CN101769271B - 深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法及装置 - Google Patents

深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法及装置。本发明的采油方法是：通过在井下安装带外置流道的泵筒，正循环时安装正循环泵芯，反循环时安装反循环泵芯，正反循环泵芯内无内置流道；其中，正循环时，动力液通过井口至正循环泵芯内的喷嘴，将地层液经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液混合后形成混合液上达至地面；反循环时，动力液通过井口至反循环泵芯内的喷嘴，将地层液经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液混合后形成混合液上达至地面。有益效果是：实现正反循环生产和液力自由起投泵芯，因地层液经泵筒的外置流道至泵芯，流道面积增大，提高油井的理论产量。

Description

深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法及装置
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、含蜡和稠油油藏及定向斜井、斜直井、水平井中的深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法及装置。
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定向斜井、斜直井、水平井。另外，老油田存在大量的偏磨井。有杆泵采油均不能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，均不适用于砂、蜡、稠油藏，而水力射流泵适用于砂、蜡、稠油藏，但是目前采油生产应用的水力射流泵存在如下的问题：(1)封隔器易失效；(2)出砂油井易埋封隔器造成油井事故；(3)自由起投式射流泵难以实现大排量生产；(4)各种管柱只能单向正循环生产。
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，提供一种深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法及装置，适用于砂、蜡、稠油藏及定向斜井、斜直井、水平井，实现正反循环生产和液力起投泵芯，因地层液经泵筒流道至泵芯，流道面积增大，所以能够大量提高油井的理论产量。
本发明深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法是：
通过在井下安装带外置流道的泵筒，正循环时安装正循环泵芯，反循环时安装反循环泵芯，正反循环泵芯内无内置流道；
其中，正循环时，动力液(D1)通过井口至正循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F1)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(D1)混合后形成混合液(E1)上达至地面；
反循环时，动力液(E2)通过井口至反循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F2)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(E2)混合后形成混合液(D2)上达至地面。
其中一种方案是：正循环时，动力液(D1)通过单油管至正循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F1)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(D1)混合后形成混合液(E1)经过单油管和套管的环空上达至地面；
反循环时，动力液(E2)通过单油管和套管的环空至反循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F2)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(E2)混合后形成混合液(D2)经过单油管上达至地面。
第二种方案是：正循环时，动力液(D1)通过平行双油管中的投泵油管至正循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F1)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(D1)混合后形成混合液(E1)经过平行双油管中的另一根油管上达至地面；
反循环时，动力液(E2)通过平行双油管中的另一根油管至反循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F2)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(E2)混合后形成混合液(D2)经过平行双油管中的投泵油管上达至地面。
第三种方案是：正循环时，动力液(D1)通过同心双油管的内管至正循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F1)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(D1)混合后形成混合液(E1)经过同心双油管的内管与外管的环空上达至地面；
反循环时，动力液(E2)通过同心双油管的内管与外管的环空至反循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F2)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(E2)混合后形成混合液(D2)经过同心双油管的内管上达至地面。
上述的泵筒设有内密封面和外置流道，上部连接油管，下部连接双尾管，外置流道的截面积提高两倍或两倍以上。
上述的泵芯主要由喷嘴、喉管和外密封面组成，其外径比原外径缩小近一半，长度减少三分之一左右。
一种深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油装置，主要由投捞器、井口装置、油管、带外置流道的泵筒、正反两种循环的泵芯、组合封隔器及尾管组成，在井口装置的下部连接油管，油管下端连接带外置流道的泵筒，带外置流道的泵筒内安装正反循环泵芯，正循环时安装正循环泵芯，反循环时安装反循环泵芯，正反循环泵芯内无内置流道；泵芯下安装固定凡尔，带外置流道的泵筒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。
上述的油管为单油管、平行双油管或同心双油管。
上述的泵芯主要由喷嘴、喉管和外密封面组成，其外径比原外径缩小近一半，长度减少三分之一左右。
本发明的有益效果是：实现正反循环生产和液力自由起投泵芯，因地层液经泵筒的外置流道至泵芯，流道面积增大，所以能够大量提高油井的理论产量；泵下双尾管结构，内尾管面积可以调节，外尾管中的漏砂管可以有效阻挡油层中大颗粒砂子和井下落物(如棉纱、草等)。
