CN113090209B - 一种电缆投捞电泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电缆投捞电泵系统,所述系统包括油管、完井套管、油管挂和进油组件,油管的管径小于完井套管的管径、且两个管的中心轴线重合,油管中部通过油管挂与完井套管内壁固定、底部通过连接具有底部封隔器的进油组件与完井套管内壁固定;还包括铠装电缆,铠装电缆一端穿过油管挂进入油管管内、再穿过管内的悬挂筒与电泵连接、另一端穿出采油树本体。将传统可拆卸式连接电泵底部的方式颠覆,通过电缆将电泵悬挂;需要取出电泵时,通过控制采油树本体出口外的地面电缆头,即可对电泵取出,整个过程不需要投放抓取工具,简单易操作;不需要取出时,将传统底部连接的位置改变,石油可油管进油口更好地靠近电泵的叶片,提升原始的进油速度。
Description
技术领域
本发明属于石油装备制造业领域,涉及一种电缆投捞电泵系统。
背景技术
油田生产开发是在已知油藏钻井,完井后,将地下油藏的油气输送到地面的工艺流程。在油田开发初期,油气的上升可以通过诱流等方法,依靠地层的能量自喷,把油气输送到地面上来。当油藏能量不足,或油藏含水上升时,可以依靠抽油泵、气举等人工增补的能量举出。泵抽采油法是人工举升最为常见的采油法,在油井中下入抽油泵,把油藏中产出的液体泵送到地面的方法,简称抽油法,此法所用的抽油泵按动力传动方式分为有杆和无杆两类。电动潜油泵((electric submersible pump(ESP))是无杆驱动方式,它一套多级离心泵和电动机直接连接的泵组,由动力电缆把电送给井下的电机以驱动离心泵,把井中的流体泵送到地面,由于机泵组是在套管内使用,机泵的直径受到限制,所以采取细长的形状。为防止井下流体(特别是水)进入电枢使电机失效,需采取特殊的密封装置,并在泵和电动机的连接部位加装保护器。
电动潜油泵适用于中、高产液量,含气和砂较少的稀油或含水原油的油井。一般日排量为100~1000m3、扬程在2000m以内时,效率较高,可用于斜井。建井较简单,管理方便,免修期较长,泵效率在70%左右,但也存在着机泵组成本较高,起下作业和检修都比较复杂的缺陷。
传统电泵完井作业系统,存在着以下的不足之处:1、由于传统的油管尺寸比电泵小,电泵出口接于油管最下端,每次起下都得把油管,电缆,电泵一并起下,需要动用大型的设备(如60-100吨修井机),很多的人员(20-40人);2、传统修井更换设备多,把寿命没到期的油管,电缆,安全阀,封隔器等辅助设备一起换掉,费用较高;3、传统修井准备及修井周期都长,一般3-5天准备,3-7天修井作业,总的修井周期时间为6-12天,效率低下;4、传统完井/修井在海上无人平台,沙漠,山区,沼泽等特殊环境非常困难。
在国际上,美国BAKER HUGHES CENTRILIFT公司使用“连续小油管起下电泵”的作业系统,该系统电缆在特制的小油管内封装,油管的尺寸大于电泵的尺寸,这样,在修井作业时,就可以通过上提油管中与电动潜油泵相连接的小油管和电缆将电泵从油管里取出。但这种作业系统,也存在着不足之处:1、连续小油管盘管车非常巨大,自重30-40吨,动员及作业费用非常高,需要8-10人操作;2、连续小油管里包裹电缆,需定制,制作成本高,和普通电缆不能通用;3、连续小油管修井,准备需3-5天,作业2-3天,修井周期总计5-8天;4、连续小油管完井/修井在海上平台受吊车起重吨位限制,在沙漠,山区,沼泽受道路条件限制。
美国ZEITECS公司提出了一种电缆投捞电泵系统通过钢丝起下电泵的作业系统,该系统电缆位于油管和套管之间,电机和电缆的连接处采用“三相平衡导向承重电气连接”的方式,修井作业时,可以通过钢丝将电泵、电机由油管内取出,节省了人力和物力。但该系统设计仍然存在着以下的缺点:1、该系统的插头设计在底部为三相夹角为120度平衡式的,没有空间设计遮挡板,修井作业时,一有任何落物,沉沙,插头插不到位,整个系统失效,就必须把油管,电缆,井下辅助工具全部起出,降低了系统的可靠性,增加了作业风险; 2、该系统的上密封总成没有悬挂功能,调节短接是刚性的,所有电泵自重,油管里的液柱压力都通过电泵总成传递到下面的承重台阶上,油管液柱压力很大,会把电泵压弯,电泵工作时,轴高速旋转,电泵震动严重,轴容易疲劳断裂,大大降低了电泵的寿命;3、该系统从管侧进液,管串上没有办法加装安全阀等其他必须的工具串。这些缺点都限制了它的应用范围,增加了采油作业的风险,不利于风险控制。
