CN102606114A - 一种非金属复合连续管及潜油电泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油田专用采油设备，特别是一种非金属复合连续管及潜油电泵系统。首先提供一种非金属复合连续管，其技术方案为：非金属管壁管壁内嵌装电缆，管壁从内到外依次由内管（9）、内层钢丝网（10）、嵌装层（11）、外层钢丝网（12）、防护层（13）等构成；电缆位于嵌装层（11）内。并提供一种应用上述非金属复合连续管的潜油电泵系统，系统主要由非金属复合连续管、井口装置、井下机组组成。通过本发明的实施能够降低下起泵作业繁杂程度，同时电缆热量能够降低采出液粘度和防止管壁结蜡。

Description

一种非金属复合连续管及潜油电泵系统

技术领域

本发明涉及一种油田专用采油设备，特别是一种非金属复合连续管及潜油电泵系统。

背景技术

目前的潜油电泵系统，铠装电缆作为输送电力和电子信号的通道，接箍式金属油管作为输送井下采出液的通道，在套管中两者用电缆卡子夹紧在一起。下泵时，连接单根油管并下放，同时需要将盘绕在滚筒上的电缆以适当的速度放开，间隔安装电缆卡子；起泵时，提升油管柱并卸扣，同时需要取下电缆卡子并将电缆盘绕在滚筒上。上述工序繁杂，劳动强度大。在作业中经常发生电缆缠绕混乱，引起刮伤、挤压、磕碰等。铠装电缆的热量散发到油套管之间，不能加热油管内的采出液。目前，需要一种潜油电泵系统，以解决接箍式金属油管和铠装电缆分立引起的接单根和装电缆卡子工序繁杂、电缆损伤率高和不适于开采稠油等问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种结构简单、使用方便、成本低廉的非金属复合连续管，同时提供与其配合使用的潜油电泵系统，通过本发明的实施能够降低下起泵作业繁杂程度，同时解决目前电缆热量不能降低采出液粘度和防止管壁结蜡的缺陷。

首先提供一种非金属复合连续管，其技术方案为：非金属管壁内嵌装电缆。非金属复合连续管单根长度可根据实际生产选择，单根长度达几百米至几千米，可盘绕在滚筒上，材质可以选择为具有一定的柔韧性和抗拉抗压强度高分子材料。此种结构不需用接单根，不需要安装和拆除卡子，同时能够利用管壁中的电缆热量降低采出液粘度和防止管壁结蜡。

为了进一步提高非金属复合连续管的强度、柔韧性和耐腐蚀性，使其能长时间适应高温、高压、套管变形等井下环境，我们对其结构做出以下进一步改进：非金属复合连续管的管壁从内到外依次由内管、内层钢丝网、嵌装层、外层钢丝网、防护层等构成，两层钢丝网均为筒状的金属丝编织物；所述的电缆位于嵌装层内。嵌装层中还嵌装有钢绳；钢绳可以设计为为对称布置在同一圆周上捻向相反的两根，其两侧布置电缆；所述的电缆包括电力电缆和信号电缆。

接着提供一种应用上述非金属复合连续管的潜油电泵系统，系统主要由非金属复合连续管、井口装置、井下机组组成。

为了配合非金属连续管的使用，我们将井口装置改进为从上到下包括相互连接的用于连接地面电缆的电缆头、用于固定钢绳以及输油的钢绳悬挂器、用于封闭非金属复合连续管与井口装置之间环形空间的复合管封隔器、用于固定非金属复合连续管的复合管固定器和大四通。上述各个部件的结构本领域技术人员可以根据需要自行设计，只要能达到上述功能即可。

