CN202300333U

CN202300333U - 电动潜油螺杆泵井下油水分离同井采注装置

Info

Publication number: CN202300333U
Application number: CN2011203936458U
Authority: CN
Inventors: 李增亮; 董祥伟; 孟德强; 赵传伟
Original assignee: China University of Petroleum East China
Current assignee: China University of Petroleum East China
Priority date: 2011-10-10
Filing date: 2011-10-10
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2021-10-10

Abstract

一种油田采油用电动潜油螺杆泵井下油水分离同井采注装置，由上到下依次连接有油管、电缆、电缆接头、补偿器、电机、保护器、双外壳螺杆泵、带三交叉流道的油水分离装置、外插管、内插管、丢手接头、上封隔器、油管短节、滑套开关、下封隔器、注水管；电泵机组采用倒置式连接形式，电泵机组由上到下分别是电机、保护器、双外壳螺杆泵。它采用双外壳螺杆泵作为采出液的增压泵和举升分离后富含油液体的举升泵，与带三交叉流道的油水分离装置相结合，可以在同一口井中进行油水分离，并将分离后的富含油液体举升至地面，分离后的水注入注水层。本实用新型适用于高含水油井，结构简单，可以降低地面污水处理成本，节约能源。

Description

电动潜油螺杆泵井下油水分离同井采注装置

技术领域

本实用新型涉及一种电动潜油螺杆泵井下油水分离同井采注装置。

背景技术

随着地层压力的衰减，注水驱油技术被大量地使用。注水技术的使用使得油田采出液含水量逐渐增大，水处理量的增加带来了地面污染、能源浪费等一系列问题，井下油水分离技术应运而生。井下油水分离技术可以在同一井眼内进行油水分离、低含水原油的举升和分离水的回注。水力旋流器是一种高效、高可靠性、无易损件的油水分离装置，已广泛应用于地面油水分离工艺。水力旋流器的诸多优点也使其应用于井下成为可能，如何在有限的空间内合理的布置水力旋流器并且设置相应的流道是井下油水分离技术的关键技术之一。将螺杆泵作为井下油水分离系统的动力泵与举升泵有许多优点，如成本低、对含气不敏感等。本实用新型将水力旋流器和螺杆泵相结合，开发出一套螺杆泵井下油水分离同井采注装置，应用于高含水油藏的开采，可以降低地面污水处理成本，节约能源，利于环保。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种井下油水分离同井采注装置，本装置使用电动潜油螺杆泵作为增压泵，可在同一口油井中进行油水分离、分离水的回注和低含水原油的举升三种工艺过程。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用双外壳螺杆泵作为采出液的增压泵和举升分离后富含油液体的举升泵，与带三交叉流道的油水分离装置相结合，在同一口井中进行油水分离，并将分离后的富含油液体举升至地面，分离后的水注入注水层。电动潜油螺杆泵井下油水分离同井采注装置由上到下依次连接有油管、电缆、电缆接头、补偿器、电机、保护器、双外壳螺杆泵、带三交叉流道的油水分离装置、外插管、内插管、丢手接头、上封隔器、油管短节、滑套开关、下封隔器、注水管。其中电泵机组的布置方式为倒置式，由上到下依次为电机、保护器、双外壳螺杆泵，三者的外壳相互之间通过法兰连接，电机轴与保护器轴使用花键连接，螺杆泵轴与保护器轴使用万向联轴器或软轴连接，其中万向联轴器使用十字轴式万向联轴器或花瓣式万向联轴器。双外壳螺杆泵的双外壳形成双流道，内流道为泵的增压流道，两层外壳之间形成的环形流道为泵的高压折返流道；增压流道的下端为泵的吸入口，上端为泵的排出口，吸入口与带三交叉流道的油水分离装置的上通采油流道连通，排出口与高压折返流道相连通，高压折返流道的下端与水力旋流器入口流道连通。双外壳螺杆泵与带三交叉流道的油水分离装置的外壳使用法兰连接，所述带三交叉流道的油水分离装置侧壁有溢流孔与油套管环形空间连通，分离出来的富含油液体通过溢流孔进入油套管环形空间，在油套管环形空间或油管中举升至地面。内插管、外插管在带三交叉流道的油水分离装置的下端，分别通过螺纹与带三交叉流道的油水分离装置连接，内插管向上与带三交叉流道的油水分离装置的底流管连接，向下与注水管连通，带三交叉流道的油水分离装置分离出来的水依次通过底流管、内插管、注水管进入注水层。内插管、外插管同轴线，内插管在内，外插管在外，内、外插管之间的环形空间形成一环形流道，环形流道与带三交叉流道的油水分离装置的下通采油流道连通，下通采油流道与上通采油流道是连通的，采出层的油液通过内外插管的环形空间进入带三交叉流道的油水分离装置的下通采油流道、上通采油流道，最后进入双外壳螺杆泵的吸入口进行增压，增压后的油液再经高压折返流道返回水力旋流器入口流道，在水力旋流器中进行油水分离。内插管、外插管采用插入式方式与丢手接头、滑套开关形成同轴配合，内外插管的插入过程是同时进行的，并在插入后形成密封；滑套开关上设置有侧孔，采出层的油液可以通过侧孔进入内外插管环形空间；滑套开关上还设置有密封圈，隔离内插管管内流道与内外插管环形空间；滑套开关内设置有滑套，未插入内插管之前滑套由销钉固定于滑套开关内部，侧孔此时是关闭着的，采出层的油液不能进入环形空间，插入内插管之后，通过对油管加力剪断销钉，滑套向下滑落，侧孔打开，此时采出层与内外插管环形空间连通，采出层的油液进入内外插管环形空间，并向上进行上述一系列的分离过程。

