CN101240792B

CN101240792B - 高含水有杆泵井注油式双通道防偏磨工艺

Info

Publication number: CN101240792B
Application number: CN2007101161161A
Authority: CN
Inventors: 王民轩; 程正全; 朱泽军; 张丁涌; 姜东�; 游龙潭; 刘东亮; 王峰; 赵刚; 孙衍东
Original assignee: Oil Production Technology Research Institute of Sinopec Shengli Oilfield Co
Current assignee: Oil Production Technology Research Institute of Sinopec Shengli Oilfield Co
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: CN101240792A

Abstract

本发明涉及一种适用于用有杆泵采油井的高含水有杆泵井注油式双通道防偏磨工艺。其技术方案是：侧向注油式双通道密封泵泵筒与柱塞形成动密封，油管与空心杆的环空形成副密封，从空心光杆注入润滑油液，抽油泵抽出的井液经过空心杆进液接头，从空心杆经过侧向注油式双通道密封泵泵筒的另一个通道流出；通过进液单流阀和侧向注油式双通道密封泵泵筒的作用使空心杆内的井液与润滑油液互不接触连通，有益效果是：保证空心杆与油管内壁之间有润滑油液，采出的井液则沿空心杆内孔进入出油流程，实现高含水抽油泵井的管杆在含有润滑剂环境中运动而防止偏磨。该工艺操作简单，从综合成本上考虑，也低于目前使用的抗磨管杆的成本。

Description

高含水有杆泵井注油式双通道防偏磨工艺

一、技术领域：

本发明涉及一种石油工业的采油设备的防偏磨工艺，特别涉及一种适用于用有杆泵采油井的高含水有杆泵井注油式双通道防偏磨工艺。

二、背景技术：

目前油田已进入高含水开发阶段，井筒状况和产出液性质等都发生了很大变化，有杆泵系统工作环境逐步恶化，加剧了杆管偏磨程度，高含水是有杆泵管杆发生偏磨、腐蚀的根本原因。

针对现场偏磨现状，目前采用防偏磨措施主要是采用抽油杆扶正器、抗磨副等。其基本思路是不让管杆接触，抽油杆扶正效果差，周期短，加大悬点载荷，还存在本身磨损问题，同时改变抽油杆柱的受力状况，使偏磨井段改变；抽油杆抗偏磨副，现场主要问题是扶正体和杆体容易出现卡死现象，卡死后相当于普通偏磨节箍，成本高，影响现场推广使用范围；目前应用的弹力支撑扶正器虽然能够部分解决上述问题，但直接在杆体两端加工丝扣，造成杆体丝扣端强度低，容易断裂；抗磨管杆虽然在一定程度上可以提高管杆的抗磨性，降低磨损率，检泵周期有一定的延长，但本身加工工艺复杂，成本高，且存在点腐蚀的现象。目前也有利用空心杆中间作为井液通道，但环空只能利用井液的油慢慢富集起来，或在完井之前注油，不能根据需要随时注油，且不能深抽，效果一般；总之，目前的高含水有杆泵井管杆防偏磨工艺虽然取得了一定进展，总体思路还停留在扶正、抗磨、减磨的层面上，不能从根本上解决高含水有杆泵井的偏磨问题。

三、发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种高含水有杆泵井注油式双通道防偏磨工艺，相对于传统的防偏磨工艺相比，改变了传统的防治思路，具有更好的效果，不会对原有有杆泵系统作大的改动，能够利用现有的有杆泵系统的部分设备，且操作简单，相对成本低。

其技术方案是：包括空心光杆、进液单流阀、侧向注油式双通道密封泵泵筒、空心杆、空心杆进液接头、抽油泵柱塞拉杆、抽油泵和油管、不同规格的管杆变径接头，还包括地面提供的注油工具、注入油油罐等组合的整体防偏磨工艺和地面注油工艺；

其防偏磨工艺为：

首先，先把抽油泵随油管一起下入井内，其中侧向注油式双通道密封泵泵筒的上端接在油管悬挂器的下部；然后抽油泵柱塞拉杆、空心杆进液接头、空心杆、侧向注油式双通道密封泵柱塞、进液单流阀和空心光杆一起下入油管内；

其次，侧向注油式双通道密封泵泵筒与柱塞形成动密封，油管与空心杆的环空形成副密封，从空心光杆注入润滑油液，经过进液单流阀和侧向注油式双通道密封泵泵筒的侧向进液通道进入空心杆与油管的环空；

