CN103334717A

CN103334717A - 油田抽油机井抽油装置

Info

Publication number: CN103334717A
Application number: CN2013102275983A
Authority: CN
Inventors: 蔡勤增; 马文天; 李鸿程; 彭继明; 刘斯迪; 李辉; 刘文秀; 段美宇
Original assignee: Petrochina Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd
Priority date: 2013-06-08
Filing date: 2013-06-08
Publication date: 2013-10-02

Abstract

本发明提供一种油田抽油机井抽油装置，其能够有效地防止砂卡事故的发生，减少抽油机的液柱载荷并提高泵效。在该抽油装置中，抽油机与抽油杆相连，所述抽油杆穿过固定设置于地面的采油树，并通过抽油杆接头与抽油泵的上游动凡尔相连，在所述采油树的下端连接有油管；所述抽油泵构成为在泵筒中以由上到下的顺序依次连接设置有上游动凡尔、柱塞、下游动凡尔，其特征在于，在所述油田抽油机井抽油装置中，所述抽油杆为空心杆，所述抽油机依次通过光杆和三通短接与所述空心杆相连接，所述三通短接设置于所述采油树的上方，其侧出口通过软管与出油管线相连接；所述泵筒的上端通过油管接头与所述油管相连接，并在所述泵筒的下端设置有固定凡尔。

Description

油田抽油机井抽油装置

技术领域

本发明涉及油田开发领域，特别涉及一种油田抽油机井抽油装置。

背景技术

目前，应用于油田现场的油田抽油采用一种抽油机井抽油装置，该抽油装置由抽油机、油管、抽油杆、抽油泵等组成。如图2所示，将抽油泵挂在油管中靠下部的位置，抽油杆带动抽油泵柱塞将井底原油通过油管环形空间抽出到地面。抽油杆包括空心抽油杆和实心抽油杆两种。

这种油田抽油装置的缺点在于，随着油田开发，采出液含水量会逐渐上升、砂岩油层会出砂、以及部分油井地层压力下降等现象产生，因此会产生以下问题：

具体而言，如图2所示，井下产出液从油管和空心杆之间的环状空间中采出到地面管线，由于油井出液无规律(大部分井出液有时多有时少，称为间出)，在出液较多时易携带砂到泵上，而在出液较少或油井由于各种原因暂时停止抽油时，会导致油管和空心杆之间的环状空间中的砂下沉。若砂沉入到抽油泵泵筒和柱塞之间，就会加剧二者磨损，使二者间的间隙变大，从而导致漏失量增大，泵效降低。严重者将直接导致泵筒和柱塞卡死，即发生砂卡事故。

另外，随着油田开发，产出液中含水量逐渐增高，由于水对抽油杆的润滑作用远弱于油，因此会导致抽油杆润滑效果不好、偏磨严重。

此外，部分井要定期用热水反洗井清蜡，所述反洗是指洗井液从油管和套管环形空间进入，并开放固定凡尔，使洗井液经由固定凡尔从油管中排出。由于固定凡尔以下和油层连通，并且在油井经过长时间生产后，油层附近压力降低，因此在洗井时，若井筒中洗井水柱的压力高于油层压力，则会导致在洗井时部分水会进入地层，且较低的地层压力容易造成地层污染和排水周期延长。此外，在洗井结束后还需要把这些水抽到地面。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺点，本发明所要解决的技术问题提供一种油田抽油机井抽油装置，该装置能够有效地防止砂卡事故的发生，减少抽油机的液柱载荷并提高泵效，从而实现了抽油机井抽油工艺的改进，提高了抽油机井抽油效率。

