CN205422653U - 一种多功能抽油管柱 - Google Patents
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Abstract
一种多功能抽油管柱，涉及石油开发过程中机械采油井热洗清蜡防油层污染用多功能抽油管柱，包括油层套管，在油层套管内设置堵头、筛管、管式抽油泵、油管，在油层套管内还设置单流阀、胶筒压缩式封隔器、洗井进液孔短节、伸缩补偿器、可旋转锚定泄油器；堵头、筛管、单流阀、胶筒压缩式封隔器、洗井进液孔短节、伸缩补偿器、管式抽油泵、可旋转锚定泄油器、油管由下至上依次连接。本实用新型的有益效果：（1）胶筒压缩式封隔器耐压差高，密封可靠，热洗清蜡时保护油层更有效。（2）可旋转锚定泄油器可实现泵下机械式封隔器座封，通过起管柱使封隔器解封，可靠、简便。（3）施工工艺简单，配套工具随泵一趟下井不增加任何施工工序和施工费用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石油开发过程中机械采油井热洗清蜡防油层污染用多功能抽油管柱。
背景技术
现有抽油管柱只具有管柱锚定、起管柱泄油和抽油三个主要功能。主要存在两个问题：
1、没有洗井防油层污染功能
低渗透、小断块油田在开发、生产过程中，油井结蜡问题日益严重。常规抽油管柱热洗清蜡洗井液从油套环空之间循环至油层部位，经抽油泵的固定凡尔，再从抽油管柱返到地面流程内，达到清除砂、蜡、盐以及其他赃物的目的，在油层压力较低的情况下，部分洗井液进入油层或全部进入油层，洗井液返不出来，或返出较少，灌压油层严重，造成对油层的污染。热洗后油井要全面恢复到热洗前的产液水平一般快的要4～5天，慢的约1～2周才能全面恢复到热洗前的水平。甚至有的井热洗后不出油，最后导致作业，才能恢复正常生产。热洗清蜡后，油井恢复产状时间长，影响原油产量，甚至有的井（重点井）用油洗井，损失部分已采出产量，同时还浪费能源。现有热洗清蜡防油层污染工具均为皮碗式：密封可靠性差，都未能从根本上解决问题，一直未能得到推广应用。
2、尾管无法旋转
由于受到锚定泄油器结构的限制，锚定泄油器无法承受拉压力，更不具备传递扭矩的功能，井口管柱转动，锚定泄油器以下的尾管无法跟着旋转，这样无法实现泵下机械式胶筒封隔器坐封施工。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种多功能抽油管柱，使抽油管柱增加了洗井防油层污染功能，并可实现泵下封隔器提放或旋转坐封。
本实用新型的目的是这样实现的：一种多功能抽油管柱，包括油层套管，在油层套管内设置堵头、筛管、管式抽油泵、油管，在所述油层套管内还设置单流阀、胶筒压缩式封隔器、洗井进液孔短节、伸缩补偿器、可旋转锚定泄油器；所述堵头、筛管、单流阀、胶筒压缩式封隔器、洗井进液孔短节、伸缩补偿器、管式抽油泵、可旋转锚定泄油器、油管由下至上依次连接。
作为本实用新型的改进，所述伸缩补偿器包括第一下接头、弹簧、剪断销钉、伸缩节、第一上接头；第一下接头与洗井进液孔短节连接，伸缩节的下端内周一体设置伸缩节限位凸台，第一下接头的上端外周一体设置下接头限位凸台，下接头限位凸台设置在伸缩节内并通过剪断销钉连接，下接头伸出伸缩节限位凸台；在第一下接头上设置弹簧槽，弹簧套置在下接头上并且设置在弹簧槽与伸缩节限位凸台之间，伸缩节的上端与第一上接头连接，第一上接头与管式抽油泵连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述可旋转锚定泄油器包括中心管、第二下接头、泄油套、卡瓦总成、液缸、第二上接头；所述第二下接头的下端连接管式抽油泵，第二下接头的上端设置在中心管的下端与泄油套之间；在所述中心管下端的外壁上沿圆周方向设置多个齿状切槽，在第二下接头的上端设置与齿状切槽数量相等的锁块安装槽，锁块安装槽与齿状切槽一一对应布置；所述中心管的下端通过多块锁块与第二下接头连接，锁块的数量与齿状切槽的数量相等，每块锁块的内侧均设置在齿状切槽内、外侧均设置在锁块安装槽内；所述泄油套、卡瓦总成、液缸分别套置在中心管的下部、中部、上部，第二上接头的下端与中心管的上端连接、上端与油管连接。
作为本实用新型的进一步改进，在所述油层套管与油管之间设置扶正器。
本实用新型的结构是：1、多功能抽油工艺管柱：堵头＋21/2″油管+筛管+21/2″油管＋单流阀＋Y211（或Y221）油井封隔器＋21/2″油管＋洗井进液孔短节＋伸缩补偿器＋管式抽油泵＋21/2″油管＋可旋转锚定泄油器＋21/2″油管直至井口。
