CN206129594U - 全通径空芯转子螺杆泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全通径空芯转子螺杆泵，包括定子、转子和设置在定子底端的定位短节；定子、转子和定位短节均为筒体结构；定子的侧壁壁厚为8～8.7mm、外径与井筒的内径相适应；在定子的内壁上加工有宽度为276～298mm的螺旋状凹槽；转子包括套装在定子内侧的金属筒体和覆在金属筒体外壁上的一层厚度为5～30mm的橡胶衬套；在转子外壁上加工有与定子内壁上的螺旋状凹槽能够实现耦配合的螺旋状凸起，且每一圈螺旋状凹槽和相互配合螺旋状凸起之间形成环空空间容量在25～55mL之间；其中，转子的金属筒体的侧壁壁厚为20～22mm、内径为50～69mm；该全通径空芯转子螺杆泵既能测试测压，又能进行排液开采，同时又能越泵加热的一体化的螺杆泵系统及完井管柱。

Description

全通径空芯转子螺杆泵

技术领域

本实用新型涉及稠油、高凝油及可燃冰等开采设备和工艺技术领域，特别涉及一种全通径空芯转子螺杆泵及。

背景技术

目前，螺杆泵是开采稠油、高凝油、海上低温油层的主要工艺手段，特别是在深海可燃冰开采时，为节约时间，需要带有螺杆泵的工艺管柱，能够进行测试、取样、测压等施工。而通常的进行这种工艺，只能是先下测试管柱进行测试，再下入螺杆泵排采完井管柱，且在开采过程中，一旦需要测试、取样测压时，则需要提出螺杆泵排采完井管柱，尔后再次下入螺杆泵排采完井管柱，费时费力，工序繁琐，成本极高。为此需要开发一种既能测试测压，又能进行排液开采，同时又能越泵加热的一体化的排采完井管柱的螺杆泵及工艺方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无需多次起下测试管柱即可实现射孔、测试、取样、测压、酸化、注排、加热和排采的全通径空芯转子螺杆泵。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种全通径空芯转子螺杆泵，包括定子、转子和定位短节；所述定子、所述转子和所述定位短节均为筒体结构；其中：

所述定子的侧壁壁厚为8～8.7mm、外径与井筒的内径相适应；在所述定子的内壁上加工有宽度为276～298mm的螺旋状凹槽；

所述转子包括套装在所述定子内侧的金属筒体和覆在所述金属筒体外壁上的一层厚度为5～30mm的橡胶衬套；在所述转子外壁上加工有与所述定子内壁上的螺旋状凹槽能够实现耦配合的螺旋状凸起，且每一圈螺旋状凹槽和相互配合螺旋状凸起之间形成环空空间容量在25～55mL之间；所述转子的内径为50～69mm、侧壁壁厚为20～22mm；

所述定位短节设置在所述定子底端，且所述定位短节的内径小于所述转子的外径，使所述转子限位于所述定位短节的上端面上同时能够保证所有测试工具通过所述转子和所述定位短节的内腔下放至井下。具体来说，即使之定子的内腔和限位短接能够顺利的通过测试时所有的工具，并能达到测试管柱联作一体化，达到节省测试时间得效果。

通过对传统螺杆泵进行改进，该全通径空芯转子螺杆泵子的胶筒有效通径要适应通过取样器、压力计、连续油管、过泵加热系统工具等测试工具。转子的结构加大其旋转直径和截面直径外还要考虑空芯转子的加热电缆通过。限位短接是限定转子的通过及可使测试工具和加热系统通过。

其中，所述定子采用硅胶制成；转子采用N80钢或P110钢制成；定位短节采用N80钢制成。

所述转子两端分别安装有导电插头和导电插座，且所述导电插头和所述导电插座之间通过设置在所述转子内腔的通电电缆形成电连接。

具体地，所述导电插头包括导电插头包括第一铜棒和设置在第一铜棒顶面上细铜棒；所述导电插座包括第二铜棒；自所述第二铜棒底面向内凹陷开设有一与所述细铜棒尺寸相适应的轴向插槽，自所述细铜棒顶端开设有一将所述细铜棒上部分割为两瓣的轴向深槽，所述轴向深槽内设置有一波浪形簧片，使所述细铜棒插入所述轴向插槽后，所述细铜棒上部的两瓣式结构在簧片的弹力作用下向外扩张，与轴向插槽内壁始终保持接触状态；在所述第一铜棒和所述第二铜棒的外壁上均覆有一层厚度在2～3mm之间的采用聚醚砜酮制成的绝缘层。

所述定子顶端和底端分别螺纹连接有上接头和下接头；所述上接头用于与油管螺纹连接；所述下接头用于与钻杆螺纹连接。

所述下接头为筒体结构，其内壁上部向内凹陷形成有环形台阶；所述定位短节顶端设有与所述环形台阶相互配合的环形凸缘，使所述定位短节套装在所述下接头内侧且限位于所述环形台阶上；所述定位短节环形凸缘处外径大于所述定子外径，使所述下接头套装并螺纹连接固定在所述定子底端同时使定位短节固定在所述定子底端。

