CN103132934A - 防砂抽油井不动管杆柱过泵正洗井方法 - Google Patents

Abstract

防砂抽油井不动管杆柱过泵正洗井方法，提供一种不用修井机或大型吊车施工作业，洗井效率高、控制可靠、操作简便的正洗井方法，该方法中设计了专用的压控式过泵正洗阀将其与管、杆、泵组合构成可过泵正洗井的采油管柱，通过压控式过泵正洗阀在抽油泵上下部间建立一个可控制的洗井循环通道，该通道可根据洗井工艺要求，随时打开或关闭，实现对管、杆和防砂管的过泵正洗井或抽油生产作业。

Description

防砂抽油井不动管杆柱过泵正洗井方法

技术领域

本发明属于油田采油工艺中不动管杆柱正洗井的技术领域，涉及一种压控式过泵正洗阀与管、杆、泵组合构成可过泵正洗井的采油管柱。

背景技术

目前国内外传统的洗井方法是反洗井方式和用修井机或大型吊车作业的正洗井方式，反洗井时洗井液从油套环空注入，通过井下抽油泵从油管返出，洗井液经过油套环空，热量损失大，返回到易结蜡的管柱段时，因为洗井液温度降低，造成洗井的效果差，要达到洗井效果只有延长洗井时间，从而费工费时；正洗井方式要用修井机或大型吊车把抽油泵或柱塞从泵座内提出来建立循环通道，洗井完毕后还要重新将泵下入泵座内，反复地调参配泵，存在设备和人力投入大、技术难度高的问题。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种不用动力设备施工作业、洗井效率高、控制可靠、操作简便的正洗井方法，该方法中设计了一种专用的压控式过泵正洗阀将其与管、杆、泵组合，构成可过泵正洗井的采油管柱，压控式过泵正洗阀与抽油泵相配合建立起可控制的过泵洗井循环通道，该通道可根据洗井工艺要求随时打开或关闭，实现对管、杆和防砂管的过泵正洗井工艺或抽油生产工艺；

本发明中的压控式过泵正洗阀由换位机构、控制液缸和开关阀三部分组成，其原理是：过泵正洗井时，从油套环空注入控制液，当压力挤压液缸克服弹簧力后上行，将推动换位机构换位至短槽，环空压力释放后，弹簧作用液缸下行，换位机构将阀外筒运行距离限制在约1/2处，阀外筒限位台阶后移，给开关阀的上行让出运行距离；开关阀在外部压力作用下保持在关阀状态。从油管注入洗井液时，管内压力高于油套环空压力，液力推动开关阀上行，开启循环通道，洗井液从阀外筒内腔与泵座之间的间隙通过流到泵下部的防砂管内，达到循环洗井的目的。抽油生产时，再一次从环空注入控制液，液缸上行，换位机构换位至长槽，阀外筒运行距限位解除，控制压力释放后，阀外筒下行至最底位置，阀外筒上的限位台阶下移，顶住开关阀，使开关阀失去运行空间，开关阀在液压力和阀弹簧力作用下保持关闭，采油生产过程中，随着环空液面的不断下降，管内压力高于管外压力，液缸推动阀外筒下行，阀外筒的限位台阶推动开关阀下行挤压阀密封，使阀密封随压力的增大而增强密封性能。由于该压控式过泵洗井阀是一种单向循环阀，从油套环空注入液体时阀始终处于关闭状态，从而能够实现流体从管柱底部过泵进入管内的反洗井工艺，便于在特殊情况下进行反洗井作业，从而使本发明所述基于压控式过泵正洗阀的抽油井不动杆管柱正洗井方法，不仅具有过泵正洗井的特点，还具有反洗井的功能。

防砂抽油井不动杆管柱过泵正洗井方法，所述的采油管柱(见附图1)，由油管(1)、抽油杆(2)、过泵正洗阀(3)、O形密封圈(4)、开关阀(5)、O形密封圈(6)、泵座(7)、泵弹性锁定(8)、泵游动凡尔(9)、泵密封(10)、泵固定凡尔(11)、防砂管(12)等组成；其中油管(1)、过泵正洗阀(3)和防砂管(12)相互之间按附图1所示的顺序通过油管螺纹连接组成抽油管柱组合；抽油杆(2)与抽油泵螺纹连接组成泵组合，管柱组合下井后，从管柱内下入泵组合，将抽油泵的泵弹性锁定(8)坐入泵座(7)内，泵密封(10)下入泵座(7)内，将抽油泵与过泵正洗阀(3)密封。