本实用新型通过内、外插管加上、下两级封隔器形式的管柱结构，隔离了采出层、注水层与油套管环形空间，实现了在同一口油井中进行油水分离、分离后低含水原油的举升和分离水的回注三种不同的工艺过程，不仅可以降低地面污水处理成本，而且节约能源，利于环保。

附图说明

图1为本实用新型的装置连接结构示意图。

图2为按图1所示的内外插管加双封隔器的管柱结构示意图。

图3为按图2所示的未插入内外插管时的坐封管柱示意图。

图4为按图2所示的内外插管连接示意图。

图5为按图2所示的滑套开关结构示意图。

图1至5中，1.油管，2.电缆，3.电缆接头，4.补偿器，5.油套管环形空间，6.电机，7.法兰，8.保护器，9.高压折返流道，10.双外壳螺杆泵，11.增压流道，12.水力旋流器入口流道，13.水力旋流器溢流口，14.带三交叉流道的油水分离装置，15.水力旋流器，16.底流管，17.外插管，18.上封隔器，19.内插管，20.滑套开关，21.下封隔器，22.注水管，23.注水层，24.采出层，25.上通采油流道，26.万向联轴器，27.密封圈，28.侧孔，29.内外插管环形空间，30.丢手接头，31.内插管管内流道，32.下通采油流道，33.油管短节，34.销钉，35.滑套。

具体实施方式

参照附图1，本实用新型按照安装顺序的不同主要有两部分组成，一部分为上部管柱，此部分在地面完成装配，装配顺序由上到下依次为油管1，电缆2，电缆接头3，补偿器4，电机6，保护器8，双外壳螺杆泵10，带三交叉流道的油水分离装置14，外插管17，内插管19。油管1与电缆接头3使用螺纹连接，油管1下端设置有侧孔，油套管环形空间5内的油液可以进入到油管1中；电机6与保护器8的外壳使用法兰7连接，电机轴与保护器轴使用花键连接；保护器8与双外壳螺杆泵10的外壳也使用法兰连接，保护器轴与螺杆泵轴使用万向联轴器26或软轴连接，其中万向联轴器26可以是十字轴式万向联轴器或花瓣式万向联轴器；双外壳螺杆泵10的外壳与带三交叉流道的油水分离装置14的外壳使用法兰连接；内插管19、外插管17与带三交叉流道的油水分离装置14均使用螺纹连接。另一部分为卡封管柱，如附图3所示，此部分也在下井前在地面完成装配，装配顺序由上到下依次为油管1、丢手接头30、油管短节33、上封隔器18、滑套开关20、下封隔器21、注水管22。施工过程为：在地面连接好卡封管柱后，下入井中预定位置后按照常规坐封工艺完成双封隔器坐封，此时按照丢手工艺完成丢手，油管1与丢手接头30分离，起出油管1，卡封管柱坐封完毕；再将上部管柱(如附图4所示)下入井中预定位置，在地面对油管1加力使内插管19剪断滑套开关20的销钉34，滑套35向下滑落，侧孔28打开，内插管19下端部与滑套开关20形成密封，外插管17下端部与丢手接头30通过密封圈27形成密封。

