CN103541887B - 防砂防气一体化采油装置 - Google Patents

Abstract

一种防砂防气一体化采油装置，包括抽油泵和气锚。抽油泵具有外管和柱塞，柱塞穿设在外管内，外管下端连接双通接箍；柱塞外部套设泵筒，其上端连接有上游动阀，其下端连接有下游动阀，泵筒下端连接有多个固定阀，多个固定阀与双通接箍的中心孔相对连通；气锚具有外筒、内筒和中心管，外筒上端开设有进液孔，进液孔外设有筛网，外筒上端连接扶正环，其下端连接变径接箍；内筒位于外筒内，其上端与双通接箍相连，其下端连接双通接头；中心管位于内筒内，其上端与双通接箍的中心孔相对连通，其下端与双通接头的进油通道相对连通。本发明的防砂防气一体化采油装置，在采油过程中，可以实现防砂防气一体化，提高油田开采效益。

Description

防砂防气一体化采油装置

技术领域

本发明有关于一种采油装置，尤其有关于一种采油技术领域中的防砂防气一体化采油装置。

背景技术

在油田开发中，油井出砂是油田开采的一大难题。辽河油田有许多区块出砂严重，砂埋泵柱塞、砂卡泵、泵漏等问题，致使检泵周期短，严重的影响抽油井正常生产，甚至有些油井因出砂严重而无法开采，目前主要采用特种防砂泵、防砂筛管等措施。

随着油井采出程度的加大，出砂油井地层压力下降，原油中的溶解气过早析出，也有一大部分出砂油井本身气油比就高，使抽油泵的充满程度降低，甚至造成气锁，降低泵效。此类井需采用气锚进行油气分离。

现有油井中，同时存在出砂、高气油比的问题，给有杆泵采油带来了极大的困难。这类油井需要既防砂又防气，但目前的防砂抽油泵不能与气锚配合使用，造成该类油井仅能防砂而不能防气，或者仅能防气而不能防砂，影响了油井的正常生产。

因此，有必要提供一种新的采油装置，来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种防砂防气一体化采油装置，在采油过程中，可以实现防砂防气一体化，即砂、气并防，提高油田开采效益。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种防砂防气一体化采油装置，所述防砂防气一体化采油装置包括：

抽油泵，其具有：

外管，其上端连接有油管接箍，其下端连接有双通接箍，所述双通接箍具有中心孔和位于所述中心孔外侧的第一沉砂通道；

柱塞，其穿设在所述外管内，所述柱塞的外部套设有泵筒，所述柱塞的上端连接有上游动阀，其下端连接有下游动阀，所述泵筒的下端串联连接有多个固定阀，多个所述固定阀的下端与所述双通接箍的中心孔相对连通；

气锚，其连接在所述抽油泵的下端，所述气锚具有：

外筒，其上端开设有进液孔，所述外筒上套设有筛网，所述筛网与所述进液孔相对，所述外筒的上端连接有扶正环，其下端连接有变径接箍；

内筒，其穿设在所述外筒内，所述内筒的上端与所述双通接箍相连，其下端连接有双通接头，所述双通接头的下端与所述变径接箍相连，所述双通接头具有第二沉砂通道和进油通道，所述内筒与所述外筒之间形成有环形进油通道，所述进油通道与所述环形进油通道相连通；

中心管，其穿设在所述内筒内，所述中心管的上端与所述双通接箍的中心孔相对连通，其下端与所述双通接头的进油通道相对连通，所述中心管与所述内筒之间形成有环形沉砂通道，所述第二沉砂通道通过所述环形沉砂通道与所述第一沉砂通道相连通。

在优选的实施方式中，所述柱塞的长度大于所述泵筒的长度。

在优选的实施方式中，所述环形进油通道内设有螺旋片，所述螺旋片螺旋缠绕在所述内筒的外部，所述螺旋片与所述内筒之间形成有过气环道。

在优选的实施方式中，所述变径接箍的下端连接有泵下油管，所述泵下油管的下端连接有丝堵，所述双通接头的第二沉砂通道通过所述变径接箍与所述泵下油管相连通。

在优选的实施方式中，所述双通接头上开设有进油侧孔，所述双通接头的进油通道通过所述进油侧孔与所述环形进油通道相连通。

在优选的实施方式中，所述上游动阀包括柱塞出油接头，所述柱塞出油接头上开设有出油口，所述柱塞出油接头的下端连接有上游动阀座接头，所述上游动阀座接头的上端与所述柱塞出油接头之间卡设有上游动阀座，所述上游动阀座上座设有上游动阀球，所述上游动阀座接头的下端与所述柱塞相连。