与现有技术相比，该全通径空芯转子螺杆泵既能测试测压，又能进行排液开采，同时又能越泵加热的一体化的螺杆泵系统及完井管柱。

附图说明

图1为本实用新型的全通径空芯转子螺杆泵的结构示意图；

图2为本实用新型的全通径空芯转子螺杆泵的定位短节的结构示意图；

图3为本实用新型的全通径空芯转子螺杆泵的导电插头的结构示意图；

图4为本实用新型的全通径空芯转子螺杆泵的导电插座的结构示意图；

图5(a)为本实用新型的全通径空芯转子螺杆泵与其它部件组装成的转子工作管串的上半部分结构示意图；

图5(b)为本实用新型的全通径空芯转子螺杆泵的转子与其它部件组装成的转子工作管串的下半部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。

为了实现越泵加热和一次下入管柱无需反复提起即可既能完成测试测压，又能进行排液开采，因此设计了具有特殊结构的全通径空芯转子螺杆泵。

实施例1

如图1所示为一种适用于内径大于114.3mm的井筒内进行测试、排液作业的全通径空芯转子螺杆泵，其包括套装且相互配合的转子和定子1以及设置在定子1底端的定位短节4；其中：

定子1为筒体结构，其套装在所述转子外侧且在所述定子的内壁上加工有宽度为__大于5__mm的螺旋状凹槽；定子1的外径为114.3mm，侧壁壁厚为8.5mm；

转子2为筒体结构，其包括套装在所述定子内侧的金属筒体201和覆在所述金属筒体外壁上的一层厚度为20mm的橡胶衬套202；所述转子的通径为69mm，金属筒体201的侧壁壁厚为20mm，旋转直径为87mm；

在所述转子外壁上加工有与所述定子内壁上的螺旋状凹槽能够实现耦配合的螺旋状凸起，其中，定子1和转子2的长度为7700mm，在定子和转子的内壁上自上而下螺旋盘旋形成有多道螺旋圈，每圈螺旋状凹槽和相互配合的螺旋状凸起之间形成环空空间容量约30～35mL，使螺杆泵的排量达到500～1000L；

所述定子1顶端和底端分别螺纹连接有筒形结构的上接头5和下接头6；所述上接头5内壁上形成有用于与油管螺纹连接的连接内螺纹；所述下接头6外壁上形成有用于与钻杆螺纹连接的连接外螺纹；

定位短节4也为筒体结构，其设置并固定在定子1底端，具体地，下接头6内壁上部向内凹陷形成有环形台阶，定位短节4顶端设有与环形台阶相互配合的环形凸缘，使定位短节4套装在下接头内侧且环形凸缘限位于环形台阶上；定位短节4的内径小于转子的外径，使转子底端限位在定位短节4的顶面上；下接头套装并螺纹连接固定在定子1底端，使定位短节4固定在定子1底端；

其中，定子采用硅胶制成；转子和定位短节采用N80钢制成；

为实现越泵加热，在转子两端分别设置并安装有导电插头和导电插座，且导电插头和导电插座之间通过设置在转子内腔的通电电缆形成电连接；

如图3所示，导电插头包括导电插头包括第一铜棒801和设置在第一铜棒顶面上细铜棒802；如图4所示，导电插座包括第二铜棒803；自第二铜棒803底面向内凹陷开设有一与细铜棒尺寸相适应的轴向插槽804，自细铜棒顶802端开设有一将细铜棒上部分割为两瓣的轴向深槽，轴向深槽内设置有一波浪形簧片805，使细铜棒802插入轴向插槽804后，细铜棒802上部的两瓣式结构在簧片805的弹力作用下向外扩张，与轴向插槽804内壁始终保持接触状态；在第一铜棒801和第二铜棒803的外壁上均覆有一层或两层采用聚醚砜酮制成的绝缘层3，起到导电插头和导电插座与转子的金属外壳绝缘的作用同时，也使导电插头和导电插座安装并固定在转子两端。

该全通径空芯转子螺杆泵使用时，首先组装完成定子工作管串和转子工作管串。其中，所述定子1和定位短节4通过下接头6连接固定，定子1顶端连接有上接头，通过定子的上接头5和下接头6在定子顶端和低端分别螺纹连接相应长度的油管管串，使测试管柱下入井内的目的地层深度；如图5(a)和图5(b)所示，所述转子2与可导电传扭矩抽油杆装置、导电静动转换连接装置和防摆纠偏装置配套使用并组装成转子工作管串；具体地，该转子工作管串自上而下依次连接的多节第一可导电传扭矩抽油杆7、全通径空芯螺杆泵转子2、第二可导电传扭矩抽油杆9、防摆纠偏装置10、导电静动转换连接装置11和加热装置12，上述各部件之间通过导电电缆连接且设置于各部件端部的导电插头或导电插座相互插装形成电连接，并通过设置在两部件连接处的连接接箍依次螺纹连接固定。其中，导电静动转换连接装置的具体结构公开在申请号为2016107550567的专利中；防摆纠偏装置的具体结构公开在申请号为2016107531212的专利中；可导电传扭矩抽油杆装置的具体结构公开在申请号为2016107531335的专利中；可导电传扭矩抽油杆用于延长工具管串至合适的长度；加热装置为一根具有加热及温控功能的加热棒。

