CN109779563B - 防止洗井污染油层的组合式抽油泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防止洗井污染油层的组合式抽油泵，包括抽油泵泵筒、柱塞总成、固定阀、隔膜封隔器和封堵，其特征是：所述抽油泵泵筒壁上设有泵筒导流通道，所述泵筒导流通道上端连接有与泵筒内腔连通的径向小孔，导流通道上端连接的径向小孔设置位置是当柱塞处于下止点时径向小孔要与泵筒内腔连通，所述固定阀侧壁设有与导流通道连通的轴向导流孔，轴向导流孔通过固定阀侧壁上的径向小孔与固定阀的隔板下部中心孔连通，构成泵筒内洗井液向隔膜封隔器传递压力的通道。有益效果：本发明可以防止洗井液进入油层，造成洗井液漏失，避免油层被污染，提高油井生产效率。
Description
技术领域
本发明属于采油洗井技术领域，尤其涉及一种防止洗井污染油层的组合式抽油泵。
背景技术
为了防止油井结蜡和沉沙对油井采油造成不利影响，洗井是油田在油井生产过程中经常采取的维护措施之一。洗井液造成的油层污染往往使油井在几小时、几天内无产量或产量大幅降低，有些井甚至不得不采取修井作业恢复生产，严重影响油井生产效率。为防止洗井污染油层，生产中也采取了各种各样的技术手段，但是到目前为止并没有取得令人满意的效果，往往在防止污染油层的同时又造成其他问题，工艺复杂，成本大幅增加。专利公开号2763496Y公开了一种防止洗井液污染的油层保护器,属于专用的石油井筒工具。目前热洗井时,洗井液进入地层,造成了污染。本发明提供的油层保护器由上接头、阀体、支撑管和下接头连接而成,其特征在于偏心体置于阀体的内腔中,偏心体有一个偏心通道,偏心体上部为漏斗形导向面,球座置于偏心体下部,球座一侧为偏心通道,另一侧为斜面实体,阀体上开有斜侧孔。当热洗清蜡时,皮碗坐封,热洗液从环空进入偏心体,偏心球滚动到球座上,阻止热洗液向下流动,达到保护油层的目的；生产时,产液顶开阀球,阀球滚动到斜面上,产液通过斜侧孔进入环空。本发明防止了洗井液对地层的污染,且不影响油井动液面的测试,适用于出砂井。上述油层保护器主要是以皮碗作为控制油套环空液体单向流动的关键部件。为了防止洗井液进入地层，皮碗的外径要尽量接近套管内径。在管柱下井的过程中，管柱不可避免地与套管产生摩擦，皮碗凸出钢件外径，很容易破损失效，导致成功率很低。专利文献公开号104832128A公开了一种无污染洗井装置，包括：上变径接头，其上端的外侧用于与所述双通接头固定；联接体，其上端的内侧与所述上变径接头的下端固定，其侧壁上设置有开口；提升短节，其上端的外侧与所述联接体的下端固定；隔膜封隔器，其上端的内侧与所述提升短节的下端固定；上体，其上端的内侧与所述隔膜封隔器的下端固定；下体，其上端的外侧与所述上体的下端连接；所述下体的外壁上形成有容纳部，其内设置有阀球座；下变径接头，其上端的内侧与所述下体的下端固定，下端的外侧用于与所述储砂桶固定；中心管，其上端的外侧与所述上变径接头下端的内侧固定，其下端伸入所述下体内。上述专利文献公开的无污染洗井装置，在油井生产过程中，封隔器将油套环空上下隔开，导致动液面等生产数据无法测得。该装置中并未说明采用何种封隔器，常规封隔器在井下时间长后由于水质结垢等原因常常造成解封困难。由于技术和产品质量、油井维护等工作的进步，检泵周期越来越长，封隔器解封失效的问题就更加突出，一旦封隔器无法解封就会造成该井大修。同时该装置也无法实现卡层开采，所以应用的局限性和隐患很大。
采油洗井亟待解决洗井液进入油层造成油层污染，而影响油井生产效率的瓶颈难题。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种防止洗井污染油层的组合式抽油泵，可完全杜绝洗井液进入油层造成油层污染，大大提高油井的生产效率。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种防止洗井污染油层的组合式抽油泵，包括抽油泵泵筒、柱塞总成、固定阀、隔膜封隔器和封堵，其特征是：所述抽油泵泵筒壁上设有泵筒导流通道，所述泵筒导流通道上端连接有与泵筒内腔连通的径向小孔，导流通道上端连接的径向小孔设置位置是当柱塞处于下止点时径向小孔要与泵筒内腔连通，所述固定阀侧壁设有与导流通道连通的轴向导流孔，轴向导流孔通过固定阀侧壁上的径向小孔与固定阀的隔板下部中心孔连通，构成泵筒内洗井液向隔膜封隔器传递压力的通道。
