CN101187305B - 单管同井抽注系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单管同井抽注工艺系统，包括封隔器、插入密封，连接油管和电泵机组的活动接头，为大排量电泵建立采水通道的大通径钢管，所述大通径钢管将大排量电泵包在里面，让采水通道从大通径钢管里通过，注入水从大通径钢管外面通过，实现大排量采水电泵的下入，而在所述大通径钢管的下端，注入水从中间通过，采出水在外面通过，以达到采上层注下层，其采注水的通道与大通径钢管出的注采水通道相反；定位封隔器上设置有转换分流装置以实现注采水通道的交叉转换，所述转换分流装置中桥式通道的下端与采水层系连通，所述芯管的下端连接有通向注水层系的油管；在注、采水层系统的分界面处设置有分层封隔器和插入密封，从而将通道隔开。

Description

单管同井抽注系统

技术领域

本发明涉及一种油田注采水系统，尤其涉及一种同井抽注工艺系统。 

背景技术

目前，在油田注采水系统中所应用的同井抽注工艺采用的是双管柱结构，该系统中的注水管柱和采水管柱是并列下入井中，其作业复杂，而且由于受到井下空间的限制，采用该双管柱同井抽注工艺系统只能下入小排量的电潜泵，不能适应大排量采水的需要，现有技术所存在的不足之处是：由于只能采用小排量的电潜泵，因此造成水源井供水不足而影响生产的问题。为了满足油田注水稳产的需要，应充分利用现有水井的水资源，运用大排量的电潜泵采出高含水层的水，因此，急需开发一种单管大排量同井抽注工艺系统。 

发明内容

为了在同一口井中注水的同时能最大限度的抽取水层中的水，其关键之处就是要建立一个能满足大排量采水的通道。利用该通道，一方面能把排量为2000m³/d的电潜泵放下去，另一方面，在通道的任何一点都不能有影响大排量的节流。针对上述技术问题，本发明提供了一种单管同井抽注工艺系统。在本发明单管同井抽注工艺系统的具体实施过程中，电潜泵需要被设计置于特殊的大通径钢管内，在油管和大通径钢管之间需要有一个变扣，这个变扣上部连接油管，下部连接电泵机组和大通径钢管，并且提供电缆穿越通道和电缆密封装置，但由于大排量的电泵机组，例如：排量大于1500m³/d的电泵机组，加上小扁电缆，其最大投影直径为186mm，特殊的大通径钢管内径为190.5mm，电缆与大通径钢管之间的距离很小，在连接变扣和大通径钢管之间的扣的过程中，如果电泵机组和大通径钢管之间相互转动会导致小扁电缆的损坏，因此，在本发明中需要设计一个结构新颖，并可以用于单管柱环境下的活动接头。与此同时，电潜泵还需要被设计置于特殊的大通径钢管内，水层的水经电潜泵增压后必定是由油管内部流至井口，注入水也必定是从环空注入的。而所选同井抽注工艺应用的目标井是水层在上而注水层在下，注入水需要自通过水层的油管注入到油层中。因此，在大通径钢管下部需要有一个机构，此机构以上注入水自环空注入，水层的水由油管内流至井口；此机构以下注入水自由管内部注入油层，而水层的水可以从环空流到该机构。 

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：单管同井抽注工艺系统包括与油管配合的封隔器和插入密封，用于连接油管和电泵机组的活动接头，为大排量电泵建立采水通道的大通径钢管，所述大通径钢管将大排量电泵包在里面，让采水通道从大通径钢管里通过，注入水从大通径钢管外面通过，实现大排量采水电泵的下入，而在所述大通径钢管的 下端，注入水从中间通过，采出水在外面通过，以达到采上层注下层，其采注水的通道与大通径钢管出的注采水通道相反；所述接头采用活动接头，以保证大通径钢管和电泵同时下入井中，所述活动接头包括连接头，所述连接头的上端设置有端盖部件，所述连接头的下端与所述大通径钢管螺纹连接，所述连接头内设置有旋转套，所述旋转套的轴向设置有第一偏心阶梯孔和第二偏心阶梯孔，所述第一偏心阶梯孔的上端与油管连接，其下端与电泵机组连接，电泵机组的动力电缆穿过上述第二偏心阶梯孔；从而实现不用旋转电泵与大通径钢管的对接；所述封隔器包括定位封隔器和分层封隔器，所述定位封隔器分为上、下两段，所述大通径钢管和电泵设置在定位封隔器上部，所述定位封隔器上设置有转换分流装置以实现注采水通道的交叉转换，定位封隔器以上采水在中间，注水在外面，定位封隔器以下采水在外面，注水在里面；所述转换分流装置包括设置在大通径钢管下方的芯管、及与芯管贯通的旁通孔、芯管与大通径钢管之间的环空结构的桥式通道；所述旁通孔的高度位于定位封隔器之上；所述桥式通道的下端与采水层系连通，所述芯管的下端连接有通向注水层系的油管；在注、采水层系统的分界面处设置有分层封隔器和插入密封，从而将通道隔开。 