利用上述定子工作管和转子工作管串进行常规排液作业，具体步骤如下：

把连接好的定子工作管串连接测试管柱(DST－TCP、APR－PCT)组合下入预定深度；

校深并调整测试管柱，使射孔抢对准应射层位射孔；

一开一关作业；

二开二关作业观察井内液位变化；

若地层不能自喷或未能达到设计要求则下入转子工作管串进行举升排液；

当遇有稠油或者因热散失导致原油流动不畅时下入加热系统进行加热；

当遇到如温度较低致使泵下原油流动不畅或因泵挂深度受限等情形时泵下液体流动不畅可下入过泵加热系统(半潜式钻井平台进行泥面以下加热)；

通过排液落实地层实际产液性质及能力性质后：

A、若能满足求产作业条件则按照作业设计完成求取产能工作并获取高压物性样及测压力恢复等工作；

B、否则，起出转子可进行酸化、注排作业等增产措施；

完井结束后起出定子结束。

从上述施工步骤可以明显看出，通过使用该全通径空芯转子螺杆泵即可实现一趟测试管柱能够实现多项测试功能，省去了传统开采过程中，一旦需要测试、取样测压时，则需要提出螺杆泵排采完井管柱，尔后再次下入螺杆泵排采完井管柱的工序，测试完成后能够直接进行越泵加热、排液开采，不影响开关井作业，安全性更加可靠，降低了成本的同时，相对于传统开采节省了40％的时间。

Claims (5)

1.一种全通径空芯转子螺杆泵，其特征在于，包括定子、转子和定位短节；所述定子、所述转子和所述定位短节均为筒体结构；其中：

所述定子的侧壁壁厚为8～8.7mm、外径与井筒的内径相适应；在所述定子的内壁上加工有宽度为276～298mm的螺旋状凹槽；

所述转子包括套装在所述定子内侧的金属筒体和覆在所述金属筒体外壁上的一层厚度为5～30mm的橡胶衬套；在所述转子外壁上加工有与所述定子内壁上的螺旋状凹槽能够实现耦配合的螺旋状凸起，且每一圈螺旋状凹槽和相互配合螺旋状凸起之间形成环空空间容量在25～55mL之间；其中，所述转子的金属筒体的侧壁壁厚为20～22mm、内径为50～69mm；

所述定位短节设置在所述定子底端，且所述定位短节的内径小于所述转子的外径，使所述转子限位于所述定位短节的上端面上同时能够保证所有测试工具通过所述转子和所述定位短节的内腔下放至井下。

2.根据权利要求1所述的全通径空芯转子螺杆泵，其特征在于，所述转子两端分别安装有导电插头和导电插座，且所述导电插头和所述导电插座之间通过设置在所述转子内腔的通电电缆形成电连接。

3.根据权利要求2所述的全通径空芯转子螺杆泵，其特征在于，所述导电插头包括导电插头包括第一铜棒和设置在第一铜棒顶面上细铜棒；所述导电插座包括第二铜棒；自所述第二铜棒底面向内凹陷开设有一与所述细铜棒尺寸相适应的轴向插槽，自所述细铜棒顶端开设有一将所述细铜棒上部分割为两瓣的轴向深槽，所述轴向深槽内设置有一波浪形簧片，使所述细铜棒插入所述轴向插槽后，所述细铜棒上部的两瓣式结构在簧片的弹力作用下向外扩张，与轴向插槽内壁始终保持接触状态；在所述第一铜棒和所述第二铜棒的外壁上均覆有绝缘层。

4.根据权利要求1所述的全通径空芯转子螺杆泵，其特征在于，所述定子顶端和底端分别螺纹连接有上接头和下接头；所述上接头用于与钻杆或油管螺纹连接；所述下接头用于与钻杆或油管螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的全通径空芯转子螺杆泵，其特征在于，所述下接头为筒体结构，其内壁上部向内凹陷形成有环形台阶；所述定位短节顶端设有与所述环形台阶相互配合的环形凸缘，使所述定位短节套装在所述下接头内侧且限位于所述环形台阶上；所述定位短节环形凸缘处外径大于所述定子外径，使所述下接头套装并螺纹连接固定在所述定子底端同时使定位短节固定在所述定子底端。