CN113117552A - 一种用于稠油井的井下混配装置 - Google Patents

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CN113117552A CN201911395097.XA CN201911395097A CN113117552A CN 113117552 A CN113117552 A CN 113117552A CN 201911395097 A CN201911395097 A CN 201911395097A CN 113117552 A CN113117552 A CN 113117552A
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蒋磊
陈华强
黄明良
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张辉
李�杰
周茂群
赵忠文
简纪新
刘士畅
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Abstract

本发明提供了一种用于稠油井的井下混配装置，包括：外筒，所述外筒的一端固定连接有头部总成，另一端固定连接有底座总成；通过所述头部总成和所述底座总成同心安装在所述外筒内的旋转轴；以及多个安装在所述旋转轴上的混配轮，多个所述混配轮在轴向上均匀间隔开设置；其中，所述井下混配装置通过所述头部总成和所述底座总成串接在井下潜油电泵机组之间，在所述底座总成的侧壁上设有多个进液孔，所述井下混配装置构造成能够使井液通过所述进液孔进入所述内筒的内部，并使所述潜油电泵机组中的电机通过所述旋转轴带动多个所述混配轮转动，从而对井液进行混合搅拌以降低井液的粘度。

Description

一种用于稠油井的井下混配装置
技术领域
本发明涉及稠油井开采技术领域，具体地涉及一种用于稠油井的井下混配装置。
背景技术
目前，针对超稠油油藏的开采通常采用化学降粘、掺稀降粘等技术，以使稠油粘度降低到可以人工举升的粘度。化学降粘、掺稀降粘是将化学药剂或稀油注入到井底资源，在井底与稠油混合，从而降低稠油的粘度。然而，在井下，稠油与化学药剂或稀油的混合大多为被动地、自流式混配方式，这种简单的混合方法无法保证混合的充分性，稠油降粘效果差。并且，现有技术中也没有能够在井下对稠油、药剂或稠油、稀油主动进行混合搅拌装置。
因此，亟需一种能够在井下对井下稠油、药剂或稠油、稀油进行主动充分地搅拌混合的井下混配装置。
发明内容
针对如上所述的技术问题，本发明旨在提供一种用于稠油井的井下混配装置，该井下混配装置能够使稠油、药剂或稠油、稀油主动地进行相互撞击、切割而实现充分混合，从而实现井下稠油降粘。
为此，根据本发明提供了一种用于稠油井的井下混配装置，包括：外筒，所述外筒的一端固定连接有头部总成，另一端固定连接有底座总成；通过所述头部总成和所述底座总成同心安装在所述外筒内的旋转轴；以及多个安装在所述旋转轴上的混配轮，多个所述混配轮在轴向上均匀间隔开设置；其中，所述井下混配装置通过所述头部总成和所述底座总成串接在井下潜油电泵机组之间，在所述底座总成的侧壁上设有多个进液孔，所述井下混配装置构造成能够使井液通过所述进液孔进入所述内筒的内部，并使所述潜油电泵机组中的电机通过所述旋转轴带动多个所述混配轮转动，从而对井液进行混合搅拌以降低井液的粘度。
在一个实施例中，所述混配轮构造成包括圆筒状的主体部分和多个设置在所述主体部分的径向外侧的搅拌棒，所述主体部分用于与所述旋转轴安装连接，所述搅拌棒用于对井液进行搅拌。
在一个实施例中，多个所述搅拌棒沿所述主体部分的轴向均匀间隔开分布。
在一个实施例中，多个所述搅拌棒沿所述主体部分周向均匀分布。
在一个实施例中，所述搅拌棒的数量为3个。
在一个实施例中，所述旋转轴上安装有用于对所述混配轮进行扶正的扶正机构。
在一个实施例中，所述扶正机构包括分别安装在所述旋转轴两端的头部扶正瓦和底部扶正瓦，以及多个分别安装在轴向相邻的所述混配轮之间的中间扶正瓦。
在一个实施例中，所述头部扶正瓦、多个所述中间扶正瓦和所述底部扶正瓦沿所述旋转轴的轴向均匀间隔开分布。
在一个实施例中，所述底座总成包括底座连接筒，所述底座连接筒构造成包括与所述外筒连接的第一连接部和与所述第一连接部连接的第二连接部，所述进液孔设置在所述第一连接部和所述第二连接部的连接处。
在一个实施例中，所述进液孔的中心轴线与所述外筒的中心轴线之间的角度设置成30°。
