CN207131384U - 一种防气采油一体化管柱装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防气采油一体化管柱装置，包括套管和位于套管中心的抽油管，套管的卡封层位与人工井底之间设有两个相互间隔的生产层位一和生产层位二，卡封层位与生产层位一之间设有封隔器，封隔器连接在抽油管中且坐封在套管的内壁，封隔器下方的抽油管中安装有中空放气泵，中空放气泵的下方连接有筛管，筛管的下方连接有固体缓释防蜡管，固体缓释防蜡管的下方设有将抽油管下端口封闭的丝堵。该防气采油一体化管柱装置工作时，产液、气体由筛管进入中空防气泵，中空防气泵通过油气混抽实现下部生产层位的生产。固体缓释防蜡管可改善原油流动性、降原油凝固点，延缓油井结蜡，实现卡层后下部低产能、含气层位的生产。

Description

一种防气采油一体化管柱装置

技术领域

本实用新型涉及一种采油管柱，尤其涉及一种防气采油一体化管柱装置，属于采油设施技术领域。

背景技术

油田大多数油井为多层系同时开采，部分井因层间差异或水进存在层间干扰，使部分油层不能发挥应有的作用。现场通过桥塞、封隔器等井下工具进行卡层分采，达到了稳油控水、增产降耗的目的，但也存在一定的不足，主要体现在：

1、气体影响

当下部层位存在脱气，封隔器或桥塞卡封后，气体无法外排在卡封层位聚集，当气体聚集到一定程度后抑制油层，影响油井生产。

2、层位间距大

当卡封的上部层位较高，下部层位产能较低时，例如生产层位一、二层间距大，产液能力低且含气，往往要求过油层下泵生产。“桥塞+封隔器”无法实现，插管采油以及“封隔器+泵”也因气体影响，无法实现。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种防气采油一体化管柱装置，可实现卡层后下部低产能、含气层位的生产。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种防气采油一体化管柱装置，包括套管和位于套管中心的抽油管，所述套管的卡封层位与人工井底之间设有两个相互间隔的生产层位一和生产层位二，所述卡封层位与生产层位一之间设有封隔器，所述封隔器连接在抽油管中且坐封在套管的内壁，所述封隔器下方的抽油管中安装有中空放气泵，所述中空放气泵的下方连接有筛管，所述筛管的下方连接有固体缓释防蜡管，所述固体缓释防蜡管的下方设有将抽油管下端口封闭的丝堵。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：封隔器卡封上部层位的同时起到固定管柱作用，封隔器内中心管的内径大于中空放气泵的外径，使得中空防气泵可以根据下部生产层位的产液能力安装在封隔器下方的合适位置；产液、气体由筛管进入中空防气泵，中空防气泵通过油气混抽实现下部生产层位的生产。固体缓释防蜡管包括超浓缩固体防蜡降凝药块、精细过滤器和分流罩，可改善原油流动性、降原油凝固点，延缓油井结蜡。中空防气泵是一种不依赖气锚的防气装置，设置的中空腔室给气体开辟了绕行通道，使其不经游动阀球和柱塞中心孔而排出，实现油气混输、卡封后的带气生产。上行时，游动阀关闭，泵筒之间腔室内压力降低，固定阀球打开，原油、溶解气、游离气进入泵筒腔室内；柱塞继续上行，当柱塞下端经过中空段时，中空腔室和泵筒下腔室连通，泵筒下腔室内的溶解气、游离气大量进入中空环腔内。下行时，环腔内气体被压缩，同时游动阀打开排油，当柱塞上端经过中空环腔时，环腔内气体上逸，直至下冲程结束。

