CN110043232B - 一种基于空心抽油杆的井下稠油液环发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于空心抽油杆的井下稠油液环发生器，包括发生器主体、抽油杆上下密封器、耐高压多孔布液滤芯、发生器端面封头、带导流孔的空心抽油杆。发生器主体结构包括稀液收集筒，稀液流道、稀液汇集槽、高压多孔布液滤芯卡槽及稀液收集筒外壁十字形固定柱。抽油杆密封器，为防偏摩油润滑密封器。耐高压多孔布液滤芯，为中空圆柱形结构，上下凸型截面尺寸与发生器环型卡槽尺寸一致。发生器端面封头，为缩径结构，下部带有环型卡槽，用于固定耐高压多孔布液滤芯，封头底部配有外螺纹，与发生器主体连接，顶部配有内螺纹，与油管阳端连接。带导流孔的空心抽油杆长度与液环发生器长度保持一致，下端布置3排导流孔，十字分布。
Description
技术领域
本发明涉及稠油采油系统，具体涉及一种基于空心抽油杆的井下稠油液环发生器的研发。
背景技术
稠油作为石油烃类能源中非常重要的组成部分，因其密度大、粘度高、流动性差等诸多特性，给稠油的开发、集输及处理带来极大困难。
稠油在世界油气资源中占有较大比例，其降粘减阻技术一直是各国学者探索和研究的重点及难点。
对于稠油开发而言，部分稠油在储层内具有良好的流动特性，但在向地面举升过程中，由于地温梯度的影响使井筒热损失增大，油温逐渐降低，粘度增大，逐渐失去流动性，因此，大部分稠油井采用掺稀油等降粘工艺进行稠油生产。
目前，我国稠油实际掺稀量在50％左右，且随着稠油资源的不断开发，稀油用量逐年提高，稀油的流动保障问题，日趋严峻，为充分发挥稀油资源的作用，确保超深层稠油采输安全，有必要优化、改进传统掺稀工艺，降低稀油用量。
近年来，随着稠油边界层减阻技术的快速发展，已形成了诸多有意义的成果。作为稠油新型减阻工艺，连续稳定液环的形成至关重要。
本发明基于稠油管柱液环减阻技术，连续稳定液环运行要求，研发了一种基于空心抽油杆的井下稠油液环发生器，该发生器安装在泵上，可形成稳定连续的液环(水环、稀油环、水基泡沫液环)，并可根据稀液的注入量自动调整液环厚度，大大降低稠油举升阻力，实现节能降耗。
发明内容
发明目的：本发明针对稠油井下采油液环减阻新技术，即本发明的目的在于公开一种即适用于稀油、水又适用于水基泡沫等其它减阻流体形成连续稳定环状流的井下液环发生器。稠油举升过程通过连续稳定液环的减阻作用，可大幅降低管柱压降，节约抽油机运行成本。
技术方案：一种基于空心抽油杆的井下稠油液环发生器，包括发生器主体、抽油杆上下密封器、耐高压多孔布液滤芯、发生器端面封头(接箍)、带导流孔的空心抽油杆等。
所述液环发生器阴端(接箍)内螺纹，应与稠油井所用常规油管的阳端外螺纹尺寸保持一致；液环发生器的阳端外螺纹，应与稠油井所用常规油管的接箍内螺纹尺寸保持一致，从而确保液环发生器与上下两根油管连接紧固。
所述液环发生器筒体为变径结构，上部分筒体外径为普通油管外径 +30mm，下端筒体外径与常规油管外径一致，液环发生器筒体有效内径与常规油管内径一致。
进一步的，所述发生器主体结构包括稀液(稀油、水或者水基泡沫) 收集筒，稀液导流通道、稀液汇集槽、高压多孔布液滤芯卡槽及稀液收集筒与发生器内壁的十字形连通与固定柱。
所述稀液收集筒，内径45mm、外径55mm，收集筒体有效长度应根据活塞冲程进行调整，保证抽油机上下冲程过程中，液环发生器内空心抽油杆下部导流孔始终在稀液收集筒内移动，确保稀液连续不断供应。
所述稀液收集筒与发生器外筒体为一体结构，上下两端由实心圆柱型十字支撑固定(十字固定支撑可根据稀液收集筒长度适当增加)，中间为十字形空心导液管，管径15mm。
所述稀液汇集槽，位于发生器上部，高压多孔布液滤芯卡槽下部。稀液汇集槽为环型结构，主要收集4个导流通道汇入的稀液，汇集槽宽度15mm，深50mm。
所述稀液导流通道，为发生器上部筒体内沿竖直方向4个直径为15mm 的圆形通道，导流通道下部与稀液收集筒相通，上部与稀液汇集槽相通。
所述高压多孔布液滤芯卡槽，主要用于安置多孔布液滤芯，卡槽为环向结构，上下端面宽15mm,高30mm,中间为镂空结构。
进一步的，所述抽油杆上下密封器，为防偏摩油润滑密封器，尺寸根据稀液收集筒上下两个端口尺寸进行定制。
进一步的，所述耐高压多孔布液滤芯，为中空圆柱形结构，滤芯厚度为油管外径+15mm,滤芯有效净高200mm,上下凸型截面尺寸应与发生器环型卡槽尺寸一致，凸高30mm。