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射流泵采油装置示意图；
附图4是本发明的平行双油管正反循环一体化射流泵采油装置示意图；
附图5是本发明的同心双油管正反循环一体化射流泵采油装置示意图；
上述附图1中：6.1喷嘴，6.2喉管，7固定凡尔，11带外置流道的泵筒，Al、B1、C1是密封面；
附图2中：6.1喷嘴，6.2喉管，7固定凡尔，11带外置流道的泵，A2、B2、C2是密封面；G2是起泵器；
附图3中：1投捞器，2井口装置，3井口四大通，4油管，5套管，6泵芯(正反两种泵芯)，7固定凡尔，8漏砂管，9外尾管，10尾堵，11带外置流道的泵筒，12油层，13人工井底；14内尾管，16封隔器，阀门A3、B3、C3、D3、E3、F3。
附图4中：1投捞器，2井口装置，3井口大四通，4油管，5套管，6泵芯(正反两种泵芯)，7固定凡尔，8漏砂管，9外尾管，10尾堵，11带外置流道的泵筒，12油层，13人工井底；14内尾管，18油管锚，17投泵芯油管，阀门A4、B4、C4、D4、E4、F4：
附图5中：1投捞器，2井口装置，3井口大四通，4.1内油管，4.2外油管，5套管，6泵芯(正反两种泵芯)，7固定凡尔，8漏砂管，9外尾管，10尾堵，11带外置流道的泵筒，12油层，13人工井底、14内尾管，16封隔器，阀门A5、B5、C5、D5、E5、F5。
五、具体实施方式：
本发明的深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法及其装置实施方式，通过附图3、4、5三中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，油管下端连带外置流道的泵筒，带外置流道的泵筒内安装泵芯(分为正反循环两种泵芯)，泵芯下安装固定反尔。带外置流道的泵筒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带外置流道的泵筒内的正循环泵芯，使泵芯工作，泵芯通过与其相通的泵筒外置流道将地层液吸入泵芯，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带外置流道的泵筒内后，调整动力液流向，使动力液从油管套管环空至带外置流道的泵筒内反循环的泵芯，使泵芯工作，泵芯通过与其相通的泵筒的外置流道将地层液吸入泵芯，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1，井口装置2，井口四大通3，油管4，套管5，泵芯(正反两种泵芯)6，固定凡尔7，漏砂管8，外尾管9，尾堵10，带外置流道的泵筒11，油层12，人工井底13；内尾管14，封隔器16。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，油管下端设有带外置流道的泵筒，带外置流道的泵筒内安装泵芯(正反两种泵芯)。泵芯下安装固定凡尔。带外置流道的泵筒下安装组合封隔器，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。所述的泵芯主要由喷嘴6.1、喉管6.2和外密封面组成，其外径比原外径缩小近一半，长度减少三分之一左右。泵筒设有内密封面和外置流道，上部连接油管，下部连接双尾管，外置流道的截面积提高两倍或两倍以上。具体结合井口装置描述如下：
投泵芯、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→井口→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E3，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；连带外置流道的泵筒，带外置流道的泵筒内安装泵芯(分为正反循环两种泵芯)。泵芯下安装固定凡尔。带外置流道的泵筒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。将动力液从投泵管至带外置流道的泵筒内的正循环泵芯，使泵芯工作，泵芯通过与其相通的泵筒流道将地层液吸入泵芯，与动力液混合后，经另一油管上达至地面。
油井生产需反循环时，动力液将反循环泵芯从投泵芯油管内送至带外置流道的泵筒内后，调整动力液流向，使动力液从另一油管至带外置流道的泵筒内的反循环泵芯，使泵芯工作，泵芯通过与其相通的泵筒流道将地层液吸入泵芯，与动力液混合后，经另一油管上达至地面。
结合附图4，本发明采用的采油装置主要包括：投捞器1，井口装置2，井口大四通3，油管4，套管5，泵芯(正反两种泵芯)6，固定凡尔7，漏砂管8，外尾管9，尾堵10，带外置流道的泵筒11，油层12，人工井底13；内尾管14，油管锚18，投泵芯油管17。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；平行双油管下装有带外置流道的泵筒。带外置流道的泵筒内安装泵芯(正反两种泵芯)；泵芯下安装固定凡尔。带外置流道的泵筒下安装油管锚，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、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带外置流道的泵筒，带外置流道的泵筒内安装喷射泵(分为正反两种泵芯)，泵芯下安装固定凡尔。带外置流道的泵筒下与外油管之间安装封隔器和双尾管。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。
油井生产需要正循环时，动力液流道即投泵芯油管一内油管。将动力液从内油管至带外置流道的泵筒内的正循环泵芯，使泵芯工作，泵芯通过与其相通的泵筒流道将地层液吸入泵芯，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带外置流道的泵筒内后，调整动力液流向，使动力液从内外油管环空至带外置流道的泵筒内的反循环泵芯，使泵芯工作，泵芯通过与其相通的泵筒流道将地层液吸入泵芯，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1，井口装置2，井口大四通3，内油管4.1，外油管4.2，套管5，泵芯(正反两种泵芯)6，固定凡尔7，漏砂管8，外尾管9，尾堵10，带外置流道的泵筒11，油层12，人工井底13、内尾管14，封隔器16。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；内油管下装有带外置流道的泵筒。带外置流道的泵筒内安装泵芯(正反循环两种泵芯)；泵芯下安装固定凡尔。带外置流道的泵筒下与外油管之间装内封器和双尾管，外尾管中间安装漏砂管，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、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，打开井口装置上的阀门F5、D5、B5和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投泵芯。地层液经泵筒的外置流道至泵芯，流道面积增大，所以大量提高油井理论产量。泵下双尾管结构，内尾管面积可以调节，外尾管中的漏砂管可以有效阻挡油层中大颗粒砂子和井下落物(如棉纱、草等)。

