CN111980640A - 一种三层油井有杆泵采油采水回注管柱及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三层油井有杆泵采油采水回注管柱及使用方法，包括有杆泵、封隔器、油管短节，还包括分流器，所述分流器开设两个互不连通的通道，分别为采水通道、注水通道，所述第一封隔器上端连接第一油管短节下端，第一油管短节上端连接有杆泵的大泵筒下端口，所述第一封隔器下端连接分流器上端，其中第一封隔器下端口均与分流器的采水通道上端口、注水通道上端口连通，所述分流器下端连接第二油管短节，第二油管短节上端口只与分流器的注水通道下端口连通，第二油管短节下端连接第二封隔器。本发明利用一套抽油系统实现油层、水层、回注层的同时控制，降低开采成本、提高井筒利用效率。

Description

一种三层油井有杆泵采油采水回注管柱及使用方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，具体地说是一种三层油井有杆泵采油采水回注管柱及使用方法。

背景技术

油田开发中油井采油、水源井采水、水井注水，两套井网实现采油、注水等功能，需要井数多，同时举升注入中浪费大量能源。目前常用的同井采注方式为同井采水、回注和同井油水分离回注等，只是满足2层。为了进一步提高井筒利用率，研制了一种有杆泵三层油井采油采水回注管柱，一套抽油泵实现同井三层/段采油、采水、回注功能，从而实现油井的优化开采。本发明的目的在于提供一种三层油井有杆泵采油采水回注管柱及使用方法。

申请号：201610971705.7涉及了一种多油层合采的采油结构，包括光杆，柱塞式环形隔板，套管头，等，光杆通过过流扶正器与凸型环空管连接，上出液口、下出液口、油气隔板各自与套管头连接，柱塞式环形隔板连接着油气隔板与过流扶正器，凸型环空管通过空心扶正器与空心抽油杆连接，空心抽油杆与泵筒连接，泵筒与固定凡尔连接，套管头通过螺纹密封圈与套管连接，套管与井底连接，套管头与油管连接，油管通过固定凡尔与筛管连接，上部侧阀、上封隔器、下部侧阀、下封隔器各自连接着油管与套管，其中上部侧阀包括密封环与阀球，有益效果：可用于不同压力的三层油层合采，提高油田采油效率，精简了开采工艺，减小油田的开采成本，提高单支多层油井开采的经济效益。

申请号：201520421516.3公开的是一种单井采水注水防砂集成管柱，可在边远区块、丛式井组、采修一体化的海上平台中应用。本集成管柱包括采水防砂管柱和注水防砂管柱，注水防砂管柱的上部装有液流转换装置、下部装有定位密封杆，定位密封杆与采水防砂管柱的桥塞密封插头连接，将采水注水管柱通过油管与液流转换装置连接；将采水注水管柱通过油管与液流转换装置连接；采水注水管柱通过油管自上而下连接着安全阀、过电缆封隔器和Y型接头，Y型接头的旁通出口和直通出口分别与采水管柱和注水管柱连接。在一口井中既能采水又能注水还能防砂，一井两用。本实用新型可以节省钻井和作业费用，尤其应用在海上平台中具有很好的经济效益。

申请号：201810165017.0提供了一种注水采油一体化管柱及注水采油方法，包括：所述管柱呈上下贯通的筒状，所述管柱包括自上而下依次设置的油管以及注水管；所述油管内穿设有抽油杆以及与所述抽油杆相连的抽油泵，其中，所述抽油杆以及抽油泵的柱塞提出后对应的管柱的最小内径大于测调仪的外径；所述注水管内设置有配水器以及封隔器，其中，所述配水器用于在注水时对配注层实施注水，在采油时提供原油流入油管内部的通道，所述封隔器用于隔离相邻配注层；所述管柱内设置有筛管，所述筛管用于提供原油流入油管内部的通道。利用本申请各个实施例，可以在不动管柱的情况下，简单高效的实现注水和采油的相互转换，减少作业量和成本。

