一直线上；所述下接头连接于所述抽油泵总成的泵筒上端。

3.根据权利要求2所述的针对高含水油井的采油设备，其特征在于，所述内管的下端的外表面螺纹连接于所述下接头的通孔的内表面。

4.根据权利要求1所述的针对高含水油井的采油设备，其特征在于，所述泵上环形阀套接于一空心锁紧螺母的外表面，所述空心锁紧螺母则套接于所述拉杆的外表面。

5.根据权利要求1所述的针对高含水油井的采油设备，其特征在于，所述连接件采用呼吸筛管，所述呼吸筛管包括管体，所述管体的上端和下端分别设有与所述管内内部相通的上接头和下接头，所述管体表面设于所述管体内部相通的呼吸孔，所述管体的内部设有沉砂腔，所有呼吸孔的位置都高于所述沉砂腔。