所述耐高压多孔布液滤芯，为减阻流体稳定连续环状流形成的关键部件，滤芯孔隙度10μm-20μm为宜。滤芯材质可根据设计压力、设计温度及介质腐蚀性选择金属粉末烧结、陶瓷、不锈钢或纳米新材料等类型。
进一步的，所述发生器端面封头(接箍)，正常工作时，主要用于密封耐高压多孔布液滤芯；维检修时，主要用于的耐高压多孔布液滤芯的拆装更换。发生器端面封头底部为缩径结构，并带有环型卡槽，用于固定耐高压多孔布液滤芯上部凸型结构，同时，发生器端面封头底部配有外螺纹，与发生器主体顶端内螺纹尺寸一致。发生器端面封头上部配有内螺纹，用于与油管的阳端外螺纹进行连接。
进一步的，所述带导流孔的空心抽油杆，主要作用是将地面稀液通过空心抽油杆及导流孔输送至稀油收集筒。带导流孔的空心抽油杆长度应与液环发生器长度保持一致；抽油杆上端为空心阴端，用于稀液的流入；下端为实心的阳端，阻止稀油继续下移。空心抽油杆根据下冲程静止状态的位置，在下死点上方100mm处，自下而上布置3排导流孔，排距50mm，每排4个，孔径5mm，十字形分布。受开孔要求，导流孔的空心抽油杆材质应通过应力计算进行校核。
有益效果：本发明公开的一种基于空心抽油杆的井下稠油液环发生器具有以下有益效果：
1、改变传统稠油泵上掺液举升工艺，降低井筒压降和抽油机负荷；
2、较少掺稀量，降低运行成本，节能效益显著；
3、适用各类减阻流体，制造简单，易于大规模生产。
附图说明
图1为井下稠油液环发生器三维剖面示意图；
图2为井下稠油液环发生器各部位切面结构示意图；
图3为井下稠油液环发生器端面封头(接箍)三维剖面示意图；
图4为耐高压多孔布液滤芯三维剖面示意图；
图5为井下稠油液环发生器抽油杆上下密封器示意图；
图6为井下稠油液环发生器主体结构三维剖面示意图；
图7为带导流孔的空心抽油杆三维剖面示意图。
其中：
1-发生器端面封头(接箍)
2-耐高压多孔布液滤芯
3-抽油杆上部密封器
4-稀液汇集槽
5-稀液流道
6-空心抽油杆
7-稀液收集筒
8-导流孔
9-十字固定支撑
10-抽油杆下部密封器。
Claims (4)
1.一种基于空心抽油杆的井下稠油液环发生器，其特征在于，包括发生器主体、抽油杆上下密封器、耐高压多孔布液滤芯、发生器端面封头、带导流孔的空心抽油杆；
其中，发生器主体结构包括稀液收集筒，稀液导流通道、稀液汇集槽、高压多孔布液滤芯卡槽及稀液收集筒与发生器中部连通的空心十字形导液通道和上下实心十字形固定支撑；
所述稀液收集筒，内径45mm、外径55mm，收集筒体有效长度应根据活塞冲程进行调整，保证抽油机上下冲程过程中，液环发生器内空心抽油杆下部导流孔始终在稀液收集筒内移动，确保稀液连续不断供应；
所述稀液收集筒与发生器外筒体为一体结构，上下两端由实心圆柱型十字支撑固定，中间为十字形空心导液管，管径15mm；
所述稀液汇集槽，位于发生器上部，高压多孔布液滤芯卡槽下部，稀液汇集槽为环型结构，主要收集4个导流通道汇入的稀液，汇集槽宽度15mm，深50mm；
所述稀液导流通道，为发生器上部筒体内沿竖直方向4个直径为15mm的圆形通道，导流通道下部与稀液收集筒相通，上部与稀液汇集槽相通；
所述高压多孔布液滤芯卡槽，主要用于安置多孔布液滤芯，卡槽为环向结构，上下端面宽15mm，高30mm，中间为镂空结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于空心抽油杆的井下稠油液环发生器，其特征在于，所述抽油杆上下密封器，为防偏摩油润滑密封器，尺寸与稀液收集筒上下端口尺寸一致。
3.根据权利要求1所述的一种基于空心抽油杆的井下稠油液环发生器，其特征在于，所述发生器端面封头，为缩径结构，底部带有环型卡槽，用于固定耐高压多孔布液滤芯，同时封头底部配有外螺纹，与发生器主体连接，端面封头顶部配有内螺纹，与油管阳端外螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于空心抽油杆的井下稠油液环发生器，其特征在于，所述带导流孔的空心抽油杆，其长度应与液环发生器长度保持一致；抽油杆上端为空心阴端，用于稀液流入；下端为实心阳端，阻止稀油继续下移，空心抽油杆根据下冲程静止状态的位置，在下死点上方100mm处，自下而上布置3排导流孔，排距50mm，每排4个，孔径5mm，十字形分布。
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