申请号：201620857651.7公开了一种注水采油管柱，属于石油机械领域。所述管柱包括：套管、油管、杆式泵、封隔器和定压器。本实用新型通过采用封隔器，将油管与套管之间的空隙封隔成两段，并通过将封隔器所在位置到井口之间的一段空隙作为注水通道进行注水，将油管内部作为采油通道进行采油，实现了同井上层注水下层采油的注水采油工艺，从而提高了单井利用率，同时由于注水管道与采油管道位于同一井中，因此避免了因注水井与采油井排列方式造成的部分油井剩余油难以有效动用的问题，充分挖掘了剩余油潜力，提高了油藏采收率。

以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三层油井有杆泵采油采水回注管柱及使用方法，利用一套抽油系统实现油层、水层、回注层的同时控制，降低开采成本、提高井筒利用效率。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种三层油井有杆泵采油采水回注管柱，包括有杆泵、封隔器、油管短节，还包括分流器，所述封隔器包括第一封隔器、第二封隔器，所述油管短节包括第一油管短节、第二油管短节，所述分流器开设两个互不连通的通道，分别为采水通道、注水通道，所述第一封隔器上端连接第一油管短节下端，第一油管短节上端连接有杆泵的大泵筒下端口，所述第一封隔器下端连接分流器上端，其中第一封隔器下端口均与分流器的采水通道上端口、注水通道上端口连通，所述分流器下端连接第二油管短节，第二油管短节上端口只与分流器的注水通道下端口连通，第二油管短节下端连接第二封隔器。

所述分流器的采水通道上端口安装分流固定阀，该分流固定阀为正向单向阀；所述注水通道下端口安装反向阀，该反向阀为反向单向阀。

所述有杆泵包括大泵筒、大柱塞、小泵筒、小柱塞，所述小泵筒设置在大泵筒内，小泵筒外径小于大泵筒内径，所述大柱塞上端连接抽油杆，且大柱塞上端开设出油口，所述大泵筒上端连接油管，所述大柱塞下端口连接小柱塞上端口，大柱塞外壁与大泵筒内壁为滑动密封，小柱塞外壁与小泵筒内壁为滑动密封，所述小泵筒侧壁底端开设小泵筒侧进口，大泵筒侧壁开设大泵筒侧进口，大泵筒侧进口通过径向管连接小泵筒侧进口。

所述小柱塞下端口安装小柱塞游动阀，小泵筒内腔底端安装侧进液游动阀，侧进液游动阀的位置高于小泵筒侧壁底端的小泵筒侧进口。

为了达成上述另一目的，本发明采用了如下技术方案，一种三层油井有杆泵采油采水回注方法，包括以下步骤：

三层油井封隔步骤：用第一封隔器将采油层与采水层隔开，用第二封隔器将采水层与注水层隔开；

采油、采水步骤：有杆泵上冲程时，抽油杆带动大柱塞、小柱塞上行，侧进液游动阀、分流固定阀打开，小柱塞游动阀、反向阀关闭，采油层产液经侧进液游动阀进入小泵筒中，同时采水层液体经分流器的采水通道、分流固定阀进入油管短节、大泵筒内；

举升、注水步骤：有杆泵下冲程时，抽油杆带动大柱塞、小柱塞下行，侧进液游动阀、分流固定阀关闭，小柱塞游动阀、反向阀开启，采油层产液经小柱塞游动阀进入小柱塞，再进入大柱塞，然后进入上方油管举升至地面，同时第一油管短节中采水层的采出水穿过分流固定阀的注水通道，再通过注水通道下端口的反向阀注入下部注水层。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明中的双封隔器与下固定阀、反向阀相连，将三油层隔开；级差抽油泵固定阀下端开有侧向进液孔，采油时，上层油通过小柱塞、固定阀抽吸进泵然后举升至地面；双泵级差与下固定阀组合，上冲程时反向阀关闭、下固定阀打开将中层水抽吸至双泵环空，下冲程时下固定阀关闭、反向阀打开将水注入下层。实现单井三层采油、采水、回注。本发明可利用一套抽油系统实现油层、水层、回注层的同时控制，降低开采成本、提高井筒利用效率。

