CN111101899A - 一种油套环空加药举升装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油套环空加药举升装置及方法，装置包括抽油泵，所述抽油泵包括油泵泵筒以及运行在油泵泵筒内部的油泵柱塞，所述油泵泵筒上端连接上油管，下端连接下油管，所述下油管内设置微型注药泵，所述微型注药泵包括药泵泵筒以及运行在药泵泵筒内部的药泵柱塞，所述药泵泵筒与下油管之间构成药油混合环空，所述药泵柱塞上端连接油泵柱塞，微型注药泵的进口通过下油管开设的径向进药孔连通油套环空，微型注药泵的出口连通药油混合环空，所述油泵柱塞下端口也与药油混合环空连通，所述下油管与套管之间安装封隔器。本发明简单安全可靠；提高油井加药效果，提高泵效，延长检泵周期。

Description

一种油套环空加药举升装置及方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，具体地说是一种油套环空加药举升装置及方法。

背景技术

目前通过加药进行清防蜡、除垢、降粘等的油井，其药液一般通过油套环空定期集中添加。该方式存在着药液滴加不连续、不均匀，药液与产出液混合效果差、见效慢，导致药液作用效果不稳定等问题。

针对这一现状，开展了一种油套环空加药举升装置及方法研究，目的是将油套环空作为储药罐，使药液通过加药装置均匀加至泵下油管内，并主动搅拌药液与产出液，达到提高药液效果、提高泵效、减少药液用量、减轻工人劳动量的作用。

申请号：201310342814.9公开了环保型油气井环空连续加药自动连接装置及加药方法，耐压容器底部连通排污口；耐压容器出口管线与阀门及流量调节器连接，耐压容器的上部连通有放空口与电阻探针，电阻探针与自动控制器中的电阻测定仪连接；自动控制器的电源与太阳能连接；压力平衡管的进口与耐压容器的上部相通；压力平衡管的出口与套管接头相通，其加药工艺操作方法包括：1)、按照设计的公式计算油气井加药量；2)按照加药量选择流量调节器中液流阀e的通径；3)按照设计的程序安装与调节装置；4)通过排污口外接柴油机泵补充药剂。本发明维护简单、而且故障率几乎为零，易于操作，能够适应油田生产各种环境下的油井与气井环空加药。

申请号：201020615452.8公开了油井环空带压手动加药器,应用于油田油井环空带压手动加药。化学药剂箱有管线连接活塞筒底部入口；在化学药剂箱与活塞筒底部入口的管线上连接有单流阀；在活塞筒底部出口管线上连接有单流阀；活塞筒内有活塞,在活塞的上部连接有螺杆,螺杆上连接有螺母,螺母固定在活塞筒的上端盖中心位置,在螺杆的端部固定有手轮。效果是:能够满足油田油井防腐防垢环空带压加药的要求。体积小重量轻,重量25千克,易于移动；操作简单一个加药周期为10分钟；安装简便,能带压作业,安全可靠；人工施工节能环保。环空带压加药施工效率高。加药施工费用降低50％。

申请号：201810583269.5公开了一种无动力套管加药装置的上横管与下横管之间有四个立管均布焊接形成储液排，设有四个储液排，储液排之间上、下分别有四段同径的管道联接，顶部对角各设有一个吊环，顶部还设有放气阀、加药漏斗和控制阀，在上横管、下横管端部通过上流阀门、下流阀门联接着磁翻转液位计，磁翻转液位计下部设有排污阀门，储液排放在支架上，在下横管的底面设有加药管线，加药管线依次与过滤器、单向流量阀门、中心管联接，进气管线下端与接头联接，中间设有进气阀门，进气管线的上端与上横管顶部联接。本发明通过流量调节阀，根据油井生产情况动态调节降粘剂，降粘剂持久发挥作用，节约天然气能源，避免污染环境，增加原油产量，操作方便，减轻职工劳动强度。