在本发明的油田抽油机井抽油装置中，抽油机与抽油杆相连，所述抽油杆穿过固定设置于地面的采油树，并通过抽油杆接头与抽油泵的上游动凡尔相连，在所述采油树的下端连接有油管；所述抽油泵构成为在泵筒中以由上到下的顺序依次连接设置有上游动凡尔、柱塞、下游动凡尔，并在所述泵筒的下端设置有固定凡尔，其特征在于，在所述油田抽油机井抽油装置中，所述抽油杆为空心杆，所述抽油机依次通过光杆和三通短接与所述空心杆相连接，所述三通短接设置于所述采油树的上方，其侧出口通过软管与出油管线相连接；所述泵筒的上端通过油管接头与所述油管相连接，在所述空心杆与所述油管之间形成环形空间。

此外，本发明的油田抽油机井抽油装置优选为：在所述环形空间内装有具有润滑作用的液体。

此外，本发明的油田抽油机井抽油装置优选为：在所述空心杆下段开设有使所述空心杆内腔与所述环形空间连通的通孔，并在所述环形空间内装有热液介质。

此外，本发明的油田抽油机井抽油装置优选为：将所述空心杆的内筒加工光滑。

此外，本发明的油田抽油机井抽油装置优选为：在所述空心杆的内筒涂布有防蜡层。

此外，本发明的油田抽油机井抽油装置优选为：所述空心杆形成为圆筒状。

此外，本发明的油田抽油机井抽油装置优选为：所述空心杆形成为内、外径均呈阶梯筒状。

在本发明的油田抽油机井抽油装置中，由于产出液依次通过固定凡尔、下游动凡尔、上游动凡尔、空心杆接头、空心杆直接采出到地面管线，而不会进入到空心杆与油管之间的环形空间中，因此，出砂井砂粒沉不到柱塞和泵筒之间，由此避免了柱塞和泵筒磨损、降低泵效以及发生砂卡事故的产生。

此外，由于采出液不会进入到空心杆与油管的环形空间中，因此，即使随着油田开采产出液中含水量逐渐增高也不会产生采出液对空心杆的偏磨。并且，还可以在空心杆与油管之间的环形空间内加入例如原油等具有润滑作用的液体，由此可以对空心杆进行润滑，能够更为有效地防止空心杆的杆管偏磨。并且，通过避免了砂磨损导致柱塞和泵筒之间的间隙增大，使泵效得到提高。

此外，抽油机的液柱载荷减少，可节省举升液柱能量，节约电能，同时减少抽油机冲程弹性损失，提高泵效。液柱载荷是井下抽油泵活塞上截面所受的液柱压力，其与活塞上所连抽油杆的尺寸有关，在常规情况下，通常在活塞上接φ16mm、φ19mm、φ22mm的实心抽油杆，而在本发明中，以φ38mm抽油泵为例，其活塞上接φ36mm空心杆，与常规情况的实心抽油杆相比，活塞受力的截面积减少，因此液柱载荷也相应的减少。此外，在现有技术中，抽油工艺环形空间内充满液体，其压力和井口回油压力一样。而在本发明中，由于空心抽油杆与油管之间环形空间内可装原油润滑，或者加润滑剂(如洗衣粉)产生泡沫水润滑，液体并不充满环形空间，并且该液体的比重小于现有技术中环形空间内的液体(即采出液)的比重，由此也可以减少液柱载荷。

此外，在对本发明的油田抽油机井抽油装置进行洗井的过程中，由于不需要开放固定凡尔，因此洗井液不会进入地层，不会造成油层污染和排水周期延长。并且，由于洗井液只经过油管与空心杆之间的环形空间和空心杆内腔，且油管和空心杆之间的环形空间与空心杆内腔空间二者体积之和远小于现有技术中油管和套管之间的空间、油管和空心杆之间的空间的二者体积之和。因此，比以往经过套管和油管的洗井方式节省热洗液量，并提高洗井效率。

此外，通过在空心杆下段开设若干使空心杆内腔与环形空间连通的通孔，可以在对于高凝油或稠油井的开采中，通过在空心杆与油管之间的环形空间加入热液介质，实现井筒降凝和降粘。由于加入的例如水等热介质是流动的，并且其压力高于油井产出液压力，因此井下产出液和砂不会进入到环形空间中。由此，能够以本发明的油田抽油工艺来替代高凝油或稠油井筒电加热工艺。

