CN101429862A - 正反循环一体化水力喷射采油方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石油工业采油方法及装置，特别涉及一种适用于出砂、含蜡和稠油油藏及复杂结构井的正反循环一体化水力喷射采油方法及装置。本发明正反循环一体化的采油方法是：通过在井下安装通用的三液转换器(地层液、动力液、混合液)。正循环时，采用正循环泵芯，反循环时采用反循环泵芯。有益效果是：实现正反循环生产和液力起下泵芯，泵下双尾管结构，内尾管面积可调整，外尾管中的漏砂管可以有效阻挡油层中的大颗粒砂子和井下落物(如棉纱，草等)，实现大排量生产。

Description

正反循环一体化水力喷射采油方法及装置

一、技术领域：

本发明涉及一种石油工业采油方法及装置，特别涉及一种适用于出砂、含蜡和稠油油藏及复杂结构井的正反循环一体化水力喷射采油方法及装置。

二、背景技术：

在原油开采过程中，由于油层构造、原油物性、地层水性等因素的影响。对采油工艺提出了新的要求。另一方面随着钻井技术的进步，陆地和海上油田开发了大量的平台井组。其中大部分是斜井和水平油井。另外老油田存在大量的偏磨井。有杆泵采油系统均不适用以上所述的油井。无杆泵采油中的电潜泵和水力活塞泵均对油井采出液性质和杂质含量要求极严。电潜泵和水力活塞泵均不适用于砂，蜡，稠，油藏。而水力喷射泵适用于砂，蜡，稠，油藏。但是目前的水力喷射泵系统的井下配套部件又不适用斜井.水平井和偏磨井。存在着如下问题：(1)封隔器易失效；(2)尾管通道面积不可调整；(3)固定凡尔不能下入造斜点以下(或水平井段)；(4)各种管柱只能单向正循环生产；(5)井下油层中的大砂粒和井下落物易进入水力喷射泵泵体，造成泵失效，不能正常生产；(6)难以实现大排量生产。

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，提供一种适用于砂，蜡，稠，油藏的正反循环一体化水力喷射采油方法及装置。

本发明正反循环一体化的采油方法是：通过在井下安装通用的三液转换器(地层液、动力液、混合液)，正循环时，采用正循环泵芯，反循环时采用反循环泵芯。

本发明正反循环一体化的采油方法是这样实现的：正循环时，如附图1：动力液管即投泵管，动力液通过专用井口至动力液流道，至泵芯，使其工作，水力喷射泵泵芯通过泵下尾管将地层液F1吸入泵芯内，并与动力液D1混合后形成混合液E1上送到地面。

反循环时，如附图2：混合液管即投泵管。动力液E2通过专用井口动力液至泵芯，使其工作，水力喷射泵泵芯通过泵下尾管将地层液F2吸入泵芯内，并与动力液E2混合后形成混合液D2上送到地面。

本发明的正反循环一体化采油装置：包括投捞器，井口装置，油管(单油管、平行双油管、同心双油管)、三液转换器水力喷射泵泵芯，组合封隔器(油管锚、内封器)及尾管。所述的三液转换器内安装水力喷射泵泵芯，水力喷射泵泵芯下安装固定凡尔(水平井安装水平固定凡尔)，泵下安装双尾管。

其中上述的双尾管由内尾管和外尾管组成，内尾管安装在泵筒下端，外尾管套在内尾管外侧，且外尾管中部安装漏砂管。

另外，内尾管的下端与漏砂管的下端平行。

其中，上述的水平固定凡尔由本体、轨道、凡尔座、凡尔和磁钢组成，本体、内腔装有轨道，轨道内安装凡尔，凡尔下装凡尔座，凡尔座内装磁钢，所述的凡尔沿轨道水平(或垂直)运动，复位是靠液力和磁力运动并密封。轨道内腔设有多个轨道面和多个液体流道，轨道面支撑凡尔沿轨道运动。油层中的流体(原油、水、气体、少许颗粒)，经外尾管到内尾管到水力喷射泵泵芯，当高压动力液驱动水力喷射泵泵芯内形成负压区，流体与动力液混合后，形成混合液经油管(或环空)流至地面。

