CN101008408A - 液力驱动多次开关滑套正逆循环喷射泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于酸化压裂与负压射孔联作试采油排液测试的液力驱动多次开关滑套正逆循环喷射泵，它包括多次开关滑套喷射泵工作筒和逆循环泵芯及释放器；长密封段短节的内孔为阶梯形内孔，阶梯形内孔表面与逆循环泵芯长密封段表面紧密配合形成长密封段；沉砂体内形成沉砂空腔，沉砂体壁上设置有混合液出孔和混合液下孔，混合液出孔与沉砂空腔和混合液下孔相通；混合液出孔和混合液下孔为倾斜孔；爪外筒内设置有弹性爪体，弹性爪体的下方设置有弹爪；另外还设置有一套反洗滑套装置。本发明中的一套工作筒适用于逆循环和正循环泵芯排采测试，由上下滑套组成的工作筒组件泵芯及释放器组件通过有机的配合，实现液力起下泵芯并驱动多次开关滑套。

Description

液力驱动多次开关滑套正逆循环喷射泵

技术领域

本发明涉及一种油田勘探开发试采油井筒举升泵，尤其是涉及与酸化压裂后或负压射孔联作试油举升排液泵。

背景技术

目前，油田使用的多级滑套喷射泵主要是由正循环喷射泵、逆循环喷射泵和逆循环泵芯释放器构成，正逆循环泵芯组件均设置在工作筒组件的内部，泵底座、锥面台阶座落在内滑套上端面的锥面台阶处，逆循环泵芯的分瓣螺旋锯齿牙与长密封短节内径设有螺旋锯齿牙吻合锁定泵芯，释放器组件中释放头的内圆锥形螺旋锯齿牙穿套在分瓣圆卡瓦上。利用上述现有技术的多级滑套喷射泵主要存在以下四个问题：

(1)由于其中的正循环喷射泵动力液从油管进入，混合液从油套环空返出，地层液中沉淀物的环空过流面积大，流速慢，因此，当沉淀物沉降到封隔器上容易出现砂埋封隔器或管柱的不良现象；

(2)由于现有的喷射泵洗出泵芯后工作筒旁通孔是敞开的，不能“诱喷”，造成套管里的水通过旁通孔倒流油管后直接死压油层；

(3)从套管挤柱酸液时，套管高压容易造成事故，特别是在正循环喷射泵将残酸液排入套管，对套管腐蚀严重，从而影响使用寿命。

(4)目前所使用的逆循环喷射泵通常是用钢丝投捞起下泵芯的。

发明内容

本发明要解决现有技术中喷射泵不能“诱喷”使套管里的水通过旁通孔倒流油管后直接死压油层技术问题，提供一种结构简单的液力驱动多次开关滑套正逆循环喷射泵，由于油管面积小，排液速度快，能保证“诱喷”油井自喷后滑套关闭旁通孔，防止环空液倒流油管后压死油层。本发明是一种方便施工、安全可靠，与现有的酸化压裂试油六联配套后可实现快速排液。