作为本实用新型的进一步改进，所述封隔器包括内中心管，所述内中心管的上端旋接有上接头，所述内中心管的上端旋接在上接头下端的母螺纹中；所述内中心管的中部套装有外中心管，所述外中心管上安装有多个胶筒，所述胶筒的下端设有下胶筒座，所述下胶筒座的下方设有坐封驱动机构；所述胶筒的上方设有上胶筒座，所述上胶筒座的上方设有带内锁齿的外锁套，所述外锁套的上方设有可以将外锁套锁定的锁扣机构，所述外锁套和锁扣机构的外周设有上外套，所述上外套的下端旋接在所述上胶筒座的上部外周，所述上外套的上端通过解封销钉连接在所述上接头的下部外周，所述上外套的下部圆周上设有上外套通液孔，所述上接头的下端面与所述锁扣机构的上端之间安装有封堵隔环，所述封堵隔环的外周通过隔环螺钉固定在所述上外套的内壁，与所述封堵隔环的内周与所述内中心管的外周相贴合，所述内中心管与所述封堵隔环相接触的圆周上设有内中心管正洗进液孔；所述封堵隔环的上下端面之间设有轴向贯通的隔环通液孔。在管柱遇卡时，上提管柱解卡，解封销钉被剪断，内中心管相对于上外套上行一段距离，同时锁扣机构解锁，胶筒复原。内中心管正洗进液孔脱离封堵隔环的封堵，流体从内中心管正洗进液孔进入上外套与内中心管之间的环空，通过隔环通液孔向下流动，直至从上外套通液孔流出，实现正循环洗井。该洗井方式流体冲刷能力强，由于上外套通液孔位于封隔器胶筒的上部，可对封隔器胶筒上部区域的沉积物直接进行冲刷，边洗井边活动管柱，能使封隔器上部的沉积物逐层坍塌悬浮，对管柱解卡能起到非常好的效果，避免油水井大修，极大缩短作业占井周期，减少作业成本。该封隔器增加了正洗功能，流体可对封隔器胶筒上部区域的沉积物直接进行冲洗，边洗井边活动管柱，能使封隔器上部的沉积物逐层坍塌悬浮，加快管柱解卡。

作为本实用新型的进一步改进，所述锁扣机构包括锁指座、弹性锁扣指、卡爪套和固定帽，所述卡爪套位于所述锁指座的内腔，所述卡爪套及锁指座的上端共同固定在所述固定帽中，所述固定帽的顶面位于所述封堵隔环的下方，所述固定帽的下端支撑在所述上外套的内台阶上；所述弹性锁扣指位于锁指座下部圆周上的槽口中且弹性锁扣指的外表面设有外锁齿，所述弹性锁扣指的外锁齿可与所述外锁套的内锁齿相扣合；所述卡爪套的下端均匀分布有多个可使弹性锁扣指向外张开的弹性卡爪，各弹性卡爪的内壁抵靠在所述内中心管的外圆周上。卡爪套的上端通过凹凸面被锁指座的上端压紧，锁指座的上端外周设有外螺纹与固定帽的内螺纹相旋接，使锁指座和卡爪套的上端与固定帽固定；坐封前，卡爪套抵靠在内中心管的大直径段，弹性卡爪推动弹性锁扣指向外张开，等待与外锁套结合；坐封时，坐封驱动机构推动下胶筒座上行，下胶筒座向上挤压胶筒鼓胀实现坐封，同时上胶筒座推动外锁套上行，直至外锁套的内锁齿与弹性锁扣指的外锁齿相啮合而锁定，外锁套保持不动，使胶筒受到的挤压力得以保持从而维持在坐封状态。解封时，上提管柱，解封销钉被剪断，内中心管上行一段距离，卡爪套的弹性卡爪相对滑行至内中心管的小直径段，使得弹性卡爪失去向外推动的支撑力，弹性锁扣指向内收缩，与外锁套解锁，胶筒借助于自身的弹性回复，从而实现解封。

作为本实用新型的进一步改进，各所述弹性卡爪的外周设有上小下大的圆锥面，所述弹性锁扣指的下端抵靠在各弹性卡爪的圆锥面上；各弹性卡爪的内壁抵靠在所述内中心管的大直径段外壁上，所述内中心管的大直径段下方为小直径段。当弹性卡爪抵靠在内中心管的大直径段时，弹性卡爪的圆锥面将弹性锁扣指向外弹出，使其能够将外锁套锁定。当弹性卡爪抵靠在内中心管的小直径段时，弹性卡爪向内退让，使弹性锁扣指失去支撑，从而与外锁套解锁。

作为本实用新型的进一步改进，所述封堵隔环的内圆周壁与所述内中心管之间通过内密封圈实现密封，所述内密封圈分别位于所述内中心管正洗进液孔的上下两侧，所述封堵隔环的外圆周壁与所述上外套之间通过外密封圈实现密封。在正洗作业前，封堵隔环和内密封圈将内中心管正洗进液孔可靠地封闭。

作为本实用新型的进一步改进，所述下胶筒座的下部外周设有下外套，所述下外套的圆周上均匀分布有反洗出液孔，所述内中心管与外中心管之间的环状空间与各所述反洗出液孔相通。胶筒坐封时，流体从上外套上的上外套通液孔进入，沿内中心管与外中心管的环空下行，最终从下外套的反洗出液孔流出，实现对胶筒下方的反洗。