申请号为201010535337.4、发明创造名称为钢丝起下电泵过油管作业系统的专利文件中记载了通过一种电缆投捞电泵系统钢丝起下电泵过油管作业系统,该系统能够通过钢丝起电泵,电机和电缆连接处能够准确对位,并能够有效防止落物卡塞,而且系统中具有柔性短节,以实现分散油管液压和确保电机、电缆准确对位的功能,还安装了控制阀,防止上起电泵管串抽吸而诱发井喷;但是在实际应用时存在以下缺点:1、投捞时需要先放入工具进入油管内、做一个抓取动作将电机抓出油管外,操作十分不便。
发明内容
本发明的目的在于:提供了一种电缆投捞电泵系统,解决上述问题的不足。
一种电缆投捞电泵系统,所述系统包括油管、完井套管、油管挂和进油组件,油管的管径小于完井套管的管径、且两个管的中心轴线重合,油管中部通过油管挂与完井套管内壁固定、底部通过连接具有底部封隔器的进油组件与完井套管内壁固定;还包括铠装电缆,铠装电缆一端穿过油管挂进入油管管内、再穿过管内的悬挂筒,穿过悬挂筒时剥脱铠装电缆保护层,仅让铠装电缆内部的引线电缆穿出且与电泵连接、另一端穿出采油树本体。
进一步地,所述悬挂筒靠近油管挂的出口设置电缆穿越固定器供铠装电缆进入、靠近底部封隔器的出口设置泵出口短节,通过泵出口短节将出口划分为电缆口和流道口,所述电缆口供引线电缆(7)穿出与电泵连接,所述石油出口供泵出口短节穿出与进油组件连接。
进一步地,所述电缆穿越固定器从里至外依次包括衬套、卡套和外套,所述铠装电缆从里至外依次包括引线电缆(7)、内保护层和外保护层,其中,引线电缆(7)穿过衬套内部、内保护层设置在衬套和卡套之间,外保护层设置在卡套和外套之间。
进一步地,还包括设置在油管和进油组件之间的变扣接头,进油组件包括液控滑套,液控滑套顶部与变扣接头连接,底部连接位于底部封隔器上部的液控安全阀。
进一步地,所述液控滑套连接滑套控制管线。
进一步地,所述液控安全阀连接安全阀控制管线。
进一步地,所述采油树本体从油管挂延出口方向依次设置有供铠装电缆穿过的偏心悬挂器、电缆弯接头、电缆水平穿越器和穿越密封筒。
进一步地,所述偏心悬挂器包括液体流道和铠装电缆通道。
进一步地,所述悬挂筒包括密封总成、悬挂台阶和反扭矩卡键,通过悬挂外筒(4)和悬挂内筒总成固定在油管上。
进一步地,所述铠装电缆为钢丝铠装电缆。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1.将传统可拆卸式连接电泵底部的方式颠覆,通过电缆将电泵悬挂;需要取出电泵时,通过控制采油树本体出口外的地面电缆头,即可对电泵取出,整个过程不需要投放抓取工具,简单易操作;不需要取出时,将传统底部连接的位置改变,石油可油管进油口更好地靠近电泵的叶片,从而提升原始的进油速度。
2.通过所述液控滑套连接滑套控制管线、所述液控安全阀连接安全阀控制管线,进一步保证了工作时的安全问题。
3.悬挂筒的偏心设计,在不改变原始直径的前提下,虽然流道变窄但不影响最终出油口的输出,在流道宽时、油口出油平缓,在油道窄时、油口出油略微湍急,并且悬挂筒上方的电缆穿越固定器与铠装电缆通过一层一层递进连接的方式起到了更好的连接效果,在连接处不会因为自身的重量破坏整理连接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图,其中:
图1是本发明中电缆投捞电泵系统示意图;
图2是本发明中悬挂筒结构示意图;
图3是本发明中采油树本体结构示意图。
附图说明:1-油管挂,2-完井套管,3-油管,4-悬挂外筒,5-悬挂内筒总成,6-铠装电缆,7-引线电缆,8-变扣接头,9-液控滑套,10-液控安全阀,11-底部封隔器,12-悬挂筒,13-电泵,14-偏心悬挂器,15-采油树本体,16-泵出口短节,17-密封总成,18-悬挂台阶,19-反扭矩卡键,20-电缆穿越固定器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明,即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是,术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例一
一种电缆投捞电泵系统,所述系统包括油管3、完井套管2、油管挂1和进油组件,油管3的管径小于完井套管2的管径、且两个管的中心轴线重合,油管3中部通过油管挂1与完井套管2内壁固定、底部通过连接具有底部封隔器11的进油组件与完井套管2内壁固定;还包括铠装电缆6,铠装电缆6一端穿过油管挂3进入油管3管内、再穿过管内的悬挂筒12,穿过悬挂筒12时剥脱铠装电缆6保护层,仅让铠装电缆6内部的引线电缆7穿出且与电泵 13连接、另一端穿出采油树本体15。
