CN205063925U - 一种新型适合稠油开采的石油机械装置 - Google Patents

Abstract

一种新型适合稠油开采的石油机械装置，包括光杆总成、永磁电机部分、密封总成、注汽装置、套管、油管、扭矩总成、金属螺杆泵、扶正器及尾管，其中永磁电机部分包括永磁电机驱动头保护装置、直驱三相永磁同步电动机和螺杆泵地面控制柜；扭矩总成包括装置扭矩杆和转矩锚，自上而下，依次为光杆总成、永磁电机驱动头保护装置、直驱三相永磁同步电动机、高温高压密封总成、专用注汽装置、套管头、油管、扭矩杆、转矩锚、金属螺杆泵、扶正器和尾管。优点是：具有高过载能力、能够克服井下负载瞬间变化，避免停机；耐高温，延长使用寿命，防止断杆；软刹车，降低脱口几率，减少作业次数。

Description

一种新型适合稠油开采的石油机械装置

技术领域

本实用新型涉及一种石油机械，尤其是一种石油开采机械。

背景技术

在稠油开采过程中，主要的工艺有蒸汽降粘、电加热、掺化学药剂等，井深在1000m以下的稠油井大多数采用注蒸汽、闷井、自喷、机抽的采油工艺方法，随着科技不断发展，注气技术也不断提高，注采一体化工艺广泛的应用在注气采油过程中，实现了从注气到机抽不动管柱、不作业的方式，节约成本，降低了劳动强度，同时增加了生产效率。

目前稠油开采主要采用的注采泵有四种形式，一种是通过柱塞的出油通道进行注气，其注汽通道和抽油通道相同。此结构泵的凡尔球是用剪钉和剪切杆悬在凡尔球座上部以形成注汽通道，结构复杂；另一种为通过泵简外侧进行注气，此结构蒸汽不能注到井底，大大减小了注气的效果；三是串联式反馈泵，在注汽前必须将柱塞提出泵筒，操作繁琐，同时由于水平井与地面近似垂直；四是采用地面驱动或潜油螺杆泵，但是目前生产的螺杆泵定子为金属内衬橡胶与定子为过盈配合的结构，对供液不足井极易造成干磨损坏，在热采井中无法满足高温，橡胶在高温下老化加速，不适合应用于高温油井。此四种泵都不能应用在水平井水平段上，不能适应高温井并且在注汽时必须进行作业施工，不适应现在稠油的开采。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的不足而提供一种具有操作简单、维修方便、增加注汽效果、实现带泵注汽、节省注汽热采准备时间、延长热采周期等特点的新型适合稠油开采的石油机械装置。

本实用新型的技术方案是：一种新型适合稠油开采的石油机械装置，包括光杆总成、永磁电机部分、密封总成、注汽装置、套管、油管、扭矩总成、金属螺杆泵、扶正器及尾管，永磁电机部分包括永磁电机驱动头保护装置和直驱三相永磁同步电动机；扭矩总成包括装置扭矩杆和转矩锚；套管包括套管头和表层套管，光杆总成、永磁电机部分、密封总成、注汽装置、套管、油管、扭矩总成、金属螺杆泵、扶正器及尾管自上而下，依次同轴排列；密封总成底部与注汽装置顶部固定密封连接，注汽装置侧面安装油管头，油管顶端安装于油管头处的，油管外侧为套管头和表层套管；光杆总成底部与金属螺杆泵转子固定连接；油管与金属螺杆泵定子固定连接。

所述的密封总成采用密封舱设计，包括防喷阀座总成、一级密封、二级密封三部分；一级盘根采用耐高温317℃、高压30MPa锥形盘根；二级密封盘根采用石墨盘根，并设有预紧弹簧。

所述的专用注汽装置的侧面安装有4个油管头。

所述的扭矩杆的顶端为动液面。

本实用新型的优点是：具有高过载能力、能够克服井下负载瞬间变化，避免停机。无位置传感技术，减低因传感器易损件造成的故障频率，耐高温、低温升、良好的电机设计制造技术确保电机运行的合理温度，低震动、保证空载电势波为正弦波，防渗漏、直驱式设计，电机结构紧凑密封，封闭式免维护，软启动、通过变频控制，系统启动时转速缓慢平滑，避免螺杆泵的泵杆损毁，延长使用寿命，防止断杆，软刹车，降低脱口几率，减少作业次数。同时满足了注汽、采油两个工艺过程的需要，实现了不上作业设备，注汽采油过程的连续转换。延长了热采周期时间，提高了系统效率，降低了生产成本。将地面直驱永磁电机与变频控制柜、耐高温、高压光杆密封装置、金属螺杆泵优化的结合在一起实现稠油注汽、热采一体化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1为光杆总成，2为永磁电机驱动头保护装置，3为直驱三相永磁同步电动机，4为密封总成，5为注汽装置，6为油管头，7为套管头，8为表层套管，9为油管，10为扭矩杆，11为动液面，12未转矩锚，13为金属螺杆泵，14为扶正器，15为尾管。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施例。

如图1所示：一种新型适合稠油开采的石油机械装置，包括光杆总成1、永磁电机部分、密封总成4、注汽装置5、套管、油管9、扭矩总成、金属螺杆泵13、扶正器14及尾管15，永磁电机部分包括永磁电机驱动头保护装置2和直驱三相永磁同步电动机3；扭矩总成包括装置扭矩杆10和转矩锚12；套管包括套管头7和表层套管8，光杆总成1、永磁电机部分、密封总成4、注汽装置5、套管、油管9、扭矩总成、金属螺杆泵13、扶正器14及尾管15自上而下，依次同轴排列；密封总成4底部与注汽装置5顶部固定密封连接，注汽装置5侧面安装油管头6，油管9顶端安装于油管头6处的，油管9外侧为套管头7和表层套管8；光杆总成1底部与金属螺杆泵13转子固定连接；油管9与金属螺杆泵13定子固定连接。

