CN110939426A - 一种离心分离机构及应用其的同井注采装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离心分离机构及应用其的同井注采装置,其中的离心分离机构,用于将井下油水采出液离心分离为水相部分及油相部分;同井注采装置包括所述的离心分离机构、油相采出机构及水相注入机构;所述油相采出机构,用于将所述油相部分采出至上方油管;所述水相注入机构,用于将所述水相部分注入至目的注水层位;解决高含水油田采出水含量高导致集输效率低、集输系统能耗高等问题。
Description
技术领域
本发明涉及油气采集技术领域,具体的是一种可在生产井筒内同步实施注水与采油工艺的装置。
背景技术
我国主力油田相继进入高含水开采期,井液中含水量普遍已达90%以上。由于含水的不断增加,造成举升费用过高,油井开采接近甚至到达经济幵采极限。当生产井含水超过98%,就不具备经济开采价值,需要停产关井,影响稳产;由于油水处理量逐年递增,地面工程改造量日益增多;液油比上升,系统回压高,集输效率低;大量产出水经过长程循环,导致集输系统能耗增加。
因此,如何减少采出水实现高含水井经济开发、如何减少注水降低油气集输系统能耗已成为提高油田经济效益的关键问题之一。目前还没有专用或类似设备能够解决上述问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种离心分离机构,解决井下同井注采工艺实施没有专用井下油水分离设备的问题。
另一方面,本发明还提供了一种同井注采装置,解决高含水油田采出水含量高导致集输效率低、集输系统能耗高等问题。
第一方面,所述的一种离心分离机构,其特征在于,包括:
离心分离器及单向旋转控制机构;
所述单向旋转控制机构与抽油杆连接;
所述抽油杆往复运动,用于打开或关闭所述单向旋转控制机构;
所述单向旋转控制机构,用于驱动所述离心分离器同向旋转;
所述离心分离器,表面有液流通道;
所述离心分离器,用于将进入所述液流通道内的井下油水采出液离心分离为水相部分及油相部分;
所述离心分离器上具有水相单流通道及油相单流通道;
所述水相单流通道,用于所述水相部分流出所述离心分离器;
所述油相单流通道,用于所述油相部分流出所述离心分离器。
优选地,所述离心分离器,包括内设导向螺纹、外置螺旋叶片的旋转筒及单向流控制外筒;
所述旋转筒固定在所述单向流控制外筒内;
所述导向螺纹,用于与所述单向旋转控制机构连接;
所述螺旋叶片与所述单向流控制外筒围成所述液流通道;
所述单向流控制外筒的上方具有第一单流阀;
所述第一单流阀,用作所述水相单流通道;
所述旋转筒的上端口为所述油相单流通道。
优选地,所述单向旋转控制机构,包括卡簧和滑卡;
所述滑卡本体为圆筒形,内置在所述旋转筒内,所述抽油杆从所述滑卡中心穿过;
所述卡簧固定在所述滑卡的侧壁上,随所述抽油杆往复运动;
所述往复运动,用于驱动所述卡簧从所述侧壁上弹出或缩回;
所述弹出或缩回,用于所述卡簧与所述导向螺纹的连接或脱开;
所述连接,用于将所述卡簧的轴向运动作用力传递并转化为所述旋转筒的单向旋转驱动力;
所述脱开,用于所述旋转筒依靠惯性持续所述单向旋转。
第二方面,一种同井注采装置,其特征在于:
包括所述的离心分离机构;
所述离心分离机构与进液机构、油相采出机构及水相注入机构连接;
所述进液机构,用于将所述井下油水采出液输送至所述液流通道;
所述油相采出机构,用于将所述油相部分采出至上方油管;
所述水相注入机构,用于将所述水相部分注入至目的注水层位。
优选地,所述水相注入机构,包括抽水泵外筒及抽水泵;
所述抽水泵外筒通过封隔器固定在套管中,沿其筒壁轴向开有内槽;
所述内槽,其底部装有第二单流阀,用于与所述水相单流通道连通;
所述抽水泵置于所述内槽中,其出口对应所述目的注水层位;
所述抽水泵,用于将所述水相单流通道流出的所述水相部分抽汲至所述目的注水层位;
所述第二单流阀,用于阻止所述水相部分返流回所述水相单流通道。
优选地,所述油相采出机构,包括分离器头部总成;
所述分离器头部总成连接在所述抽水泵外筒内,其本体具有内腔;
所述内腔与所述油相单流通道连通,其底部具有第三单流阀;
所述抽油杆从所述内腔穿过,其内具有流道;
所述流道,其入口位于所述内腔,其出口与所述上方油管连通。
所述油相单流通道,在所述抽油杆上冲程时,其内压力升高;
所述压力驱动所述油相部分进入所述内腔;
所述内腔中的所述油相部分流经所述进口、所述流道、所述出口采出至所述上方油管;
所述第三单流阀,在所述抽油杆下冲程时,用于阻止进入到所述内腔中的所述油相部分返流回所述油相单流通道。
