CN107869339A - 一种蒸汽驱生产井举升系统 - Google Patents

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周娜
姜东�
杜玮暄
程正全
蒋淑婷
张方圆
朱泽军
罗燕
孙衍东
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Abstract

本发明公开了一种蒸汽驱生产井举升系统，包括可调式多级柱塞抽油泵、防闪蒸提效装置，所述可调式多级柱塞抽油泵泵筒安装在油管管柱下端，抽油泵柱塞连接在抽油杆杆柱下端，所述防闪蒸提效装置安装在油管管柱底部。还包括高温自补偿防腐密封装置、光杆，所述高温自补偿防腐密封装置安装在井口，所述光杆下端穿过高温自补偿防腐密封装置后连接抽油杆杆柱，而光杆的上端连接抽油机。本发明使举升系统可以实现高温腐蚀介质中的高效举升，保证抽油泵有效密封，防止泵卡，减轻闪蒸，提高泵效，同时，该系统还可以实现光杆密封装置的动、静多级组合式密封，实现高效密封，同时还可用于硫化氢环境中安全更换盘根。

Description

一种蒸汽驱生产井举升系统
技术领域
本发明涉及采油机械，具体地说是一种蒸汽驱生产井举升系统。
背景技术
随着蒸汽吞吐轮次增加，热采稠油油藏年递减率逐渐升高，周期指标变差，蒸汽吞吐井中需要转为蒸汽驱以提高采收率，蒸汽驱将是热采稠油井的一个主要开发方向。
蒸汽驱生产井泵挂处温度高达200℃以上,井口平均温度也高达50℃以上，举升系统长期处于高温高压环境中，井况比较恶劣，在举升过程中主要存在以下三个问题：温度高，导致普通抽油泵密封性能变差，泵效降低；蒸汽驱井结垢、出砂严重，导致泵卡；油井含有硫化氢，抽油泵等腐蚀较为严重，光杆密封失效加重；高温闪蒸,导致泵效降低、气蚀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸汽驱生产井举升系统，使举升系统可以实现高温腐蚀介质中的高效举升，保证抽油泵有效密封，防止泵卡，减轻闪蒸，提高泵效，同时，该系统还可以实现光杆密封装置的动、静多级组合式密封，实现高效密封，同时还可用于硫化氢环境中安全更换盘根。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种蒸汽驱生产井举升系统，包括可调式多级柱塞抽油泵、防闪蒸提效装置，所述可调式多级柱塞抽油泵安装在油管管柱上且靠近油管管柱下端位置，可调式多级柱塞抽油泵上端连接抽油杆杆柱，所述防闪蒸提效装置安装在油管管柱底部。
还包括高温自补偿防腐密封装置、光杆，所述高温自补偿防腐密封装置安装在井口，所述光杆下端穿过高温自补偿防腐密封装置后连接抽油杆杆柱，而光杆的上端连接抽油机。
所述高温自补偿防腐密封装置包括压帽、密封筒、盘根、弹簧、封井阀模块、下接头，所述下接头与生产井口相连，所述封井阀模块与下接头相连，所述密封筒与封井阀模块，所述压帽与密封筒相连，所述弹簧安装在密封筒内部、封井阀模块上端，所述盘根安装在密封筒内部的补偿弹簧上端。
所述可调式多级柱塞抽油泵包括排液接头、副密封环、主密封环、内流心管、闭式阀副，所述排液接头与上油管相连，所述副密封环上端与排液接头相连，所述主密封环上端与副密封环相连，所述内流心管上端与排液接头相连，所属闭式阀副上端与内流芯管相连，下端与油管相连。
所述防闪蒸提效装置包括进油阀球、柱塞、增压阀球、弹簧、泵筒，所述泵筒与上下油管相连，所述弹簧放置于泵筒最下端，所述增压阀球与弹簧上端相连，所述柱塞位于增压阀球上部，所述进油阀球位于柱塞下端。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、高温自补偿防腐密封装置通过盘根自补偿装置的设计，能够实现磨损盘根通过自补偿重新密封，较现有光杆密封装置相比能够延长使用寿命；通过动、静密封的组合设置，能够实现安全更换盘根，较现有光杆密封装置更加安全；通过密封材质的优选，实现耐高温、防腐蚀，更适应蒸汽驱生产井的需求。
2、可调式多级柱塞抽油泵通过多级柱塞串接结构设计、材质的优选，较现有抽油泵更能适应蒸汽驱生产井抽油泵卡泵、腐蚀等工况条件。
3、防闪蒸提效装置通过产出液增压结构的设计，使产出液进入泵筒后仍然保持高压状态，可有效防止闪蒸、防止气蚀，目前蒸汽驱举升中没有该装置。
附图说明
图1为本发明一种蒸汽驱生产井举升系统的结构示意图；
图2为高温自补偿防腐密封装置的结构示意图；
图3为可调式多级柱塞抽油泵的结构示意图；
图4为防闪蒸提效装置的结构示意图。
图中：1.光杆；2.高温自补偿防腐密封装置；3.抽油杆杆柱；4.油管管柱；5.可调式多级柱塞抽油泵；6.防闪蒸提效装置；7.抽油机。
21.压帽；22.密封筒；23.盘根；24.弹簧；25.封井阀模块；26下接头。
51.排液接头；52.副密封环；53.主密封环；54.内流心管；55.闭式阀副。