采用上述的正反循环一体化水力喷射采油方法及其装置，油井下部安装一通用的三液转换器。根据地层液的性质(指地层液的含砂量，结碏情况，原油粘度等)及油井套管的基本结构和质量，选择正循环或反循环的生产方式进行采油生产。

本发明的有益效果是：实现正反循环生产和液力起下泵芯，泵下双尾管结构，内尾管面积可调整，外尾管中的漏砂管可以有效阻挡油层中的大颗粒砂子和井下落物

(如棉纱，草等)，实现大排量生产。

四、附图说明：

附图1是本发明的正循环生产结构示意图；

附图2是本发明的反循环生产结构示意图；

附图3是本发明的单油管结构正反循环一体化水力喷射采油装置示意图；

附图4是本发明的平行双油管结构正反循环一体化水力喷射采油装置示意图；

附图5是本发明的同心双油管结构正反循环一体化水力喷射采油装置示意图；

附图6是本发明的水平固定凡尔结构示意图；

附图7是本发明的水平固定凡尔A-A截面图。

上述附图1中：1.1喷嘴，1.2喉管，1.3固定凡尔，1.4三液转换器，A1、B1、C1是密封面；

附图2中：2.1喷嘴，2.2喉管，2.3固定凡尔，2.4三液转换器。A2、B2、C2是密封面，G2是起泵器；

附图3中：3.1投捞器，3.2井口装置，3.3井口大四通，3.4油管，3.5套管，3.6水力喷射泵，(正反两种泵芯)，3.7三液转换器，3.8固定凡尔(或水平固定凡尔)，3.9封隔器，3.10漏砂管，3.11外尾管，3.12尾堵，3.13内尾管，3.14油层，3.15人工井底；

附图4中：4.1投捞器，4.2井口装置，4.3井口大四通，4.4油管，4.5套管，4.6水力喷射泵泵芯(正反两种泵芯)，4.7固定凡尔(或水平固定凡尔)，4.8油管锚，4.9漏砂管，4.10外尾管，4.11尾堵，4.12投泵芯油管，4.13三液转换器，4.14内尾管，4.15油层，4.16人工井底.

附图5中：5.1投捞器，5.2井口装置，5.3井口大四通，5.4内油管，5.5外油管，5.6套管，5.7水力喷射泵泵芯(正反两种泵芯)，5.8固定凡尔，5.9内尾管，5.10漏砂管，5.11外尾管，5.12尾堵，5.13三液转换器，5.14内封器，5.15油层，5.16人工井底；

附图6、7中：8.1本体，8.2轨道，8.3凡尔座，8.4凡尔，8.5磁钢，8.6多个轨道扶正面，8.7多个液体流道。

五、具体实施方式：

本发明的正反循环一体化水力喷射采油方法及装置实施方式，通过附图3、4、5三种实施例具体说明如下：

实施例1：(参照附图3)，通过在井口装置的下部连接单油管，油管下端连三液转换器，三液转换器内安装水力喷射泵泵芯(分为正反循环两种泵芯)，泵芯下安装固定凡尔(水平井安装水平固定凡尔)。三液转换器下连接组合封隔器和双尾管，内尾管为小直径管，增大液体流速，外尾管中间连接漏砂管，最下端为尾堵。

油井生产需正循环时，动力液流道和投泵芯管柱都是同一油管。将动力液从井下油管至三液转换器内的正循环水力喷射泵泵芯，使泵芯工作，泵芯通过与其下部相连的内尾管将地层液吸入泵芯，与动力液混合后，经油管和套管环空上达至地面。油井生产需要反循环时，用动力液将反循环泵芯从油管内送至下部的三液转换器内后，调整动力液流向，使动力液从油管套管环空至三液转换器内的反循环水力喷射泵泵芯，使泵芯工作，泵芯通过与其下部相连的内尾管将地层液吸入泵芯，与动力液混合后，经油管内上达至地面。

