CN117211740A - 一种罐装电泵智能分层采油管柱及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种罐装电泵智能分层采油管柱，包括套管、油管、罐装电泵系统和信号电缆。射孔段上方的套管和油管之间由上至下依次顶部封隔器及密封筒和隔离封隔器及密封筒，顶部封隔器及密封筒内设有过罐过电缆定位密封，隔离封隔器及密封筒内设有过电缆插入密封，顶部封隔器及密封筒和隔离封隔器及密封筒之间的油管上设有第一智能配产器，隔离封隔器及密封筒下方的油管上设有第二智能配产器；信号电缆穿过罐内过电缆定位密封和过罐过电缆定位密封与第一智能配产器电连接，同一信号电缆穿过过电缆插入密封与第二智能配产器电连接。本发明罐装电泵系统外部无电缆和其他管线，避免了下井作业过程中对电缆和管线的损毁，从而提高了系统的整体可靠性。

Description

一种罐装电泵智能分层采油管柱及安装方法

技术领域

本发明涉及油田采油管柱技术领域，特别涉及一种罐装电泵智能分层采油管柱及安装方法。

背景技术

海上油田进入高含水开发后期，水驱开发亟需从“精细”向“精准”转变，采出井找堵水工艺需同步改变开发形式，通过获取分层产量和含水率等参数，掌握精准连续的生产动态情况，为精细地质分析与挖潜提供依据。目前，各油田采出端为配合整体区块开发，需频繁进行作业，存在施工工作量大、费用高等问题。因此，研发了电控智能控水采油工具，该技术采用单芯电缆实现智能配产器的供电和通讯，能够根据各层含水情况进行实时控制，实现了生产过程中对井下生产参数实时连续监测，通过精细分层和调控，建立有效的驱替体系，提高开发效果。

海上油田生产套管一般为9⁵/₈＂,受井筒空间限制，常规Y管电潜泵智能分层生产管柱的电潜泵机组和旁通管路并行，旁通管的直径和电潜泵机组的直径选择需要平衡，这种结构形式的管柱限制了较大直径尺寸的大排量电潜泵机组的选择，很难满足大排量、大功率的举升要求，同时旁通管路油管直径过小无法承受进入油层的分层管柱重量。常规的罐装电潜泵可满足大排量、大功率的举升要求，同时罐体又能承担罐体以下分层管柱的重量，但是作为现有智能分层采油工艺，信号电缆需要从罐体外跨越延伸连接到罐装总成以下的智能配产器，信号电缆与罐体用多个电缆卡子固定，使得整体外径大，下井过程中容易发生信号电缆磕碰和磨损，造成信号电缆失效。

发明内容

本申请的目的在于提供一种罐装电泵智能分层采油管柱及安装方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本发明的一种罐装电泵智能分层采油管柱，包括套管、两个油管、罐装电泵系统和信号电缆，套管内由上至下依次连接有油管、罐装电泵系统和另一油管；射孔段上方的所述套管和油管之间由上至下依次设有顶部封隔器及密封筒和隔离封隔器及密封筒，所述顶部封隔器及密封筒内设有过罐过电缆定位密封，所述隔离封隔器及密封筒内设有过电缆插入密封，所述顶部封隔器及密封筒和隔离封隔器及密封筒之间的所述油管上设有第一智能配产器，所述隔离封隔器及密封筒下方的所述油管上设有第二智能配产器；所述罐装电泵系统位于所述顶部封隔密封器的上方，所述罐装电泵系统的下端密封设有罐内过电缆定位密封；信号电缆穿过所述罐内过电缆定位密封和过罐过电缆定位密封与所述第一智能配产器电连接，所述信号电缆继续穿过所述过电缆插入密封与所述第二智能配产器电连接。