61.进油阀球；62.柱塞；63.增压阀球；64.弹簧；65.泵筒。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
根据图1-4，一种蒸汽驱生产井举升系统，包括可调式多级柱塞抽油泵5、防闪蒸提效装置6，所述可调式多级柱塞抽油泵安装在油管管柱上且靠近油管管柱4下端位置，可调式多级柱塞抽油泵上端连接抽油杆杆柱3，所述防闪蒸提效装置安装在油管管柱底部。还包括高温自补偿防腐密封装置2、光杆1，所述高温自补偿防腐密封装置安装在井口，所述光杆下端穿过高温自补偿防腐密封装置后连接抽油杆杆柱，而光杆的上端连接抽油机7。
所述高温自补偿防腐密封装置包括压帽、密封筒、盘根、弹簧、封井阀模块、下接头，所述下接头与生产井口相连，所述封井阀模块与下接头相连，所述密封筒与封井阀模块，所述压帽与密封筒相连，所述弹簧安装在密封筒内部、封井阀模块上端，所述盘根安装在密封筒内部的补偿弹簧上端。
所述可调式多级柱塞抽油泵包括排液接头、副密封环、主密封环、内流心管、闭式阀副，所述排液接头与上油管相连，所述副密封环上端与排液接头相连，所述主密封环上端与副密封环相连，所述内流心管上端与排液接头相连，所属闭式阀副上端与内流芯管相连，下端与油管相连。
所述防闪蒸提效装置包括进油阀球、柱塞、增压阀球、弹簧、泵筒，所述泵筒与上下油管相连，所述弹簧放置于泵筒最下端，所述增压阀球与弹簧上端相连，所述柱塞位于增压阀球上部，所述进油阀球位于柱塞下端。
该系统主要由光杆1、高温自补偿防腐密封装置2、抽油杆杆柱3、油管管柱4、可调式多级柱塞抽油泵5、防闪蒸提效装置6、抽油机7等部分组成。高温自补偿防腐密封装置可以实现动密封和静密封组合作用，油井正常生产时由动密封装置起密封作用，当需更换盘根，停井，将光杆密封装置更换至由静密封装置密封光杆，更换盘根，可防止硫化氢等有毒气体、液体溢出，密封盘根选择耐温性能达150℃以上、防硫化氢等腐蚀性能好材料，满足高温腐蚀生产需求；通过弹簧顶紧具有盘根磨损自补偿功能。可调式多级柱塞抽油泵采用多级柔性、防卡、调心串接设计，实现受热后膨胀防抱死、柱塞在斜井段和水平段的正常工作、防砂卡功能，材质优选防硫化氢、耐高温性能材质。防闪蒸提效装置通过增压结构的设计，使进入泵筒的流体保持高压状态，防止地层产出液进入泵筒之后由于压力降低导致的闪蒸，提高泵效，防止气蚀。
高温自补偿防腐密封装置，主要由压帽、密封筒、盘根、弹簧、封井阀模块、下接头等部分组成，密封盘根耐温性能达到150℃以上、同时要求防硫化氢、高矿化度腐蚀。该装置可以实现动密封和静密封组合作用，油井正常生产时打开封井阀模块，压紧盘根压帽，使动密封装置起密封作用，该装置结构上具有自补偿密封特性，当盘根磨损时，盘根下弹簧会自动压紧盘根，使盘根自补偿重新密封，可以有效降低维护频次；当需更换盘根，停井，将关闭封井阀，由静密封装置密封光杆，更换盘根，可防止硫化氢等有毒有害气体、液体溢出，保证人员安全。
可调式多级柱塞抽油泵主要由排液接头、副密封环、主密封环、内流心管、闭式阀副部分组成。柱塞多级串接，自适应泵筒微弯曲变形，单段长柱塞分割为多段短柱塞组合，大幅降低下级柱塞内压，减小内外压差。上级柱塞长度变小，间隙压降缩小，变形程度降低。排液口处设计等径柱塞刮砂结构，实时清理泵筒沉砂，防止泵卡。同时，该泵柱塞、泵筒材质优选防硫化氢、耐高温性能材质，满足蒸汽驱生产需求。
防闪蒸提效装置主要由进油阀球、柱塞、增压阀球、弹簧、泵筒等部分组成，增压装置下设置增压弹簧，抽油机下冲程时，原油进入增压腔内，弹簧受到压缩，储存能量；抽油机上冲程时，弹簧释放能量充分压缩空腔内气体,使进入泵筒的原油保持高压状态，防止地层产出液进入泵筒之后由于压力降低导致的闪蒸，提高泵效，防止气蚀。
油管管柱组合由上到下依次是油管、可调式多级柱塞抽油泵泵筒、防闪蒸提效装置增压筒，按照施工方案，将油管管柱组合下入井内指定位置；抽油杆杆柱组合由上到下依次是光杆、抽油杆、可调式多级柱塞抽油泵柱塞、防闪蒸提效装置的柱塞，抽油杆杆柱组合下入井内指定位置；将高温自补偿防腐密封装置装至指定位置，打开封井阀模块，压紧盘根压帽，使动密封装置起密封作用。按照油井开井方案，调整抽油机冲程冲次，开机生产。当需更换盘根，停井，关闭封井阀，由静密封装置密封光杆，安全更换盘根。
按照上述结构进行举升系统的设计，应用于蒸汽驱生产井中，该系统可以实现高温腐蚀介质下抽油泵的有效密封，防止泵卡，预防闪蒸，提高泵效，同时，该系统还可以实现光杆密封装置的动、静多级组合式密封，实现高效密封，同时还可用于硫化氢环境中安全更换盘根。从总体上来说，该系统能更好的适应于高温、高压、高腐蚀性能的油井中，可以有效提高泵效、延长生产周期，减少开发单位油井维护投入。
该系统实现了高温腐蚀介质下抽油泵的有效密封，防止泵卡，预防闪蒸，提高泵效，同时，该系统还可以实现光杆密封装置的动、静多级组合式密封，实现高效密封，同时还可用于硫化氢环境中安全更换盘根。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (5)