最后，抽油泵抽出的井液经过空心杆进液接头，从空心杆经过侧向注油式双通道密封泵泵筒的另一个通道流出；通过进液单流阀和侧向注油式双通道密封泵泵筒的作用使空心杆内的井液与润滑油液互不接触连通，保证空心杆与油管内壁之间有润滑油液，采出的井液则沿空心杆内孔进入出油流程，实现高含水抽油泵井的管杆在含有润滑剂环境中运动而防止偏磨；所述的地面注油工艺为利用注油泵把储油设备盛装的润滑油液通过空心光杆注入空心杆和油管的环空。

其中，侧向注油式双通道密封泵柱塞的柱塞上接头与柱塞的外管相连接，并有液流通道，中心管从外管中心穿过，并在外管开有侧向进液通道，中心管上部与柱塞上接头活动连接，与柱塞下接头不相通，柱塞下接头与外管相连接，下部接空心杆，这样在柱塞内通过中心管、外管及侧向通道，形成了双管、双通道，两个通道之间相互密封不连接；泵筒上接头、泵筒、泵筒下接头组成密封泵泵筒，柱塞在泵筒内运动，有配合间隙，形成动密封。使注入的润滑油液不会被抽回到出油流程；柱塞上的双通道，上下通道用于井液的流通通道，侧向进液通道用于从空心光杆向管杆环空注润滑油液的通道，两个通道之间互不连通；在抽油时柱塞始终在泵筒内运动；

其中，进液单流阀主要由上接头、阀座、阀芯、弹簧、轴套和下接头组成，上接头与下接头活动连接，阀座镶嵌在上接头的中心孔内，有流油通道，弹簧装在轴套的一端，并向阀芯施加预紧力，使阀芯与阀座处于常闭状态，轴套一端镶在下接头的中心孔内，另一端外套弹簧，并有流油通道，当阀芯打开时，进入的流体可以通过该通道进入下一个环节，阀芯可以是球阀或锥阀，上、下接头分别与空心光杆相连接。当然，进液单流阀可以与侧向注油式双通道密封泵设计为一体，也可单独设计，位于空心光杆与双通道柱塞密封泵柱塞之间的位置，为常闭式，用于保证即可以注入原油，又保证从空心光杆注入环空的润滑原油在生产中不会从空心光杆流出；

所述的空心杆的两端比中间的本体粗，中心为空心，有一定的壁厚，两端接头可以采用墩头式或采用焊接连接。进油接头用于连接柱塞拉杆和空心杆，且有进油口，使采出的井液进入空心杆内孔；空心杆用于连接抽油泵柱塞拉杆、空心杆进液接头、侧向注油式双通道密封泵柱塞和空心光杆等，内孔用于采出井液的通道；根据下泵深度、泵径、生产制度的不同，空心杆设计有不同规格，以适应不同的组合需要；端部接头处可以采用摩擦焊接，也可采用墩头或在杆体上直接加工连接螺纹；

空心光杆为中空圆形管，两头加工有丝扣，中空圆形管的外表经过抛光防腐处理，其中，空心光杆在井口以上部分与悬绳器连接，在抽油机的带动下作周期性上下运动，通过与光杆密封器配合，密封井口，使采出井液不会流出；光杆密封器以下部分与进液单流阀和侧向注油式双通道密封泵柱塞连接，用于带动杆柱上下运动，内孔用于向管杆环空注油的通道。

注油泵为柱塞泵或其他形式的增压泵，可以是电机驱动或液压驱动或手动或其他形式的驱动。所述的润滑油液为润滑油或原油或其他润滑介质。

本发明的有益效果是：通过空心杆的进液单流阀和侧向注油式双通道密封泵的作用使空心杆内的井液与润滑油液互不接触连通，从而保证空心杆与油管内壁在一个含原油润滑的环境下工作，采出的井液则沿空心杆内孔进入出油流程，从而实现了高含水抽油泵井的管杆在含有润滑剂环境中运动，从根本上改变管杆偏磨现象；另外，该工艺操作简单，从综合成本上考虑，也低于目前使用的抗磨管杆的成本。

四、附图说明：

附图1是本发明的井下管柱示意图；

附图2是本发明的注润滑油液的示意图；

附图3是侧向注油式双通道密封泵的结构图；

附图4是空心杆的进液单流阀一种实施例的结构图；

附图5是空心杆的进液单流阀另一种实施例的结构图；

附图6是一种墩头式空心杆的结构图；

上图中：1、空心光杆，2、进液单流阀，3、油管短节，4、侧向注油式双通道密封泵泵筒，5、侧向注油式双通道密封泵柱塞，6、空心杆，7、空心杆进液接头，8、抽油泵柱塞拉杆，9、抽油泵，10、尾管，11、油管，12、套管，13、注油泵，14、储油设备，15、出油流程，16、抽油机。