防砂抽油井不动杆管柱过泵正洗井方法，所述的压控式过泵正洗阀(见附图2)，由上接头(1)、阀弹簧(2)、定位心轴(3)、定位销(4)、换位外筒(5)、换位套(6)、换位销(7)、O形密封圈(8)、连接短节(9)、O形密封圈(10)、阀外筒(11)、液压心轴(12)、O形密封圈(13)、O形密封圈(14)、限位套(15)、O形密封圈(16)、O形密封圈(17)、O形密封圈(18)、O形密封圈(19)、密封外筒(20)、开关阀(21)、游动阀(22)、阀密封(23)、隔环(24)、阀密封(25)、阀心轴(26)、O形密封圈(27)、泵座下接头(28)组成；

其中上接头(1)与定位心轴(3)钢性连接，阀弹簧(2)间隙配合套在定位心轴(3)上，弹簧上端顶在上接头(1)台阶上，下端顶在换位外筒(5)上，给换位外筒(5)建立一个向下的推动力，定位销(4)螺纹组装在换位外筒(5)上，定位销(4)的下端伸入定位心轴上的定位槽内，限制换位外筒(5)的周向转动，使换位外筒(5)只能上下运动，而无法转动，定位心轴(3)上间隙配合套有换位套(6)，换位套(6)外部间隙配合套有换位外筒(5)，换位销(7)螺纹组装于换位外筒(5)的下端，换位销(7)下部延伸入换位套的换位槽内，换位销(7)随换位外筒(5)在换位槽内上下运动，从而形成控制位外筒(5)运行距离的换位机构。定位心轴(3)下端与连接短节(9)和液压心轴(12)螺纹连接，阀外筒(11)与换位外筒(5)螺纹连接后，间隙配合套于液压心轴(12)上，安装于连接短节(9)上的O形密封圈(10)和阀外筒(11)上的O形密封圈(13)，将阀外筒(11)与液压心轴(12)形成密封上液缸。阀外筒(11)上的O形密封圈(13)和液压心轴(12)上的O形密封圈(14)形成密封下液缸。液压心轴(12)、阀心轴(26)和泵座下接头(28)螺纹连接在一起，阀心轴(26)上套有开关阀(21)，阀心轴(26)上安装有游动阀(22)、阀密封(23)、隔环(24)、阀密封(25)，组合形成一组挤压式密封体，与开关阀(21)形成流体控制阀。限位套(15)、阀外筒(11)和密封外筒(20)螺纹连接后间隙配合套于阀心轴(26)和泵座下接头(28)，泵座下接头(28)上的O形密封圈(27)封闭流体通道，形成一个内流体通道。

附图1说明：机械防砂抽油井不动杆管柱过泵正洗井方法示意图

图1中：油管(1)、抽油杆(2)、过泵正洗阀(3)、O形密封圈(4)、开关阀(5)、O形密封圈(6)、泵座(7)、泵弹性锁定(8)、泵游动凡尔(9)、泵密封(10)、泵固定凡尔(11)、防砂管(12)。

附图2说明：压控式过泵正洗阀示意图

图2中：上接头(1)、阀弹簧(2)、定位心轴(3)、定位销(4)、换位外筒(5)、换位套(6)、换位销(7)、O形密封圈(8)、连接短节(9)、O形密封圈(10)、阀外筒(11)、液压心轴(12)、O形密封圈(13)、O形密封圈(14)、限位套(15)、O形密封圈(16)、O形密封圈(17)、O形密封圈(18)、O形密封圈(19)、密封外筒(20)、开关阀(21)、游动阀(22)、阀密封(23)、隔环(24)、阀密封(25)、阀心轴(26)、O形密封圈(27)、泵座下接头(28)。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