优选地,所述抽油泵的上端连接中间总成;
所述中间总成同轴装配所述抽油杆;用于所述抽油泵随同所述抽油杆上下冲程运动。
优选地,所述中间总成上方连接三级伸缩管;
所述三级伸缩管与所述抽油杆的所述流道的所述出口连通,用于将所述出口流出的所述油相部分输送到所述上方油管。
优选地,所述进液机构,包括抽油泵及油管;
所述油管,其下端连接下方油管,上端与所述液流通道连通;
所述抽油泵连接在抽油杆的下端并固定在所述油管内。
优选地,所述下方油管处设置第一封隔器;
所述第一封隔器,用于封隔所述离心分离器分离出的所述水相部分;
所述抽水泵外筒处设置第二封隔器,所述三级伸缩管处设置第三封隔器;
所述第二封隔器及所述第三封隔器,用于保证所述抽水泵的吸入口和排出口处于不同的压力系统。
本发明具有如下有益效果:
本发明将现有的油井举升系统进行改进并与油水分离技术相结合,对油井产出液进行井下油水分离,分离出的水直接回注到注入层,分离出的油水混合液(含油较高的井液)则被举升至地面,实现在生产井筒内注水与采油工艺同步进行。
附图说明
通过以下参考附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚,在附图中:
图1A是本发明实施例的同井注采装置的结构示意图;
图1B是图1A的剖视图;
图2A是本发明实施例的抽油杆1示意图;
图2B是图2A的剖视图;
图3A是本发明实施例的三级伸缩管2示意图;
图3B是图3A的剖视图;
图4是本发明实施例的中间总成3示意图;
图5A是本发明实施例的抽水泵外筒4示意图;
图5B是图5A的剖视图;
图6A是本发明实施例的抽水泵5示意图;
图6B是图6A的剖视图;
图7A是本发明实施例的分离器头部总成7示意图;
图7B是图7A的剖视图;
图8A是本发明实施例的离心分离器8示意图;
图8B是图8A的剖视图;
图9是本发明实施例的旋转筒15示意图;
图10是本发明实施例的单向流控制外筒16示意图;
图11是本发明实施例的中间总成3与抽水泵5连接示意图;
图12是本发明实施例的抽水泵外筒4与抽水泵5配合示意图;
图13本发明实施例的单向旋转控制机构9在抽油杆1为下冲程状态的示意图;
图14是本发明实施例的单向旋转控制机构9在抽油杆1为上冲程状态的示意图;
图15是本发明实施例在生产井井筒内位置示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述,但是值得说明的是,本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。然而,对于没有详尽描述的部分,本领域技术人员也可以完全理解本发明。
此外,本领域普通技术人员应当理解,所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点,附图并不是实际按照比例绘制的。
同时,除非上下文明确要求,否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说,是“包含但不限于”的含义。
为了要解决背景技术中的问题,设计同井注采装置要求包括油井举升系统及油水分离机构,其中:
油水分离机构的作用是将采出的高含水油井液在井下进行油水分离;
油井举升系统的作用是将分离出的分离水直接回注到注水层,分离出的含油较多的分离油则被举升到地面;
二者协同作用,实现在生产井筒内注水与采油工艺同步进行。
为了满足上述设计要求,结合附图对本发明的同井注采装置的技术方案进行简略说明:
图1A是本发明实施例的同井注采装置的结构示意图; 图1B是图1A的剖视图;如图1A及图1B所示,
油井举升系统,包括:抽油杆1、三级伸缩管2、中间总成3、抽水泵外筒4、抽水泵5、抽油泵6、分离器头部总成7及油管10,抽水泵外筒4及油管10组成生产泵筒。
油水分离机构,固定在抽水泵外筒4内,包括:离心分离器8及单向旋转控制机构9。
地面抽油机带动抽油杆1,使得与抽油杆1井下连接的抽油泵6做上下往复运动,满足有杆泵的工作状态 ;随着抽油杆1上行使得抽汲出的高含水油井液随着抽油泵6内的压力升高而进入生产泵筒内的离心分离器8,同时抽油杆1启闭单向旋转控制机构9,单向旋转控制机构9进一步启闭离心分离器8旋转;抽油杆1下行时,单向旋转控制机构9脱开离心分离器8,离心分离器8依靠惯性依旧保持同方向旋转,如此循环往复,最终实现离心分离器8对高含水油井液进行井下油水分离。
由于油水密度差,高含水油井液被离心分离后的分离水分布到离心分离器8的外侧,含油较多的分离油则主要分布在离心分离器8的内侧。