2、防油层污染洗井工艺原理
抽油管柱下到设计位置后，通过上提、下放管柱使Y211封隔器（或通过上提、旋转、下放管柱使Y221封隔器）座封。反循环热洗清蜡时，油套环形空间被Y211（或Y221）封隔器密封，单流阀密封生产管柱内通道，使洗井液与井下液在封隔器处彻底隔离，全部的洗井液由油套环空泵入，通过洗井进液孔短节的洗井通道进入抽油泵，从抽油生产管柱返出到地面流程中。多功能抽油管柱可有效地防止洗井液进入地层，污染甚至堵塞油层，从而达到热洗防污染的目的，这样保持了油层内流体的渗流状况，从而实现油井稳产的目的。
油井正常生产时，井下液从筛管进入抽油管柱，通过单流阀上升至洗井进液孔短节，再从洗井通道至油套环空，动液面正常上升，不会影响液面上升和测试。
3、中心管安装锁块位置的结构设计成4个（齿数可随意确定）齿状切槽，井口管柱旋转时带动中心管一起旋转，通过键齿把扭矩传递给锁块，通过锁块再把扭矩传递给下接头，从而实现井口管柱旋转时带动锚定器以下的尾管部分一起跟着转动，确保泵下封隔器提放或旋转坐封施工顺利进行。
本实用新型的有益效果：
（1）胶筒压缩式封隔器耐压差高，密封可靠，热洗清蜡时保护油层更有效。
（2）可旋转锚定泄油器可实现泵下机械式封隔器座封，通过起管柱使封隔器解封，可靠、简便。
（3）施工工艺简单，配套工具随泵一趟下井不增加任何施工工序和施工费用。
一种多功能抽油管柱能解决长期困扰油田热洗清蜡时对油层造成的污染问题，为油田稳产、增产提供技术支撑。该管柱不仅可测量动液面，及时掌握油井动态，施工作业方便，而且可完全避免热洗清蜡时对油层造成的伤害，保持油田稳定生产，减少因常规抽油管柱热洗影响的产量，在全国各大油田均具有广泛的推广应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为伸缩补偿器的结构示意图。
图3为可旋转锚定泄油器的结构示意图。
图4为中心管的结构示意图。
图5为图4中A-A向视图。
具体实施方式
如图1所示，多功能抽油管柱，包括油层套管1，在油层套管1内由下至上依次连接堵头10、筛管9、单流阀8、胶筒压缩式封隔器7、洗井进液孔短节6、伸缩补偿器5、管式抽油泵4、可旋转锚定泄油器3、油管2。在油层套管1与油管2之间设置扶正器11。
如图2所示，伸缩补偿器5包括第一下接头5-5、弹簧5-4、剪断销钉5-3、伸缩节5-2、第一上接头5-1。第一下接头5-5与洗井进液孔短节6连接，伸缩节5-2的下端内周一体设置伸缩节限位凸台5-7，第一下接头5-5的上端外周一体设置下接头限位凸台5-8，下接头限位凸台5-8设置在伸缩节5-2内并通过剪断销钉5-3连接，下接头5-5伸出伸缩节限位凸台5-7。在第一下接头5-5上设置弹簧槽5-6，弹簧5-4套置在下接头5-5上并且设置在弹簧槽5-6与伸缩节限位凸台5-7之间，伸缩节5-2的上端与第一上接头5-1连接，第一上接头5-1与管式抽油泵4连接。
如图3、4、5所示，可旋转锚定泄油器3包括中心管3-18、坐封剪钉3-17、第二上接头3-16、液缸3-15、销钉3-14、内卡套3-13、锁环3-12、上锥体3-11、片簧3-10、卡瓦3-9、卡瓦筒3-8、滑动销钉3-7、下锥体3-6、锁块3-5、泄油套3-4、解封剪钉3-3、压帽3-2、第二下接头3-1。
第二上接头3-16的下端与中心管3-18的上端连接、上端与油管2连接。液缸3-15、卡瓦筒3-8、泄油套3-4分别套置在中心管3-18的上部、中部、下部，卡瓦3-9套于中心管3-18上，位于卡瓦槽内，上锥体3-11、下锥体3-6套于中心管3-18上，其锥顶部位于卡瓦筒3-8内，上锥体3-11尾部位于液缸3-15内，下锥体3-6尾部与泄油套3-4相连，坐封剪钉3-17将第二上接头3-16与液缸3-15固定，解封剪钉3-3将压帽3-2与第二下接头3-1固定。
第二下接头3-1的上端设置在中心管3-18的下端与泄油套3-4之间，在中心管3-18下端的外壁上沿圆周方向设置四个齿状切槽3-19。在第二下接头3-1的上端设置四个锁块安装槽3-20，锁块安装槽3-20与齿状切槽3-19一一对应布置。中心管3-18的下端通过四块锁块3-5与第二下接头3-1连接，每块锁块3-5的内侧均设置在齿状切槽内3-19、外侧均设置在锁块安装槽3-20内。