过泵正洗井时：用洗井泵罐车给油套空间施加液压，在该液体压力作用下压控式过泵正洗阀的阀外筒(11)和液压心轴(12)组成的液缸液缸下部压力大于上部压力时，阀外筒(11)在液压力的推动下克服弹簧力上行，换位销(7)在换位外筒(5)带动下向上运动，换位销(7)产生的径向力推动换位套(6)转动，使换位套(6)上的导向槽由长槽换为短槽，油套环空压力释放后，液缸上下压力平衡，在弹簧力的作用下，换位销(7)延短槽下行至底部受阻，阀外筒(11)下行约1/2时停止，限位套(15)上的限位台阶离开开关阀(21)，使开关阀(21)有了向上运行的距离。当管柱内注入热洗液时，管内压力高于油套环空压力，开关阀(21)在液压力作用下上行，离开阀密封(23)、(25)打开循环通道。洗井流体通过密封外筒(20)和泵座下接头(28)间的环形空间流至泵下部防砂管内进行正循环洗井作业。

抽油生产时：用洗井泵罐车给油套空间施加液压，在该液体压力作用下压控式过泵正洗阀的阀外筒(11)和液压心轴(12)组成的液缸，液缸下部压力大于上部压力时，阀外筒(11)在液压力的推动下克服弹簧力上行，换位销(7)在换位外筒(5)带动下向上运动，换位销(7)产生的径向力推动换位套(6)转动，使换位套(6)上的导向槽由短槽换为长槽，环空压力释放后，在弹簧力的作用下，阀外筒(11)下行，限位套(15)上的限位台阶推动开关阀(21)下行，开关阀(21)与阀密封(23)、(25)接合一起将液流孔密封，切断循环通道。采油过程中，随着环空液面的不断下降，管内压力大于管外压力，液缸上部压力高于下部压力，液缸推动阀外筒(11)下行，与阀外筒连接和限位套上的限位台阶推动开关阀挤压阀密封(23)(25)使密封性能增强，从而确保在抽油泵工作过程中，随着内外压差的不断增大，阀的密封性能增强。

Claims (5)

1.防砂抽油井不动杆管柱过泵正洗井方法，是在采油管柱上设计了一种专用的压控式过泵正洗阀，将其与管、杆、泵组合构成可过泵正洗井的采油管柱，压控式过泵正洗阀与抽油泵相配合建立起可控制的过泵洗井循环通道，该通道可根据洗井工艺要求随时打开或关闭，实现对管、杆和防砂管的过泵正洗井工艺或抽油生产工艺。 

2.根据权利要求1所述的过泵正洗井的采油管柱是由油管(1)、抽油杆(2)、过泵正洗阀(3)、O形密封圈(4)、开关阀(5)、O形密封圈(6)、泵座(7)、泵弹性锁定(8)、泵游动凡尔(9)、泵密封(10)、泵固定凡尔(11)、防砂管(12)组成；其中油管(1)、过泵正洗阀(3)和防砂管(12)相互之间按附图1所示用油管螺纹连接组成抽油管柱组合；抽油杆(2)与抽油泵螺纹连接组成泵组合，管柱组合下井后，从管柱内下入泵组合，将抽油泵的泵弹性锁定(8)坐入泵座(7)内，泵密封(10)下入泵座(7)内，将抽油泵与过泵正洗阀(3)密封。 

3.根据权利要求1所述的过泵正洗井工艺是用洗井泵罐车给油套空间施加液压，该液体压力作用于压控式过泵正洗阀的阀外筒(11)和液压心轴(12)组成的液缸液缸下部压力大于上部压力时，阀外筒(11)在液压力的推动下克服弹簧力上行，换位销(7)在换位外筒(5)带动下向上运动，换位销(7)产生的径向力推动换位套(6)转动，使换位套(6)上的导向槽由长槽换为短槽，油套环空压力释放后，液缸上下压力平衡，在弹簧力的作用下，换位销(7)延短槽下行至底部受阻，阀外筒(11)下行约1/2时停止，限位套(15)上的限位台阶离开开关阀(21)，使开关阀(21)有了向上运行的距离。当管柱内注入热洗液时，管内压力高于油套环空压力，开关阀(21)在液压力作用下上行，离开阀密封(23)、(25)打开循环通道。洗井流体通过油管和抽油杆所形成的空间到压控式过泵正洗阀内腔，经密封外筒(20)和泵座下接头(28)间的环形空间流至泵下部进入防砂管内，经防砂管壁上的过滤网流入油套环空进行正循环洗井作业。 