其中,离心分离器8外侧的分离水通过水相单流通道经抽水泵6抽汲注入水层,离心分离器8内侧的分离油则通过油相单流通道经分离器头部总成7、中间总成3、抽油杆1及三级伸缩管2,最终进入上方油管,直至被举升至地面。
具体地,结合附图,对本发明的同井注采装置中的各个零部件的结构特点、连接关系、位置关系及具体作用进行详细说明,以进一步说明同井注采装置的技术方案:
在2A及图2B中,抽油杆1,具有五个变径部分,分别为一级变径1-1、二级变径1-2、三级变径1-3、四级变径1-4、渐变径1-5;
且抽油杆1内部有流道,流道入口在三级变径1-3侧面,出口在一级变径1-1侧面,该流道为分离后的分离油的流经通道,构成油相单流通道的一部分。
在3A及图3B中,三级伸缩管2,由三个套管构成,包括一级套管2-1、二级套管2-2、三级套管2-3,其中三级套管下端有螺栓口2-4;一级套管2-1上方螺纹连接油管,抽油杆1的流道出口流出的分离油通过三级伸缩管2最终进入上方螺纹连接的油管并进一步被举升至地面;
三级伸缩管3的伸缩长度需要与抽油泵5的冲程相吻合,目的是为了保证分离油在装置中流动,防止泄露。
在图4中,中间总成3,内有卡槽3-1,通过该卡槽3-1与抽油杆1的二级变径1-2的结构配合,抽油杆1与中间总成3同轴装配,目的是抽油杆1上下冲程运动时带动中间总成3运动;
中间总成3上有开孔,孔有两种类型,一种为螺栓孔3-2,另外一种是与抽水泵5相焊接的焊接孔3-3(如图11所示);通过螺栓将螺栓孔3-2与三级套管下端的螺栓口2-4连接,实现三级伸缩管2与中间总成3的连接。
在图5A及图5B中,抽水泵外筒4,通过封隔器固定在套管中,沿筒壁轴向开有四个内槽4-1,在内槽的底部装有第二单流阀4-2,该第二单流阀4-2用于抽水泵5抽汲分离水;
由12所示:抽水泵5以柱塞的形式内置在内槽4-1内。
抽水泵5的结构如图6A及图6B所示,其本体为一个细长圆筒,圆筒底部具有单流阀5-1结构;抽水泵5在上冲程时,抽水泵内液体作用在单流阀5-1上使得抽水泵5单流阀5-1关闭,抽水泵5上行导致抽水泵外筒的内槽4-1内压力降低,在外界压力作用下抽水泵外筒4第二单流阀4-2打开,实现分离水进入抽水泵外筒内槽4-1中,同时抽水泵5内的水流出;
抽水泵5在下冲程时,抽水泵外筒4的内槽4-1中压力升高,使得抽水泵5上的单流阀5-1打开,同时抽水泵外筒4上的第二单流阀4-2关闭,使得抽水泵外筒4的内槽4-1中的分离水进入抽水泵5中,通过抽水泵5的上下冲程的作用,实现抽水泵外筒4外侧的分离水被抽汲,并从抽水泵5上端流出。
由图1B所示:分离器头部总成7螺纹连接在抽水泵外筒4内;由图7A及图7B所示:分离器头部总成7具有内腔,抽油杆1的三级变径1-3位于该内腔中,内腔的上端面及下端面分别为三级变径1-3的上限位及下限位,内腔高度与抽油泵6的冲程相吻合;
分离器头部总成7底部安有两个第三单流阀7-1,作用是分离油只能从底部向上流,防止分离器头部总成7内腔的分离油回流到离心分离器8内部。
由图8A、图8B、图9及图10所示:离心分离器8包括带有内设导向螺纹、外置螺旋叶片的旋转筒15和单向流控制外筒16,旋转筒15上下分别有轴承同轴安装在单向流控制外筒16内,该轴承用于保证旋转筒15旋转;
单向流控制外筒16在顶部的外壁上装有两个第一单流阀16-1;第一单流阀16-1可实现旋转筒15旋转时分离水从第一单流阀16-1流出,防止流出的分离水回流进离心分离器8;
在图1A中,单向流控制外筒16,其上端与分离器头部总成7以螺纹形式连接,其下端与油管10螺纹连接。
在图13中,单向旋转控制机构9包括卡簧13和滑卡14;滑卡14本体为圆筒形,内置在旋转筒15内,抽油杆1从滑卡14中心穿过;
如图14所示,抽油杆1在上冲程时,抽油杆1的四级变径1-4卡住滑卡14上端面,同时抽油杆1的渐变径部分1-5将卡簧13顶出,卡簧13进入旋转筒15内的导向螺纹中,卡簧13沿着轴线直线运动,旋转筒15的导向螺纹与卡簧13相切,实现旋转筒15旋转;
如图13所示,抽油杆1在下冲程时,滑卡14外径与旋转筒15内径尺寸相同,有一定的摩擦阻力,抽油杆1的四级变径1-4卡住所述滑卡14下端面,同时卡簧13由于弹簧作用缩回至渐变径1-5部分的最细处,卡簧13脱离开旋转筒15内的导向螺纹,此时旋转筒15根据惯性同方向单向旋转;
如此,抽油杆1上下冲程时通过单向旋转控制机构9保证旋转筒15单向旋转。
进一步地,结合附图,对本发明的同井注采装置在生产井筒内注水与采油同步进行的工作过程进行说明:
同井注采新型装置在安装过程中需满足相关条件:在下入生产管柱时,首先确定好注水层位,将同井注采装置的抽水泵5出口对应到注水层位;