进一步地，所述罐装电泵系统包括罐总成，所述罐总成包括罐体和设于所述罐体下端的罐变接头及密封筒，所述罐体上端设有罐泵连接器，所述罐体内由上至下依次设有调整短节、电泵机组、泵工况仪和带孔管，电泵电缆穿过所述罐泵连接器与所述电泵机组电连接，所述调整短节的上端与所述油管连接，所述罐变接头及密封筒内设有所述罐内过电缆定位密封，所述罐内过电缆定位密封与所述罐体下方的所述油管连接。

进一步地，所述罐变接头及密封筒包括由上至下的大孔段、锥孔段和小孔段，所述罐内过电缆定位密封包括由上至下的第一轴段和第二轴段，所述第一轴段的外径大于所述第二轴段的外径，所述第一轴段与所述锥孔段定位接触。

进一步地，所述过罐过电缆定位密封的下端插入所述顶部封隔器及密封筒内，所述过罐过电缆定位密封的上端的阶梯轴肩设于所述顶部封隔器及密封筒上。

进一步地，所述过电缆插入密封插入所述隔离封隔密封器内。

进一步地，位于所述罐装电泵系统上方的所述油管上设有安全阀，液控管线与安全阀连接。

进一步地，所述罐装电泵系统上方的所述套管内设有生产封隔器，所述生产封隔器位于所述安全阀的下方。

进一步地，所述油管的下端设有圆堵引鞋。

本发明的一种应用于前述的罐装电泵智能分层采油管柱的安装方法，包括以下步骤：

S1.采用电缆或连续管作业在套管内依次下入隔离封隔器及密封筒和顶部封隔器及密封筒到射孔段预定设计深度，坐封封隔器，完成层段封隔；

S2.下入罐总成，将罐总成固定在钻台上；

S3.依次将圆堵引鞋、第二智能配产器、信号电缆、过电缆插入密封、第一智能配产器、过罐过电缆定位密封、罐内过电缆定位密封、带孔管、泵工况仪、电泵机组、电泵电缆和调整短节下入到罐总成，罐内过电缆定位密封下入到位后，通过罐内过电缆定位密封与罐总成的罐变接头及密封筒定位密封，由调整短节控制伸缩量使电泵机组、泵工况仪和带孔管形成的工具串保持自然松弛状态，然后将罐泵连接器和罐总成的罐体连接，形成罐装电泵系统；

S4.依次下入生产封隔器、安全阀及液控管线，以上工具串接在油管上；将管柱下到位，使过罐过电缆定位密封插入到顶部封隔器及密封筒的密封筒内，施加一定管柱负荷，环空验封合格后，配管安装井口及流程。

综上，本发明的技术效果和优点：

本发明一种罐装电泵智能分层采油管柱与安装方法，电泵的动力电缆及其他管线在罐总成内部，罐体外无电缆和其他管线，避免了下井作业过程中对电缆和管线的损毁，从而提高了系统的整体可靠性；第一智能配产器、第二智能配产器、信号电缆等井下工具从罐总成内穿过，在生产中罐总成承受其下部管柱负荷，而内部电泵机组不受外力干扰；控制智能配产器的信号电缆，穿越罐内过电缆定位密封实现对第一智能配产器和第二智能配产器的控制，相比其他的电缆湿湿对接方式提高了可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。

图1为本发明一实施例中罐装电泵智能分层采油管柱的结构示意图；

图2为本发明一实施例中罐总成下入过程示意图；

图3为本发明一实施例中组成罐装电泵系统作业过程示意图。

图中：1、套管；2、油管；3、安全阀；4、生产封隔器；5、罐泵连接器；6、调整短节；7、罐总成；71、罐体；72、罐变接头及密封筒；8、电泵机组；9、泵工况仪；10、带孔管；11、罐内过电缆定位密封；12、过罐过电缆定位密封；13、顶部封隔器及密封筒；14、第一智能配产器；15、隔离封隔器及密封筒；16、过电缆插入密封；17、第二智能配产器；18、圆堵引鞋；19、信号电缆；20、电泵电缆；21、液控管线。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位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和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例的目的是提供一种从罐装内穿越智能分层采油工具串的结构与安装方法，采用较大尺寸的电潜泵及其配套的罐装总成结构，适应油田单井产液量大、举升压力高的要求，达到管串悬重承载和保护信号电缆提高控制传输可靠性的目的，满足油田智能配产器采油工艺管柱可靠性和使用寿命，并通过延长电潜泵的运转寿命减少修井次数。