在优选的实施方式中，所述柱塞出油接头的上端连接有扶正器。

在优选的实施方式中，所述下游动阀包括下游动阀罩，所述下游动阀罩的上端与所述柱塞相连，其下端连接有下游动阀罩接头，所述下游动阀罩接头与所述下游动阀罩之间卡设有下游动阀座，所述下游动阀座上座设有下游动阀球。

在优选的实施方式中，所述固定阀包括固定阀罩，所述固定阀罩内设有固定阀座，所述固定阀座上座设有固定阀球。

在优选的实施方式中，所述泵筒的上端连接有扶正套。

本发明的防砂防气一体化采油装置的特点及优点是：由于井下原油在进泵前，先从气锚外筒的进液孔进入气锚中，外筒上的筛网首先对井下原油进行了首次筛砂，一部分大砂粒先被筛网挡住，进不到泵中，减少了砂粒的进泵量；另外，井下原油中的气体，从外筒上部进液孔进入后，液体不断下沉并自双通接头流入泵中，而气体将上浮并由环形进油通道、进液孔和筛网流入油套环空。该防砂防气一体化采油装置，既达到了防砂又达到了防气的目的，有效提高了油田的开采效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为发明的防砂防气一体化采油装置的主视图。

图2为本发明的防砂防气一体化采油装置的抽油泵主视图。

图3为本发明的防砂防气一体化采油装置的气锚主视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本发明提供一种防砂防气一体化采油装置，其包括抽油泵1和连接在抽油泵1下端的气锚2。其中：抽油泵1具有外管11和柱塞12，气锚2具有外筒21、内筒22和中心管23。

抽油泵1的外管11上端连接有油管接箍13，其下端连接有双通接箍14，所述双通接箍14具有中心孔141和位于所述中心孔141外侧的第一沉砂通道142；抽油泵1的柱塞12穿设在所述外管11内，所述柱塞12的外部套设有泵筒15，所述柱塞12的上端连接有上游动阀16，其下端连接有下游动阀17，所述泵筒15的下端串联连接有多个固定阀，多个所述固定阀的下端与所述双通接箍14的中心孔141相对连通。

气锚2的外筒21上端开设有进液孔211，所述外筒21上套设有筛网212，所述筛网212与所述进液孔211相对，所述外筒21的上端连接有扶正环213，其下端连接有变径接箍214；气锚2的内筒22穿设在所述外筒21内，所述内筒22的上端与所述双通接箍14相连，其下端连接有双通接头24，所述双通接头24的下端与所述变径接箍214相连，所述双通接头24具有第二沉砂通道241和进油通道242，所述内筒22与所述外筒21之间形成有环形进油通道215，所述进油通道242与所述环形进油通道215相连通；气锚2的中心管23穿设在所述内筒22内，所述中心管23的上端与所述双通接箍14的中心孔141相对连通，其下端与所述双通接头24的进油通道242相对连通，所述中心管23与所述内筒22之间形成有环形沉砂通道221，所述第二沉砂通道241通过所述环形沉砂通道221与所述第一沉砂通道142相连通。

具体是，如图2所示，抽油泵1的外管11上端连接有外管上接箍111，外管上接箍111的上端连接有泵提升短节112，泵提升短节112的上端与油管接箍13相连，从而外管11通过油管接箍13连接在井下工具上。

