CN109026631B - 采油装置以及工作方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了采油装置以及工作方法，采油装置包括内泵筒、外泵筒、封隔机构、柱塞、第一控制机构、第二控制机构以及第三控制机构、油管、洗井控制机构，所述外泵筒和所述内泵筒之间形成有沉砂通道，所述外泵筒和所述内泵筒形成有进液通道和洗液通道，所述洗井控制机构设置在所述洗液通道处，所述第三控制机构设置在所述柱塞内，所述第一控制机构位于所述洗液通道和所述进液通道之间；所述第二控制机构位于所述洗液通道和所述第三控制机构之间，所述柱塞的上端分别与所述油管和所述沉砂通道连通，所述柱塞的下端与所述内泵筒连通。

Description

采油装置以及工作方法

技术领域

本申请涉及油井采油工艺领域，具体而言，涉及一种采油装置以及工作方法。

背景技术

在油井生产过程中，油井出砂，进入泵筒内，极易造成抽油泵砂卡，会使油井停产，增加作业费用，影响油井产量，缩短油井的检泵周期。油井热洗时容易漏失，达不到清洗效果，也容易污染油层。目前在用的抽油泵极易出现以上问题，一种高泵效多功能采油装置及沉砂洗井无污染负压工作方法设计，集抽油无砂卡、可洗井无污染、沉砂、负压采油于一体，可以最大限度的延长油井检泵周期。

发明内容

本申请实施例中提供一种采油装置以及工作方法，其能解决上述问题中的至少一种。

为实现上述目的，本申请提供了一种采油装置，包括内泵筒、套设在所述内泵筒外的外泵筒、设置在所述外泵筒外的封隔机构、能相对所述内泵筒移动的柱塞、第一控制机构、第二控制机构以及第三控制机构、与所述外泵筒的上端连接的油管、洗井控制机构，所述封隔机构用于将油套环空分隔成上部空间和下部空间，所述外泵筒和所述内泵筒之间形成有沉砂通道，所述外泵筒和所述内泵筒形成有用于将所述下部空间和所述内泵筒连通并与所述沉砂通道隔离的进液通道，所述外泵筒和所述内泵筒之间形成有用于与所述上部空间连通并与所述沉砂通道隔离的洗液通道，所述洗井控制机构设置在所述洗液通道处，所述第三控制机构设置在所述柱塞内，所述第一控制机构位于所述洗液通道和所述进液通道之间；所述第二控制机构位于所述洗液通道和所述第三控制机构之间，所述柱塞的上端分别与所述油管和所述沉砂通道连通，所述柱塞的下端与所述内泵筒连通。

优选地，所述沉砂通道的下部设置与其连通的沉砂管，所述沉砂管的下端设置有丝堵。

优选地，所述采油装置具有采油模式以及洗井模式；在采油模式下，当抽油杆带动柱塞向上运动时，第三控制机构关闭，第一控制机构和第二控制机构打开；当抽油杆带动柱塞向下运动，所述第一控制机构和所述第二控制机构关闭，所述第三控制机构打开；在洗井模式下，所述第三控制机构和所述第二控制机构打开，所述第一控制机构关闭。

优选地，所述洗井控制机构包括洗井阀以及用于对所述洗井阀进行复位的弹性元件。

优选地，所述洗井控制机构用于根据所述上部空间内的压力对所述洗液通道进行开闭控制。

优选地，所述第一控制机构和所述第二控制机构为固定凡尔，所述第三控制机构为游动凡尔。

优选地，所述封隔机构为扩张式封隔器。

优选地，包括密封机构，所述密封机构设置在所述内泵筒和所述柱塞之间。

优选地，所述密封机构包括外套、设置在所述外套两端的压盖、设置在由所述外套和所述压盖围构而成的空间内的压环、抵靠在所述压环和所述柱塞之间的密封环。

优选地，所述密封环为分瓣式密封环，各个所述密封环之间通过收紧弹簧连接。

优选地，所述压环包括上压单元和下压单元，所述上压单元和所述下压单元分别设置在所述压盖的两端，所述上压单元的内侧壁的截面积自上而下逐渐变大，所述下压单元的内侧壁的截面积自下而上逐渐变大。