本实施例的一种罐装电泵智能分层采油管柱，如图1-3所示，包括套管1、两个油管2、罐装电泵系统和信号电缆19。套管1内由上至下依次连接有油管2、罐装电泵系统和另一油管2；射孔段上方的套管1和油管2之间由上至下依次设有顶部封隔器及密封筒和隔离封隔器及密封筒，顶部封隔器及密封筒内设有过罐过电缆定位密封，隔离封隔器及密封筒内设有过电缆插入密封，顶部封隔器及密封筒和隔离封隔器及密封筒之间的油管2上设有第一智能配产器14，隔离封隔器及密封筒下方的油管2上设有第二智能配产器17；罐装电泵系统位于顶部封隔密封器的上方，罐装电泵系统的下端密封设有罐内过电缆定位密封；信号电缆19穿过罐内过电缆定位密封和过罐过电缆定位密封与第一智能配产器14电连接，信号电缆19继续穿过过电缆插入密封与第二智能配产器17电连接。第一智能配产器14和第二智能配产器17与信号电缆19电连接能够智能控制各油层产量。

本实施例中使第一智能配产器14、第二智能配产器17以及配套的信号电缆19从罐装电泵系统内无损穿越下入到目标油层位置，确保罐总成7管柱下井作业过程中(尤其在大斜度井不规则井筒)不会对信号电缆19磕碰挤压损毁，提高整个管柱信号电缆19可靠性。本实施例中第一智能配产器14和第二智能配产器17属于市售智能配产器产品，油田开发高含水期采用罐装电泵完井可实现大排量生产，通过智能配产器实现对地层产出液量的控制，实现对含水较多的油层进行控制性生产，达到稳油控水的目的，通过智能配产器地面实时监测生产层含水、温度及压力变化，再从地面控制器根据这些参数的变化实时调整生产动态，优化产层生产制度，以获得较长的油井生产寿命和较高的生产效益。

进一步地，罐装电泵系统包括罐总成7，罐总成7包括罐体71和设于罐体71下端的罐变接头及密封筒72，罐体71上端设有罐泵连接器5，罐体71内由上至下依次设有调整短节6、电泵机组8、泵工况仪9和带孔管10，电泵电缆20穿过罐泵连接器5与电泵机组8电连接，调整短节6的上端与油管2连接，罐变接头及密封筒72内设有罐内过电缆定位密封11，罐内过电缆定位密封11与罐体71下方的油管2连接。电泵机组8、泵工况仪9及带孔管10管串通过罐泵连接器5、调整短节6和罐内过电缆定位密封11封装于一个密闭罐总成7中，形成罐装电泵系统。

本实施例采用罐内过电缆定位密封11工具与罐总成7的罐变接头及密封筒72定位密封，由调整短节6控制伸缩量使电泵机组8、泵工况仪9和带孔管10管串保持自然松弛状态，然后安装好罐泵连接器5，确保由罐总成7承担罐内过电缆定位密封11下部管柱负荷，而罐总成7内部的电泵机组8不受外力拉伸干扰。

同时，罐总成7的罐体71起到导流罩的作用，减小了机组周边液体过流面积，增大了流体的流速，有利于电泵获得更好的降温冷却，提高了电泵寿命。采用罐总成7的罐装电泵系统，能直接从地层采液，避免地层腐蚀性流体对套管1的腐蚀冲蚀，保护了套管1安全性完整性。