根据上述井口装置中各个部件所要实现的技术效果，我们自行设计了一种具体的结构，所述的电缆头是由电缆头壳体、上密封块和下密封块构成，上密封块为倒置V型结构，通过螺帽压紧，下密封块包括互相嵌合的两块，通过法兰连接压紧；所述的钢绳悬挂器钢绳悬挂器为四通结构，两侧法兰连接输油阀，悬挂器内加工V形卡瓦座，V形卡瓦座内安装卡瓦盘 ，卡瓦盘中心开电缆通孔，并在两侧各布置钢绳通孔以及钢绳锁紧部件；所述的复合管封隔器内部安装呈对称分布的密封闸板，密封闸板框架为密封闸板框架，主体为内部与复合连续管相配合的密封闸片，四周安装可调节的压紧缸；所述的复合管固定器的上端安装压紧螺母，下端内部为V形卡瓦座，其内安装卡瓦块，卡瓦块外部与本体相配合，内部与复合连续管相配合，并在内表面上加工防滑的凸棱。

为了使非金属复合连续管更加方便、紧固连接井下机组，我们又设计了一种专用连接件，其上端为插装接头，插装接头的外表加工防滑的凸棱；中间段在管壁上对称加工多个深孔（与钢绳数量对应），沿深孔布置紧固螺栓；外部安装压紧板，油管卡子使其压紧复合连续管。井下机组由上到下连接的顺序为泄油器、水力油管锚、单流阀、井下泵和潜油电机；所述的井下泵为离心式潜油电泵、直线往复式潜油电泵或螺杆式潜油电泵。

相比于现有技术，本发明的有益效果为： 

1、采用复合连续管代替铠装电缆和接箍式金属油管。下泵和起泵作业工序简单，复合连续管直接缠绕在滚筒上面，不需用接单根，不需要安装和拆除卡子，减少了作业量和作业用地。

2、非金属复合连续管采用了多层管壁结构，管壁中嵌装钢丝网、钢绳等，具有强度、柔韧性和耐腐蚀性。能长时间适应高温、高压、套管变形等井下环境。

3、本发明中的专用井口装置和专用连接件适应于非金属复合连续管，解决了非金属复合连续管的无法利用接箍连接的问题。

4、非金属复合连续管柔韧性较好，能够将泵下入到斜井和水平井中，适用于斜井和水平井的开采；

5、非金属复合连续管中的电缆直接加热管中的采出液，起到降低粘度和防止管壁结蜡的作用，适用于高粘和含蜡原油的开采。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，

图2是本发明的非金属复合连续管的结构示意图，

图3是图2的横截面剖视图，

图4是本发明的非金属复合连续管存放状态示意图，

图5是本发明的专用井口装置结构示意图，

图6是本发明的电缆头结构示意图，

图7是本发明的钢绳悬挂器结构示意图，

图8是本发明的复合管封隔器结构示意图，

图9是图8的横截面剖视图，

图10是本发明的复合管固定器结构示意图，

图11是本发明的井下专用连接件结构示意图，

图12是本发明的井下潜油电泵组件结构示意图。

图中1-专用井口装置，2-地面电缆，3-接线盒，4-控制柜，5-非金属复合连续管，6-专用连接件，7-井下机组，8-电力电缆，9-内管，10-内层钢丝网，11-嵌装层，12-外层钢丝网，13-防护层，14-钢绳，15-信号电缆，16-复合管滚筒，17-电缆头，18-钢绳锁紧部件，19-卡瓦盘，20-钢绳悬挂器，21-复合管封隔器，22-复合管固定器，23-大四通，24-卡瓦块，25-压紧螺母，26-密封闸板，27-压紧缸，28-钢绳悬挂器本体，29-上密封块，30-下密封块，31-封隔器本体，32-缸体，33-丝杠，34-光杆，35-密封圈，36-密封闸板框架，  37-密封闸片，38-锁紧销，39-密封垫 40-复合管固定器本体，41-紧固螺栓，42-泄油阀，43-锚爪，44-水力油管锚本体，45-单流阀，46-井下泵，47-潜油电机，48-接线盒，49-电缆卡子，50-扁电缆，51-油管卡子，52-压紧板，53-连接件本体。