本发明液力驱动多次开关滑套正逆循环喷射泵予以实现的技术方案是：它包括多次开关滑套喷射泵工作筒和逆循环泵芯及释放器；所述多次开关喷射泵工作筒由接头、短节、内齿式接箍、长密封段短节、外筒、分水筒、外滑套、爪外筒、反洗滑套体和下接头组成；所述分水筒上设置有多个过滤孔，所述分水筒的下方设置有定位剪钉，所述外滑套与爪外筒之间设置有弹簧，所述弹簧的上端与所述外滑套的台阶面接触，其下端与所述爪外套的台阶面接触；所述外滑套与所述爪外筒的交接的内园处设置有滑套；所述释放器由打捞头、皮碗芯轴、上下皮碗、皮碗压环和释放头依次连接组成；所述逆循环泵芯由依次连接的锁爪体、沉砂体、沉砂体内的倒锥、大扩散管、小扩散孔、扶正体、喉管、吸入短节、喷嘴、吸入孔、喷嘴主体、出液孔、密封件、进液孔、堵头、泵座、过滤器、捞爪、剪钉槽、大凹槽、凹槽组成；所述上下皮碗与短节内径为过盈配合；所述内齿式接箍的内表面和所述逆循环泵芯中锁爪体的外表面上分别设置有相互啮合的内、外锯齿螺纹，用以锁定泵芯；所述释放器中的释放头与所述锁爪体连接；所述泵座的下锥面台阶与所述滑套的上锥面台阶接触；所述长密封段短节的内孔为阶梯形内孔，所述阶梯形内孔表面与逆循环泵芯长密封段表面紧密配合形成长密封段；所述沉砂体内形成沉砂空腔，所述沉砂体壁上设置有混合液出孔和混合液下孔，所述混合液出孔与沉砂空腔和混合液下孔相通；所述混合液出孔和混合液下孔为倾斜孔；所述外滑套穿套在分水筒外圆上，所述分水筒与外滑套之间形成有旁通孔，所述滑套设在分水筒内圆处；所述外筒与所述逆循环泵芯之间形成有空腔，所述空腔、吸入孔、喷嘴、小扩散孔及大扩散孔是相通的；所述爪外筒内设置有弹性爪体，所述弹性爪体的下方设置有弹爪；所述爪外筒的下端口与反洗滑套体连接，所述反洗滑套体上端口内由外至内依次设置有锁套、反洗滑套和小滑套，所述反洗滑套和小滑套之间，及所述反洗滑套和所述反洗滑套体之间分别由剪钉定位；所述锁套外径与所述反洗滑套体内径之间为螺纹连接，所述反洗滑套体上设置有径向反洗孔，所述反洗孔的轴向位置与所述反洗滑套外的环空位置对应；所述反洗滑套与所述锁套和小滑套之间设置相对转动定位装置，所述相对转动定位装置由嵌在反洗滑套壁中的钢球和锁套及小滑套壁上的凹槽构成；所述小滑套与所述反洗滑套之间分别设置有定位剪钉和凹槽。

本发明液力驱动多次开关滑套正逆循环喷射泵，其中，在所述分水筒上分别设置有旁通孔、过滤孔、多个出液孔和定位剪钉。所述滑套与爪外筒之间、所述滑套与分水筒之间、所述反洗滑套体与下接头之间分别设置有胶圈。所述反洗滑套体与反洗滑套之间设有多个定位剪钉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明液力驱动多次开关滑套正逆循环喷射泵是利用一套工作筒适用于两种正逆循环泵芯排液求产，逆循环泵芯是依靠液力起下，由于油管面积小，具有排液速度快的特点，因此，有利“诱喷”成功，正挤酸液时，滑套关闭，隔断油套，防止酸液进入油套，从而避免腐蚀套管，酸液油管进、油管出，解决了酸液腐蚀油管的难题。

(2)本发明液力驱动多次开关滑套正逆循环喷射泵用于试油与负压射孔管柱联作配套，环空打压点射孔后可进行反洗井，然后投泵进入排液求产，实测井底流压后，反洗出泵芯，滑套关闭隔断，套管液进入油管，根据第一次实测井底流压数据确定措施酸化或压裂后，二次投泵芯进行排酸液，诱喷成功后滑套自动关闭，油井自喷，求产。

(3)现有技术中的正循环喷射泵动力液是从油管进入，混合液从油套环空返出，当有沉淀物时，地层液中沉淀物的环空过流面积大，流速慢，沉淀物沉降到封隔器上很容易出现砂埋封隔器或管柱的不良现象；本发明中由于设置有沉砂空腔，因此克服了上述不足。