结合附图3，本发明采用的采油装置主要包括投捞器3.1，井口装置3.2，井口大四通3.3，油管3.4，水力喷射泵泵芯(正反两种泵芯)3.6，三液转换器3.7，固定凡尔3.8(或水平固定凡尔)，组合封隔器3.9，漏砂管3.10，外尾管3.11。尾堵3.12，内尾管3.13。所述的井口装置上部与投捞器相连，下部通过井口大四通与单油管相连，油管下端设有三液转换器，三液转换器内安装水力喷射泵泵芯(正反两种泵芯)。泵芯下安装固定凡尔(或水平固定凡尔)。三液转换下安装组合封隔器，组合封隔器下安装内外尾管，外尾管中间安装漏砂管，下部装尾堵。内尾管下端与漏砂管下端平行。

具体结合井口装置描述如下：

投泵芯、投起泵器和油井正循环生产时，打开井口装置上的阀门F₃、A₃、C₃和E₃，关闭阀门D₃和B₃。动力液通过F₃→A₃→井下→C₃→E₃流出。起泵芯或反循环生产时，打开井口装置上的阀门F₃、D₃、B₃和F₃。关闭阀门A₃和C₃。动力液通过F₃→D₃→井下→B₃→E₃流出。

实施例2：(参照附图4)：通过在井口装置的下部连接平行双油管，平行双油管下端连三液转换哭，三液转换器内安装水力喷射泵泵芯(分为正反循环两种泵芯)。泵芯下安装固定凡尔。三液转换器下连接油管锚和双尾管，内尾管为小直径管，增大液体流速。外尾管中间连接漏砂管，最下端为尾堵。

油井生产需正循环时，动力液流道即投泵芯油管。将动力液从投泵芯油管至三液转换哭内的正循环水力喷射泵芯，使泵芯工作，泵芯通过与其下部相连的内尾管将地层液吸入泵芯，与动力液混合后，经另一油管上达至地面。

油井生产需要反循环时，用动力液将反循环泵芯从投泵芯油管内送至三液转换器内后，调整动力液流向，使动力液从另一油管至三液转换器内的反循环水力喷射泵泵芯，使泵芯工作，泵芯通过与其下部相连的内尾管将地层液吸入泵芯，与动力液混合后经投泵芯油管上达至地面。

结合附图4：本发明采用的采油装置主要包括：投捞器4.1，井口装置4.2，井口大四通4.3，油管4.4，水力喷射泵泵芯4.6，固定凡尔4.7，油管锚4.8，漏砂管4.9，三液转换器4.13，投泵芯油管4.12，内尾管4.15，外尾管4.10及尾堵4.11。所述的井口装置上部与投捞器相连，下部通过井口大四通与平行双油管相连；平行双油管下端设有三液转换器。三液转换器内安装水力喷射泵泵芯(正反两种泵芯)；泵芯下安装固定凡尔。三液转换器下安装油管锚，油管锚下安装内外尾管，外尾管中间安装漏砂管，下部装尾堵，内尾管下端与漏砂管下端平行。

具体结合井口装置描述如下：

投泵芯、投起泵器和油井正循环生产时，打开井口装置上的阀门F₄、A₄、C₄和E₄，关闭阀门D₄和B₄.动力液通过F₄→A₄→井下→C₄→E₄流出。起泵芯或反循环生产时，打开井口装置上的阀门F₄、D₄、B₄和E₄，关闭阀门A₄和C₄，动力液通过F₄→D₄→井下→B₄→E₄流出。

实施例3：参照附图5，通过在井口装置的下部连接同心双油管，同心双油管的内油管下端连三液转换器，三液转换器内安装水力喷射泵泵芯(分为正反两种泵芯)，泵芯下安装固定凡尔。三液转换器下与外油管之间安装内封器和双尾管。内尾管为小直径管，增大液体流速，外尾管中间连接漏砂管，最下端为尾堵。

油井生产需要正循环时，动力液流道即投泵芯油管—内油管。将动力液从内油管到三液转换器内的正循环水力喷射泵泵芯，使泵芯工作，泵芯通过与其下部相连的内尾管将地层液吸入泵芯。与动力液混合后，经内外油管环空上达至地面。