此外，通过将空心杆内筒加工成较为光滑，或在该内筒涂布防蜡层，由此，可以起到对空心杆的内筒的防蜡作用。

此外，通过将空心杆形成为内、外径均呈阶梯筒状，可以达到优化空心杆结构，降低成本的目的。

附图说明

图1为示出本发明的油田抽油机井抽油装置的示意图。

图2为示出以往的油田抽油机井抽油装置的示意图。

标号说明

1：固定凡尔、2：泵筒、3：下游动凡尔、4：柱塞、5：上游动凡尔、6：油管接头、7：油管、8：空心杆接头、9：空心杆、10：采油树、11：出油管线、12：三通短接、13：软管、14：光杆、15：抽油机。

具体实施方式

参照附图对本发明的油田抽油机井抽油装置进行说明。

如图1所示，在本发明的油田抽油机井抽油装置中，抽油机15依次通过光杆14和三通短接12与空心杆9相连接，所述三通短接12设置于采油树10的上方，其侧出口通过软管13与出油管线11相连接；所述空心杆9穿过固定设置于地面的采油树10，并通过空心杆接头8与抽油泵的上游动凡尔5相连，在所述采油树10的下端连接有油管7；所述抽油泵构成为在泵筒2中以由上到下的顺序依次连接设置有上游动凡尔5、柱塞4、下游动凡尔3，并在所述泵筒2的下端设置有固定凡尔1；此外，所述泵筒2的上端通过油管接头6与所述油管7相连接，在所述空心杆9与所述油管7之间形成环形空间。

其中，固定凡尔1、泵筒2、下游动凡尔3、柱塞4、上游动凡尔5、油管接头6、油管7、采油树10、出油管线11、三通短接12、软管13、光杆14、抽油机15均为成品件。空心杆接头8呈筒状，在其下端设置有与上游动凡尔5的凡尔座相配的阴螺纹，在其上端设置有与空心杆9相配的阴螺纹。此外，由于图面空间的原因，图中采油树10的大小远小于实际尺寸，实际上采油树10比空心杆9要大许多。

在利用该油田抽油机井抽油装置进行抽油时，抽油机15依次通过光杆14、三通短接12、空心杆9来带动柱塞4在泵筒2内进行往复运动，由此，使井底原油通过固定凡尔1、下游动凡尔3、上游动凡尔5、空心杆接头8、空心杆9、三通短接12、软管13抽到出油管线11内。在该抽油过程中，抽油泵的工作方式与现有技术相同。

在该抽油过程中，由于产出液依次通过固定凡尔1、下游动凡尔3、上游动凡尔5、空心杆接头8、空心杆9直接采出到地面管线，而不会进入到空心杆9与油管7之间的环形空间中，因此，出砂井砂粒沉不到柱塞4和泵筒2之间，由此避免了柱塞4和泵筒2磨损、降低泵效以及发生砂卡事故的产生。

此外，由于采出液不会进入到空心杆9与油管7的环形空间中，因此，即使随着油田开采产出液中含水量逐渐增高也不会产生采出液对空心杆9的偏磨。并且，还可以在空心杆9与油管7之间的环形空间内加入例如原油等具有润滑作用的液体，由此可以对空心杆9进行润滑，能够更为有效地防止空心杆9的杆管偏磨。并且，通过避免了砂磨损导致柱塞4和泵筒2之间的间隙增大，使泵效得到提高。

此外，抽油机15的液柱载荷减少，可节省举升液柱能量，节约电能，同时减少抽油机冲程弹性损失，提高泵效。液柱载荷是井下抽油泵活塞上截面所受的液柱压力，其与活塞上所连抽油杆的尺寸有关，在常规情况下，通常在活塞上接φ16mm、φ19mm、φ22mm的实心抽油杆，而在本发明中，以φ38mm抽油泵为例，其活塞上接φ36mm空心杆，与常规情况的实心抽油杆相比，活塞受力的截面积减少，因此液柱载荷也相应的减少。此外，在现有技术中，抽油工艺环形空间内充满液体，其压力和井口回油压力一样。而在本发明中，由于空心抽油杆与油管之间环形空间内可装原油润滑，或者加润滑剂(如洗衣粉)产生泡沫水润滑，液体并不充满环形空间，并且该液体的比重小于现有技术中环形空间内的液体(即采出液)的比重，由此也可以减少液柱载荷。