所述固定阀包括阀体、阀球、阀座，阀球与阀座触接构成单向阀结构，阀体中心孔通过中央隔板分隔成隔板上部中心孔和隔板下部中心孔，阀体筒侧壁位于阀座下方设有径向进油孔，进油孔与隔板上部中心孔连通。
所述固定阀上端面设有环形导流凹槽，所述环形导流凹槽与固定阀外壁的轴向导流孔连通，泵筒导流通道下端与固定阀端面导流凹槽连通。
有益效果：与现有技术相比，本发明防止洗井污染油层：由于隔膜封隔器直接与固定阀相连接，洗井液被隔膜封隔器隔断，直接从泵的固定阀进入泵内通过油管返回地面，可以完全防止洗井液进入油层造成洗井液漏失，继而防止污染油层造成油井生产效率降低；操作简便：和普通抽油泵一样下井，如果需要尾管或其他管柱结构，直接与组合泵的封堵连接即可；结构简单：只在普通抽油泵的基础上进行引流改造，然后串联一个隔膜封隔器；适用性强：和普通抽油泵管柱结构相同，不影响油井液面测试等工作，也可以实现卡层开采，适用于绝大多数油井。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中固定阀的结构示意图；
图3是改造前的抽油泵局部示意图；
图4是实施例的应用状态示意图。
图中：1、抽油泵泵筒，2、抽油泵柱塞，3、游动阀，4、固定阀，4-1、阀体，4-2、阀球，4-3、阀座，4-4、进油孔，4-5、隔板上部中心孔，4-6、隔板下部中心孔，4-7、轴向导流孔，4-8、固定阀径向小孔，4-9、中央隔板，5、隔膜封隔器，6、7、油管闸门，8、套管闸门，9、油管，10、套管，11、环形导流凹槽，12、封堵，13、导流通道，13-1、径向小孔，14、16、环形空间，15、隔膜封隔器密封胶筒。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：
详见附图1，本实施例公开了一种防止洗井污染油层的组合式抽油泵，包括抽油泵泵筒1、柱塞总成2、游动阀3、固定阀4、隔膜封隔器5和封堵12，所述抽油泵泵筒壁上设有泵筒导流通道13，所述泵筒导流通道上端连接有与泵筒内腔连通的径向小孔13-1，导流通道上端连接的径向小孔设置位置是当柱塞处于下止点时径向小孔要与泵筒内腔连通，使柱塞位于下止点时刚刚与泵筒内腔连通，所述固定阀侧壁设有与导流通道连通的轴向导流孔4-7，轴向导流孔通过固定阀侧壁上的固定阀径向小孔4-8与固定阀的隔板下部中心孔连通，构成泵筒内洗井液向隔膜封隔器传递压力的通道。所述固定阀包括阀体4-1、阀球4-2、阀座4-3，阀球与阀座触接构成单向阀结构，阀体中心孔通过中央隔板4-9分隔成隔板上部中心孔4-5和隔板下部中心孔4-6，阀体筒侧壁位于阀座下方设有径向进油孔4-4，进油孔与隔板上部中心孔连通。所述固定阀上端面设有环形导流凹槽11，所述环形导流凹槽与固定阀外壁的轴向导流孔4-7连通，泵筒导流通道下端与固定阀端面导流凹槽连通。
本实施例的泵筒导流通道、轴向导流孔及径向小孔的孔径为6mm-8mm。采用常规机械加工打孔或预制长槽，再使用常规工艺封槽形成导流通道和轴向导流孔。
结构设计要点
抽油泵的改造：柱塞总成及游动阀不变，泵筒1的筒壁上钻出径向小孔，在筒壁上开轴向导流通道13，导流通道上端与径向小孔连通，同时将径向小孔的外侧端封堵。导流通道上端的径向小孔位置距离泵筒底部在柱塞位于下止点后，稍高于柱塞2上部，即，导流通道上端连接的径向小孔到泵筒底部的距离大于柱塞的总长，以保证柱塞处于下止点时，泵筒1内的液体可以通过径向小孔13-1进入导流通道13。固定阀阀体与泵筒螺接后，泵筒壁上导流通道与固定阀端面凹槽连通，再通过固定阀壁上轴向导流孔、径向小口与隔板下部中心孔连通，保证泵筒内洗井液体可以穿过隔板下部中心孔4-6与隔膜封隔器的中心管连通。