五、具体实施方式：

结合附图1-6，对本发明作进一步的描述：

本发明的高含水有杆泵井注油式双通道防偏磨工艺技术主要由以下几个部分组成：1、空心光杆，2、进液单流阀，3、油管短节，4、侧向注油式双通道密封泵泵筒，5、侧向注油式双通道密封泵柱塞，6、空心杆，7、空心杆进液接头，8、抽油泵柱塞拉杆，9、抽油泵，10、尾管，11、油管，12、套管，13、注油泵，14、储油设备，15、出油流程(参见图1、图2)，16、抽油机。

空心光杆1是有一定壁厚的中空圆形钢管，两头加工有丝扣，外表经过特殊的抛光防腐处理，其中一端连接井口以下的光杆，另一短与抽油机悬绳器相连。

进液单流阀(参见图4、图5)由上接头2.1、阀座2.2、阀芯2.3、弹簧2.4、轴套2.5、下接头2.6等组成，上接头2.1与下接头2.6有丝扣相连接，阀座2.2镶嵌在上接头2.1的中心孔内，有流油通道，弹簧2.4装在轴套2.5的一端，并给阀芯2.3施加一预紧力，使阀芯2.3与阀座2.2处于常闭状态，轴套2.5一端镶在下接头2.6的中心孔内，另一端外套弹簧，并有流油通道，当阀芯打开时，进入的流体可以通过该通道进入下一个环节，阀芯2.3可以是球阀，也可以是锥阀或其他形式，上、下接头分别与相应的空心光杆相连接。

图1中的侧向注油式双通道密封泵泵筒4与侧向注油式双通道密封泵柱塞5组成图3侧向注油式双通道密封泵泵筒，参看图3，柱塞上接头4.5.1与柱塞的外管4.5.3相连接，并有如图箭头所示的通道，中心管4.5.2从外管中心穿过，并在外管开有侧向进液通道4.5.8，中心管4.5.2上部与接头4.5.1内螺纹相连接，与柱塞下接头4.5.6不相通，柱塞下接头4.5.6与外管4.5.3相连接，下部接空心杆，这样在柱塞内通过中心管、外管及侧向通道，形成了双管、双通道，两个通道之间相互密封不连接；泵筒上接头4.5.4、泵筒4.5.5、泵筒下接头4.5.7组成密封泵泵筒，柱塞在泵筒内运动，有一定的配合间隙，形成动密封。

图1、图2所示的空心杆6见图6，两端比本体粗，中心空心，有一定的壁厚，两端接头可以采用墩头式，也可以采用摩擦焊接的方式，也可以是其他方式，加工的连接螺纹可以是标准空心杆连接螺纹，也可以是普通抽油杆螺纹、也可以是锥形管螺纹，也可以是其他形式的螺纹；空心杆内外壁可以进行防腐处理使之更能适应井下的生产环境。

图1、图2所示的油管短节3、空心杆进液接头7、抽油泵柱塞拉杆8、抽油泵9、尾管10、油管11、套管12、出油流程15等都为普通抽油机采油的常规配套，这里不再叙述。

再结合图1、图2所示进行整个工艺的叙述，按照如图1下入工艺管柱后，利用注油泵13把储油设备14盛装的原油沿着空心光杆1、经过单向阀2、经过柱塞5的内管与侧向出油口进入空心杆6外与油管11内组成的环空空间，经过空心杆进液接头7的进液口进入空心杆6内；抽油泵柱塞拉杆8用于进液接头7与抽油泵9的柱塞之间的连接；侧向注油式双通道柱塞5与泵筒4组成的密封副使注入的原油或其他润滑介质无法进入流程15；单向阀2处于常闭状态，只有注油泵13工作注油时才打开，当注油泵注完油撤开时，单向阀2自动关闭，处于密封状态，使注入的润滑液和采出井液不会从空心光杆内孔流出。

在抽油时，侧向注油双通道密封泵柱塞5始终在泵筒4内运动形成动密封，使环空原油无法进入流程，同时抽油泵9采出的高含水井液通过空心杆进液接头7的进油通道进入空心杆6内上行，经过侧向注油双通道密封泵柱塞5内外管之间的环空及流油通道进入侧向密封柱塞的上部，进入流程，这样就使空心杆与油管接触始终在有润滑液的环境下工作，从而避免或减轻了管杆腐蚀、偏磨。

