CN114687705A

CN114687705A - 一种套管气减压气举管柱及其使用方法

Info

Publication number: CN114687705A
Application number: CN202011598287.4A
Authority: CN
Inventors: 姜东�; 李敢; 智勤功; 王峰; 周娜; 苏秋涵; 杜玮暄; 肖萍; 孙衍东; 闫文文
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering Shengli Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering Shengli Co
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2022-07-01
Anticipated expiration: 2040-12-29
Also published as: CN114687705B

Abstract

本发明涉及油田井下用设备，具体涉及一种套管气减压气举管柱及其使用方法。所述套管气减压气举管柱包括抽油杆、油管、脱节器、上滑阀、长柱塞、上密封筒、下滑阀、进液进气阀、下密封筒、气液混抽泵、气液分离器；抽油杆置于油管内，与脱节器、气液混抽泵及气液分离器依次连接；长柱塞上部连接上滑阀，下部连接下滑阀；上密封筒上端与油管连接，下端与下密封筒连接；上密封筒与下密封筒连接处设有进液进气阀。本发明所述套管气减压气举管柱结构简单，易于安装，进气阀可在极低的压力开启，使气体进入管柱内，可有效解决气体影响泵效的问题。

Description

一种套管气减压气举管柱及其使用方法

技术领域

本发明涉及油田井下用设备，具体涉及一种套管气减压气举管柱及其使用方法。

背景技术

我国具有大量高含气油井这类油井因气体影响，泵效低，通过室内模拟测试分析，当气液比达到5m³/m³时，理论泵效下降至90％，气体对泵效的影响巨大。

为解决气体影响泵效的问题，目前采用的主要方法是：(1)在举升管柱上采用采用气液混抽泵、油气分离器，其主要技术原理是将高含气的流体首先进行分离，气体被分离，降低进泵的含量，提升效率，气液混抽泵采用特殊结构与常规抽油泵相比可大幅提升在含气油井的适应性。(2)在地面井口增加油套连通阀，将分离出来的气体导入地面流程，释放套压，保持井筒动液面。以上方面较好的解决了气体影响泵效的问题，但气体能量被浪费掉。

针对气体影响举升的问题，中国发明专利CN108533480B公开了一种套管气辅助举升减载泵，其包括泵腔和抽汲机构，抽汲机构将泵腔分隔为体积可变的油室和气室，其中油室与脱气机构连通，气室与进气通道连通；脱气机构将原油脱气并将气体排出到油套环空，抽汲机构在泵腔内往复运动，油室及气室分别交替吸入和排出脱气原油和套管气；排出的套管气和脱气原油，在油管内混合。套管气与原油相混合，不仅充分利用了气体的弹性膨胀能量，而且降低了液体的密度，从而使悬点载荷降低，最大最小悬点载荷的差值变小，使抽油杆受力状况变好，同时可以节省抽油机电机消耗功率。但该装置结构较为复杂，并且主要密封件胶圈难以在油井环境长期工作。

中国发明专利CN101858206B公开了一种套管抽气装置及安装方法，由抽油光杆、井口装置、悬挂器、套管、抽气泵、油管、抽油杆、抽油泵、油层组成，其中：抽气泵由内提升短接、外提升短接、泵筒接头抽气泵筒、混出接头、抽气活塞、排气阀、分流接头、隔压活塞、挡罩、进气阀、进气接头、隔压泵筒、进口接头组成，抽油光杆穿过井口装置，悬挂器安装在井口装置内，油管处于套管内，油管下部安装抽油泵，油层与套管相通，抽油泵处于套管气液面之下，在悬挂器与油管之间安装抽气泵，抽气泵处于套管气液面之下之上，将抽气泵安装在井内，盗窃分子无法偷盗抽气设备，抽气泵随抽油泵一同运动，不需要地面维护工作，生产时不增加管理工作。但因结构影响，在下行时，存在装置内的排气阀球不能开启的问题。