本发明单管同井抽注工艺系统，其中，所述旁通孔为径向单孔或多孔与所述芯管的贯通。所述大通径钢管的承压能力为15MPa。所述电泵的排水量为1500m³/d～2000m³/d。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

(1)采用便于修井的单管柱结构，管柱能够承受注水高压，而且产水量大，满足油田实际要求。 

(2)在本发明中，活动接头的上部连接油管，其下部连接大通径钢管和电泵机组。由于外套和连接头之间不能相互脱开但可以相对转动，因此在连接活动接头与大通径钢管时可以保持电泵机组和大通径钢管不转动而只转动活动接头的外套，这样就有效地避免了电泵机组和大通径钢管内壁之间的相对转动而保证小扁电缆不被损坏。 

(3)由于本发明中的转换分流装置包括旁通孔、芯管和桥式通道，其中，旁通孔和芯管组成一个注水通道，将上部在管柱外面注入的水的通道转换到内部；通过定位封隔器再与分层封隔器对接，将水注入到下部注水层；桥式通道为环空结构，通过桥式通道可以实现在定位封隔器下部，采出水在管柱外面流动，注入水在管柱内部流动；而在定位封隔器上部，采出水在管柱内部流动，注入水在管柱外面流动，并且不对大排量造成节流，满足了工艺的需要。 

附图说明

图1是本发明单管同井抽注工艺系统的结构示意图； 

图2-1是图1中所示活动接头3的结构轴向剖视图； 

图2-2是图2-1所示活动接头3的E向端视图； 

图3是图1中所示转换分流装置6的结构剖视图。 

下面是说明书附图中附图标记的说明： 

A——注水流向   B——采水流向   C——采水层系

D——注水层系        1——大直径油管     2——电缆 

3——活动接头        4——电泵机组       5——大通径钢管 

6——转换分流装置    7——大通径插入密封 8——定位封隔器 

9——小直径油管      10——插入密封      11——分层封隔器 

31——螺栓           32——弹簧垫圈      33——压盖 

34——O形圈         35——旋转套        36——连接头 

37、38——偏心阶梯孔 61——旁通孔        62——芯管 

63——桥式通道 

具体实施方式

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所示，本发明单管同井抽注工艺系统的技术关键点是用大通径钢管5实现大排量电泵的采水通道，而且为了大通径钢管5和电泵的顺利下井，又设计了连接大直径油管1和电泵机组4的活动接头3，及为了实现注采水通道交叉转换分流的转换分流装置6，以及其它配套井下工具。大通径钢管5将大排量电泵包在里面，让采水通道从大通径钢管5里面走，注入水从大通径钢管5外面走，实现了在受到井筒内径限制的条件下大排量采水电泵机组4的下入。本发明要实现采上层注下层，所以在大通径钢管5的下端，注入水要走中间，采出水要走外面，正好和大通径钢管5的注采水通道相反，因此，采取将一个封隔器(图中的定位封隔器8)分为上、下两段，大通径钢管5和电泵机组4一起放在定位封隔器8的上部，使采水在中间，注水在外面；由于转换分流装置6的作用，在定位封隔器8以下，采水在外面，注水在里面，实现了注采水通道的交叉转换，而在注、采水层系的分界面处，也用分层封隔器11和插入密封10将通道隔开，如图1中A所示的注水流向和B所示的采水流向。 

本发明中所述转换分流装置6的结构如图3所示：包括设置在大通径钢管1下方的芯管62、及与芯管62贯通的旁通孔61、芯管62与大通径钢管1之间的环空结构的桥式通道63；所述旁通孔61的高度位于定位封隔器8之上；所述桥式通道63的下端与采水层系连通，所述芯管62的下端连接有通向注水层系的小直径油管9；在注、采水层系(图1中附图标记C为采水层系，附图标记D为注水层系)的分界面处设置有分层封隔器11和插入密封10，从而将通道隔开。 