伸缩补偿器工作原理：设计时剪断销钉的剪切力大约等于封隔器的坐封力。封隔器坐封施工时，当坐封力达到剪断销钉的剪切力后，剪断销钉被剪断，伸缩节压缩弹簧沿着下接头的外圆相对下移，坐封力不再增加，伸缩补偿器会自动补偿管柱变形，管柱不会过度弯曲，确保抽油管柱保持自然伸直状态。
Y211封隔器坐封原理：封隔器下井时，轨道销钉处于短轨道上死点，卡瓦被锁在中心管上，保证顺利下井。当下至预定位置时，上提管柱一定的高度，轨道销钉滑入长轨道，锥体插入卡瓦体中，迫使卡瓦受力膨胀，并咬在套管壁上，同时管柱的部分重量压在封隔器的密封件上，使密封件径向胀大密封油套管环形空间，解封时只需上提管柱即可解封封隔器。
Y221封隔器坐封原理：封隔器下井时，换向销钉处于换向槽的下死点，当下至设计位置时，上提封隔器使换向销钉处于换向槽的上死点，正转管柱2-3圈时，换向销钉借助摩擦块与套管的磨擦力，脱开换向槽，下放封隔器，卡瓦被撑开并咬住套管壁，这时再下放管柱，在管柱的重力作用下，封隔器坐封。上提管柱卡瓦收回即可解封起出。
可旋转锚定泄油器的原理：将锚定泄油器下至设计井深，在下泵完成后，试压检验抽油管柱密封性能时，液压从中心管的孔槽作用于坐封液缸上，当压力达到6-8MPa时，坐封销钉被剪断，液缸推动上锥体使卡瓦张开实现锚定，由于锁环的锁定作用，不论油管内的液柱压力如何变化，卡瓦也始终处于锚定状态。上提管柱，解封销钉被剪断，中心管与下接头连接的锁块失去了泄油套的支撑，在尾管重量和油管中液力的作用下，下接头与中心管分开实现泄油并带动下锥体向下移动，同时中心管带动上锥体向上移动，卡瓦回收。
Claims (4)
1.一种多功能抽油管柱，包括油层套管，在油层套管内设置堵头、筛管、管式抽油泵、油管，其特征在于：在所述油层套管内还设置单流阀、胶筒压缩式封隔器、洗井进液孔短节、伸缩补偿器、可旋转锚定泄油器；所述堵头、筛管、单流阀、胶筒压缩式封隔器、洗井进液孔短节、伸缩补偿器、管式抽油泵、可旋转锚定泄油器、油管由下至上依次连接。
2.根据权利要求1所述的多功能抽油管柱，其特征在于：所述伸缩补偿器包括第一下接头、弹簧、剪断销钉、伸缩节、第一上接头；第一下接头与洗井进液孔短节连接，伸缩节的下端内周一体设置伸缩节限位凸台，第一下接头的上端外周一体设置下接头限位凸台，下接头限位凸台设置在伸缩节内并通过剪断销钉连接，下接头伸出伸缩节限位凸台；在第一下接头上设置弹簧槽，弹簧套置在下接头上并且设置在弹簧槽与伸缩节限位凸台之间，伸缩节的上端与第一上接头连接，第一上接头与管式抽油泵连接。
3.根据权利要求1所述的多功能抽油管柱，其特征在于：所述可旋转锚定泄油器包括中心管、第二下接头、泄油套、卡瓦总成、液缸、第二上接头；所述第二下接头的下端连接管式抽油泵，第二下接头的上端设置在中心管的下端与泄油套之间；在所述中心管下端的外壁上沿圆周方向设置多个齿状切槽，在第二下接头的上端设置与齿状切槽数量相等的锁块安装槽，锁块安装槽与齿状切槽一一对应布置；所述中心管的下端通过多块锁块与第二下接头连接，锁块的数量与齿状切槽的数量相等，每块锁块的内侧均设置在齿状切槽内、外侧均设置在锁块安装槽内；所述泄油套、卡瓦总成、液缸分别套置在中心管的下部、中部、上部，第二上接头的下端与中心管的上端连接、上端与油管连接。
4.根据权利要求1所述的多功能抽油管柱，其特征在于：在所述油层套管与油管之间设置扶正器。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106437537A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种带有热洗清蜡功能的抽油管柱 |
| CN108625816A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-09 | 濮阳市科锐机械工程技术有限公司 | 一种重力液压组合式双密封封隔器 |
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| CN106437537B (zh) * | 2016-09-06 | 2019-04-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种带有热洗清蜡功能的抽油管柱 |
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