附图说明

图1-1是本发明液力驱动多次开关滑套正逆循环喷射泵上部分的轴向剖视图；

图1-2是图1-1所示喷射泵下部分的轴向剖视图。

下面是说明书附图中主要部位附图标记的说明：

1——接头                 2——短节            3——内齿式接箍

4——长密封段短节         5——外筒            6——分水筒

7——过滤孔               8——旁通孔          9——滑套

10、11、22、28——剪钉    12——上台阶         13——弹簧

14——下台阶              15、30——胶圈       16——滑套

17——爪外筒              18——胶圈           19——弹性爪体

20——弹爪                21——小滑套         23——钢球

24——锁套                25——反洗滑套       26——反洗滑套体

27——弹簧                29——反洗孔         31——下接头

32——打捞头              33——皮碗芯轴       34——上下皮碗

35——皮碗压环            36——释放头         37——锁爪齿牙

38——锁爪体              39——混合液上出孔   40——沉砂空腔

41——环空区              42——混合液下出孔   43——大扩散管

44——小扩散孔            45——沉砂体         46——倒锥

47——密封圈              48——长密封段       49——扶正体

50——喉管                51——环空腔         52——吸入短节

53——喷嘴                54——吸入孔         55——喷嘴主体

56——出液孔              57——密封件         58——进液孔

59——堵头                60——泵座           61——过滤器

62——捞爪                63——剪钉槽         64——大凹槽

65——凹槽

具体实施方式

由于附图幅面和图形比例的限制，本发明的整体结构分为图1-1和图1-2分别表示上下部分，图1-1的下边与图1-2的上边相接。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。

如图1-1和图1-2所示，本发明包括多次开关滑套喷射泵工作筒和逆循环泵芯及释放器；多次开关喷射泵工作筒由接头1、短节2、内齿式接箍3、长密封段短节4、外筒5、分水筒6、外滑套9、爪外筒17、反洗滑套体26和下接头31组成；分水筒上设置有多个过滤孔7，分水筒6的下方设置有定位剪钉10，外滑套9与爪外筒17之间设置有弹簧13，弹簧13的上端与外滑套9的台阶面接触，其下端与爪外套17的台阶面接触；外滑套9与爪外筒17的交接的内园处设置有滑套16。释放器由打捞头32、皮碗芯轴33、上下皮碗34、皮碗压环35和释放头36依次连接组成。逆循环泵芯由依次连接的锁爪体38、沉砂体45、沉砂体45内的倒锥46、大扩散管43、小扩散孔44、扶正体49、喉管50、吸入短节52、喷嘴53、吸入孔54、喷嘴主体55、出液孔56、密封件57、进液孔58、堵头59、泵座60、过滤器61、捞爪62、剪钉槽63、大凹槽64、凹槽65组成。

上下皮碗34与短节2之间为过盈配合；内齿式接箍3的内表面和逆循环泵芯中锁爪体38的外表面上分别设置有相互啮合的内、外锯齿螺纹，用以锁定泵芯；释放器中的释放头36与锁爪体38连接；长密封段短节4的内孔为阶梯形内孔，且上端设置有侧齿，阶梯形内孔表面与逆循环泵芯长密封段48表面紧密配合形成长密封段；沉砂体45内形成沉砂空腔40，沉砂体45壁上设置有混合液上出孔39和混合液下出孔42，混合液上出孔39与沉砂空腔40和混合液下孔42相通；混合液出孔39和混合液下孔42为倾斜孔；外滑套9穿套在分水筒6外圆上，并为间隙配合，分水筒6与外滑套9之间设置有定位剪钉10，在分水筒6上分别设置有旁通孔8、过滤孔7和多个出液孔，滑套16设在分水筒6内圆处，并与泵座60接触，泵座60的下锥面台阶与滑套16的上锥面台阶接触；外筒5与逆循环泵芯之间形成有空腔51，空腔51、吸入孔54、喷嘴53、小扩散孔44及大扩散孔43是相通的；爪外筒17内设置有弹性爪体19，弹性爪体19的下方设置有弹爪20，所述弹爪20的个数为2至8个，且均匀分布。爪外筒17的下端口与反洗滑套体26连接，反洗滑套体26上端口内由外至内依次设置有锁套24、反洗滑套25和小滑套21，反洗滑套25和小滑套21之间，及反洗滑套25和反洗滑套体26之间分别由剪钉定位；锁套24外径与反洗滑套体26内径之间为螺纹连接，反洗滑套体26上设置有径向反洗孔29，反洗孔29的轴向位置与反洗滑套25外的环空位置对应；反洗滑套25与锁套24和小滑套21之间设置相对转动定位装置，相对转动定位装置由嵌在反洗滑套25壁中的钢球23和锁套24及小滑套21壁上的凹槽构成；小滑套21与反洗滑套之间分别设置有定位剪钉22和凹槽65，反洗滑套体26与反洗滑套25之间设有多个定位剪钉28。