4.根据权利要求1所述的抽油生产工艺是用洗井泵罐车给油套空间施加液压，在该液体压力作用下压控式过泵正洗阀的阀外筒(11)和液压心轴(12)组成的液缸液缸下部压力大于上部压力时，阀外筒(11)在液压力的推动下克服弹簧力上行，换位销(7)在换位外筒(5)带动下向上运动，换位销(7)产生的径向力推动换位套(6)转动，使换位套(6)上的导向槽由短槽换为长槽，环空压力释放后，在弹簧力的作用下，阀外筒(11)下行，限位套(15)上的限位台阶推动开关阀(21)下行，开关阀(21)与阀密封(23)、(25)接合一起将液流孔密封，切断循环通道。采油过程中，随着环空液面的不断下降，管内压力大于管外压力，液缸上部压力高于下部压力，液缸推动阀外筒(11)下行，与阀外筒连接和限位套上的限位 台阶推动开关阀挤压阀密封(23)(25)使密封性能增强，从而确保在抽油泵工作过程中，随着内外压差的不断增大，阀的密封性能增强。 

5.根据权利要求1所述的压控式过泵正洗阀由上接头(1)、阀弹簧(2)、定位心轴(3)、定位销(4)、换位外筒(5)、换位套(6)、换位销(7)、O形密封圈(8)、连接短节(9)、O形密封圈(10)、阀外筒(11)、液压心轴(12)、O形密封圈(13)、O形密封圈(14)、限位套(15)、O形密封圈(16)、O形密封圈(17)、O形密封圈(18)、O形密封圈(19)、密封外筒(20)、开关阀(21)、游动阀(22)、阀密封(23)、隔环(24)、阀密封(25)、阀心轴(26)、O形密封圈(27)、泵座下接头(28)组成； 

其中上接头(1)与定位心轴(3)钢性连接，阀弹簧(2)间隙配合套在定位心轴(3)上，弹簧上端顶在上接头(1)台阶上，下端顶在换位外筒(5)上，给换位外筒(5)建立一个向下的推动力，定位销(4)螺纹组装在换位外筒(5)上，定位销(4)的下端伸入定位心轴上的定位槽内，限制换位外筒(5)的周向转动，使换位外筒(5)只能上下运动，而无法转动，定位心轴(3)上间隙配合套有换位套(6)，换位套(6)外部间隙配合套有换位外筒(5)，换位销(7)螺纹组装于换位外筒(5)的下端，换位销(7)下部延伸入换位套的换位槽内，换位销(7)随换位外筒(5)在换位槽内上下运动，从而形成控制换位外筒(5)运行距离的换位机构。定位心轴(3)下端与连接短节(9)和液压心轴(12)螺纹连接，阀外筒(11)与换位外筒(5)螺纹连接后，间隙配合套于液压心轴(12)上，安装于连接短节(9)上的O形密封圈(10)和阀外筒(11)上的O形密封圈(13)，将阀外筒(11)与液压心轴(12)形成密封上液缸。阀外筒(11)上的O形密封圈(13)和液压心轴(12)上的O形密封圈(14)形成密封下液缸。液压心轴(12)、阀心轴(26)和泵座下接头(28)螺纹连接在一起，阀心轴(26)上套有开关阀(21)，阀心轴(26)上安装有游动阀(22)、阀密封(23)、隔环(24)、阀密封(25)，组合形成一组挤压式密封体，与开关阀(21)形成流体控制阀。限位套(15)、阀外筒(11)和密封外筒(20)螺纹连接后间隙配合套于阀心轴(26)和泵座下接头(28)，泵座下接头(28)上的O形密封圈(27)封闭流体通道，形成一个内流体通道。 

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