附图说明

图1是本发明三层油井有杆泵采油采水回注管柱结构示意图。

图中标记：大柱塞(无游动阀)1、大泵筒(无固定阀)2、小柱塞3、小泵筒4、侧进液游动阀5、油管短节6、分流固定阀7、反向阀8、封隔器9。

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：

一种三层油井有杆泵采油采水回注管柱，包括有杆泵、封隔器、油管短节，还包括分流器，所述封隔器包括第一封隔器、第二封隔器，所述油管短节包括第一油管短节、第二油管短节，所述分流器开设两个互不连通的通道，分别为采水通道、注水通道，所述第一封隔器上端连接第一油管短节下端，第一油管短节上端连接有杆泵的大泵筒下端口，所述第一封隔器下端连接分流器上端，其中第一封隔器下端口均与分流器的采水通道上端口、注水通道上端口连通，所述分流器下端连接第二油管短节，第二油管短节上端口只与分流器的注水通道下端口连通，第二油管短节下端连接第二封隔器。

所述分流器的采水通道上端口安装分流固定阀7，该分流固定阀为正向单向阀；所述注水通道下端口安装反向阀8，该反向阀为反向单向阀。

所述有杆泵包括大泵筒2、大柱塞1、小泵筒4、小柱塞3，所述小泵筒设置在大泵筒内，小泵筒外径小于大泵筒内径，所述大柱塞上端连接抽油杆，且大柱塞上端开设出油口，所述大泵筒上端连接油管，所述大柱塞下端口连接小柱塞上端口，大柱塞外壁与大泵筒内壁为滑动密封，小柱塞外壁与小泵筒内壁为滑动密封，所述小泵筒侧壁底端开设小泵筒侧进口，大泵筒侧壁开设大泵筒侧进口，大泵筒侧进口通过径向管连接小泵筒侧进口。

所述小柱塞下端口安装小柱塞游动阀，小泵筒内腔底端安装侧进液游动阀5，侧进液游动阀的位置高于小泵筒侧壁底端的小泵筒侧进口。

请参阅图1，本发明采用了如下技术方案，一种三层油井有杆泵采油采水回注方法，包括以下步骤：

三层油井封隔步骤：用第一封隔器将采油层与采水层隔开，用第二封隔器将采水层与注水层隔开；

采油、采水步骤：有杆泵上冲程时，抽油杆带动大柱塞、小柱塞上行，侧进液游动阀、分流固定阀打开，小柱塞游动阀、反向阀关闭，采油层产液经侧进液游动阀进入小泵筒中，同时采水层液体经分流器的采水通道、分流固定阀进入油管短节、大泵筒内；

举升、注水步骤：有杆泵下冲程时，抽油杆带动大柱塞、小柱塞下行，侧进液游动阀、分流固定阀关闭，小柱塞游动阀、反向阀开启，采油层产液经小柱塞游动阀进入小柱塞，再进入大柱塞，然后进入上方油管举升至地面，同时第一油管短节中采水层的采出水穿过分流固定阀的注水通道，再通过注水通道下端口的反向阀注入下部注水层。