以上公开文献与本申请的技术方案、发明目的、发明效果完全不同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油套环空加药举升装置及方法，将油套环空作为药液储存空间，去除地面储药罐、计量泵等设备，简单安全可靠；同时该方法还可以通过微型注药泵将药液均匀加入至泵下，并进行搅拌，提高油井加药效果，提高泵效，延长检泵周期。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种油套环空加药举升装置，包括抽油泵，所述抽油泵包括油泵泵筒以及运行在油泵泵筒内部的油泵柱塞，所述油泵泵筒上端连接上油管，下端连接下油管，所述上油管与套管之间、油泵泵筒与套管之间、下油管与套管之间共同构成油套环空，所述下油管内设置微型注药泵，所述微型注药泵包括药泵泵筒以及运行在药泵泵筒内部的药泵柱塞，所述药泵泵筒与下油管之间构成药油混合环空，所述药泵柱塞上端连接油泵柱塞，微型注药泵的进口通过下油管开设的径向进药孔连通油套环空，微型注药泵的出口连通药油混合环空，所述油泵柱塞下端口也与药油混合环空连通，所述下油管与套管之间安装封隔器，所述封隔器所处的位置低于下油管开设的径向进药孔所处的位置。

所述微型注药泵的进口、微型注药泵的出口均开设在药泵泵筒底部，但微型注药泵的出口位置高于所述微型注药泵的进口位置，所述微型注药泵的进口安装进药单向阀，微型注药泵出口安装排药单向阀。

所述药泵柱塞上端通过搅拌装置连接油泵柱塞。

所述搅拌装置包括转轴、螺旋叶片、连接装置，所述转轴下端与连接装置上端连接，连接装置下端连接药泵柱塞上端，所述转轴外壁设置螺旋叶片，所述转轴上端安装上轴承，上轴承外部安装轴承套，所述轴承套外壁通过连杆连接在油泵柱塞内壁。

所述连接装置包括外壳、电机、中央处理器、无线信号接收器、电源，所述电源、电机、中央处理器、无线信号接收器均设置在外壳内，所述电源、电机、无线信号接收器同时连接中央处理器，所述转轴下端连接电机输出轴，外壳底部连接药泵柱塞。

所述连接装置为管状连接套，所述转轴下端安装下轴承，下轴承安装在管状连接套上端内壁，管状连接套下端连接药泵柱塞。

所述下油管内壁固定有定位套，定位套下端口连通药油混合环空，定位套上端口连通油泵柱塞下端口，且定位套上端面对油泵柱塞下端面轴向限位。

所述油泵柱塞内部安装出油游动阀，油泵柱塞顶端开设出油孔。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种油套环空加药举升方法，包括以下步骤：

步骤1：向油套环空内注入药液；

步骤2：抽油泵带动搅拌装置向上运动，同时带动连接装置向上运动，从而带动微型注药泵柱塞向上运动，负压使进药单向阀打开，药液被吸附到微型注药泵的药泵泵筒内腔下端；

步骤3：抽油泵带动搅拌装置向下运动，带动连接装置向下运动，从而带动微型注药泵柱塞向下运动，正压使排药单向阀开启，药液被排至药油混合环空，同石油混合成不匀混合液，不匀混合液上行至搅拌装置下端；这样即可完成微型注药泵的注药工作；

步骤4：不匀混合液在搅拌装置的上下、旋流搅拌作用下完成均匀混合，均匀混合液在抽油泵的抽吸、排液作用下排至抽油泵柱塞的上端，完成抽油泵的排液。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、该装置通过杆管柱的配套设计以及封隔器、搅拌抽油泵、微型注药柱塞泵等结构的优化设计，实现了油套环空储存药液，油套环空均匀向泵下排放药液，并通过搅拌，实现原油与药液的充分混合，达到提高药液效果的目的；