具体地，罐变接头及密封筒72包括由上至下的大孔段、锥孔段和小孔段，罐内过电缆定位密封11包括由上至下的第一轴段和第二轴段，第一轴段的外径大于第二轴段的外径，第一轴段与锥孔段定位接触，以此实现罐变接头及密封筒72和罐内过电缆定位密封11的定位密封。

进一步地，过罐过电缆定位密封12的下端插入顶部封隔器及密封筒13内，过罐过电缆定位密封12的上端的阶梯轴肩设于顶部封隔器及密封筒13上，信号电缆19穿过罐泵连接器5、罐内过电缆定位密封11和过罐过电缆定位密封12与第一智能配产器14电连接。

进一步地，过电缆插入密封16插入隔离封隔密封器内，信号电缆19继续穿过过电缆插入密封16与第二智能配产器17电连接。

本实施例的过罐过电缆定位密封12、第一智能配产器14、第二智能配产器17及其信号电缆19等管柱工具从罐总成7内穿越，使罐体71外无电缆及其保护卡子安装，确保罐总成7管柱下井作业过程中(尤其在大斜度井不规则井筒)不会对信号电缆19磕碰挤压损毁，从而提高了智能分层采油系统的整体可靠性。

进一步地，位于罐装电泵系统上方的油管2上设有安全阀3，液控管线21与安全阀3连接。信号电缆19控制第一智能配产器14和第二智能配产器17，电泵电缆20控制电泵机组8，液控管线21控制安全阀3。罐装电泵系统上方的套管1内设有生产封隔器4，生产封隔器4位于安全阀3的下方。油管2的下端设有圆堵引鞋18。

本实施例的一种应用于前述的罐装电泵智能分层采油管柱的安装方法，包括以下步骤：

S1.采用电缆或连续管作业在套管内依次下入隔离封隔器及密封筒15和顶部封隔器及密封筒13到射孔段预定设计深度，坐封封隔器，完成层段封隔；

S2.下入罐总成7，将罐总成7固定在钻台上；

S3.依次将圆堵引鞋18、第二智能配产器17、信号电缆19、过电缆插入密封16、第一智能配产器14、过罐过电缆定位密封12、罐内过电缆定位密封11、带孔管10、泵工况仪9、电泵机组8、电泵电缆20和调整短节6下入到罐总成7，罐内过电缆定位密封11下入到位后，通过罐内过电缆定位密封11与罐总成7的罐变接头及密封筒72定位密封，由调整短节6控制伸缩量使电泵机组8、泵工况仪9和带孔管10形成的工具串保持自然松弛状态，然后将罐泵连接器5和罐总成7的罐体71连接，形成罐装电泵系统；

S4.依次下入生产封隔器4、安全阀3及液控管线21，以上工具串接在油管2上；将管柱下到位，使过罐过电缆定位密封12插入到顶部封隔器及密封筒13的密封筒内，施加一定管柱负荷，环空验封合格后，配管安装井口及流程。

综上，本实施例的技术效果和优点：

本实施例一种罐装电泵智能分层采油管柱与安装方法，第一智能配产器、第二智能配产器、信号电缆等井下工具从罐总成内穿过，在生产中罐总成承受其下部管柱负荷，而内部电泵机组不受外力干扰；电泵的动力电缆及其他管线在罐总成内部，罐体外无电缆和其他管线，避免了下井作业过程中对电缆和管线的损毁，从而提高了系统的整体可靠性；控制智能配产器的信号电缆，穿越罐内过电缆定位密封实现对第一智能配产器和第二智能配产器的控制，相比其他的电缆湿湿对接方式提高了可靠性。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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 (9)