具体实施方式

下面结合附图1-12描述本发明的一种实施例。

一种非金属复合连续管潜油电泵系统，由非金属复合连续管5、专用井口装置1、井下机组7、专用连接件6、地面电缆2、接线盒3和控制柜4等组成。

非金属复合连续管5管芯为圆形，用来输送井下机组的采出液；管壁从内到外依次为内管9、内层钢丝网10、嵌装层11、外层钢丝网12、防护层13。嵌装层11中嵌装对称布置的两根钢绳14，并且两根钢绳的旋向相反，比如：一根钢绳的捻向左旋，则另一根钢绳的捻向右旋；嵌装层内钢绳两侧布置缆线，共四根。其中三根为单相的电力电缆8，一根为信号电缆15，信号电缆15根据传输信号的需要为单股或者多股。内外钢丝网10、12为筒状的金属丝编织物。内管9和防护层13为高分子材料，具有一定的柔韧性和抗拉抗压强度。

专用井口装置1法兰安装在套管头壳体上，与复合连续管5上端连接。专用井口装置1用于固定复合连续管5，封隔油套管之间的环形空间。它从上到下由电缆头17、钢绳悬挂器20、复合管封隔器21、复合管固定器21和大四通23组成。

其中的电缆头17外壳为圆锥状，上端开圆形孔，内安装一块整体的上密封块29，通过螺帽压紧，产生密封作用；下部的圆锥体内安装两块相互嵌合的下密封块30，通过下部法兰在连接过程中产生的压紧力密封。

钢绳悬挂器20法兰连接在电缆头17的下端，两侧法兰连接闸阀，钢绳悬挂器20内加工一V形卡瓦座，卡瓦座内安装与之相配合的卡瓦盘19，卡瓦盘19中心开通过地面输出电缆的电缆通孔，并在电缆通孔的两侧各开穿过钢绳的钢绳通孔。卡瓦盘19上安装钢绳锁紧部件18。

复合管封隔器21法兰连接于钢绳悬挂器20的下端。本体内加工矩形环槽，矩形环槽内安装密封闸板26，密封闸板26外部为钢制密封闸板框架36，内部嵌装与复合管防护层相配合的橡胶质密封闸片37；在复合管封隔器21的四周加工螺纹通孔，用于安装压紧缸27。

复合管固定器22法兰连接于复合管封隔器21的下端，复合管固定器22上端内部安装中空的压紧螺母25。下端内部为V形卡瓦座，安装两个卡瓦块24，卡瓦块24外部与V形卡瓦座相配合，内表面加工防滑的凸棱。复合管固定器22下端法兰连接大四通23，大四通23两侧法兰连接闸阀。

专用连接件6的上端为插装接头，插装接头的外表面加工防滑的凸棱，专用连接件的中间段外壁上钻对称的轴向深孔，沿深孔装紧固螺栓41。外周安装四个压紧板52，压紧板52的头部为放置油管卡子51的两道宽槽，尾部用紧固螺栓41固定在专用连接件6四周的凹槽内。专用连接件6上端连接复合连续管5，下端连接井下机组7。

井下机组7从上到下由泄油器42、水力油管锚44、单流阀45、井下泵46和潜油电机47等组成。小扁电缆50将电力电缆8和信号电缆15引接到接线盒48，中间用电缆卡子49固定到井下机组7上。

具体安装操作：

1、连接井下机组。从上到下依次连接专用连接件6、泄油器42、水力油管锚44、单流阀45、井下泵46和潜油电机47。

2、连接复合连续管5和专用连接件6。将盘绕在滚筒上的复合连续管5开口处剥离，使电力电缆8、信号电缆15和钢绳14从管壁中分出。复合连续管5插装在专用连接件6的接口处，用油管卡子51夹紧。用小扁电缆50将电力电缆8和信号电缆15引接到接线盒48。钢绳14插入到专用连接件6管壁的深孔中，用紧固螺栓41固定。