本申请实施例公开了一种采油装置的工作方法，所述工作方法采用如上述的采油装置，包括以下步骤：向上部空间灌注液体并打压，以使洗井阀打开，洗井液进入内泵筒中，此时，第三控制机构和第二控制机构打开，第一控制机构关闭。

本发明实施例由于采用了上述技术方案，具有以下优点：

1、本申请实施例可以使采出的地层砂沉积到沉砂管内，防止抽油泵砂卡；

2、封隔机构和洗井阀的设计，可以封闭油套环形空间，防止洗井液在洗井时污染油层；

3、还可以形成负压采油，疏通油层附近的油流通道，提高油井的供液能力。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本申请实施例中的采油装置的结构示意图。

图2是根据本申请实施例中的密封机构的结构示意图。

图3是根据本申请实施例中的密封机构的俯视图。

以上附图的附图标记：1、内泵筒；2、外泵筒；3、封隔机构；4、柱塞；5、第一控制机构；6、第二控制机构；7、第三控制机构；8、油管；9、洗井控制机构；10、沉沙通道；11、上部空间；12、下部空间；13、进液通道；14、洗液通道；15、套管；16、沉砂管；17、丝堵；18、洗井阀；19、弹性元件；20、密封机构；21、外套；22、压盖；23、压环；24、密封环；25、油层；26、抽油杆；27、收紧弹簧。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1所示，本申请实施例公开了一种采油装置，包括内泵筒1、套设在所述内泵筒1外的外泵筒2、设置在所述外泵筒2外的封隔机构3、能相对所述内泵筒1移动的柱塞4、第一控制机构5、第二控制机构6以及第三控制机构7、与所述外泵筒2的上端连接的油管8、洗井控制机构9，所述封隔机构3用于将油套环空分隔成上部空间11和下部空间12，所述外泵筒2和所述内泵筒1之间形成有沉砂通道10，所述外泵筒2和所述内泵筒1形成有用于与所述下部空间12连通并与所述沉砂通道10隔离的进液通道13，所述外泵筒2和所述内泵筒1之间形成有用于与所述上部空间11连通并与所述沉砂通道10隔离的洗液通道14，所述洗井控制机构9设置在所述洗液通道14处，所述第三控制机构7设置在所述柱塞4内，所述第一控制机构5位于所述洗液通道14和所述进液通道13之间；所述第二控制机构6位于所述洗液通道14和所述第三控制机构7之间，所述柱塞4的上端分别与所述油管8和所述沉砂通道10连通，所述柱塞4的下端与所述内泵筒1连通。

在本实施方式中，所述内泵筒1和所述外泵筒2沿纵长方向延伸。所述外泵筒2套设在所述内泵筒1外。所述外泵筒2的上端连接有油管8。

在外泵筒2的中下部的外侧，设置有封隔机构3。封隔机构3可以为扩张式封隔器。该种封隔器可以供内泵筒1和外泵筒2穿设(即双通道)。该种封隔机构3可以将外泵筒2和套管15之间的间隙空间分隔为上部空间11和下部空间12。其中上部空间11位于下部空间12的上方。

所述外泵筒2的内侧壁与所述内泵筒1的外侧壁之间可以形成有沉砂通道10，以便于容置沉砂。所述沉砂通道10的下部设置与其连通的沉砂管16，所述沉砂管16的下端设置有丝堵17。