作为本实用新型的进一步改进，所述坐封驱动机构包括两级相串联的液力驱动机构，每级液力驱动机构分别设有坐封驱动液压腔，所述内中心管的下端圆周上分别设有与各坐封驱动液压腔相通的内中心管坐封进液孔。流体从内中心管坐封进液孔分别进入坐封驱动液压腔，两级液力驱动机构共同推动下胶筒座向上挤压。

作为本实用新型的进一步改进，所述内中心管的下端旋接有下接头，所述液力驱动机构的缸套最下端通过坐封剪切销钉与所述下接头相固定。当压力达到设定值时，液力驱动机构向上的推力将坐封剪切销钉剪断，使液力驱动机构的活塞推动下胶筒座向上挤压。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型防气采油一体化管柱装置的结构示意图。

图2为图1中封隔器的结构示意图。

图3为图2中A部位的放大图。

图中：G1.套管；G2.抽油管；G3.筛管；G4.固体缓释防蜡管；F0.卡封层位；F1.生产层位一；F2.生产层位二；S1.封隔器；B1.中空放气泵；D1.丝堵；1.上接头；2.内中心管；2a.内中心管正洗进液孔；2b.内中心管坐封进液孔；3.上外套；3a.上外套通液孔；3b.解封销钉；4.外中心管；5.上胶筒座；6.胶筒；7.下胶筒座；8.下外套；8a.反洗出液孔；8b.坐封剪切销钉；9.液力驱动机构；9a.坐封驱动液压腔；10.下接头；11.外锁套；12.固定帽；13.锁指座；14.卡爪套；14a.弹性卡爪；15.弹性锁扣指；16.封堵隔环；16a.隔环通液孔；16b.隔环螺钉；16c.内密封圈；16d.外密封圈。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型防气采油一体化管柱装置包括套管G1和位于套管G1中心的抽油管G2，套管G1的卡封层位F0与人工井底之间设有两个相互间隔的生产层位一F1和生产层位二F2，卡封层位F0与生产层位一F1之间设有封隔器S1，封隔器S1连接在抽油管G2中且坐封在套管G1的内壁，封隔器S1下方的抽油管G2中安装有中空放气泵B1，中空放气泵B1的下方连接有筛管G3，筛管G3的下方连接有固体缓释防蜡管G4，固体缓释防蜡管G4的下方设有将抽油管G2下端口封闭的丝堵D1。

封隔器S1卡封上部层位的同时起到固定管柱作用，封隔器内中心管的内径大于中空放气泵B1的外径，使得中空防气泵可以根据下部生产层位的产液能力安装在封隔器S1下方的合适位置；产液、气体由筛管G3进入中空防气泵，中空防气泵通过油气混抽实现下部生产层位的生产。固体缓释防蜡管G4包括超浓缩固体防蜡降凝药块、精细过滤器和分流罩，可采用南通市华业石油机械有限公司生产的HYHSFL型固体缓释防蜡管，固体缓释防蜡管G4可改善原油流动性、降原油凝固点，延缓油井结蜡。中空防气泵是一种不依赖气锚的防气装置，可以采用科锐机械工程技术有限公司的产品，中空防气泵设置的中空腔室给气体开辟了绕行通道，使其不经游动阀球和柱塞中心孔而排出，实现油气混输、卡封后的带气生产。上行时，游动阀关闭，泵筒之间腔室内压力降低，固定阀球打开，原油、溶解气、游离气进入泵筒腔室内；柱塞继续上行，当柱塞下端经过中空段时，中空腔室和泵筒下腔室连通，泵筒下腔室内的溶解气、游离气大量进入中空环腔内。下行时，环腔内气体被压缩，同时游动阀打开排油，当柱塞上端经过中空环腔时，环腔内气体上逸，直至下冲程结束。

如图2及图3所示，封隔器S1包括内中心管2，内中心管2的上端旋接有上接头1，内中心管2的上端旋接在上接头1下端的母螺纹中；内中心管2的中部套装有外中心管4，外中心管4上安装有多个胶筒6，胶筒6的下端设有下胶筒座7，下胶筒座7的下方设有坐封驱动机构；胶筒6的上方设有上胶筒座5，上胶筒座5的上方设有带内锁齿的外锁套11，外锁套11的上方设有可以将外锁套11锁定的锁扣机构，外锁套11和锁扣机构的外周设有上外套3，上外套3的下端旋接在上胶筒座5的上部外周，上外套3的上端通过解封销钉3b连接在上接头1的下部外周，上外套3的下部圆周上设有上外套通液孔3a，上接头1的下端面与锁扣机构的上端之间安装有封堵隔环16，封堵隔环16的外周通过隔环螺钉16b固定在上外套3的内壁，与封堵隔环16的内周与内中心管2的外周相贴合，内中心管2与封堵隔环16相接触的圆周上设有内中心管正洗进液孔2a；封堵隔环16的上下端面之间设有轴向贯通的隔环通液孔16a。