3、将大四通23和复合管固定器本体40连接，安装在井口的套管头壳体底座上。

4、检验并下泵。检验水力油管锚44的工作性能，确保整套井下机组7工作正常。利用连续管注入头装置现有技术将复合连续管5和井下机组7下入井中设定井深处。

5、连接专用井口装置1和复合连续管5。调整复合管固定器22的压紧螺母25，使卡瓦块24夹紧。将复合连续管5留出1m的余量后截开。安装复合管封隔器21，调节压紧缸27，使密封闸板夹紧26。安装钢绳悬挂器20，钢绳通过钢绳通孔，并固定在钢绳锁紧部件18上。安装电缆头17，将电缆引出和密封。

6、锚定井下机组7。通过专用井口装置1的输油阀输入高压水，使水力油管锚爪43锚定在套管壁上。

7、连接地面设备和送电运行。连接地面电缆2、接线盒3和控制柜4，送电运行。

Claims (9)

1.一种非金属复合连续管，其特征在于：非金属管壁内嵌装电缆。

2.根据权利要求1所述的一种非金属复合连续管，其特征在于：所述的非金属复合连续管的管壁从内到外依次由内管（9）、内层钢丝网（10）、嵌装层（11）、外层钢丝网（12）、防护层（13）等构成；所述的电缆位于嵌装层（11）内。

3.根据权利要求2所述的一种非金属复合连续管，其特征在于：所述的嵌装层中还嵌装有钢绳（14）。

4.根据权利要求3所述的一种非金属复合连续管，其特征在于：所述的的钢绳（14）为对称布置在同一圆周上捻向相反的两根，所述的电缆布置在钢绳的两侧。

5.应用权利要求1-4所述的非金属复合连续管的潜油电泵系统，其特征在于：系统主要由非金属复合连续管（5）、井口装置（1）、井下机组（7）组成。

6.根据权利要求5所述的潜油电泵系统，其特征在于：所述的井口装置从上到下包括相互连接的用于连接地面电缆的电缆头(17)、用于固定钢绳（14）以及输油的钢绳悬挂器（20）、用于封闭非金属复合连续管（5）与井口装置（1）之间环形空间的复合管封隔器（21）、用于固定非金属复合连续管（5）的复合管固定器（22）和大四通（23）。

7.根据权利要求6所述的潜油电泵系统，其特征在于：所述的电缆头（17）是由电缆头壳体（17）、上密封块（29）和下密封块（30）构成，上密封块（29）为倒置V型结构，通过螺帽压紧，下密封块（30）包括互相嵌合的两块，通过法兰连接压紧；所述的钢绳悬挂器钢绳悬挂器为四通结构，两侧法兰连接输油阀，悬挂器内加工V形卡瓦座，V形卡瓦座内安装卡瓦盘 (19)，卡瓦盘（19）中心开电缆通孔，并在两侧各布置钢绳通孔以及钢绳锁紧部件（18）；所述的复合管封隔器（21）内部安装呈对称分布的密封闸板（26），密封闸板（26）框架为密封闸板框架（36），主体为内部与复合连续管（5）相配合的密封闸片（37），四周安装可调节的压紧缸（27）；所述的复合管固定器（22）的上端安装压紧螺母，下端内部为V形卡瓦座，其内安装卡瓦块（24），卡瓦块（24）外部与本体（40）相配合，内部与复合连续管（5）相配合，并在内表面上加工防滑的凸棱。

8.根据5-7任一权利要求所述的潜油电泵系统，其特征在于：所述的非金属复合连续管（5）通过专用连接件（6）与井下机组（7）连接，所述的专用连接件（6）上端为插装接头，插装接头的外表加工防滑的凸棱；中间段在管壁上对称加工多个深孔，沿深孔布置紧固螺栓（41）；外部安装压紧板（52），油管卡子（51）使其压紧复合连续管。

9.根据5-7任一权利要求所述的潜油电泵系统，其特征在于：所述的井下机组（7）由上到下连接的顺序为泄油器（42）、水力油管锚（44）、单流阀（45）、井下泵（46）和潜油电机（47）；所述的井下泵为离心式潜油电泵、直线往复式潜油电泵或螺杆式潜油电泵。

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