泵筒筒壁和固定阀筒壁设置导流通道的抽油泵与串连的隔膜封隔器构成了防止洗井液污染油层的组合式抽油泵结构。
抽汲原油的原理和常规管式抽油泵相同。即，柱塞上行时，游动阀关闭带动柱塞上部液体上行，进入输油管线，同时柱塞以下泵筒内腔压力降低，油层液通过固定阀4的径向进油口4-4打开阀球4-2进入泵筒。柱塞下行时，固定阀4关闭，柱塞下部压力增大，游动阀3打开，固定阀4和游动阀3之间的液体进入到柱塞2上部。柱塞到达下止点后开始上行，进行下一个抽汲冲程，源源不断地将地层油液泵入输油管线。
洗井过程中防止油层污染的原理及工作过程
洗井时分成三步：
第一步从油管打压使隔膜封隔器坐封：洗井前将抽油机停在下死点使柱塞2位于泵筒1最下端，关闭一侧油管闸门7，在地面用泵设备通过另一侧油管闸门6向油管9内加注洗井液进行打压。洗井液依次穿过柱塞2上部泵筒筒壁的径向小孔13-1、导流通道13、固定阀端面凹槽11、固定阀筒壁导流通道4-7、固定阀径向小孔4-8、隔板下部中心孔4-6，输送到隔膜封隔器5中心管，隔膜封隔器密封胶筒下部螺接有密封口的封堵12，隔膜封隔器5受到内部液体压力，密封胶筒15逐渐膨胀，直至其外径与套管10内径紧密接触，将隔膜封隔器密封胶筒15上下的环形空间14、16隔断，完全密封，实现坐封；
第二步从油套环空打压洗井：坐封完毕后，打开油管9上的油管闸门7，开始从油套环空14的上部用泵通过套管阀门8打入洗井液，当洗井液从油套环空14下到隔膜封隔器密封胶筒15时则无法下行，只能通过径向进油口4-4，进入隔板上部中心孔4-5，打开阀球4-2，进入固定阀4，洗井液穿过游动阀3和柱塞总成2，沿泵筒1和油管9内部上行返回地面，进行洗井。由于隔膜封隔器5的密封胶筒15位于抽油泵紧邻的下端，洗井液不能下行，则阻止洗井液进入油层。
第三步，恢复油井生产：洗井完毕后，关闭套管闸门8，正常启动抽油泵，专用泵开始抽汲油套环空14残留的洗井液。由于地层液无法通过隔膜封隔器5补充到泵内，油套环空14的液面持续下降，泵筒1内压力在柱塞2的抽吸作用下持续降低。柱塞上行时，先是封堵泵筒径向小孔13-1，当柱塞下端高于径向小孔13-1时，径向小孔与柱塞下部的泵筒内腔贯通，由于连通器原理，隔膜封隔器内部液体压力和柱塞下部泵筒内液体相同，也会持续降低。当隔膜封隔器5下部的地层液在油套环空16作用在封隔器的压力比封隔器内压力高出一定值后，(常规情况下，坐封压力：油管内部打压6-8Pa可以坐封。解封压力：只要油井地层液能提供1MPa压力，就可以解封。)地层液压力推动隔膜封隔器完成解封。解封后，油套环空再次完全贯通，进入正常的采油抽汲。洗井完毕后，直接启动抽油机进入上述采油程序即可。
上述参照实施例对该一种防止洗井污染油层的组合式抽油泵的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种防止洗井污染油层的组合式抽油泵，包括抽油泵泵筒、柱塞总成、固定阀、隔膜封隔器和封堵，其特征是：所述抽油泵泵筒壁上设有泵筒导流通道，所述泵筒导流通道上端连接有与泵筒内腔连通的径向小孔，导流通道上端连接的径向小孔设置位置是当柱塞处于下止点时径向小孔要与泵筒内腔连通，所述固定阀侧壁设有与导流通道连通的轴向导流孔，轴向导流孔通过固定阀侧壁上的径向小孔与固定阀的中央隔板下部中心孔连通，构成泵筒内洗井液向隔膜封隔器传递压力的通道；所述固定阀包括阀体、阀球、阀座，阀球与阀座触接构成单向阀结构，阀体中心孔通过中央隔板分隔成隔板上部中心孔和隔板下部中心孔，阀体筒侧壁位于阀座下方设有径向进油孔，进油孔与隔板上部中心孔连通；所述固定阀上端面设有环形导流凹槽，所述环形导流凹槽与固定阀外壁的轴向导流孔连通，泵筒导流通道下端与固定阀端面导流凹槽连通。
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