所述的密封总成3采用密封舱设计，包括防喷阀座总成、一级密封、二级密封三部分；一级盘根采用耐高温317℃、高压30MPa锥形盘根；二级密封盘根采用石墨盘根，并设有预紧弹簧。

所述的专用注汽装置5的侧面安装有4个油管头6。

所述的扭矩杆10的顶端为动液面11。

使用过程为：使用该装备进行稠油注汽吞吐开采时，金属螺杆泵13定子与油管9连接，转子与光杆总成1连接，完井后再安装好井口和驱动装置17。注汽时将此装备的光杆总成1上提带动金属螺杆泵13的井下转子离开金属螺杆泵13的定子，此时注汽通道打开；光杆总成1密封关闭高温高压密封总成4，井口处于安全关闭状态，压紧一、二级密封，将注汽管线与井口注汽入口相连，可以实现安全注汽。

注汽结束采油时，只需缓慢放下光杆总成1，确认转子完全进入定子后，调整好防冲距，卡好地面光杆总成1，即可开井生产，不需要任何起下管柱的作业，省时省力，大大提高生产效率。

金属螺杆泵13的定子安装使用要求：

1)所选油井应与要求相适应的供液能力，一般应保证金属螺杆泵13上有200m的沉没度，额定扬程远大于实际使用扬程时沉没度可以降低。

2)井筒准备按SY/T5587.5中的规定进行准备，并符合SY/T5587.5中的安全环保要求。

3)按GB/T21411.1中的规定对泵进行下井前检查。

4)按施工设计进行管柱组配。要精确测量每根油管9及井下工具长度，转矩锚12应尽量靠近定子安装，油管9连接螺纹应保持清洁，按管材使用扭矩上紧。

5）按SY/T5587.5标准的规定下入生产管柱。

6）调整金属螺杆泵13上油管9长度使之符合设计要求。油管9下至预定深度后进行井口坐封锚定。

金属螺杆泵13的转子安装使用要求：

1）转子和光杆总成1的抽油杆摆放在井场，应有三支点架起，且离地面不小于30cm；转子吊起过程中，应采取防碰撞、防弯曲、防磨损措施，防止表层损坏；逐根顺序拉送抽油杆至吊起，不应碰撞地面或硬物；取掉抽油杆护丝后，接头螺纹及台肩面、接箍螺纹及端面应刷净，并确认无损伤，掏净接箍内孔中的异物。把抽油杆接头旋进接箍前应涂防松螺纹脂，垂直悬挂杆柱以防错扣；人工旋紧螺纹时扳手柄长应不小于60cm。按SY/T5643中的规定进行抽油杆接头的旋接；按设计要求用抽油杆短节调整抽油杆长度。按转子-抽油杆-扶正器-抽油杆-光杆的顺序将转子下至限位销为止。

其中转子进出定子应保持小钩转动灵活，缓慢提放，防止拉坏定子转子配合面，或杆柱断脱；碰泵后防冲距按1m/1000m；装好井口及驱动头，接通控制电路系统。

开机试运行：稠油热采金属定子螺杆泵在下井后应开机试运行。首先判断正反转，及时调整。观察电流，记录开机试运行时控制柜显示的电流值和电压值。正常运行后，工作电流应基本保持不变。测量动液面11，开机试运行期间应每天测一次动液面11，直至液面稳定为止。动液面11稳定后每周测2次，防止金属螺杆泵13定子和转子出现干磨现象，并根据动液面11的变化及时调整转子转速，最终建立合理的油井产液供排关系。

生产过程中，检查各连接部位，螺栓应无松动，齿轮减速箱应无渗漏、缺油现象，光杆不应下滑，机体不应有过热现象，发现问题及时整改。开机一周内宜采用金属螺杆泵13井不停抽测试诊断仪进行测试电流、电压和功率因数等数据，计算光杆扭矩，以判断金属螺杆泵13运转情况。

Claims (3)

1.一种新型适合稠油开采的石油机械装置，包括光杆总成、永磁电机部分、密封总成、注汽装置、套管、油管、扭矩总成、金属螺杆泵、扶正器及尾管，永磁电机部分包括永磁电机驱动头保护装置和直驱三相永磁同步电动机；扭矩总成包括装置扭矩杆和转矩锚；套管包括套管头和表层套管，其特征在于：光杆总成、永磁电机部分、密封总成、注汽装置、套管、油管、扭矩总成、金属螺杆泵、扶正器及尾管自上而下，依次同轴排列；密封总成底部与注汽装置顶部固定密封连接，注汽装置侧面安装油管头，油管顶端安装于油管头处的，油管外侧为套管头和表层套管；光杆总成底部与金属螺杆泵转子固定连接；油管与金属螺杆泵定子固定连接；注汽装置的侧面安装有4个油管头。

2.根据权利要求1所述的一种新型适合稠油开采的石油机械装置，其特征在于：密封总成采用密封舱设计，包括防喷阀座总成、一级密封、二级密封三部分；一级盘根采用耐高温317℃、高压30MPa锥形盘根；二级密封盘根采用石墨盘根，并设有预紧弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种新型适合稠油开采的石油机械装置，其特征在于：所述的扭矩杆的顶端为动液面。