CN101205805B - 采油管柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于稠油开采的采油管柱，包括油层套管、主油管、抽油杆和抽油泵，在油层套管的顶部设置有井口，其特征在于：在主油管下端设置有掺水泵，抽油杆与该掺水泵的活塞相连，该掺水泵泵筒的上端与主油管相连，该掺水泵与抽油泵之间设置有油水混合器，该油水混合器为三通结构，其上、下两通路分别连接掺水泵的泵筒的下端和抽油泵泵筒的上端，其旁通连接有副油管，掺水泵的活塞与抽油泵的活塞之间通过连接杆相连，在井口上设置有出油通道和进水通道，该进水通道与主油管相通。它具有有效降低采油耗电量，减少采油成本的特点。

Description

采油管柱 

技术领域

本发明涉及一种采油装置，特别涉及用于稠油、高凝油抽油机机井的采油管柱。 

背景技术

在稠油开采中，如何减少举升采油时的阻力，是开采人员普遍关注的问题，该阻力主要来源于抽油杆与液体之间的摩擦力，其计算公式如下： 

$F_{\mathrm{rl}}=2\mathrm{\π\μL}\left[\frac{m^2-1}{(m^2+1)\ln m-(m^2-1)}\right]V_{\max }$

式中 

F_rl---抽油杆柱与液体之间的摩擦力，N； 

L---抽油杆柱长度，m； 

μ---井内液体的动力粘度，Pa.s； 

m---油管内径与抽油杆直径比，m＝d_t/d_r； 

d_t---油管直径，m； 

d_r---抽油杆直径，m； 

V_max---抽油杆柱最大下行速度，m/s。 

V_max可按悬点最大运动速度来计算，当把悬点简化成简谐运动时， 

$V_{\max }=\frac{S}{2}\mathrm{\ω}=\frac{\mathrm{\πSn}}{60}$

从上式可以看出，抽油杆柱与液体之间的摩擦力，与液体的粘度和抽油杆在液体中的长度成正比，液体的粘度越高或抽油杆在液体中的长度越长，抽油杆柱与液体之间的摩擦力越大，也越容易造成抽油杆缓下。目前常用的方法有化学降粘和电加热降粘。上述方法都是通过减小液体的粘度来降低抽油杆上下行的摩擦阻力来实现的，即现有技术中抽油杆整体仍处于高粘度的油液中，造成抽油杆缓下。此外化学降粘和电加热往往造成采油成本较高，这是现有技术 的缺点。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采油管柱，能够代替电加热实现减阻，从而降低采油耗电量，减少采油成本。 

为解决上述技术问题，本发明一种采油管柱，包括油层套管、主油管、抽油杆和抽油泵，在油层套管的顶部设置有井口，本发明在主油管下端设置有掺水泵，抽油杆与该掺水泵的活塞相连，该掺水泵泵筒的上端与主油管相连，该掺水泵与抽油泵之间设置有油水混合器，该油水混合器为三通结构，其上、下两通路分别连接掺水泵的泵筒的下端和抽油泵泵筒的上端，其旁通连接有副油管，掺水泵的活塞与抽油泵的活塞之间通过连接杆相连，在井口上设置有出油通道和与主油管相通的进水通道。 

为了防止混合液泄漏，副油管与油水混合器之间还设置有密封插管。 

现有技术中抽油杆整体处于高粘度的油液中，造成抽油杆缓下。而本发明通过引进掺水泵，混合器和副油管，使油流尽量少地与抽油杆接触，这样，通过最大限度地减少高粘度液体与抽油杆接触长度，就可以减少抽油杆的下行阻力，从而降低采油耗电量，节约采油成本。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

图2为本发明油水混合器部分的局部放大示意图。 

附图中，1-光杆，2-混合器主体，3-上变扣接头，4-井口，5-抽油杆，6-主油管，7-副油管，8-掺水泵泵筒，9-掺水泵活塞，10-密封插管，11-油水混合器，12-连接杆，13-抽油泵活塞，14-抽油泵泵筒，15-抽油泵，16-油层套管，17-掺水泵，18-下变扣接头，19-油层，20-进水管路，21 -出油管路。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明： 

如图1所示：本发明包括油层套管16、主油管6、抽油杆5和抽油泵15，在油层套管16的顶部设置有井口4，在主油管6下端设置有掺水泵17，抽油杆5与该掺水泵活塞9相连，该掺水泵泵筒8的上端与主油管6相连，该掺水泵17与抽油泵15之间设置有油水混合器11，该油水混合器11为三通结构，其上、下两通路分别连接掺水泵泵筒8的下端和抽油泵泵筒14的上端，其旁通连接有副油管7，掺水泵活塞9与抽油泵活塞13之间通过连接杆12相连，在井口4上设置有出油通道和与主油管6相通的进水通道。 

如图2所示，该油水混合器11包括混合器主体2，该混合器主体2为三通管路，主体2的上、下两通路通过螺纹分别连接有上变扣接头3和下变扣接头18，在采油管柱安装时，上变扣接头3可与掺水泵泵筒8相连，下变扣接头18可与抽油泵泵筒14相连。 

在使用过程中，抽油机通过光杆1拉动抽油杆5作上、下往复运动，热水从进水管路20经进水通道注入主油管6内，然后经掺水泵17进入到油水混合器11内，同时油从油层19经抽油泵15也进入油水混合器11内，最后该混合器11内的油水混合液经副油管7、出油管路21流出，完成稠油开采过程。由于掺水泵活塞9以上均为热水，抽油杆5所遇摩擦阻力可以忽略不计。因此，抽油杆5下行时只有连接杆12与粘度较高的油水混合液部分产生较大摩擦阻力，为了降低连接杆12下行的磨擦阻力，混合器11的可以是50cm左右，也可以按照安装的需要调节其长度。 

此外，为了防止油水混合器11与副油管7密封不好，造成油水混合液泄漏， 副油管7与油水混合器11之间还设置有密封插管10。 

下表为采用本发明采油与现有技术采油的耗电量对比试验数据： 

上表中，HLKD92-15与HLKD60-3是两口油井的编号，从试验可以看出，两口井日省电总额达2378度，因此本发明的实施可产生非常显著的节电效果，大大降低了采油成本。 

在实际安装过程中，本发明的抽油杆5可以是实心杆、空心杆和加重杆，抽油泵15、掺水泵17均可采用市面上购买到的CYBΦ56*6.3密封泵，该泵的结构及工作原理均在此就不再详细描述。此外，抽油泵15、掺水泵17也可根据需要选择其它泵，只要能实现本发明的功能即可。 

Claims (2)

1.一种采油管柱，包括油层套管、主油管、抽油杆和抽油泵，在油层套管的顶部设置有井口，其特征在于：在主油管下端设置有掺水泵，抽油杆与该掺水泵的活塞相连，该掺水泵泵筒的上端与主油管相连，该掺水泵与抽油泵之间设置有油水混合器，该油水混合器为三通结构，其上、下两通路分别连接掺水泵的泵筒的下端和抽油泵泵筒的上端，其旁通连接有副油管，掺水泵的活塞与抽油泵的活塞之间通过连接杆相连，在井口上设置有出油通道和进水通道，该进水通道与主油管相通。

2.根据权利要求1所述的采油管柱，其特征在于：在所述油水混合器和副油管之间设置有密封插管。

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