CN102392629A - 一种地面驱动井下油水分离同井采注系统用的增压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种增压装置，尤其是地面驱动井下油水分离同井采注系统使用的增压装置。本发明采用两个单螺杆泵(两者除了螺杆-衬套副的旋向不同外其余结构参数均相同)在轴向上对称布置并且排出口相对吸入口相背，在排出口端用挠性轴联接两个螺杆转子的方法，再结合特殊的流道设计，不仅解决了地面驱动单螺杆泵用于井下油水分离同井采注系统时因轴向力过大而限制其泵挂深度的问题，而且使用该装置的井下油水分离同井采注系统的井口压力大大降低，井口装置不需要耐高压设计，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种增压装置，尤其是地面驱动井下油水分离同井采注系统使用的增压装置。
背景技术
大多数油井在投产之后，随着开采时间的延长，油田的进一步开发，特别是开采进入中后期，为了提高原油产量，各油田普遍采用注水强驱技术，这导致了油井含水量逐年增加，开采成本越来越高，最终油井很快进入非盈利生产阶段而被迫停产，使相当比例的原油留在储层中得不到开采，并且大量的产出水也给环境带来诸多负面影响。井下油水分离同井采注技术可以实现在同一井眼内进行油水分离、低含水原油举升和分离水回注。目前已有的地面驱动单螺杆泵井下油水分离系统，机组简单，在一定程度上解决了油井产水过多的问题，但是单螺杆泵需提供很高的注水压力，因此，由水力载荷产生的轴向力必然很大，即使使用最粗的空心抽油杆泵挂深度最深也只能达到2000m，而且该系统的井口压力高，对井口装置的密封要求很高，这些问题都限制了该系统的应用范围。
发明内容
为了克服地面驱动单螺杆泵用于井下油水分离同井采注系统时由于轴向力过大而限制其泵挂深度的问题，本发明提供一种新型增压装置。该增压装置不仅解决了地面驱动单螺杆泵用于井下油水分离同井采注系统时因轴向力过大而限制其泵挂深度的问题，而且使用该装置的井下油水分离同井采注系统的井口压力大大降低。
本发明所述的增压装置主要包括上单螺杆泵，下单螺杆泵，与上、下单螺杆泵、相联的挠性轴，与上单螺杆泵构成环形流道的上外壳体，联接上单螺杆泵和油管的折返流道接头，带有流道的上内壳体、中内壳体、下内壳体，带有三交叉流道的上部交叉流道，与上部交叉流道和上内壳体相联接的下外壳体。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：两个除了螺杆-衬套副的旋向不同以外其余结构参数均相同单螺杆泵在轴向上对称布置，并且排出口相对吸入口相背，在排出口端用挠性轴联接两个螺杆转子。系统正常工作时，两单螺杆泵由于水力载荷产生的轴向力大小几乎一样，方向相反，可以相互抵消，这就大大减小了抽油杆的负重，泵挂深度可以更深，而且其中一个单螺杆泵的吸入口通过油管与井口相通，因此，井口压力低。再通过特殊的流道设计，使得高含水油液分别经过两个单螺杆泵增压后进入油水旋流分离装置(主要包括下部交叉流道体、双锥水力旋流器、单锥水力旋流器、外壳体以及其它配套零件)中。
本发明的有益效果是：自动抵消了由于水力载荷产生的过大的轴向力，因而泵挂深度不再局限于2000m内，可以更深；使用该装置后井口压力降低，用普通的井口装置即可，因而降低了井下油水分离同井采注系统的成本。
附图说明
图1是本发明所述的增压装置结构示意图；
图2是本发明在地面驱动井下油水分离同井采注系统中的联接示意图；
图3是图1中折返流道接头的A-A剖视图；
图4是图1中上内壳体和下外壳体的B-B剖视图；
图5是图1中中内壳体和下外壳体的C-C剖视图；
图6是图1中下内壳体和下外壳体的D-D断面图；
图7是图1中上部交叉流道和下外壳体的E-E断面图；
图8是图1中上部交叉流道和下外壳体的F-F断面图；
图9是图1中上部交叉流道的G-G断面图；
图10是图1中上部交叉流道的H-H断面图；
图11是图2中下部交叉流道的I-I断面图；
在图2中，1.套管、2.油管、3.抽油杆、4.折返流道接头、5.上外壳体、6.上单螺杆泵、7.上内壳体、8.挠性轴、9.中内壳体、10.下外壳体、11.下内壳体、12.下单螺杆泵、13.上部交叉流道、14.双锥水力旋流器、15.外壳体、16.下部交叉流道、17.单锥水力旋流器、18.内插管、19.外插管、20.丢手接头、21.Y441封隔器、22.滑套开关、23.Y341封隔器、24.单向阀、25.打压球座、26.筛管、27.丝堵、28、29、30、31.O型密封圈；a至k以及m、n、p均为液流流道。