在管柱遇卡时，上提管柱解卡，解封销钉3b被剪断，内中心管2相对于上外套3上行一段距离，同时锁扣机构解锁，胶筒6复原。内中心管正洗进液孔2a脱离封堵隔环16的封堵，流体从内中心管正洗进液孔2a进入上外套3与内中心管2之间的环空，通过隔环通液孔16a向下流动，直至从上外套通液孔3a流出，实现正循环洗井。该洗井方式流体冲刷能力强，由于上外套通液孔3a位于胶筒6的上部，可对封隔器胶筒6上部区域的沉积物直接进行冲刷，边洗井边活动管柱，能使封隔器上部的沉积物逐层坍塌悬浮，对管柱解卡能起到非常好的效果，避免油水井大修，极大缩短作业占井周期，减少作业成本。该封隔器在保持反洗功能的基础上，增加了正洗功能，流体可对封隔器胶筒6上部区域的沉积物直接进行冲洗，边洗井边活动管柱，能使封隔器上部的沉积物逐层坍塌悬浮，加快管柱解卡。

锁扣机构包括锁指座13、弹性锁扣指15、卡爪套14和固定帽12，卡爪套14位于锁指座13的内腔，卡爪套14及锁指座13的上端共同固定在固定帽12中，固定帽12的顶面位于封堵隔环16的下方，固定帽12的下端支撑在上外套3的内台阶上；弹性锁扣指15位于锁指座13下部圆周上的槽口中且弹性锁扣指15的外表面设有外锁齿，弹性锁扣指15的外锁齿可与外锁套11的内锁齿相扣合；卡爪套14的下端均匀分布有多个可使弹性锁扣指15向外张开的弹性卡爪14a，各弹性卡爪14a的内壁抵靠在内中心管2的外圆周上。

卡爪套14的上端通过凹凸面被锁指座13的上端压紧，锁指座13的上端外周设有外螺纹与固定帽12的内螺纹相旋接，使锁指座13和卡爪套14的上端与固定帽12固定；坐封前，卡爪套14抵靠在内中心管2的大直径段，弹性卡爪14a推动弹性锁扣指15向外张开，等待与外锁套11结合；坐封时，坐封驱动机构推动下胶筒座7上行，下胶筒座7向上挤压胶筒6鼓胀实现坐封，同时上胶筒座5推动外锁套11上行，直至外锁套11的内锁齿与弹性锁扣指15的外锁齿相啮合而锁定，外锁套11保持不动，使胶筒6受到的挤压力得以保持从而维持在坐封状态。解封时，上提管柱，解封销钉3b被剪断，内中心管2上行一段距离，卡爪套14的弹性卡爪14a相对滑行至内中心管2的小直径段，使得弹性卡爪14a失去向外推动的支撑力，弹性锁扣指15向内收缩，与外锁套11解锁，胶筒6借助于自身的弹性回复，从而实现解封。

各弹性卡爪14a的外周设有上小下大的圆锥面，弹性锁扣指15的下端抵靠在各弹性卡爪14a的圆锥面上；各弹性卡爪14a的内壁抵靠在内中心管2的大直径段外壁上，内中心管2的大直径段下方为小直径段。当弹性卡爪14a抵靠在内中心管2的大直径段时，弹性卡爪14a的圆锥面将弹性锁扣指15向外弹出，使其能够将外锁套11锁定。当弹性卡爪14a抵靠在内中心管2的小直径段时，弹性卡爪14a向内退让，使弹性锁扣指15失去支撑，从而与外锁套11解锁。

封堵隔环16的内圆周壁与内中心管2之间通过内密封圈16c实现密封，内密封圈16c分别位于内中心管正洗进液孔2a的上下两侧，封堵隔环16的外圆周壁与上外套3之间通过外密封圈16d实现密封。在正洗作业前，封堵隔环16和内密封圈16c将内中心管正洗进液孔2a可靠地封闭。

下胶筒座7的下部外周设有下外套8，下外套8的圆周上均匀分布有反洗出液孔8a，内中心管2与外中心管4之间的环状空间与各反洗出液孔8a相通。胶筒6坐封时，流体从上外套3上的上外套通液孔3a进入，沿内中心管2与外中心管4的环空下行，最终从下外套8的反洗出液孔8a流出，实现对胶筒6下方的反洗。