油井生产需反循环时，用动力液从内油管将反循环泵芯送至下部的三液转换器内后，调整动力液流向，使动力液从内外油管环空至三液转换器内的反循环水力喷射泵泵芯，使泵芯工作，泵芯通过与其下部相连的内尾管将地层液吸入泵芯，与动力液混合后，经内油管上达至地面。

结合附图5，本发明采用的采油装置主要包括投捞器5.1，井口装置5.2，井口大四通5.3，内油管5.4，外油管5.5，套管5.6，三液转换器5.7，固定凡尔(或水平固定凡尔)5.8，内尾管5.9，漏砂管5.10，外尾管5.11，尾堵5.12，水力喷射泵泵芯5.13，内封器5.14。所述的井口装置上部与投捞器相连，下部通过井口大四通与同心双油管相连，内油管下端设有三液转换器，三液转换器内装水力喷射泵泵芯(正反循环两种泵芯)，泵芯下安装固定凡尔(或水平固定凡尔)，三液转换器下与外油管之间装内封器和双尾管，外尾管中间装漏砂器，内尾管下端与漏砂器下端平行。

具体结合井口装置描述如下：

投泵芯，投起泵器和油井正循环生产时，打开阀门F₅、A₅、C₅和E₅，关闭阀门D₅和B₅，动力液通过F₅→A₅→井下→C₅→E₅流出。

起泵芯或反循环生产时，打开井口装置上的F₅、D₅、B₅、E₅，关闭阀门A₅和C₅，动力液通过F₅→D₅→井下→B₅→E₅流出。

本发明的优点：综合以上三种实施例均能实现正反循环生产和液力起下泵芯。泵下双尾管结构，内尾管面积可调整，外尾管中的漏砂管可以有效阻挡油层中的大颗粒砂子和井下落物(如棉纱，草等)。

Claims (7)

1、一种正反循环一体化水力喷射采油方法，其特征是：通过在井下安装通用的三液转换器，正循环时，采用正循环泵芯，反循环时采用反循环泵芯；

其中，正循环时，动力液管即投泵管，动力液通过专用井口至动力液流道，至泵芯，使其工作，水力喷射泵泵芯通过泵下尾管将地层液(F1)吸入泵芯内，并与动力液(D1)混合后形成混合液(E1)上送到地面；

反循环时，混合液管即投泵管，动力液(E2)通过专用井口动力液至泵芯，使其工作，水力喷射泵泵芯通过泵下尾管将地层液(F2)吸入泵芯内，并与动力液(E2)混合后形成混合液(D2)上送到地面。

2、一种正反循环一体化水力喷射采油装置，其特征是：包括投捞器，井口装置，油管、三液转换器、水力喷射泵泵芯，组合封隔器及尾管；所述的三液转换器内安装水力喷射泵泵芯，水力喷射泵泵芯下安装固定凡尔，泵下安装双尾管；其中上述的双尾管由内尾管和外尾管组成，内尾管安装在泵筒下端，外尾管套在内尾管外侧，且外尾管中部安装漏砂管。

3、根据权利要求2所述的正反循环一体化水力喷射采油装置，其特征是：所述的油管为单油管、平行双油管或同心双油管。

4、根据权利要求2所述的正反循环一体化水力喷射采油装置，其特征是：所述的内尾管的下端与漏砂管的下端平行。

5、根据权利要求2所述的正反循环一体化水力喷射采油装置，其特征是：所述的水力喷射泵泵芯下安装固定凡尔，在水平井时，采用水平固定凡尔。

6、根据权利要求5所述的正反循环一体化水力喷射采油装置，其特征是：所述的水平固定凡尔由本体、轨道、凡尔座、凡尔和磁钢组成，本体、内腔装有轨道，轨道内安装凡尔，凡尔下装凡尔座，凡尔座内装磁钢，所述的凡尔沿轨道水平(或垂直)运动，复位是靠液力和磁力运动并密封。

7、根据权利要求6所述的正反循环一体化水力喷射采油装置，其特征是：所述的轨道内腔设有多个轨道面和多个液体流道，轨道面支撑凡尔沿轨道运动。

Images