与现有技术相比，本发明的优点之处在于：
根据本发明的用于稠油井的井下混配装置能够使井液主动地进行相互撞击、切割而实现充分混合，直至使得井液被充分混合搅拌而达到最佳的混配效果。其能够最大限度地降低稠油粘度，大大提高了井液的混合搅拌效率，显著增强了井液的混合搅拌效果。并且，通过设置多个扶正瓦，保证了潜油电机泵组中的电机能够运转平稳，从而能够在工作过程中有效保证混配轮的稳定运行，延长了井下混配装置的使用寿命，提高了安全性能。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行说明。
图1显示了根据本发明的用于稠油井的井下混配装置的结构。
在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
下面通过附图来对本发明进行介绍。
在本申请中，需要说明的是，将用于稠油井的井下混配装置下方到井筒中靠近井口的一端定义为上端或相似用语，将远离井口的一端定义为下端或相似用语。
图1显示了根据本发明的用于稠油井的井下混配装置100的结构。如图1所示，井下混配装置100包括外筒10。外筒10的两端的内壁上分别设有内螺纹，外筒10通过两端的内螺纹与其他零部件连接。
根据本发明，井下混配装置100还包括头部总成20和底座总成30。如图1所示，头部总成20固定连接在外筒10的上端，底座总成30固定连接在外筒10的下两端。井下混配装置100通过头部总成20和底座总成30串接在井下潜油电泵机组(未示出)之间。
如图1所示，头部总成20包括构造成圆筒状的头部连接筒。头部连接筒的下端内壁面设置成锥面。头部连接筒的下端外壁面上设有能够与外筒10的上端的内螺纹适配的外螺纹。并且，在头部连接筒的外壁面上设有径向向外延伸的凸起。头部总成20通过头部连接筒的外螺纹与外筒10的内螺纹适配安装，从而使头部总成20与外筒20形成固定连接。为了保证头部总成20与外筒20之间的密封性，可以在头部总成20与外筒20的连接面之间设有密封件。
在本实施例中，头部连接筒的上端面上设有多个轴向向内延伸的安装盲孔。安装盲孔用于安装螺栓连接件，从而将井下混配装置100通过头部总成20与井下潜油电泵机组进行安装连接。
如图1所示，底座总成30包括底座连接筒。底座连接筒构造成包括用于与外筒10连接的第一连接部32和与第一连接部32连接的第二连接部33。第一连接部32和第二连接部33设置为一体。在第一连接部32的上端外壁上设有台阶形的连接扣，底座总成30通过台阶形连接扣与外筒10的下端的内螺纹适配安装，从而形成固定连接。在第二连接部33的侧壁外侧设有进行向外延伸的环形凸起，在环形凸起上周向均匀间隔开设有多个轴向贯穿环形凸起的安装孔。安装孔用于安装螺栓连接组件，从而将井下混配装置100通过底座总成30与井下潜油电泵机组进行安装连接。
在本实施例中，底座连接筒的第一连接部32的直径大于第二连接部33的直径，从而在第一连接部32和第二连接部33的连接处形成台阶形连接部。在台阶形连接部设有多个贯穿底座连接筒的侧壁的进液孔31。多个进液孔31在周向上均匀间隔开设置，进液孔31的中心轴线与外筒10的中心轴线之间的角度设置成30°。该角度非常有利于井筒井液进入外筒10的内部，有利于井下混配装置100对井液进行充分地相互碰撞、切割、混合，从而能够有效提高混配效果。
根据本发明，井下混配装置100还包括旋转轴40。如图1所示，旋转轴40同心安装在外筒10的内部。旋转轴40的两端分别穿过头部总成20和底座总成30，并与井下潜油电泵机组中的电机连接，从而使旋转轴40能够在电机的带动作用下高速旋转。
如图1所示，井下混配装置100还包括多个混配轮50，混配轮50用于搅拌混合井液，从而降低井液的粘度。其中，井液通常为稠油与药剂或稠油与稀油，通过混合搅拌来降低稠油的粘度。多个混配轮50轴向均匀间隔开安装连接在旋转轴40上。在一个实施例中，在旋转轴40上安装有3个混配轮50。当然可以理解，为了增强井下混配装置100的混合搅拌效率和效果，可以根据实际工况设置更多个混配轮50。
根据本发明，混配轮50构造成包括圆筒状的主体部分51和多个设置在主体部分51的径向外侧的搅拌棒52。主体部分51用于与旋转轴40安装连接，搅拌棒52用于对稠油、药剂或稠油、稀油进行搅拌。多个搅拌棒52沿主体部分51的轴向均匀间隔开分布，且多个搅拌棒52沿主体部分51周向均匀分布。混配轮50的这种结构尤其能够提高混配轮50的搅拌效果，显著增强了井下混配装置100的混合搅拌效率和混合搅拌效果，大大提高了稠油降粘效率。