正向阀、反向阀均为单向阀，均为本领域公知技术，另外本发明中的其他零部件本身均为本领域内的常规技术或公知技术，直接购买后，丝扣式连接使用即可。

总结来讲，抽油杆依次与大柱塞(无游动阀)1、小柱塞3相连，油管依次与大泵筒(无固定阀)2、小泵筒4、侧进液游动阀5、油管6、分流固定阀7、反向阀8和封隔器9组成相连，大柱塞(无游动阀)1在大泵筒(无固定阀)2中抽吸运动小柱塞3在小泵筒4中抽吸运动，3层通过2级封隔器9实现封隔。上冲程时，抽油杆带动大柱塞(无游动阀)1、小柱塞3上行，侧进液游动阀5、分流固定阀7打开，小柱塞3、反向阀8的球关闭，采油层产液经侧进液游动阀5进入小柱塞3下小泵筒4中，同时采水层液体经分流固定阀7进入油管短节6，然后再进入大泵筒内。下冲程时，抽油杆带动大柱塞(无游动阀)1、小柱塞3下行，侧进液游动阀5、分流固定阀7关闭，小柱塞3、反向阀8的球开启，采油层产液经小柱塞3进入大柱塞(无游动阀)1，然后举升至地面，同时油管6中采出水穿过分流固定阀7轴向通道，通过反向阀8注入下部注水层。本发明中的双封隔器与下固定阀、反向阀相连，将三油层隔开；级差抽油泵固定阀下端开有侧向进液孔，采油时，上层油通过小柱塞、固定阀抽吸进泵然后举升至地面；双泵级差与下固定阀组合，上冲程时反向阀关闭、下固定阀打开将中层水抽吸至双泵环空，下冲程时下固定阀关闭、反向阀打开将水注入下层。实现单井三层采油、采水、回注。本发明可利用一套抽油系统实现油层、水层、回注层的同时控制，降低开采成本、提高井筒利用效率。

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，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 (5)

1.一种三层油井有杆泵采油采水回注管柱，包括有杆泵、封隔器、油管短节，其特征在于，还包括分流器，所述封隔器包括第一封隔器、第二封隔器，所述油管短节包括第一油管短节、第二油管短节，所述分流器开设两个互不连通的通道，分别为采水通道、注水通道，所述第一封隔器上端连接第一油管短节下端，第一油管短节上端连接有杆泵的大泵筒下端口，所述第一封隔器下端连接分流器上端，其中第一封隔器下端口均与分流器的采水通道上端口、注水通道上端口连通，所述分流器下端连接第二油管短节，第二油管短节上端口只与分流器的注水通道下端口连通，第二油管短节下端连接第二封隔器。

2.根据权利要求1所述的一种三层油井有杆泵采油采水回注管柱，其特征在于，所述分流器的采水通道上端口安装分流固定阀，该分流固定阀为正向单向阀；所述注水通道下端口安装反向阀，该反向阀为反向单向阀。

3.根据权利要求1或2所述的一种三层油井有杆泵采油采水回注管柱，其特征在于，所述有杆泵包括大泵筒、大柱塞、小泵筒、小柱塞，所述小泵筒设置在大泵筒内，小泵筒外径小于大泵筒内径，所述大柱塞上端连接抽油杆，且大柱塞上端开设出油口，所述大泵筒上端连接油管，所述大柱塞下端口连接小柱塞上端口，大柱塞外壁与大泵筒内壁为滑动密封，小柱塞外壁与小泵筒内壁为滑动密封，所述小泵筒侧壁底端开设小泵筒侧进口，大泵筒侧壁开设大泵筒侧进口，大泵筒侧进口通过径向管连接小泵筒侧进口。

4.根据权利要求3所述的一种三层油井有杆泵采油采水回注管柱，其特征在于，所述小柱塞下端口安装小柱塞游动阀，小泵筒内腔底端安装侧进液游动阀，侧进液游动阀的位置高于小泵筒侧壁底端的小泵筒侧进口。

5.一种三层油井有杆泵采油采水回注方法，其特征在于，包括以下步骤：

三层油井封隔步骤：用第一封隔器将采油层与采水层隔开，用第二封隔器将采水层与注水层隔开；

采油、采水步骤：有杆泵上冲程时，抽油杆带动大柱塞、小柱塞上行，侧进液游动阀、分流固定阀打开，小柱塞游动阀、反向阀关闭，采油层产液经侧进液游动阀进入小泵筒中，同时采水层液体经分流器的采水通道、分流固定阀进入油管短节、大泵筒内；

举升、注水步骤：有杆泵下冲程时，抽油杆带动大柱塞、小柱塞下行，侧进液游动阀、分流固定阀关闭，小柱塞游动阀、反向阀开启，采油层产液经小柱塞游动阀进入小柱塞，再进入大柱塞，然后进入上方油管举升至地面，同时第一油管短节中采水层的采出水穿过分流固定阀的注水通道，再通过注水通道下端口的反向阀注入下部注水层。

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