确定该装置位置后,首先下入生产油管,配合相应的井下工具(如封隔器等),接着将该装置以接头的形式将油管10接入到下方油管上并放置在套管中间,之后继续在三级伸缩管2上方接入上方油管,同时并进行打压坐封,满足生产条件;
其中,封隔器要求分别坐封在下方油管、抽水泵外筒4以及三级伸缩管2的一级套管2-1上,具体见图15;
坐封在装置下方油管的第一封隔器100,其作用是封隔住离心分离器8分离出的分离水;
坐封在抽水泵外筒4上第二封隔器200以及坐封在三级伸缩管2上一级套管2-1上的第三封隔器300,其功用是保证抽水泵5的吸入口和排出口处于不同的压力系统,实现该装置成功地将分离水注入到目的层位;
离心分离器8安装抽水泵外筒4内部,离心分离器8的单向流控制外筒16与抽水泵外筒4两个部件之间留有一定的缝隙,能使从第一单流阀16-1流出的分离水从该缝隙流入到抽水泵外筒4与套管之间的环形空间,也就是经离心分离器8离心分离后的分离水被密封在第二封隔器200与第一封隔器100之间的环形空间内,抽水泵5从该环形空间抽汲分离水。
工作时,抽油杆1向下运动时,抽油杆1的四级变径1-4卡住单向旋转控制机构9中滑卡14的下端面,此时卡簧13由于弹簧的作用缩回至渐变径1-5半径最小处(见图13);
随着抽油杆1下行到最低点并紧接着上行过程中,当抽油杆1的四级变径1-4卡住滑卡14的上端面时,卡簧13被渐变径1-5部分顶出(见图14),同时卡簧13进入旋转筒15内部的导向螺纹,因卡簧13随着抽油杆1沿着直线运动,旋转筒15内的导向螺纹与卡簧13相切,从而使旋转筒15旋转。
抽油杆1在上冲程过程中,抽油泵6抽汲出的高含水油井液随着抽油泵6内的压力升高经油管10、单向流控制外筒16而进入离心分离器8,同时抽油杆1的四级变径1-4卡住的滑卡14的上端面,下方渐变径1-5顶住卡簧13使其伸出(见图14),卡簧13进入旋转筒15的导向螺纹,为旋转筒15旋转提供动力,实现油水的分离。
当抽油杆1向下移动时,抽油杆1的四级变径1-4卡住滑卡14的下端面,由于滑卡14滑移距离恰好能够使得卡簧13缩回至渐变径1-5半径最小处,使得卡簧13缩回,旋转筒15利用惯性继续旋转,离心分离器仍以单方向旋转,最终实现高效率的离心分离。
由于水相的密度大于油相密度,高含水油井液经离心分离器8的离心分离过程中,使得分离水分布在旋转筒15的外侧,分离水通过单向流控制外筒16上的第一单流阀16-1流入第二封隔器200与第一封隔器100之间的环形空间内,流入该环形空间的分离水由抽水泵5抽取,并将抽取出的水注入到第二封隔器200对应的注水层位;
而单向流控制外筒16上的外置第一单流阀16-1保证分离出的水相不会因为注水层的地层压力过高而导致分离后的水相回流。
分离油则分布在旋转筒15内侧,并通过头部总成7的单流阀11流入分离器头部总成7的内腔,抽油杆1的三级变径1-3位于该内腔中,抽油杆1内部流道的流道入口在三级变径1-3侧面;当抽油杆1上行时,装置内压力升高,分离器头部总成7内腔中的分离油进入运动的抽油杆1流道入口而保证油相不被泄露;而分离器头部总成7上的第三单流阀7-1保证了抽油杆1在下冲程过程中已经进入分离器头部总成7内腔中的分离油不会回流重新进入离心分离器8;分离油进入流道入口并从抽油杆1的流道出口流出,流道出口在一级变径1-1侧面,从流道出口进入三级伸缩管2。
三级伸缩管2与抽油杆1具有相同的运动状态,三级伸缩管2将从抽油杆1流道出口流出的分离油输送进入上方连接的油管保证油相不被泄露,并最终将分离油举升至地面。
该装置的使用,一方面可控制无效产液,减少油井产出水量,有效缓解后续水处理压力,在生产井达到98%左右的特高含水条件下,仍可实现经济有效开采,有效延长油田开发周期,提高采收率;另一方面,辅助水井注水,减少地面注水量,提高注水效率,减少地面油气集输系统建设规模和数量,降低地面设备能耗水平和水处理成本。同时还可以增加注水层系及注水井点,为完善注采关系提供有利条件,提高井下油水分离效率,对提高油田采收率、实现油田可持续发展具有重要意义。
以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形、同等替换、改进等,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种离心分离机构,其特征在于,包括:
离心分离器(8)及单向旋转控制机构(9);
所述单向旋转控制机构(9)与抽油杆(1)连接;
所述抽油杆(1)往复运动,用于打开或关闭所述单向旋转控制机构(9);