本实用新型的工作流程如下：采出层24的油液经过滑套开关20上的侧孔28进入到内外插管环形空间29，继续向上进入到带三交叉流道的油水分离装置14的下通采油流道32，向上经过上通采油流道25进入双外壳螺杆泵10的吸入口，经过螺杆泵的增压流道11增压后由高压折返流道9向下输运，进入到水力旋流器入口流道12，在带三交叉流道的油水分离装置14内部的水力旋流器15中进行油水分离，分离后的富含油液体由水力旋流器溢流口13排出至油套管环形空间5，并通过油管1与油套管环形空间5举升至地面；分离后的水经带三交叉流道的油水分离装置14的底流管16进入到内插管管内流道31，向下进入注水管22中，最终注入注水层23。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1.在同一口油井中同时完成采油、油水分离与注水三种工艺，解决了高含水油井带来的一系列环境、经济问题；

2.井下管柱连接方式简单可靠，具体操作工艺与油田常规工艺一致，减少了现场施工的劳动难度；

3.油套环空的举升油液可以实现对潜油电机的冷却；

4.螺杆泵作为动力泵有结构紧凑、体积小、对含气量不敏感的优点。

Claims

1.一种电动潜油螺杆泵井下油水分离同井采注装置，由上到下依次连接有油管、电缆、电缆接头、补偿器、电机、保护器、双外壳螺杆泵、带三交叉流道的油水分离装置、外插管、内插管、丢手接头、上封隔器、油管短节、滑套开关、下封隔器、注水管，其特征在于电泵机组采用倒置式连接形式，电泵机组由上到下分别是电机、保护器、双外壳螺杆泵。

2.根据权利要求1所述的电动潜油螺杆泵井下油水分离同井采注装置，其特征在于电机、保护器与双外壳螺杆泵三者之间通过法兰连接，电机轴与保护器轴使用花键连接，螺杆泵轴与保护器轴使用万向联轴器或软轴连接，其中万向联轴器可以是十字轴式万向联轴器或花瓣式万向联轴器。

3.根据权利要求1所述的电动潜油螺杆泵井下油水分离同井采注装置，其特征在于双外壳螺杆泵的双外壳形成双流道，内流道为泵的增压流道，两层外壳之间形成的环形流道为泵的高压折返流道；增压流道的下端为泵的吸入口，上端为泵的排出口，吸入口与带三交叉流道的油水分离装置的上通采油流道连通，排出口与高压折返流道相连通，高压折返流道下端与水力旋流器入口流道连通，双外壳螺杆泵与带三交叉流道的油水分离装置的外壳使用法兰连接，所述带三交叉流道的油水分离装置侧壁有溢流孔与油套管环形空间连通。

4.根据权利要求1所述的电动潜油螺杆泵井下油水分离同井采注装置，其特征在于内插管、外插管在带三交叉流道的油水分离装置的下部，分别通过螺纹与带三交叉流道的油水分离装置连接，内插管向上与油水分离装置的底流管相连通，向下与注水管连通；内插管、外插管同轴线，内插管在内，外插管在外，内、外插管之间的环形空间形成一环形流道，环形流道与油水分离装置的下通采油流道连通，下通采油流道与上通采油流道是连通的，内插管、外插管采用插入式方式与丢手接头、滑套开关形成同轴配合，并在插入后形成密封。