抽油泵1的柱塞12由上柱塞121、中柱塞122和下柱塞123组成，上柱塞121通过对丝124连接在中柱塞122的上端，中柱塞122的下端通过对丝125连接在下柱塞123的上端，从而上柱塞121、中柱塞122和下柱塞123组合而成的柱塞12中部形成一过油通道126，井下原油通过该过油通道126被抽至地面。柱塞12穿设在外筒11内，柱塞12的上柱塞121外部套设有泵筒15，在本发明中，泵筒15的上端连接有扶正套151，扶正套151起到扶正泵筒15的作用，泵筒15的下端通过泵筒接箍152连接有支承管153，支承管153套设在下柱塞123的外部。在本实施例中，支承管153外部套设有支套1531，支套1531上设有支点1532，支套1531与支点1532起到扶正支承管153的作用。

上游动阀16连接在柱塞12的上端，在本发明中，上游动阀16包括柱塞出油接头161，柱塞出油接头161上开设有出油口1611，柱塞出油接头161的下端螺纹连接有上游动阀座接头162，上游动阀座接头162的上端与柱塞出油接头161之间卡设有上游动阀座163，上游动阀座163上座设有上游动阀球164，上游动阀座接头162的下端螺纹连接在上柱塞121的上端内侧。当上游动阀球164离开上游动阀座163时，柱塞12的过油通道126与柱塞出油接头161的出油口1611相连通。在本实施例中，上游动阀16的上端连接有柱塞提升短节127，柱塞提升短节127的上端连接有扶正器128，扶正器128起扶正的作用，其与井下抽油杆柱相连。

下游动阀17连接在柱塞12的下端，其位于支承管153内，在本发明中，下游动阀17包括下游动阀罩171，其上开设有过流孔1711，下游动阀罩171的上端连接在下柱塞123的下端内侧，其下端螺纹连接有下游动阀罩接头172，在下游动阀罩接头172与下游动阀罩171之间卡设有下游动阀座173，下游动阀座173上座设有下游动阀球174。当下游动阀球174脱离下游动阀座173后，柱塞12的过油通道126通过下游动阀罩171的过流孔1711与支承管153下端连接的多个固定阀相连通。

多个固定阀连接在支承管153的下端，在本发明中，固定阀为两个，包括结构相同的上固定阀18和下固定阀18’，上固定阀18连接在支承管153的下端，下固定阀18’连接上固定阀18的下端。其中，上固定阀18包括上固定阀罩181，上固定阀罩181的上端螺纹连接在支承管153的下端外侧，其下端内侧螺纹连接下固定阀18’的下固定阀罩181’，上固定阀座182夹设在下固定阀罩181’与上固定阀罩181之间，上固定阀座182上座设有上固定阀球183。下固定阀18’包括下固定阀罩181’，下固定阀罩181’的下端内侧螺纹连接有固定阀接头184，下固定阀座182’夹设在下固定阀罩181’与固定阀接头184之间，下固定阀座182’上座设有下固定阀球183’。当上固定阀18的上固定阀球183与下固定阀18’的下固定阀球183’分别脱离上固定阀座182与下固定阀座182’时，井下原油将通过下固定阀18’、上固定阀18流入支承管153内，从而自下游动阀17流入柱塞12的过油通道126内。

双通接箍14螺纹连接在外管11的下端内侧，其中部开设有中心孔141，在中心孔141的外周开设有第一沉砂通道142。下固定阀18’的固定阀接头184伸入中心孔141内并螺纹连接在双通接箍14上；外管11和泵筒15之间形成有环形空间19，该环形空间19与第一沉砂通道142相连通，柱塞12在上下行程的抽油过程中，井下原油中携带的砂粒将自该环形空间19通过第一沉砂通道142落入下部气锚2中，防止原油中携砂情况的发生，并有效保证抽油泵的使用寿命。

如图3所示，气锚2的外筒21上端连接有扶正环213，其下端连接有变径接箍214，变径接箍214具有穿孔2141。外筒21的上端侧壁上沿圆周方向开设有多个进液孔211，外筒21的上端套设有筛网212，筛网212与多个进液孔211相对，筛网212用于过滤井下原油中的大砂粒，防止大砂粒进泵。

内筒22穿设在外筒21内，其上端伸出外筒21的一端通过上接箍222螺纹连接在双通接箍14的下端外侧，扶正环213的内环壁紧密贴设在内筒22的外壁上，内筒22的下端内侧螺纹连接有双通接头24。内筒22与外筒21之间形成有环形进油通道215，自外筒21筛网212初步过滤后的原油自外筒21的进液孔211流入该环形进油通道215内。