所述单向旋转控制机构(9),用于驱动所述离心分离器(8)同向旋转;
所述离心分离器(8),表面有液流通道;
所述离心分离器(8),用于将进入所述液流通道内的井下油水采出液离心分离为水相部分及油相部分;
所述离心分离器(8)上具有水相单流通道及油相单流通道;
所述水相单流通道,用于所述水相部分流出所述离心分离器(8);
所述油相单流通道,用于所述油相部分流出所述离心分离器(8)。
2.根据权利要求1所述的离心分离机构,其特征在于:
所述离心分离器(8),包括内设导向螺纹、外置螺旋叶片的旋转筒(15)及单向流控制外筒(16);
所述旋转筒(15)固定在所述单向流控制外筒(16)内;
所述导向螺纹,用于与所述单向旋转控制机构(9)连接;
所述螺旋叶片与所述单向流控制外筒(16)围成所述液流通道;
所述单向流控制外筒(16)的上方具有第一单流阀(16-1);
所述第一单流阀(16-1),用作所述水相单流通道;
所述旋转筒(15)的上端口为所述油相单流通道。
3.根据权利要求2所述的离心分离机构,其特征在于:
所述单向旋转控制机构(9),包括卡簧(13)和滑卡(14);
所述滑卡(14)本体为圆筒形,内置在所述旋转筒(15)内,所述抽油杆(1)从所述滑卡(14)中心穿过;
所述卡簧(13)固定在所述滑卡(14)的侧壁上,随所述抽油杆(1)往复运动;
所述往复运动,用于驱动所述卡簧(13)从所述侧壁上弹出或缩回;
所述弹出或缩回,用于所述卡簧(13)与所述导向螺纹的连接或脱开;
所述连接,用于将所述卡簧(13)的轴向运动作用力传递并转化为所述旋转筒(15)的单向旋转驱动力;
所述脱开,用于所述旋转筒(15)依靠惯性持续所述单向旋转。
4.一种同井注采装置,其特征在于:
包括权利要求1-3所述的离心分离机构;
所述离心分离机构与进液机构、油相采出机构及水相注入机构连接;
所述进液机构,用于将所述井下油水采出液输送至所述液流通道;
所述油相采出机构,用于将所述油相部分采出至上方油管;
所述水相注入机构,用于将所述水相部分注入至目的注水层位。
5.根据权利要求4所述的同井注采装置,其特征在于:
所述水相注入机构,包括抽水泵外筒(4)及抽水泵(5);
所述抽水泵外筒(4)通过封隔器固定在套管中,沿其筒壁轴向开有内槽(4-1);
所述内槽(4-1),其底部装有第二单流阀(4-2),用于与所述水相单流通道连通;
所述抽水泵(5)置于所述内槽(4-1)中,其出口对应所述目的注水层位;
所述抽水泵(5),用于将所述水相单流通道流出的所述水相部分抽汲至所述目的注水层位;
所述第二单流阀(4-2),用于阻止所述水相部分返流回所述水相单流通道。
6.根据权利要求5所述的同井注采装置,其特征在于:
所述油相采出机构,包括分离器头部总成(7);
所述分离器头部总成(7)连接在所述抽水泵外筒(4)内,其本体具有内腔;
所述内腔与所述油相单流通道连通,其底部具有第三单流阀(7-1);
所述抽油杆(1)从所述内腔穿过,其内具有流道;
所述流道,其入口位于所述内腔,其出口与所述上方油管连通;
所述油相单流通道,在所述抽油杆(1)上冲程时,其内压力升高;
所述压力驱动所述油相部分进入所述内腔;
所述内腔中的所述油相部分流经所述进口、所述流道、所述出口采出至所述上方油管;
所述第三单流阀(7-1),在所述抽油杆(1)下冲程时,用于阻止进入到所述内腔中的所述油相部分返流回所述油相单流通道。
7.根据权利要求6所述的同井注采装置,其特征在于:
所述抽油泵(5)的上端连接中间总成(3);
所述中间总成(3)同轴装配所述抽油杆(1);用于所述抽油泵(5)随同所述抽油杆(1)上下冲程运动。
8.根据权利要求7所述的同井注采装置,其特征在于:
所述中间总成(3)上方连接三级伸缩管(2);
所述三级伸缩管(2)与所述抽油杆(1)的所述流道的所述出口连通,用于将所述出口流出的所述油相部分输送到所述上方油管。
9.根据权利要求4所述的同井注采装置,其特征在于:
所述进液机构,包括抽油泵(6)及油管(10);
所述油管(10),其下端连接下方油管,上端与所述液流通道连通;
所述抽油泵(6)连接在抽油杆(1)的下端并固定在所述油管(10)内。
10.根据权利要求9所述的同井注采装置,其特征在于:
所述下方油管处设置第一封隔器(100);
所述第一封隔器(100),用于封隔所述离心分离器(8)分离出的所述水相部分;
所述抽水泵外筒(4)处设置第二封隔器(200),所述三级伸缩管(2)处设置第三封隔器(300);
所述第二封隔器(200)及所述第三封隔器(300),用于保证所述抽水泵(5)的吸入口和排出口处于不同的压力系统。