在图6、图7中，32和33均为定位销。
具体实施方式
图1为地面驱动井下油水分离同井采注系统的增压装置示意图，上单螺杆泵(6)的吸入口端通过密封螺纹与折返流道接头(4)联接，排出口端通过密封螺纹与上内壳体(7)联接，下单螺杆泵(12)的排出口通过密封螺纹与中内壳体(9)联接，吸入口端与上部交叉流道(13)相接并进行密封，两个螺杆泵排出口端的螺杆转子由挠性轴(8)联接在一起；上外壳体(5)的两端分别与折返流道接头(4)、上内壳体(7)相接并进行密封，中内壳体(9)、下内壳体(11)和上部交叉流道(13)三者顺序相接并由定位销定位，下外壳体(10)的两端通过螺纹分别与上内壳体(7)和上部交叉流道(13)联接。
该装置的装配顺序为：先将挠性轴(8)的一端与下单螺杆泵(12)排出口端的螺杆转子联接好，再将下单螺杆泵(12)与中内壳体(9)通过密封螺纹联接；然后，挠性轴(8)的另一端与上单螺杆泵(6)排出口端的螺杆转子相联接，将上内壳体(7)从上单螺杆泵(6)的吸入端套上，上内壳体(7)与上单螺杆泵(6)的排出口端通过密封螺纹联接；把下内壳体(11)套在下单螺杆泵(12)上并通过定位销(32)与中内壳体(9)定位，两者之间加O型密封圈(29)、(30)；上部交叉流道(13)通过定位销(33)与下内壳体(11)定位，上部交叉流道(13)与下单螺杆泵(12)之间加O型密封圈(31)进行端面密封，上部交叉流道(13)与下内壳体(11)之间加O型密封圈(29)、(30)进行端面密封；再装上下外壳体(10)，下外壳体(10)的两端分别通过螺纹与上部交叉流道(13)、上内壳体(7)联接；最后，把上外壳体(5)装在上内壳体(7)上，并加O型密封圈(28)进行密封，装上折返流道接头(4)，折返流道接头(4)与上单螺杆泵(6)采用密封螺纹联接，与上外壳体(5)间加O型密封圈(28)。
系统正常工作时，生产层的高含水油液经滑套开关(22)，内插管(18)和外插管(19)构成的环形空间，以及油水旋流分离装置的外部流道后，到达上部交叉流道(13)的内部流道a，高含水油液由流道a进入后，一部分由下单螺杆泵(12)的吸入口进入泵内增压后排出到中内壳体(9)的腔室g中；另一部分进入流道b中，再进入流道c中，然后通过流道d进入环形空间e中，再由流道f到达上单螺杆泵(6)的吸入口，经过该泵增压后排出到腔室g中。腔室g中的高压高含水油液经过流道h、i、j后到达双锥水力旋流器(14)的入口。经过双锥水力旋流器(14)分离后的富含油的液体经溢流流道k进入油套环空举升到地面，分离出的含微量油的水进入单锥水力旋流器(17)进一步进行分离。经过单锥水力旋流器(17)分离后的富含油的液体经溢流流道m进入油套管环空举升到地面，分离出的水则经内插管(18)、滑套开关(22)、单向阀(24)、打压球座(25)、筛管(26)等注入到注水层。至此，井下油水分离和同井注水过程完成。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、与现有地面驱动井下油水分离同井采注系统用的增压装置相比，机组工作时该增压装置可以自动抵消由于水力载荷产生的过大的轴向力，从而可用于深井开采，而且井口压力低，不需要耐高压的井口装置；
2、与电潜泵井下油水分离技术相比，井下机组中没有了电缆、保护器、电机等易损、易出现故障的部件，出现故障的概率大大减少，机组稳定性增强。
Claims (1)
1.一种地面驱动井下油水分离同井采注系统用的增压装置，包括上单螺杆泵(6)、下单螺杆泵(12)、挠性轴(8)、上外壳体(5)、折返流道接头(4)、上内壳体(7)、中内壳体(9)、下内壳体(11)、上部交叉流道(13)以及下外壳体(10)，其特征是：上单螺杆泵(6)的吸入口端通过密封螺纹与折返流道接头(4)联接，排出口端通过密封螺纹与上内壳体(7)联接，下单螺杆泵(12)的排出口通过密封螺纹与中内壳体(9)联接，吸入口端与上部交叉流道(13)相接并进行密封，两个螺杆泵排出口端的螺杆转子由挠性轴(8)联接在一起；上外壳体(5)的两端分别与折返流道接头(4)、上内壳体(7)相接并进行密封，中内壳体(9)、下内壳体(11)和上部交叉流道(13)三者顺序相接并由定位销定位，下外壳体(10)的两端通过螺纹分别与上内壳体(7)和上部交叉流道(13)联接。
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