根据本发明，井下混配装置100还包括扶正机构。扶正机构安装在旋转轴40上，用于对混配轮50进行扶正。如图1所示，扶正机构包括分别安装在旋转轴40的两端的头部扶正瓦61和底部扶正瓦(未示出)，以及多个安装在旋转轴40上且分别处于轴向相邻的混配轮50之间的中间扶正瓦63。头部扶正瓦61、多个中间扶正瓦63和底部扶正瓦沿旋转轴40的轴向均匀间隔开分布。在图1所示的实施例中，在旋转轴40上安装有2个中间扶正瓦63。当然可以理解，根据实际需要，可以在旋转轴40上安装更多个中间扶正瓦63。在一个实施例中，底部扶正瓦构造成套设在旋转轴40的下端上的轴套，从而使旋转轴40与底座连接筒之间形成扶正结构。在工作过程中，头部扶正瓦61、底部扶正瓦和中间扶正瓦63能够对高速旋转的混配轮50进行有效的扶正，从而保证混配轮50能够高效稳定地工作，显著增强了井下混配装置100的混合搅拌效果。
在实际工作过程中，井液从底座总成30的进液孔31进入外筒10的内部，井液即稠油和药剂，或稠油和稀油。旋转轴40在潜油电机泵组中的电机的作用下高速旋转，并带动混配轮50高速旋转，进入外筒10内的井液从下往上依次通过各混配轮50，从而使进入外筒10内的井液充分地相互碰撞、切割、混合，直至使得井液被充分混合搅拌而达到最佳的混配效果，由此，实现稠油的降粘。之后，经过充分混合后的井液在地层压力的作用下继续上行，进而进入离心泵，被举升到地面。
根据本发明的用于稠油井的井下混配装置100尤其适用与潜油电泵机组的稠油井。
根据本发明的用于稠油井的井下混配装置100能够使井液主动地进行相互撞击、切割而实现充分混合，直至使得井液被充分混合搅拌而达到最佳的混配效果。其能够最大限度地降低稠油粘度，大大提高了井液的混合搅拌效率，显著增强了井液的混合搅拌效果。并且，通过设置多个扶正瓦，保证了潜油电机泵组中的电机能够运转平稳，从而能够在工作过程中有效保证混配轮50的稳定运行，延长了井下混配装置100的使用寿命，提高了安全性能。
最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于稠油井的井下混配装置，其特征在于，包括：
外筒(10)，所述外筒的一端固定连接有头部总成(20)，另一端固定连接有底座总成(30)；
通过所述头部总成和所述底座总成同心安装在所述外筒内的旋转轴(40)；以及多个安装在所述旋转轴上的混配轮(50)，多个所述混配轮在轴向上均匀间隔开设置；
其中，所述井下混配装置通过所述头部总成和所述底座总成串接在井下潜油电泵机组之间，在所述底座总成的侧壁上设有多个进液孔(31)，
所述井下混配装置构造成能够使井液通过所述进液孔进入所述内筒的内部，并使所述潜油电泵机组中的电机通过所述旋转轴带动多个所述混配轮转动，从而对井液进行混合搅拌以降低井液的粘度。
2.根据权利要求1所述的井下混配装置，其特征在于，所述混配轮构造成包括圆筒状的主体部分(51)和多个设置在所述主体部分的径向外侧的搅拌棒(52)，
所述主体部分用于与所述旋转轴安装连接，所述搅拌棒用于对井液进行搅拌。
3.根据权利要求2所述的井下混配装置，其特征在于，多个所述搅拌棒沿所述主体部分的轴向均匀间隔开分布。
4.根据权利要求2或3所述的井下混配装置，其特征在于，多个所述搅拌棒沿所述主体部分周向均匀分布。
5.根据权利要求2或3所述的井下混配装置，其特征在于，所述搅拌棒的数量为3个。
6.根据权利要求1所述的井下混配装置，其特征在于，所述旋转轴上安装有用于对所述混配轮进行扶正的扶正机构。
7.根据权利要求6所述的井下混配装置，其特征在于，所述扶正机构包括分别安装在所述旋转轴两端的头部扶正瓦(61)和底部扶正瓦，以及多个分别安装在轴向相邻的所述混配轮之间的中间扶正瓦(63)。
8.根据权利要求7所述的井下混配装置，其特征在于，所述头部扶正瓦、多个所述中间扶正瓦和所述底部扶正瓦沿所述旋转轴的轴向均匀间隔开分布。
9.根据权利要求1所述的井下混配装置，其特征在于，所述底座总成包括底座连接筒，所述底座连接筒构造成包括与所述外筒连接的第一连接部(32)和与所述第一连接部连接的第二连接部(33)，所述进液孔设置在所述第一连接部和所述第二连接部的连接处。
10.根据权利要求9所述的井下混配装置，其特征在于，所述进液孔的中心轴线与所述外筒的中心轴线之间的角度设置成30°。
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