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---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112240193A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-01-19 | 东北石油大学 | 水平井筒内多级油水分离及同井注采装置 |
CN112240194A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-01-19 | 东北石油大学 | 水平井筒内多级油水分离及同井注采方法 |
CN113898332A (zh) * | 2021-09-03 | 2022-01-07 | 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 | 一种螺杆泵井下防砂装置 |
Citations (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2087264U (zh) * | 1991-03-29 | 1991-10-23 | 石风 | 同心轴往复移动机 |
CN1078292A (zh) * | 1992-04-29 | 1993-11-10 | 北京市西城区新开通用实验厂 | 一种井下油水分离器 |
US5592866A (en) * | 1992-03-25 | 1997-01-14 | Sher; Arieh | Rotary piston driving mechanism |
CN2563307Y (zh) * | 2002-07-26 | 2003-07-30 | 大庆油田有限责任公司 | 可移动、旋转式井下油水分离器 |
US20050241826A1 (en) * | 2004-04-14 | 2005-11-03 | Cdx Gas, Llc | Downhole separator system and method |
CN1749561A (zh) * | 2004-09-13 | 2006-03-22 | 哈尔德克斯制动器公司 | 往复式轴向位移装置 |
CN101016834A (zh) * | 2007-02-12 | 2007-08-15 | 扬州大学 | 直线驱动式螺杆泵采油系统 |
CN101025080A (zh) * | 2006-12-26 | 2007-08-29 | 大庆油田有限责任公司 | 多杯等流型井下油水分离器实现高含水井同井注采的方法 |
CN102747974A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-10-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种水平井钻井震动器 |
WO2013016952A1 (zh) * | 2011-08-02 | 2013-02-07 | 中国科学院力学研究所 | 一种管道式油水分离器及用于其的起旋装置 |
CN203081419U (zh) * | 2012-12-31 | 2013-07-24 | 戴义明 | 油井三相分离器 |
US8662183B1 (en) * | 2011-02-12 | 2014-03-04 | Louis P. Vickio, Jr. | Blow out preventer |
CN203730267U (zh) * | 2013-12-10 | 2014-07-23 | 四川澳维采油设备有限公司 | 一种带气液分离装置的抽油泵 |
US20140290963A1 (en) * | 2010-04-23 | 2014-10-02 | Bench Tree Group LLC | Electromechanical actuator apparatus and method for down-hole tools |
CN204511321U (zh) * | 2015-01-07 | 2015-07-29 | 中国石油大学(华东) | 一种新型油管旋转器 |
US20150376964A1 (en) * | 2008-08-15 | 2015-12-31 | Lubrizol Oilfield Solutions, Inc. | Multiphase drilling systems and methods |