工作时,将传统可拆卸式连接电泵底部的方式颠覆,通过电缆将电泵悬挂;需要取出电泵时,通过控制采油树本体出口外的地面电缆头,即可对电泵取出,整个过程不需要投放抓取工具,简单易操作;不需要取出时,将传统底部连接的位置改变,石油可油管进油口更好地靠近电泵的叶片,从而提升原始的进油速度。
实施例二
进一步地,所述悬挂筒12靠近油管挂1的出口设置电缆穿越固定器20供铠装电缆6进入、靠近底部封隔器11的出口设置泵出口短节16,通过泵出口短节16将出口划分为电缆口和流道口,所述电缆口供被剥离的铠装电缆6,即引线电缆7穿出与电泵13连接,所述石油出口供泵出口短节16穿出与进油组件连接。
进一步地,所述电缆穿越固定器20从里至外依次包括衬套、卡套和外套,所述铠装电缆6从里至外依次包括引线电缆7、内保护层和外保护层,其中,引线电缆7穿过衬套内部、内保护层设置在衬套和卡套之间,外保护层设置在卡套和外套之间。悬挂筒的偏心设计,在不改变原始直径的前提下,虽然流道变窄但不影响最终出油口的输出,在流道宽时、油口出油平缓,在油道窄时、油口出油略微湍急,并且悬挂筒上方的电缆穿越固定器与铠装电缆通过一层一层递进连接的方式起到了更好的连接效果,在连接处不会因为自身的重量破坏整理连接。
进一步地,还包括设置在油管3和进油组件之间的变扣接头8,进油组件包括液控滑套 9,液控滑套9顶部与变扣接头8连接,底部连接位于底部封隔器11上部的液控安全阀10。
进一步地,所述液控滑套9连接滑套控制管线。
进一步地,所述液控安全阀10连接安全阀控制管线,保证了工作时的安全问题。
进一步地,所述采油树本体15从油管挂1延出口方向依次设置有供铠装电缆6穿过的偏心悬挂器、电缆弯接头、电缆水平穿越器和穿越密封筒。
进一步地,所述偏心悬挂器包括液体流道和铠装电缆6通道。
进一步地,所述悬挂筒12包括密封总成17、悬挂台阶18和反扭矩卡键19,通过悬挂外筒4和悬挂内筒总成5固定在油管3上。
进一步地,所述铠装电缆6为钢丝铠装电缆。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明的保护范围,任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电缆投捞电泵系统,所述系统包括油管(3)、完井套管(2)、油管挂(1)和进油组件,油管(3)的管径小于完井套管(2)的管径、且两个管的中心轴线重合,油管(3)中部通过油管挂(1)与完井套管(2)内壁固定、底部通过连接具有底部封隔器(11)的进油组件与完井套管(2)内壁固定;其特征在于:还包括铠装电缆(6),铠装电缆(6)一端穿过油管挂(1)进入油管(3)管内、再穿过管内的悬挂筒(12),穿过悬挂筒(12)时剥脱铠装电缆(6)保护层,仅让铠装电缆(6)内部的引线电缆(7)穿出且与电泵(13)连接、另一端穿出采油树本体(15);
所述悬挂筒(12)靠近油管挂(1)的出口设置电缆穿越固定器(20)供铠装电缆(6)进入、靠近底部封隔器(11)的出口设置泵出口短节(16),通过泵出口短节(16)将出口划分为电缆口和流道口,所述电缆口供引线电缆(7)穿出与电泵(13)连接,所述流道口供泵出口短节(16)穿出与进油组件连接;
所述电缆穿越固定器(20)从里至外依次包括衬套、卡套和外套,所述铠装电缆(6)从里至外依次包括引线电缆(7)、内保护层和外保护层,其中,引线电缆(7)穿过衬套内部、内保护层设置在衬套和卡套之间,外保护层设置在卡套和外套之间。
2.根据权利要求1所述的一种电缆投捞电泵系统,其特征在于:还包括设置在油管(3)和进油组件之间的变扣接头(8),进油组件包括液控滑套(9),液控滑套(9)顶部与变扣接头(8)连接,底部连接位于底部封隔器(11)上部的液控安全阀(10)。
3.根据权利要求2所述的一种电缆投捞电泵系统,其特征在于:所述液控滑套(9)连接滑套控制管线。
4.根据权利要求2所述的一种电缆投捞电泵系统,其特征在于:所述液控安全阀(10)连接安全阀控制管线。
5.根据权利要求1所述的一种电缆投捞电泵系统,其特征在于:所述采油树本体(15)从油管挂(1)延出口方向依次设置有供铠装电缆(6)穿过的偏心悬挂器、电缆弯接头、电缆水平穿越器和穿越密封筒。
6.根据权利要求5所述的一种电缆投捞电泵系统,其特征在于:所述偏心悬挂器包括液体流道和铠装电缆(6)通道。
7.根据权利要求1-6任一一项所述的一种电缆投捞电泵系统,其特征在于:所述悬挂筒(12)包括密封总成(17)、悬挂台阶(18)和反扭矩卡键(19),通过悬挂外筒(4)和悬挂内筒总成(5)固定在油管(3)上。
8.根据权利要求1-6任一一项所述的一种电缆投捞电泵系统,其特征在于:所述铠装电缆(6)为钢丝铠装电缆。
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