在所述封隔机构3的下方，所述外泵筒2和所述内泵筒1开设有与沉砂通道10隔离的第一孔。第一孔可以形成进液通道13，从而使下部空间12与所述内泵筒1的内部连通。

在所述封隔机构3的上方，所述外泵筒2和所述内泵筒1开设有与沉砂通道10隔离的第二孔。第二孔可以形成洗液通道14，从而使上部空间11能与所述内泵筒1的内部连通。

在所述洗液通道14处设置有用于对所述洗液通道14进行控制的洗井控制机构9。洗井控制机构9可以根据上部空间11内的压力来控制洗液通道14开闭。在本实施方式中，所述洗井控制机构9包括洗井阀18以及用于对所述洗井阀18进行复位的弹性元件19。在向上部空间11注入洗井液时，可以增大上部空间11内的压力，从而可以推动弹性元件19来打开洗井阀18。当上部空间11的压力变小至一定值时，弹性元件19可以使洗井阀18复位，从而使洗井阀18处于断开状态。

所述柱塞4沿纵长方向延伸。所述柱塞4穿设在所述内泵筒1中。所述柱塞4的上部可以与抽油杆26连接，从而随着抽油杆26相对所述内泵筒1移动。所述柱塞4的上端可以分别与所述油管8和所述沉砂通道10连通。所述柱塞4的下端位于所述内泵筒1内，与所述内泵筒1连通。

所述第一控制机构5位于所述洗液通道14和所述进液通道13之间。所述第二控制机构6位于所述洗液通道14和所述第三控制机构7之间。所述第三控制机构7设置在所述柱塞4内。所述第一控制机构5和所述第二控制机构6为固定凡尔，所述第三控制机构7为游动凡尔。

借由上述结构，本申请实施例中的采油装置可以集抽油无砂卡、可洗井无污染、沉砂、负压采油于一体，可以最大限度的延长油井检泵周期。

本申请实施例中的采油装置采用以下方式实现：

1、将以上工具配件加工组装好待用。

2、将高泵效多功能采油装置下到井筒液面以下设计深度。

3、油管8内灌注液体打压3-5MPa，使封隔机构3坐封。

4、下入活塞，试抽憋压3.0MPa,稳压30min，压力不降憋压合格，说明井下高泵效多功能采油装置无漏失。

采油装置可以具有采油模式以及洗井模式。

采油装置在采油模式下：

抽油杆26带动柱塞4向上运动，此时第三控制机构7关闭，第一控制机构5和第二控制机构6打开，油层25产出的液体通过进液通道13进入到内泵筒1，柱塞4上面的液体经油管8排出。

抽油杆26带动柱塞4向下运动，此时第一控制机构5和第二控制机构6关闭，第三控制机构7打开，柱塞4内的液体被内泵筒1内的液体替出，排出柱塞4，进入油管8，液体里的砂子会沿沉砂通道10沉入到沉砂管16内。

无论上下冲程，洗井阀18始终处于关闭状态。由于封隔机构3封堵了油套环空，封隔机构3以下处于封闭状态，油层25产出的液体会由于柱塞4的抽吸作用，油层25和封隔机构3之间产生负压流动状态，对油层25有一定的疏通增流作用。

采油装置在洗井模式下：向上部空间11灌注液体并打压，以使洗井阀18打开，洗井液进入内泵筒1中，此时，第三控制机构7和第二控制机构6打开，第一控制机构5关闭，洗井液不会漏失到油层25，并通过柱塞4排到油管8内，起到无污染油层25洗井的作用。

当然的，在需要将该采油装置起出时，还可以上提管柱，封隔机构3解封后将采油装置取出。

参照图2和图3所示，在一个优选的实施方式中，采油装置还可以包括密封机构20，所述密封机构20设置在所述内泵筒1和所述柱塞4之间。具体的，所述密封机构20包括外套21、设置在所述外套21两端的压盖22、设置在由所述外套21和所述压盖22围构而成的空间内的压环23、抵靠在所述压环23和所述柱塞4之间的密封环24。所述密封环24为通过弹簧连接的分瓣式密封环24。各个所述密封环24之间通过收紧弹簧27连接所述压环23包括上压单元和下压单元，所述上压单元和所述下压单元分别设置在所述压盖22的两端，所述上压单元的内侧壁的截面积自上而下逐渐变大，所述下压单元的内侧壁的截面积自下而上逐渐变大。该密封机构20靠柱塞4和密封环24的摩擦力和弹簧的收紧力，形成无间隙密封，提高泵效。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (10)