需要说明的是，本发明不限于上述实施例，本领域普通技术人员按照上述技术原理对上述实施例进行修改和变形均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种高含水有杆泵井注油式双通道防偏磨工艺，其特征是：包括空心光杆(1)、进液单流阀(2)、侧向注油式双通道密封泵泵筒(4)、空心杆(6)、空心杆进液接头(7)、抽油泵柱塞拉杆(8)、抽油泵(9)和油管(11)组合的整体防偏磨工艺和地面注油工艺；

其防偏磨工艺为：

首先，先把抽油泵(9)随油管(11)一起下入井内，其中侧向注油式双通道密封泵泵筒(4)的上端接在油管悬挂器的下部；然后抽油泵柱塞拉杆(8)、空心杆进液接头(7)、空心杆(6)、侧向注油式双通道密封泵柱塞(5)、进液单流阀(2)和空心光杆(1)一起下入油管内；

其次，侧向注油式双通道密封泵泵筒(4)与柱塞(5)形成动密封，油管与空心杆(6)的环空形成副密封，从空心光杆(1)注入润滑油液，经过进液单流阀(2)和侧向注油式双通道密封泵泵筒(4)的侧向进液通道(4.5.8)进入空心杆与油管的环空；

最后，抽油泵(9)抽出的井液经过空心杆进液接头(7)，从空心杆经过侧向注油式双通道密封泵泵筒(4)的另一个通道流出；通过进液单流阀(2)和侧向注油式双通道密封泵泵筒的作用使空心杆内的井液与润滑油液互不接触连通，保证空心杆与油管内壁之间有润滑油液，采出的井液则沿空心杆内孔进入出油流程(15)，实现高含水抽油泵井的管杆在含有润滑剂环境中运动而防止偏磨；

所述的地面注油工艺为利用注油泵把储油设备盛装的润滑油液通过空心光杆注入空心杆和油管的环空。

2.根据权利要求1所述的高含水有杆泵井注油式双通道防偏磨工艺，其特征是：所述的侧向注油式双通道密封泵柱塞(5)的柱塞上接头(4.5.1)与柱塞的外管(4.5.3)相连接，并有液流通道，中心管(4.5.2)从外管中心穿过，并在外管开有侧向进液通道(4.5.8)，中心管上部与柱塞上接头活动连接，与柱塞下接头(4.5.6)不相通，柱塞下接头与外管相连接，下部接空心杆，这样在柱塞内通过中心管、外管及侧向通道，形成了双管、双通道，两个通道之间相互密封不连接；泵筒上接头(4.5.4)、泵筒(4.5.5)、泵筒下接头(4.5.7)组成密封泵泵筒，柱塞在泵筒内运动，有配合间隙，形成动密封。

3.根据权利要求1或2所述的高含水有杆泵井注油式双通道防偏磨工艺，其特征是：所述的进液单流阀(2)主要由上接头(2.1)、阀座(2.2)、阀芯(2.3)、弹簧(2.4)、轴套(2.5)和下接头(2.6)组成，上接头(2.1)与下接头(2.6)活动连接，阀座(2.2)镶嵌在上接头(2.1)的中心孔内，有流油通道，弹簧(2.4)装在轴套(2.5)的一端，并向阀芯(2.3)施加预紧力，使阀芯(2.3)与阀座(2.2)处于常闭状态，轴套(2.5)一端镶在下接头(2.6)的中心孔内，另一端外套弹簧，并有流油通道，当阀芯打开时，进入的流体可以通过该通道进入下一个环节，阀芯(2.3)可以是球阀或锥阀，上、下接头分别与空心光杆相连接。

4.根据权利要求1或2所述的高含水有杆泵井注油式双通道防偏磨工艺，其特征是：所述的空心杆(6)的两端比中间的本体粗，中心为空心，有一定的壁厚，两端接头可以采用墩头式或采用焊接连接。

5.根据权利要求1所述的高含水有杆泵井注油式双通道防偏磨工艺，其特征是：空心光杆(1)为中空圆形管，两头加工有丝扣，中空圆形管的外表经过抛光防腐处理，其中，空心光杆(1)的一端连接井口以下的光杆，另一端与抽油机悬绳器相连。

6.根据权利要求1所述的高含水有杆泵井注油式双通道防偏磨工艺，其特征是：所述的注油泵为柱塞泵或其他形式的增压泵，可以是电机驱动或液压驱动或手动形式的驱动。

7.根据权利要求1所述的高含水有杆泵井注油式双通道防偏磨工艺，其特征是：所述的润滑油液为润滑油或原油或其他润滑介质。