中国实用新型专利CN209261784U公开了一种防气锁油气混抽泵及管柱，其包括泵筒及设置在泵筒内的柱塞，所述柱塞下端口设置游动阀，柱塞上端连接内上接头，内上接头开设径向的出油孔，所述泵筒中部开设径向贯通的进液排气孔，在泵筒的外部空套有外管，外管上端连接外上接头，泵筒外壁与外管内壁之间形成第一环空，所述进液排气孔将泵筒内腔与上述第一环空连通，所述外管下端通过变径连接套与加长管连接，加长管内壁与柱塞外壁具有间隙，所述泵筒下端与变径连接套内壁丝扣式连接，所述第一环空下端为盲端，上端则为贯通状态，所述出油孔与第一环空为连通状态。该装置可防止抽油泵出现气锁的现象。但该装置，需要井口憋压至一定的压力，气举阀才能开启。

因此，目前需要一种结构简单、易于操作的套管气减压气举管柱。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种套管气减压气举管柱及其使用方法。本发明所述套管气减压气举管柱结构简单，易于安装，进气阀可在极低的压力开启，使气体进入管柱内，可有效解决气体影响泵效的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种套管气减压气举管柱，其包括抽油杆、油管、脱节器、上滑阀、长柱塞、上密封筒、下滑阀、进液进气阀、下密封筒、气液混抽泵、气液分离器；

抽油杆置于油管内，与脱节器、气液混抽泵及气液分离器依次连接；长柱塞上部连接上滑阀，下部连接下滑阀；上密封筒上端与油管连接，下端与下密封筒连接；上密封筒与下密封筒连接处设有进液进气阀。

进一步地，长柱塞为两段连接，中间具有连接件。

进一步地，长柱塞上部外壁与上滑阀内壁形成密封，上滑阀可在长柱塞上部自由滑动。

进一步地，上滑阀外径比下滑阀外径大，上滑阀座在上密封筒上，并形成锥面密封；下滑阀与上密封筒形成间隙密封。

进一步地，下滑阀座在长柱塞中间的连接件上，并形成配合锥面密封。

进一步地，上密封筒内径＞下密封筒内径≥气液混抽泵的泵筒内径。

进一步地，脱节器为碰泵脱开结构。

进一步地，气液混抽泵包括气液混抽泵泵筒、气液混抽泵柱塞，气液混抽泵通过油管与气液分离器连接。

本发明还提供以上所述套管气减压气举管柱的使用方法，管柱分两段下入，首先下入气液分离器、气液混抽泵下部油管、气液混抽泵泵筒、下密封筒、进液进气阀、上密封筒；再下入气液混抽泵柱塞、抽油杆、长柱塞、上滑阀、下滑阀、脱节器下部分；接着下油管，至达到目标泵深；然后下入上部抽油杆，抽油杆底端为脱节器的上部分，上部抽油杆下到位置后，进行脱节器对接，使脱节器上、下部分连接起来。后期作业时，直接提出抽油杆、上滑阀、长柱塞、下滑阀、脱节器、气液混抽泵柱塞，再起出管柱。

进一步地，所述进液进气阀距离井口的距离大于析蜡点100m以上，进液进气阀距离气液混抽泵大于500m。

本发明还提供以上所述套管气减压气举管柱在高含气油井中的应用，标况下，80m³/d<高含气油井产气量<3000m³/d。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

本发明所述套管气减压气举管柱结构简单，易于安装，进气阀可在极低的压力开启，使气体进入管柱内，可有效解决气体影响泵效的问题。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

1)提高气液分离效率，因为可实现套压接近甚至低于大气压，彻底解决因套管气影响气液分离器分离气体效率低的问题，进入气液混抽泵内的流体增多，提高泵效。

2)降低漏失量，油管内流体压力分级，一部分为下滑阀承担，一部分为气液混抽泵柱塞承担，因而气液混抽泵柱塞两端的压差比常规泵降低，流体漏失量大幅降低。

3)辅助举升，气体由进液进气阀进入管柱，由于压力低于泡点压力，以气相存在，在向上运动中聚集形成气举，降低杆柱载荷，起到延寿作用。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一具体实施例所述套管气减压气举管柱的示意图。

其中，1.抽油杆、2.油管、3.脱节器、4.上滑阀、5.长柱塞、5-1.连接件、6.上密封筒、7.下滑阀、8.进液进气阀、9.下密封筒、10.气液混抽泵、10-1气液混抽泵柱塞、10-2.气液混抽泵泵筒、11.气液分离器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