为了保证大通径钢管5和电泵机组4能同时下入井中，本发明中活动接头的结构如图2-1和图2-2所示，图2-1中所示位置左端为使用时的上端位置，所述活动接头3包括连接头36，所述连接头36的上端设置有端盖部件，端盖部件由压盖33、弹簧垫圈32和螺栓31构成。为了保证下入时不损坏电泵外电缆2，活动接头3的下端设置有螺纹口，所述连接头36的下端与所述大通径钢管5螺纹连接，所述连接头36内设置有旋转套35，所述旋转套35的轴向设置有第一偏心阶梯孔37和第二偏心阶梯孔38，所述第一偏心阶梯孔37的上端与大直接油管1连接，其下端与电泵机组4连接，电泵机组4的动力电缆2穿过上述第二偏心阶梯孔38，可以实现不旋转电泵就能与大通径钢管5的对接。利用本发明的单 管同井抽注工艺系统可以实现大排量电泵的下井，建立了能承受高压的大排量的采水通道，从而实现了大排量的同井抽注。 

本发明单管同井抽注工艺系统的实现过程包括以下步骤： 

(1)首先，将分层封隔器11和定位封隔器8分别下入到井中设计位置，并坐封； 

(2)将插入密封10与分层封隔器11对接，达到分层密封的功能； 

(3)大通径插入密封7与定位封隔器8对接密封，与转换分流装置6一起满足了交叉分流的功能； 

(4)将转换分流装置6接到大通径插入密封7，建立两个通道； 

(5)依次连好电泵机组4并与活动接头3相连，之后将活动接头3与大通径钢管5相连，并做好电缆2密封，完成电泵下入； 

(6)将上一步连好的管柱通过大直径油管1下入井中，最后大通径插入密封7和小插入密封10分别插入对接两个封隔器，完成下管柱作业； 

(7)做井口采油树，连接好注水和抽水流程； 

(8)启泵抽水，待泵稳定运行后即可投产。 

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)

1.一种单管同井抽注系统，包括与油管配合的封隔器和插入密封，用于连接油管和电泵机组的接头，其特征在于：

还包括为大排量电泵建立采水通道的大通径钢管，所述大排量电泵的排水量为1500m³/d～2000m³/d；所述大通径钢管内径为190.5mm；

所述大通径钢管将大排量电泵包在里面，让采水通道从大通径钢管里通过，注入水从大通径钢管外面通过，实现大排量采水电泵的下入，而在所述大通径钢管的下端连接转换分流装置，所述转换分流装置包括设置在大通径钢管下方的芯管，及与芯管贯通的旁通孔、芯管与大通径钢管之间的环空结构的桥式通道；所述旁通孔的高度位于定位封隔器之上；所述桥式通道的下端与采水层系连通，所述芯管的下端连接有通向注水层系的小直径油管，在所述大通径钢管的下端，注入水从所述旁通孔流经芯管与小直径油管中间通过，采出水从定位封隔器下部的小直径油管外面环空通过桥式通道，引入到大通径钢管内部进入大排量电泵采出，以达到采上层注下层，其采注水的通道与大通径钢管出的注采水通道相反；

所述接头采用活动接头，以保证大通径钢管和电泵同时下入井中，所述活动接头包括连接头，所述连接头的上端设置有端盖部件，所述连接头的下端与所述大通径钢管螺纹连接，所述连接头内设置有旋转套，所述旋转套的轴向设置有第一偏心阶梯孔和第二偏心阶梯孔，所述第一偏心阶梯孔的上端与油管连接，其下端与电泵机组连接，电泵机组的动力电缆穿过上述第二偏心阶梯孔；从而实现不用旋转电泵与大通径钢管的对接；

所述封隔器包括定位封隔器和分层封隔器，所述定位封隔器将井筒分为上、下两段，所述大通径钢管和电泵设置在定位封隔器上部，所述定位封隔器上设置有转换分流装置以实现注采水通道的交叉转换，定位封隔器以上采水从桥式通道引入到大通径钢管里的电泵采出进到大直径油管里，注水从大直径油管和大通径钢管的外面，由旁通孔引入到芯管内部，定位封隔器以下采水由小直径油管的外面进入桥式通道，注水从芯管引入到小直径油管里面；在注、采水层系统的分界面处设置有分层封隔器和插入密封，从而将通道隔开。

2.根据权利要求1所述的单管同井抽注系统，其特征在于：所述旁通孔为径向单孔或多孔与所述芯管的贯通。

3.根据权利要求1所述的单管同井抽注系统，其特征在于：所述大通径钢管的承压能力为15MPa。

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