为了密封，在所述滑套16与爪外筒17之间、所述滑套16与分水筒6之间、所述反洗滑套体26与下接头31之间分别设置有胶圈。

利用本发明进行排液时，在从油管投入逆循环泵芯的过程中，当泵座60锥面处接触到滑套16上端面时，捞爪62进入滑套16内圆凹槽处，此时，内循环泵芯密封段47与进入工作筒长密封段短节4接触并形成密封；当逆循环泵芯在地面动力泵泵压的作用下，剪断剪钉，逆循环泵芯芯体与滑套16及弹簧爪体19一起下移，弹簧爪体19下端坐落在小滑套21上端并剪断剪钉22，小滑套21下移，钢球23掉进小滑套外圆凹槽，逆循环泵泵芯完成入位动作，同时反洗滑套25解锁。在逆循环泵芯入位的整个过程中，逆循环泵芯密封段47与工作筒长密封段48始终保持密封状态。

工作时(不要安装外滑套9及不投入释放器)，从油管投逆循环泵芯时，所述泵座60的下锥面台阶与所述滑套16的上锥面台阶接触，此时，恰好打开分水筒6上的旁通孔8，动力液从油套环空进入分水筒6的旁通孔8处及过滤孔7进入喷嘴53，产水高速射流，空腔59处产生低压区，地层液不断向低压区流动，并被吸入喉管50。

排液测试结束时，从井口油管投释放器，使其自由下落或泵送入位，释放头36锥形螺旋锯齿牙穿套在锁爪齿牙37上，从油管打压差的作用下迫使锁爪齿牙向芯轴收缩，锁爪齿牙脱离内齿式接箍内锁螺纹，逆循环泵芯失去束缚，反洗泵芯时，液压作用在反洗滑套承压面积处。液力推动反洗滑套25上移，并形成反洗通道，即：反洗液经流反洗孔29——反洗滑套25下端的小孔——泵芯孔——分水筒6上的轴向孔——外筒5内的环空51——吸入孔54——喷嘴53——大、小扩散管44、43——混合液下出孔42——长密封段环空41——3混合液上出孔9——顶住皮碗下端，随着时间的延长，压力不断增大，直至推动逆循环泵芯与释放器一起上移举出泵工作筒进入油管，在下皮碗的作用下泵芯被举出井筒。与此同时，弹爪20上移并嵌入在爪外筒17内壁的大凹糟64中，弹性爪体19带动滑套16上移，滑套16通过上移泵芯完成关闭分水筒6上的旁通孔8的动作。

本发明液力驱动多次开关滑套正逆循环喷射泵，根据上述结构特点通过液力可以往复多次的完成打开或关闭分水筒6旁通孔8。

本发明用于试油与负压射孔管柱联作配套，环空打压点射孔后可进行反洗井，然后投泵进入排液求产，实测井底流压后，反洗出泵芯，滑套关闭，隔断套管液进入油管，根据第一次实测井底流压数据定措施酸化或压裂后，二次投泵芯进行排酸液，诱喷后成功后滑套自动关闭，油井自喷，求产。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种液力驱动多次开关滑套正逆循环喷射泵，包括多次开关滑套喷射泵工作筒和逆循环泵芯及释放器；

所述多次开关滑套喷射泵工作筒由接头(1)、短节(2)、内齿式接箍(3)、长密封段短节(4)、外筒(5)、分水筒(6)、外滑套(9)、爪外筒(17)、反洗滑套体(26)和下接头(31)组成；所述分水筒上设置有多个旁通孔(8)和平行于轴线的地层液吸入孔，所述分水筒(6)的下方设置有定位剪钉(10)，所述外滑套(9)与爪外筒(17)之间设置有弹簧(13)，所述弹簧(13)的上端与所述外滑套(9)的台阶面接触，其下端与所述爪外套(17)的台阶面接触；所述外滑套(9)与所述爪外筒(17)的交接的内圆处设置有滑套(16)；