双通接头24的下端通过一变径接箍25与一油管短节26相连，该油管短节26与伸入变径接箍214的穿孔2141中并螺纹连接在变径接箍214上，双通接头24的中部开设有进油通道242，第二沉砂通道241开设在进油通道242的一侧，第二沉砂通道241轴向贯穿整个双通接头24，在本发明中，双通接头24上开设有进油侧孔243，进油通道242与进油侧孔243相连通，从而双通接头24的进油通道243通过该进油侧孔243与环形进油通道215相连通。

中心管23穿设在内筒22内，其上端穿出内筒22的一端伸入双通接箍14的中心孔141内并螺纹连接在双通接箍14上，其下端通过变扣接头231螺纹连接在双通接头24的进油通道242的外壁上，从而中心管23与进油通道242形成连通状态。

在本发明中，变径接箍214的下端连接有泵下油管（图中未示出），泵下油管的下端连接有丝堵27，双通接头24的第二沉砂通道241通过变径接箍214的穿孔2141与泵下油管相连通。

该防砂防气一体化采油装置的工作过程如下：首先，抽油泵1工作时，柱塞12在泵筒15内上下往复移动，柱塞12在上行程时，井下原油自气锚2外筒21的进液孔211进入外筒21与内筒22之间环形进油通道215内，而后通过双通接头24的进油侧孔243、进油通道242流入中心管23内，进而流入双通接箍14的中心孔141中，此时，泵筒15内腔体积增大，压力变小，下游动阀17处于关闭状态，固定阀18的固定阀球183和固定阀18’的固定阀球183’被下部液体顶开，固定阀18和固定阀18’处于打开状态，此时井下原油从双通接箍14的中心孔141通过固定阀接头184流入固定阀18’和固定阀18而进入泵筒15的腔室内部。当柱塞12下行程时，泵筒15内腔体积减小，压力增大，泵筒15内腔压力将固定阀18的固定阀球183顶抵在固定阀座182上，使固定阀18关闭，此时，下游动阀17的下游动阀球174则在泵筒15内腔的压力作用下被顶起，下游动阀17打开，泵筒15内腔中的原油将通过下游动阀17上流至柱塞12的进油通道126内，而后通过上游动阀16的出油口1611排出，进入泵上油管中，如此往复循环，将井下原油不断抽吸至地面。

本发明的防砂防气一体化采油装置，由于井下原油在进泵前，先从气锚2外筒21的进液孔211进入气锚2中，外筒21上的筛网212首先对井下原油进行了首次筛砂，一部分大砂粒先被筛网212挡住，进不到泵中，减少了砂粒的进泵量；另外，井下原油中的气体，从外筒21上部进液孔211进入后，液体不断下沉并自双通接头24流入泵中，而气体将上浮并由环形进油通道215、进液孔211和筛网212流入油套环空。该防砂防气一体化采油装置，既达到了防砂又达到了防气的目的，有效提高了油田的开采效益。

根据本发明的一个实施方式，所述柱塞12的长度大于所述泵筒15的长度。这样设置的好处是，在整个抽吸过程中，柱塞12的上柱塞121始终处在泵筒15之外，抽油过程中下落的砂子很难进入柱塞12与泵筒15之间的间隙中，能有效防止砂卡，提高抽油泵的使用寿命。与常规普通泵的短柱塞长泵筒的结构相比，本发明在抽吸过程中，外管11内无法被液流携带到地面和间歇停抽时沉下来的砂粒不会沉积聚积在柱塞12上，该些砂粒是通过外管11与泵筒15之间的环形空间19流入双通接箍14的第一沉砂通道142内，而后流入气锚2的内筒22与中心管23之间的环形沉砂通道221，之后流入双通接头24的第二沉砂通道241内，最后通过变径接箍25、油管短节26流入变径接箍214与丝堵27之间的30-50m的泵下油管中，这样就不会在泵上造成砂埋柱塞。