Claims (10)

1.一种深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法，其特征是：通过在井下安装带外置流道的泵筒，正循环时安装正循环泵芯，反循环时安装反循环泵芯，正反循环泵芯内无内置流道；
其中，正循环时，动力液(D1)通过井口至正循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F1)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(D1)混合后形成混合液(E1)上达至地面；
反循环时，动力液(E2)通过井口至反循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F2)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(E2)混合后形成混合液(D2)上达至地面。
2.根据权利要求1所述的深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法，其特征是：正循环时，动力液(D1)通过单油管至正循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F1)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(D1)混合后形成混合液(E1)经过单油管和套管的环空上达至地面；
反循环时，动力液(E2)通过单油管和套管的环空至反循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F2)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(E2)混合后形成混合液(D2)经过单油管上达至地面。
3.根据权利要求1所述的深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法，其特征是：正循环时，动力液(D1)通过平行双油管中的投泵油管至正循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F1)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(D1)混合后形成混合液(E1)经过平行双油管中的另一根油管上达至地面；
反循环时，动力液(E2)通过平行双油管中的另一根油管至反循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F2)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(E2)混合后形成混合液(D2)经过平行双油管中的投泵油管上达至地面。
4.根据权利要求1所述的深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法，其特征是：正循环时，动力液(D1)通过同心双油管的内管至正循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F1)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(D1)混合后形成混合液(E1)经过同心双油管的内管与外管的环空上达至地面；
反循环时，动力液(E2)通过同心双油管的内管与外管的环空至反循环泵芯内的喷嘴，将地层液(F2)经泵筒上的外置流道吸入泵芯内，并与动力液(E2)混合后形成混合液(D2)经过同心双油管的内管上达至地面。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法，其特征是：所述的泵筒设有内密封面和外置流道，上部连接油管，下部连接双尾管。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法，其特征是：所述的泵芯主要由喷嘴、喉管和外密封面组成。
7.一种深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油装置，其特征是：主要由投捞器、井口装置、油管、带外置流道的泵筒、正反两种循环的泵芯、组合封隔器及尾管组成，在井口装置的下部连接油管，油管下端连接带外置流道的泵筒，带外置流道的泵筒内安装正反循环泵芯，正循环时安装正循环泵芯，反循环时安装反循环泵芯，正反循环泵芯内无内置流道；泵芯下安装固定凡尔，带外置流道的泵筒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。
8.根据权利要求7所述的深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油装置，其特征是：所述的油管为单油管、平行双油管或同心双油管。
9.根据权利要求7所述的深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油装置，其特征是：所述的泵芯主要由喷嘴、喉管和外密封面组成。
10.根据权利要求7所述的深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油装置，其特征是：所述的泵筒设有内密封面和外置流道，上部连接油管，下部连接双尾管。
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