1.一种采油装置，其特征在于，包括内泵筒、套设在所述内泵筒外的外泵筒、设置在所述外泵筒外的封隔机构、能相对所述内泵筒移动的柱塞、第一控制机构、第二控制机构以及第三控制机构、与所述外泵筒的上端连接的油管、洗井控制机构，所述封隔机构用于将油套环空分隔成上部空间和下部空间，所述外泵筒和所述内泵筒之间形成有沉砂通道，所述外泵筒和所述内泵筒形成有用于将所述下部空间和所述内泵筒连通并与所述沉砂通道隔离的进液通道，所述外泵筒和所述内泵筒之间形成有用于与所述上部空间连通并与所述沉砂通道隔离的洗液通道，所述洗井控制机构设置在所述洗液通道处，所述第三控制机构设置在所述柱塞内，所述第一控制机构位于所述洗液通道和所述进液通道之间；所述第二控制机构位于所述洗液通道和所述第三控制机构之间，所述柱塞的上端分别与所述油管和所述沉砂通道连通，所述柱塞的下端与所述内泵筒连通；

所述封隔机构为扩张式封隔器，所述扩张式封隔器具有供所述内泵筒和所述外泵筒穿设的双通道；

所述采油装置还包括设置在所述内泵筒和所述柱塞之间密封机构；

所述洗井控制机构包括洗井阀，所述采油装置在采油模式下，当抽油杆带动柱塞向上运动时，所述洗井阀处于关闭状态；当抽油杆带动柱塞向下运动时，所述洗井阀处于关闭状态。

2.根据权利要求1所述的采油装置，其特征在于，所述沉砂通道的下部设置与其连通的沉砂管，所述沉砂管的下端设置有丝堵。

3.根据权利要求1所述的采油装置，其特征在于，所述采油装置具有采油模式以及洗井模式；在采油模式下，当抽油杆带动柱塞向上运动时，第三控制机构关闭，第一控制机构和第二控制机构打开；当抽油杆带动柱塞向下运动，所述第一控制机构和所述第二控制机构关闭，所述第三控制机构打开；在洗井模式下，所述第三控制机构和所述第二控制机构打开，所述第一控制机构关闭。

4.根据权利要求1所述的采油装置，其特征在于，所述洗井控制机构包括洗井阀以及用于对所述洗井阀进行复位的弹性元件。

5.根据权利要求1所述的采油装置，其特征在于，所述洗井控制机构用于根据所述上部空间内的压力对所述洗液通道进行开闭控制。

6.根据权利要求1所述的采油装置，其特征在于，所述第一控制机构和所述第二控制机构为固定凡尔，所述第三控制机构为游动凡尔。

7.根据权利要求1所述的采油装置，其特征在于，所述密封机构包括外套、设置在所述外套两端的压盖、设置在由所述外套和所述压盖围构而成的空间内的压环、抵靠在所述压环和所述柱塞之间的密封环。

8.根据权利要求7所述的采油装置，其特征在于，所述密封环为分瓣式密封环，各个所述密封环之间通过收紧弹簧连接。

9.根据权利要求7所述的采油装置，其特征在于，所述压环包括上压单元和下压单元，所述上压单元和所述下压单元分别设置在所述压盖的两端，所述上压单元的内侧壁的截面积自上而下逐渐变大，所述下压单元的内侧壁的截面积自下而上逐渐变大。

10.一种采油装置的工作方法，其特征在于，所述工作方法采用如权利要求1至9任一项所述的采油装置，包括以下步骤：向上部空间灌注液体并打压，以使洗井阀打开，洗井液进入内泵筒中，此时，第三控制机构和第二控制机构打开，第一控制机构关闭。

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