根据本发明的一个实施方式，所述环形进油通道215内设有螺旋片28，所述螺旋片28螺旋缠绕在所述内筒22的外部，所述螺旋片28与所述内筒22之间形成有过气环道281。该螺旋片28可使自进液孔211流入的原油在环形进油通道215内螺旋向下流动，利用旋转离心力的作用，实现原油中气液的分离，分离后的液体通过双通接头24的进油侧孔243、进油通道242向上流动，被抽油泵1抽吸到泵上，而密度较小的气体在旋转离心力的作用下，逐渐聚集在内筒22的内侧，通过螺旋片28与内筒22之间的过气环道281漂浮并经过外筒21的进液孔211、筛网212、油套环空排到地面，进一步促进了原油中气体的排出，达到抽油泵有效防气的目的。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种防砂防气一体化采油装置，其特征在于，所述防砂防气一体化采油装置包括：

抽油泵，其具有：

外管，其上端连接有油管接箍，其下端连接有双通接箍，所述双通接箍具有中心孔和位于所述中心孔外侧的第一沉砂通道；

柱塞，其穿设在所述外管内，所述柱塞的外部套设有泵筒，所述柱塞的上端连接有上游动阀，其下端连接有下游动阀，所述泵筒的下端串联连接有多个固定阀，多个所述固定阀的下端与所述双通接箍的中心孔相对连通；

气锚，其连接在所述抽油泵的下端，所述气锚具有：

外筒，其上端开设有进液孔，所述外筒上套设有筛网，所述筛网与所述进液孔相对，所述外筒的上端连接有扶正环，其下端连接有变径接箍；

内筒，其穿设在所述外筒内，所述内筒的上端与所述双通接箍相连，其下端连接有双通接头，所述双通接头的下端与所述变径接箍相连，所述双通接头具有第二沉砂通道和进油通道，所述内筒与所述外筒之间形成有环形进油通道，所述进油通道与所述环形进油通道相连通；

中心管，其穿设在所述内筒内，所述中心管的上端与所述双通接箍的中心孔相对连通，其下端与所述双通接头的进油通道相对连通，所述中心管与所述内筒之间形成有环形沉砂通道，所述第二沉砂通道通过所述环形沉砂通道与所述第一沉砂通道相连通。

2.如权利要求1所述的防砂防气一体化采油装置，其特征在于，所述柱塞的长度大于所述泵筒的长度。

3.如权利要求1所述的防砂防气一体化采油装置，其特征在于，所述环形进油通道内设有螺旋片，所述螺旋片螺旋缠绕在所述内筒的外部，所述螺旋片与所述内筒之间形成有过气环道。

4.如权利要求1所述的防砂防气一体化采油装置，其特征在于，所述变径接箍的下端连接有泵下油管，所述泵下油管的下端连接有丝堵，所述双通接头的第二沉砂通道通过所述变径接箍与所述泵下油管相连通。

5.如权利要求1所述的防砂防气一体化采油装置，其特征在于，所述双通接头上开设有进油侧孔，所述双通接头的进油通道通过所述进油侧孔与所述环形进油通道相连通。

6.如权利要求1所述的防砂防气一体化采油装置，其特征在于，所述上游动阀包括柱塞出油接头，所述柱塞出油接头上开设有出油口，所述柱塞出油接头的下端连接有上游动阀座接头，所述上游动阀座接头的上端与所述柱塞出油接头之间卡设有上游动阀座，所述上游动阀座上座设有上游动阀球，所述上游动阀座接头的下端与所述柱塞相连。

7.如权利要求6所述的防砂防气一体化采油装置，其特征在于，所述柱塞出油接头的上端连接有扶正器。

8.如权利要求1所述的防砂防气一体化采油装置，其特征在于，所述下游动阀包括下游动阀罩，所述下游动阀罩的上端与所述柱塞相连，其下端连接有下游动阀罩接头，所述下游动阀罩接头与所述下游动阀罩之间卡设有下游动阀座，所述下游动阀座上座设有下游动阀球。

9.如权利要求1所述的防砂防气一体化采油装置，其特征在于，所述固定阀包括固定阀罩，所述固定阀罩内设有固定阀座，所述固定阀座上座设有固定阀球。

10.如权利要求1所述的防砂防气一体化采油装置，其特征在于，所述泵筒的上端连接有扶正套。