如图1所示，所述套管气减压气举管柱由抽油杆1、油管2、脱节器3、上滑阀4、长柱塞5、上密封筒6、下滑阀7、进液进气阀8、下密封筒9、气液混抽泵10、气液分离器11组成。

抽油杆1置于油管2内，与脱节器3、气液混抽泵10及气液分离器11依次连接；长柱塞5上部连接上滑阀4，下部连接下滑阀7；上密封筒6上端与油管2连接，下端与下密封筒9连接；上密封筒6与下密封筒9连接处设有进液进气阀8。

长柱塞5为两段连接，中间具有连接件5-1。

长柱塞5外壁与上滑阀4内壁形成密封。

上滑阀4外径比下滑阀7外径大，上滑阀4与上密封筒6连接，并形成锥面密封；下滑阀7与上密封筒6形成间隙密封。

下滑阀7座在长柱塞5中间的连接件5-1上，并形成配合锥面密封。

上密封筒6内径＞下密封筒9内径≥气液混抽泵10的泵筒内径。

脱节器3为碰泵脱开结构。

气液混抽泵10包括气液混抽泵泵筒10-2、气液混抽泵柱塞10-1，气液混抽泵通过油管2与气液分离器11连接。

以上所述套管气减压气举管柱在高含气油井中的应用，标况下，80m³/d<高含气油井产气量<3000m³/d。

实施例2

实施例1所述套管气减压气举管柱的使用方法：

管柱分两段下入，首先下入气液分离器、气液混抽泵下部油管、气液混抽泵泵筒、下密封筒、进液进气阀、上密封筒；再下入气液混抽泵柱塞、抽油杆、长柱塞、上滑阀、下滑阀、脱节器下部分；接着下油管，至达到目标泵深；然后下入上部抽油杆，抽油杆底端为脱节器的上部分，上部抽油杆下到位置后，进行脱节器对接，使脱节器上、下部分连接起来。后期作业时，直接提出抽油杆、上滑阀、长柱塞、下滑阀、脱节器、气液混抽泵柱塞，再起出管柱。

所述进液进气阀8距离井口的距离大于析蜡点100m以上，进液进气阀8距离气液混抽泵10大于500m。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种套管气减压气举管柱，其特征在于，其包括抽油杆、油管、脱节器、上滑阀、长柱塞、上密封筒、下滑阀、进液进气阀、下密封筒、气液混抽泵、气液分离器；

2.根据权利要求1所述套管气减压气举管柱，其特征在于，长柱塞为两段连接，中间具有连接件。

3.根据权利要求1所述套管气减压气举管柱，其特征在于，长柱塞上部外壁与上滑阀内壁形成密封，上滑阀可在长柱塞上部自由滑动。

4.根据权利要求1所述套管气减压气举管柱，其特征在于，上滑阀外径比下滑阀外径大，上滑阀座在上密封筒上，并形成锥面密封；下滑阀与上密封筒形成间隙密封。

5.根据权利要求2所述套管气减压气举管柱，其特征在于，下滑阀座在长柱塞中间的连接件上，并形成配合锥面密封。

6.根据权利要求1所述套管气减压气举管柱，其特征在于，上密封筒内径＞下密封筒内径≥气液混抽泵的泵筒内径。

7.根据权利要求1所述套管气减压气举管柱，其特征在于，脱节器为碰泵脱开结构。

8.根据权利要求1所述套管气减压气举管柱，其特征在于，气液混抽泵包括气液混抽泵泵筒、气液混抽泵柱塞，气液混抽泵通过油管与气液分离器连接。

9.权利要求1-8任一项所述套管气减压气举管柱的使用方法，其特征在于，管柱分两段下入，首先下入气液混抽泵下部油管、气液混抽泵、下密封筒、进液进气阀、上密封筒；再下入气液混抽泵柱塞，抽油杆、长柱塞、上滑阀、下滑阀、脱节器；接着下油管，至达到目标泵深；然后下入上部抽油杆，抽油管底端为脱节器；

优选地，所述进液进气阀距离井口的距离大于析蜡点100m以上，进液进气阀距离气液混抽泵大于500m。

10.权利要求1-8任一项所述套管气减压气举管柱在高含气油井中的应用，其特征在于，标况下，80m³/d<高含气油井产气量<3000m³/d。