2、与地面加药罐控制加药技术相比，该专利取消了地面罐及计量、电控系统，成本低、安全可靠；

3、与泵下尾管储药式电池带动电机加药技术相比，油套环空储药可实现大容量储药，加药速度范围广，克服了电池电量、温度的限制；

4、与油套环空储药、水嘴控制加药技术相比，微型注药泵排药速度准确可控，克服了加药速度受水嘴上下压差影响大的问题；

5、与常规抽油泵相比，搅拌抽油泵通过结构优化设计，实现泵下搅拌及控制，提高了药液与原油的混合均匀程度，同时该泵还可以实现泵下加重，改善抽油杆受力状况。

附图说明

图1为本发明的一种油套环空加药举升装置结构示意图。

图中：油泵泵筒1、油泵柱塞2、出油孔3、出油游动阀4、药泵泵筒5、药泵柱塞6、进药单向阀7、排药单向阀8、连接装置9、螺旋叶片10、转轴11、定位套12、连通通道13、连杆14、上油管15、套管16、油套环空17、封隔器18、药液19、石油20、下油管21。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种油套环空加药举升装置，包括抽油泵，所述抽油泵包括油泵泵筒1以及运行在油泵泵筒内部的油泵柱塞2，所述油泵泵筒上端连接上油管15，下端连接下油管21，所述上油管15与套管16之间、油泵泵筒1与套管16之间、下油管21与套管16之间共同构成油套环空17，所述下油管内设置微型注药泵，所述微型注药泵包括药泵泵筒5以及运行在药泵泵筒内部的药泵柱塞6，所述药泵泵筒与下油管之间构成药油混合环空，所述药泵柱塞上端连接油泵柱塞，微型注药泵的进口通过下油管开设的径向进药孔连通油套环空，微型注药泵的出口连通药油混合环空，所述油泵柱塞下端口也与药油混合环空连通，所述下油管与套管之间安装封隔器18，所述封隔器所处的位置低于下油管开设的径向进药孔所处的位置。

所述微型注药泵的进口、微型注药泵的出口均开设在药泵泵筒底部，但微型注药泵的出口位置高于所述微型注药泵的进口位置，所述微型注药泵的进口安装进药单向阀7，微型注药泵出口安装排药单向阀8。

所述药泵柱塞上端通过搅拌装置连接油泵柱塞。

所述搅拌装置包括转轴11、螺旋叶片10、连接装置9，所述转轴下端与连接装置上端连接，连接装置下端连接药泵柱塞上端，所述转轴外壁设置螺旋叶片，所述转轴上端安装上轴承，上轴承外部安装轴承套，所述轴承套外壁通过连杆14连接在油泵柱塞内壁。

所述连接装置包括外壳、电机、中央处理器、无线信号接收器、电源，所述电源、电机、中央处理器、无线信号接收器均设置在外壳内，所述电源、电机、无线信号接收器同时连接中央处理器，所述转轴下端连接电机输出轴，外壳底部连接药泵柱塞。井下油管内的搅拌装置以及连接装置的无线信号接收器、中央处理器、电机等，无线信号接收机接收到地面信号后，中央处理器给电机通电旋转，搅拌装置工作，这些都属于本领域内的常规技术，直接利用即可。

当然，连接装置还可以为其他结构，比如所述连接装置为管状连接套，所述转轴下端安装下轴承，下轴承安装在管状连接套上端内壁，管状连接套下端连接药泵柱塞。不匀混合液向上流动带动螺旋叶片旋转，那么螺旋叶片和转轴共同旋转，对上升中的不匀混合液旋流充分搅拌均匀。

所述下油管内壁固定有定位套12，定位套下端口连通药油混合环空，定位套上端口连通油泵柱塞下端口，且定位套上端面对油泵柱塞下端面轴向限位。定位套下端与药泵泵筒上端形成连通通道13。

所述油泵柱塞内部安装出油游动阀4，油泵柱塞顶端开设出油孔3。

出油游动阀、进药单向阀、排药单向阀均属于本技术领域内的常规技术阀门，直接应用这些游动阀、单向阀即可。

一种油套环空加药举升方法，包括以下步骤：

步骤1：向油套环空17内注入药液19；

步骤2：抽油泵带动搅拌装置向上运动，同时带动连接装置向上运动，从而带动微型注药泵柱塞向上运动，负压使进药单向阀7打开，药液被吸附到微型注药泵的药泵泵筒内腔下端；

步骤3：抽油泵带动搅拌装置向下运动，带动连接装置向下运动，从而带动微型注药泵柱塞向下运动，正压使排药单向阀8开启，药液19被排至药油混合环空，同石油20混合成不匀混合液，不匀混合液上行至搅拌装置下端；这样即可完成微型注药泵的注药工作；

步骤4：不匀混合液在搅拌装置的上下、旋流搅拌作用下完成均匀混合，均匀混合液在抽油泵的抽吸、排液作用下排至抽油泵柱塞的上端，完成抽油泵的排液。

如此重复，即可完成油套环空加药举升装置的注药、混合、排液工作。

本发明的创新,实现了无地面加药罐条件下，通过抽油泵下加药泵使药液在泵下均匀添加并进行搅拌提高药液使用效果的目的。利用封隔装置将油套环空分隔开，套管、油管、封隔装置、井口形成密闭空腔即药液储存腔，同时还可以有效避免“油帽子”等的对降粘剂阻碍作用；通过抽油泵结构的优化设计，实现泵下悬挂搅拌装置，通过搅拌装置对降粘剂和原油进行充分搅拌，使两者充分混合；搅拌装置下接连接装置，连接装置连接药泵柱塞，随着抽油泵柱塞的上下运动，药泵柱塞也上下运动，完成吸药、排药的过程，实现药液由储存腔内单向、定量、均匀地直接加至抽油泵下端，实现连续、均匀降粘；同时，产出液在沉没压力的作用下也运动至抽油泵下端，实现与药液的混合。