1.一种蒸汽驱生产井举升系统，其特征在于，包括可调式多级柱塞抽油泵、防闪蒸提效装置，所述可调式多级柱塞抽油泵安装在油管管柱上且靠近油管管柱下端位置，可调式多级柱塞抽油泵上端连接抽油杆杆柱，所述防闪蒸提效装置安装在油管管柱底部。
2.根据权利要求1所述的一种蒸汽驱生产井举升系统，其特征在于，还包括高温自补偿防腐密封装置、光杆，所述高温自补偿防腐密封装置安装在井口，所述光杆下端穿过高温自补偿防腐密封装置后连接抽油杆杆柱，而光杆的上端连接抽油机。
3.根据权利要求2所述的一种蒸汽驱生产井举升系统，其特征在于，所述高温自补偿防腐密封装置包括压帽、密封筒、盘根、弹簧、封井阀模块、下接头，所述下接头与生产井口相连，所述封井阀模块与下接头相连，所述密封筒与封井阀模块，所述压帽与密封筒相连，所述弹簧安装在密封筒内部、封井阀模块上端，所述盘根安装在密封筒内部的补偿弹簧上端。
4.根据权利要求1所述的一种蒸汽驱生产井举升系统，其特征在于，所述可调式多级柱塞抽油泵包括排液接头、副密封环、主密封环、内流心管、闭式阀副，所述排液接头与上油管相连，所述副密封环上端与排液接头相连，所述主密封环上端与副密封环相连，所述内流心管上端与排液接头相连，所属闭式阀副上端与内流芯管相连，下端与油管相连。
5.根据权利要求1所述的一种蒸汽驱生产井举升系统，其特征在于，所述防闪蒸提效装置包括进油阀球、柱塞、增压阀球、弹簧、泵筒，所述泵筒与上下油管相连，所述弹簧放置于泵筒最下端，所述增压阀球与弹簧上端相连，所述柱塞位于增压阀球上部，所述进油阀球位于柱塞下端。
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