坐封驱动机构包括两级相串联的液力驱动机构9，每级液力驱动机构9分别设有坐封驱动液压腔9a，内中心管2的下端圆周上分别设有与各坐封驱动液压腔9a相通的内中心管坐封进液孔2b。流体从内中心管坐封进液孔2b分别进入坐封驱动液压腔9a，两级液力驱动机构9共同推动下胶筒座7向上挤压。

内中心管2的下端旋接有下接头10，液力驱动机构9的缸套最下端通过坐封剪切销钉8b与下接头10相固定。当压力达到设定值时，液力驱动机构9向上的推力将坐封剪切销钉8b剪断，使液力驱动机构9的活塞推动下胶筒座7向上挤压。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (8)

1.一种防气采油一体化管柱装置，包括套管和位于套管中心的抽油管，所述套管的卡封层位与人工井底之间设有两个相互间隔的生产层位一和生产层位二，所述卡封层位与生产层位一之间设有封隔器，所述封隔器连接在抽油管中且坐封在套管的内壁，其特征在于：所述封隔器下方的抽油管中安装有中空放气泵，所述中空放气泵的下方连接有筛管，所述筛管的下方连接有固体缓释防蜡管，所述固体缓释防蜡管的下方设有将抽油管下端口封闭的丝堵。

2.根据权利要求1所述的防气采油一体化管柱装置，其特征在于：所述封隔器包括内中心管，所述内中心管的上端旋接有上接头，所述内中心管的上端旋接在上接头下端的母螺纹中；所述内中心管的中部套装有外中心管，所述外中心管上安装有多个胶筒，所述胶筒的下端设有下胶筒座，所述下胶筒座的下方设有坐封驱动机构；所述胶筒的上方设有上胶筒座，所述上胶筒座的上方设有带内锁齿的外锁套，所述外锁套的上方设有可以将外锁套锁定的锁扣机构，所述外锁套和锁扣机构的外周设有上外套，所述上外套的下端旋接在所述上胶筒座的上部外周，所述上外套的上端通过解封销钉连接在所述上接头的下部外周，所述上外套的下部圆周上设有上外套通液孔，所述上接头的下端面与所述锁扣机构的上端之间安装有封堵隔环，所述封堵隔环的外周通过隔环螺钉固定在所述上外套的内壁，与所述封堵隔环的内周与所述内中心管的外周相贴合，所述内中心管与所述封堵隔环相接触的圆周上设有内中心管正洗进液孔；所述封堵隔环的上下端面之间设有轴向贯通的隔环通液孔。

3.根据权利要求2所述的防气采油一体化管柱装置，其特征在于：所述锁扣机构包括锁指座、弹性锁扣指、卡爪套和固定帽，所述卡爪套位于所述锁指座的内腔，所述卡爪套及锁指座的上端共同固定在所述固定帽中，所述固定帽的顶面位于所述封堵隔环的下方，所述固定帽的下端支撑在所述上外套的内台阶上；所述弹性锁扣指位于锁指座下部圆周上的槽口中且弹性锁扣指的外表面设有外锁齿，所述弹性锁扣指的外锁齿可与所述外锁套的内锁齿相扣合；所述卡爪套的下端均匀分布有多个可使弹性锁扣指向外张开的弹性卡爪，各弹性卡爪的内壁抵靠在所述内中心管的外圆周上。

4.根据权利要求3所述的防气采油一体化管柱装置，其特征在于：各所述弹性卡爪的外周设有上小下大的圆锥面，所述弹性锁扣指的下端抵靠在各弹性卡爪的圆锥面上；各弹性卡爪的内壁抵靠在所述内中心管的大直径段外壁上，所述内中心管的大直径段下方为小直径段。

5.根据权利要求3所述的防气采油一体化管柱装置，其特征在于：所述封堵隔环的内圆周壁与所述内中心管之间通过内密封圈实现密封，所述内密封圈分别位于所述内中心管正洗进液孔的上下两侧，所述封堵隔环的外圆周壁与所述上外套之间通过外密封圈实现密封。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的防气采油一体化管柱装置，其特征在于：所述下胶筒座的下部外周设有下外套，所述下外套的圆周上均匀分布有反洗出液孔，所述内中心管与外中心管之间的环状空间与各所述反洗出液孔相通。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的防气采油一体化管柱装置，其特征在于：所述坐封驱动机构包括两级相串联的液力驱动机构，每级液力驱动机构分别设有坐封驱动液压腔，所述内中心管的下端圆周上分别设有与各坐封驱动液压腔相通的内中心管坐封进液孔。

8.根据权利要求7所述的防气采油一体化管柱装置，其特征在于：所述内中心管的下端旋接有下接头，所述液力驱动机构的缸套最下端通过坐封剪切销钉与所述下接头相固定。