所述释放器由打捞头(32)、皮碗芯轴(33)、上下皮碗(34)、皮碗压环(35)和释放头(36)依次连接组成；

所述逆循环泵芯由依次连接的锁爪体(38)、沉砂体(45)、沉砂体(45)内的倒锥(46)、大扩散管(43)、小扩散管(44)、扶正体(49)、喉管(50)、吸入短节(52)、喷嘴(53)、吸入孔(54)、喷嘴主体(55)、出液孔(56)、密封件(57)、进液孔(58)、堵头(59)、泵座(60)、过滤器(61)、捞爪(62)、剪钉槽(63)、大凹槽(64)、凹槽(65)组成；

其特征在于：

所述上下皮碗(34)与短节(2)之间为过盈配合；所述内齿式接箍(3)的内表面和所述逆循环泵芯中锁爪体(38)的外表面上分别设置有相互啮合的内、外锯齿螺纹，用以锁定泵芯；所述释放器中的释放头(36)与所述锁爪体(38)连接；

所述泵座(60)的下锥面台阶与所述滑套(16)的上锥面台阶接触；

所述长密封段短节(4)的内孔为阶梯形内孔，所述阶梯形内孔表面与逆循环泵芯长密封段(48)表面紧密配合形成长密封段；

所述沉砂体(45)内形成沉砂空腔(40)，所述沉砂体(45)壁上设置有混合液出孔(39)和混合液下出孔(42)，所述混合液出孔(39)与沉砂空腔(40)和混合液下孔(42)相通；所述混合液上出孔(39)和混合液下出孔(42)为倾斜孔；

所述外滑套(9)穿套在分水筒(6)外圆上，所述分水筒(6)上旁通孔(8)中设置有过滤孔(7)，所述滑套(16)设在分水筒(6)内圆处，所述分水筒(6)上端口处的内径略小，形成一环行台阶；

所述外筒(5)与所述逆循环泵芯之间形成有空腔(51)，所述空腔(51)、吸入孔(54)、喷嘴(53)、小扩散管(44)及大扩散管(43)是相通的；

所述爪外筒(17)内设置有弹性爪体(19)，所述弹性爪体(19)的下方设置有弹爪(20)；

所述爪外筒(17)的下端口与反洗滑套体(26)连接，所述反洗滑套体(26)上端口内由外至内依次设置有锁套(24)、反洗滑套(25)和小滑套(21)，所述反洗滑套(25)和小滑套(21)之间，及所述反洗滑套(25)和所述反洗滑套体(26)之间分别由剪钉定位；所述锁套(24)外径与所述反洗滑套体(26)内径之间为螺纹连接，所述反洗滑套体(26)上设置有径向反洗孔(29)，所述反洗孔(29)的轴向位置与所述反洗滑套(25)外的环空位置对应；所述反洗滑套(25)与所述锁套(24)和小滑套(21)之间设置有轴向移动定位装置，所述轴向移动定位装置由嵌在反洗滑套(25)壁中的钢球(23)和锁套(24)及小滑套(21)壁上的凹槽构成；所述小滑套(21)与所述反洗滑套之间分别设置有定位剪钉(22)和凹槽(65)，所述反洗滑套体(26)与所述反洗滑套(25)之间设置有剪钉(28)。

2.根据权利要求1所述液力驱动多次开关滑套正逆循环喷射泵，其特征在于：在所述分水筒(6)上分别设置有多个出液孔和定位剪钉。

3.根据权利要求1所述液力驱动多次开关滑套正逆循环喷射泵，其特征在于：所述滑套(16)与爪外筒(17)之间、所述滑套(16)与分水筒(6)之间、所述反洗滑套体(26)与下接头(31)之间分别设置有胶圈。

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