同时，需要优选相匹配药液、优化药液加入量以及加入速度等，以提高药液的使用效果。

本发明应用可以用于进行清防蜡、除垢、降粘等的油井，提高泵效、延长检泵周期；同时，还可以实现泵下加重，改善抽油杆受力状况，延长杆柱寿命。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种油套环空加药举升装置，包括抽油泵，所述抽油泵包括油泵泵筒以及运行在油泵泵筒内部的油泵柱塞，所述油泵泵筒上端连接上油管，下端连接下油管，所述上油管与套管之间、油泵泵筒与套管之间、下油管与套管之间共同构成油套环空，其特征在于，所述下油管内设置微型注药泵，所述微型注药泵包括药泵泵筒以及运行在药泵泵筒内部的药泵柱塞，所述药泵泵筒与下油管之间构成药油混合环空，所述药泵柱塞上端连接油泵柱塞，微型注药泵的进口通过下油管开设的径向进药孔连通油套环空，微型注药泵的出口连通药油混合环空，所述油泵柱塞下端口也与药油混合环空连通，所述下油管与套管之间安装封隔器，所述封隔器所处的位置低于下油管开设的径向进药孔所处的位置。

2.根据权利要求1所述的一种油套环空加药举升装置，其特征在于，所述微型注药泵的进口、微型注药泵的出口均开设在药泵泵筒底部，但微型注药泵的出口位置高于所述微型注药泵的进口位置，所述微型注药泵的进口安装进药单向阀，微型注药泵出口安装排药单向阀。

3.根据权利要求1或2所述的一种油套环空加药举升装置，其特征在于，所述药泵柱塞上端通过搅拌装置连接油泵柱塞。

4.根据权利要求3所述的一种油套环空加药举升装置，其特征在于，所述搅拌装置包括转轴、螺旋叶片、连接装置，所述转轴下端与连接装置上端连接，连接装置下端连接药泵柱塞上端，所述转轴外壁设置螺旋叶片，所述转轴上端安装上轴承，上轴承外部安装轴承套，所述轴承套外壁通过连杆连接在油泵柱塞内壁。

5.根据权利要求4所述的一种油套环空加药举升装置，其特征在于，所述连接装置包括外壳、电机、中央处理器、无线信号接收器、电源，所述电源、电机、中央处理器、无线信号接收器均设置在外壳内，所述电源、电机、无线信号接收器同时连接中央处理器，所述转轴下端连接电机输出轴，外壳底部连接药泵柱塞。

6.根据权利要求4所述的一种油套环空加药举升装置，其特征在于，所述连接装置为管状连接套，所述转轴下端安装下轴承，下轴承安装在管状连接套上端内壁，管状连接套下端连接药泵柱塞。

7.根据权利要求4或5所述的一种油套环空加药举升装置，其特征在于，所述下油管内壁固定有定位套，定位套下端口连通药油混合环空，定位套上端口连通油泵柱塞下端口，且定位套上端面对油泵柱塞下端面轴向限位。

8.根据权利要求1或2所述的一种油套环空加药举升装置，其特征在于，所述油泵柱塞内部安装出油游动阀，油泵柱塞顶端开设出油孔。

9.一种油套环空加药举升方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：向油套环空内注入药液；

步骤2：抽油泵带动搅拌装置向上运动，同时带动连接装置向上运动，从而带动微型注药泵柱塞向上运动，负压使进药单向阀打开，药液被吸附到微型注药泵的药泵泵筒内腔下端；

步骤3：抽油泵带动搅拌装置向下运动，带动连接装置向下运动，从而带动微型注药泵柱塞向下运动，正压使排药单向阀开启，药液被排至药油混合环空，同石油混合成不匀混合液，不匀混合液上行至搅拌装置下端；这样即可完成微型注药泵的注药工作；

步骤4：不匀混合液在搅拌装置的上下、旋流搅拌作用下完成均匀混合，均匀混合液在抽油泵的抽吸、排液作用下排至抽油泵柱塞的上端，完成抽油泵的排液。

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