CN106640031A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-10 | 东北石油大学 | 井下同井采注气液分离器 |
CN206477830U (zh) * | 2017-01-16 | 2017-09-08 | 丹东纳泰石油机械有限公司 | 石油油井采油叶片泵举升装置 |
CN206636546U (zh) * | 2016-12-13 | 2017-11-14 | 国家深海基地管理中心 | 改进型高效气锚 |
CN207598204U (zh) * | 2017-10-19 | 2018-07-10 | 长庆油田分公司坪北石油合作开发项目经理部 | 一种抽油杆防偏磨装置 |
CN108533243A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-09-14 | 中国科学院力学研究所 | 一种井下气液分离器 |
CN208669292U (zh) * | 2018-08-03 | 2019-03-29 | 王丹 | 新型多级防砂防气装置 |
CN109944580A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-06-28 | 西南石油大学 | 一种机抽用采注一体式泵井下油水分离系统 |
CN110485970A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-11-22 | 东北石油大学 | 一种用于抽油泵的排气防砂装置 |
CN110984953A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-04-10 | 东北石油大学 | 压裂返排过程中有害气体处理方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI952149A (fi) * | 1995-05-04 | 1996-11-05 | Ma Rakennus J Maentylae Ky | Seinärakenne ja menetelmä seinärakenteen valmistamiseksi |
-
2019
- 2019-11-19 CN CN201911133535.5A patent/CN110939426B/zh active Active
Patent Citations (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2087264U (zh) * | 1991-03-29 | 1991-10-23 | 石风 | 同心轴往复移动机 |
US5592866A (en) * | 1992-03-25 | 1997-01-14 | Sher; Arieh | Rotary piston driving mechanism |
CN1078292A (zh) * | 1992-04-29 | 1993-11-10 | 北京市西城区新开通用实验厂 | 一种井下油水分离器 |
CN2563307Y (zh) * | 2002-07-26 | 2003-07-30 | 大庆油田有限责任公司 | 可移动、旋转式井下油水分离器 |
US20050241826A1 (en) * | 2004-04-14 | 2005-11-03 | Cdx Gas, Llc | Downhole separator system and method |
CN1749561A (zh) * | 2004-09-13 | 2006-03-22 | 哈尔德克斯制动器公司 | 往复式轴向位移装置 |
CN101025080A (zh) * | 2006-12-26 | 2007-08-29 | 大庆油田有限责任公司 | 多杯等流型井下油水分离器实现高含水井同井注采的方法 |
CN101016834A (zh) * | 2007-02-12 | 2007-08-15 | 扬州大学 | 直线驱动式螺杆泵采油系统 |
US20150376964A1 (en) * | 2008-08-15 | 2015-12-31 | Lubrizol Oilfield Solutions, Inc. | Multiphase drilling systems and methods |
US20140290963A1 (en) * | 2010-04-23 | 2014-10-02 | Bench Tree Group LLC | Electromechanical actuator apparatus and method for down-hole tools |