1.一种罐装电泵智能分层采油管柱，其特征在于：包括套管、两个油管、罐装电泵系统和信号电缆，套管内由上至下依次连接有油管、罐装电泵系统和另一油管；射孔段上方的所述套管和油管之间由上至下依次设有顶部封隔器及密封筒和隔离封隔器及密封筒，所述顶部封隔器及密封筒内设有过罐过电缆定位密封，所述隔离封隔器及密封筒内设有过电缆插入密封，所述顶部封隔器及密封筒和隔离封隔器及密封筒之间的所述油管上设有第一智能配产器，所述隔离封隔器及密封筒下方的所述油管上设有第二智能配产器；所述罐装电泵系统位于所述顶部封隔密封器的上方，所述罐装电泵系统的下端密封设有罐内过电缆定位密封；信号电缆穿过所述罐内过电缆定位密封和过罐过电缆定位密封与所述第一智能配产器电连接，所述信号电缆继续穿过所述过电缆插入密封与所述第二智能配产器电连接。

2.根据权利要求1所述的罐装电泵智能分层采油管柱，其特征在于，所述罐装电泵系统包括罐总成，所述罐总成包括罐体和设于所述罐体下端的罐变接头及密封筒，所述罐体上端设有罐泵连接器，所述罐体内由上至下依次设有调整短节、电泵机组、泵工况仪和带孔管，电泵电缆穿过所述罐泵连接器与所述电泵机组电连接，所述调整短节的上端与所述油管连接，所述罐变接头及密封筒内设有所述罐内过电缆定位密封，所述罐内过电缆定位密封与所述罐体下方的所述油管连接。

3.根据权利要求2所述的罐装电泵智能分层采油管柱，其特征在于，所述罐变接头及密封筒包括由上至下的大孔段、锥孔段和小孔段，所述罐内过电缆定位密封包括由上至下的第一轴段和第二轴段，所述第一轴段的外径大于所述第二轴段的外径，所述第一轴段与所述锥孔段定位接触。

4.根据权利要求2所述的罐装电泵智能分层采油管柱，其特征在于，所述过罐过电缆定位密封的下端插入所述顶部封隔器及密封筒内，所述过罐过电缆定位密封的上端的阶梯轴肩设于所述顶部封隔器及密封筒上。

5.根据权利要求4所述的罐装电泵智能分层采油管柱，其特征在于，所述过电缆插入密封插入所述隔离封隔密封器内。

6.根据权利要求1所述的罐装电泵智能分层采油管柱，其特征在于，位于所述罐装电泵系统上方的所述油管上设有安全阀，液控管线与安全阀连接。

7.根据权利要求6所述的罐装电泵智能分层采油管柱，其特征在于，所述罐装电泵系统上方的所述套管内设有生产封隔器，所述生产封隔器位于所述安全阀的下方。

8.根据权利要求1所述的罐装电泵智能分层采油管柱，其特征在于，所述油管的下端设有圆堵引鞋。

9.一种应用于权利要求1-8任一项所述的罐装电泵智能分层采油管柱的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.采用电缆或连续管作业在套管内依次下入隔离封隔器及密封筒和顶部封隔器及密封筒到射孔段预定设计深度，坐封封隔器，完成层段封隔；

S2.下入罐总成，将罐总成固定在钻台上；

S3.依次将圆堵引鞋、第二智能配产器、信号电缆、过电缆插入密封、第一智能配产器、过罐过电缆定位密封、油管、罐内过电缆定位密封、带孔管、泵工况仪、电泵机组、电泵电缆和调整短节下入到罐总成，罐内过电缆定位密封下入到位后，通过罐内过电缆定位密封与罐总成的罐变接头及密封筒定位密封，由调整短节控制伸缩量使电泵机组、泵工况仪和带孔管形成的工具串保持自然松弛状态，然后将罐泵连接器和罐总成的罐体连接，形成罐装电泵系统；

S4.依次下入生产封隔器、安全阀及液控管线，以上工具串接在油管上；

将管柱下到位，使过罐过电缆定位密封插入到顶部封隔器及密封筒的密封筒内，施加一定管柱负荷，环空验封合格后，配管安装井口及流程。