在对油井进行热洗清蜡时，首先上提空心杆9使柱塞4脱离泵筒2。这样，可以使洗井液直接通过采油树10的洗井阀以及空心杆9与油管7之间的环形空间通道进入，再经过下游动凡尔3、上游动凡尔5、空心杆9内腔、三通短接12、软管13排到出油管线11内。

在此过程中，由于不需要开放固定凡尔1，因此洗井液不会进入地层，不会造成油层污染和排水周期延长。并且，由于洗井液只经过油管7与空心杆9之间的环形空间和空心杆9内腔，且油管7和空心杆9之间的环形空间与空心杆9的内腔空间二者体积之和远小于现有技术中油管和套管空间、油管和空心杆之间空间的二者体积之和。因此，比以往经过套管和油管的洗井方式节省热洗液量，并提高洗井效率。

此外，可以在空心杆9下段开设若干通孔，以使所述空心杆9的内腔与所述环形空间连通。由此，在对于高凝油或稠油井的开采中，通过在空心杆9与油管7之间的环形空间加入热液介质，可以实现井筒降凝和降粘。由于加入的例如水等热介质是流动的，并且其压力高于油井产出液压力，因此井下产出液和砂不会进入到环形空间中。由此，能够以本发明的油田抽油工艺来替代高凝油或稠油井筒电加热工艺。

此外，可以将空心杆9内筒加工成较为光滑，或在该内筒涂布防蜡层，由此，可以起到对空心杆9的内筒的防蜡作用。

此外，空心杆9依据不同井况，可以形成为圆筒状、或形成为内、外径均呈阶梯筒状。例如可使空心杆9构成为二级的阶梯筒状，上部阶梯内径32毫米，下部阶梯内径25毫米等。由此，可以达到优化空心杆结构，降低成本的目的。

Claims

1.一种油田抽油机井抽油装置，在该抽油装置中，抽油机与抽油杆相连，所述抽油杆穿过固定设置于地面的采油树，并通过抽油杆接头与抽油泵的上游动凡尔相连，在所述采油树的下端连接有油管；所述抽油泵构成为在泵筒中以由上到下的顺序依次连接设置有上游动凡尔、柱塞、下游动凡尔，并在所述泵筒的下端设置有固定凡尔，其特征在于，

在所述油田抽油机井抽油装置中，所述抽油杆为空心杆，所述抽油机依次通过光杆和三通短接与所述空心杆相连接，所述三通短接设置于所述采油树的上方，其侧出口通过软管与出油管线相连接；所述泵筒的上端通过油管接头与所述油管相连接，在所述空心杆与所述油管之间形成环形空间。

2.根据权利要求1所述的油田抽油机井抽油装置，其特征在于，

在所述环形空间内装有具有润滑作用的液体。

3.根据权利要求1所述的油田抽油机井抽油装置，其特征在于，

在所述空心杆下段开设有使所述空心杆内腔与所述环形空间连通的通孔，并在所述环形空间内装有热液介质。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的油田抽油机井抽油装置，其特征在于，将所述空心杆的内筒加工光滑。

5.根据权利要求1～3中的任一项所述的油田抽油机井抽油装置，其特征在于，在所述空心杆的内筒涂布有防蜡层。

6.根据权利要求1～3中的任一项所述的油田抽油机井抽油装置，其特征在于，所述空心杆形成为圆筒状。

7.根据权利要求1～3中的任一项所述的油田抽油机井抽油装置，其特征在于，所述空心杆形成为内、外径均呈阶梯筒状。