US8662183B1 (en) * | 2011-02-12 | 2014-03-04 | Louis P. Vickio, Jr. | Blow out preventer |
WO2013016952A1 (zh) * | 2011-08-02 | 2013-02-07 | 中国科学院力学研究所 | 一种管道式油水分离器及用于其的起旋装置 |
CN102747974A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-10-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种水平井钻井震动器 |
CN203081419U (zh) * | 2012-12-31 | 2013-07-24 | 戴义明 | 油井三相分离器 |
CN203730267U (zh) * | 2013-12-10 | 2014-07-23 | 四川澳维采油设备有限公司 | 一种带气液分离装置的抽油泵 |
CN204511321U (zh) * | 2015-01-07 | 2015-07-29 | 中国石油大学(华东) | 一种新型油管旋转器 |
CN106640031A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-10 | 东北石油大学 | 井下同井采注气液分离器 |
CN206636546U (zh) * | 2016-12-13 | 2017-11-14 | 国家深海基地管理中心 | 改进型高效气锚 |
CN206477830U (zh) * | 2017-01-16 | 2017-09-08 | 丹东纳泰石油机械有限公司 | 石油油井采油叶片泵举升装置 |
CN207598204U (zh) * | 2017-10-19 | 2018-07-10 | 长庆油田分公司坪北石油合作开发项目经理部 | 一种抽油杆防偏磨装置 |
CN108533243A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-09-14 | 中国科学院力学研究所 | 一种井下气液分离器 |
CN208669292U (zh) * | 2018-08-03 | 2019-03-29 | 王丹 | 新型多级防砂防气装置 |
CN109944580A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-06-28 | 西南石油大学 | 一种机抽用采注一体式泵井下油水分离系统 |
CN110485970A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-11-22 | 东北石油大学 | 一种用于抽油泵的排气防砂装置 |
CN110984953A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-04-10 | 东北石油大学 | 压裂返排过程中有害气体处理方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李增亮,孙浩玉: "井下离心旋流式高效油气分离器性能模拟试验", 《石油机械》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112240193A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-01-19 | 东北石油大学 | 水平井筒内多级油水分离及同井注采装置 |
CN112240194A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-01-19 | 东北石油大学 | 水平井筒内多级油水分离及同井注采方法 |
CN112240193B (zh) * | 2020-11-17 | 2022-05-31 | 东北石油大学 | 水平井筒内多级油水分离及同井注采装置 |
CN113898332A (zh) * | 2021-09-03 | 2022-01-07 | 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 | 一种螺杆泵井下防砂装置 |
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