CN207178164U - 抽油泵装置及具有其的稠油井的采油设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种抽油泵装置及具有其的稠油井的采油设备。抽油泵装置包括：泵筒，具有过流通道；柱塞组件，设置在过流通道内以将过流通道分隔为第一腔体和第二腔体，且柱塞组件在泵筒的轴线方向上可移动地设置，柱塞组件具有连通第一腔体和第二腔体的第一状态和使第一腔体和第二腔体断开的第二状态；泵筒进油阀，设置在泵筒的远离第一腔体的一端；其中，泵筒的筒壁上设有能够与第一腔体连通的注汽孔。本实用新型的抽油泵装置集预热阶段的排液功能和生产阶段的采油功能于一体。

Description

抽油泵装置及具有其的稠油井的采油设备

技术领域

本实用新型涉及石油采油领域，具体而言，涉及一种抽油泵装置及具有其的稠油井的采油设备。

背景技术

超稠油蒸汽辅助重力泄油开发(SAGD)采用水平井-水平井组合开采，即在同一垂直油层内上下同时打两口水平井，上部水平井为注汽井，下部水平井为生产井。SAGD采油生产分为预热阶段，修井阶段，生产阶段。其中，在预热阶段，通过注汽井和生产井向油层注入高温蒸汽，使油层内的超稠油转化为可流动的状态。在预热阶段完成后，进入修井阶段，即对生产井进行修井作业，为后续的采油阶段做准备。生产阶段，通过注汽井持续向油层注入高温蒸汽，保证油层有较稳定的蒸汽腔，同时通过生产井进行抽油作业。

SAGD预热阶段，生产井中设置有两个间隔设置，且长度不同的管柱结构，循环预热时通过长度较长的管柱向油层注汽、通过长度尺寸较小的管柱从油层中排液；在井组连通程度大于70％后转入SAGD生产阶段。

经过预热阶段，井组间形成了一定规模的蒸汽腔，油井井底的压力大。为了能安全地实施修井作业，修井前停止向注汽井注汽，同时通过生产井中的长度较短的管柱进行排液以降低油井井底的压力。直到井底的压力具备修井作业条件后方可实施压井及后续修井作业。

修井阶段，由于井底压力较高，排液周期加长；同时修井前的压井作业会导致汽腔收缩，导致修井后汽腔恢复到之前的状态时间长。

其中，预热阶段的排液功能是通过管柱实现的，而采油功能通过抽油泵实现的，现有技术中没有能够集排液和采油于一体的装置。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种抽油泵装置及具有其的稠油井的采油设备，该抽油泵装置能够实现排液功能和采油功能。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种抽油泵装置，该抽油泵装置包括：泵筒，具有过流通道；柱塞组件，设置在过流通道内以将过流通道分隔为第一腔体和第二腔体，且柱塞组件在泵筒的轴线方向上可移动地设置，柱塞组件具有连通第一腔体和第二腔体的第一状态和使第一腔体和第二腔体断开的第二状态；泵筒进油阀，设置在泵筒的远离第一腔体的一端；其中，泵筒的筒壁上设有能够与第一腔体连通的注汽孔。

进一步地，柱塞组件至少具有第一位置和第二位置，当柱塞组件处于第一位置时，柱塞组件遮挡注汽孔，当柱塞组件处于第二位置时，第一腔体与注汽孔连通。

进一步地，抽油泵装置还包括设置在注汽孔处的防溅部，防溅部与注汽孔所在的泵筒的外壁面之间具有间隔。

进一步地，防溅部为套设在泵筒外周的套筒。

进一步地，柱塞组件包括第一单向阀，第一单向阀的过流方向为由泵筒进油阀流至第一腔体。

进一步地，柱塞组件还包括：柱塞杆体，具有杆体通孔；第二单向阀，柱塞杆体的第一端与第一单向阀连接，柱塞杆体的与第一端相对设置的第二端与第二单向阀连接，第二单向阀的过流方向为由泵筒进油阀流至杆体通孔，当柱塞组件处于第一状态时，第一腔体经杆体通孔与第二腔体连通。

进一步地，泵筒包括：第一筒段；第二筒段，与第一筒段连接，其中，第一筒段的第一内部通孔和第二筒段的第二内部通孔形成过流通道。

进一步地，抽油泵装置还包括第一连接接头，第一连接接头分别套在第二筒段和泵筒进油阀的外周以连接第二筒段和泵筒进油阀。

进一步地，抽油泵装置还包括用于连接第一筒段和第二筒段的第二连接接头，第二连接接头分别套设在第一筒段和第二筒段的外周。

进一步地，抽油泵装置还包括抽油杆，抽油杆与柱塞组件连接以带动柱塞组件沿着泵筒的内壁面往复运动。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种稠油井的采油设备，该采油设备包括位于稠油井内的管柱和设置在管柱下方的抽油泵装置。

应用本实用新型的技术方案，泵筒的泵壁上设置有注汽孔，在预热阶段，抽油泵处于停机状态，过流通道的第一腔体通过注汽孔与生产井油层连通，高温水蒸气通过长度较长的管柱不停被注入油层；水蒸气在油层冷凝后形成的液体通过注汽孔，经过第一腔体后排出油层。通过上述的注汽与排液的过程，不停的将水蒸气的热量传递给油层，直到井组连通程度满足生产作业的要求，完成预热作业，转到生产阶段，启动抽油泵装置，开始抽油作业。本申请的抽油泵装置集预热阶段的排液功能和生产阶段的采油功能于一体。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的抽油泵装置的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、泵筒；20、柱塞组件；30、泵筒进油阀；40、防溅部；50、注汽孔；60、第一连接接头；70、第二连接接头；11、第一筒段；12、第二筒段；13、过流通道；21、第一单向阀；22、柱塞杆体；221、杆体通孔；23、第二单向阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了解决现有技术中，没有能够集排液和采油于一体的装置的问题，本实用新型的实施例提供了一种抽油泵装置及具有其的稠油井的采油设备，该抽油泵装置能够实现排液功能和采油功能，具体如下：

如图1所示，抽油泵装置包括泵筒10、柱塞组件20和泵筒进油阀30。泵筒10具有过流通道13，柱塞组件20设置在过流通道13内以将过流通道13分隔为第一腔体和第二腔体，且柱塞组件20在泵筒10的轴线方向上可移动地设置，柱塞组件20具有连通第一腔体和第二腔体的第一状态和使第一腔体和第二腔体断开的第二状态；泵筒进油阀30设置在泵筒10的远离第一腔体的一端；其中，泵筒10的筒壁上设有能够与第一腔体连通的注汽孔50。

泵筒10的泵壁上设置有注汽孔50，在预热阶段，抽油泵装置处于停机状态，过流通道13的第一腔体通过注汽孔50与生产井油层连通。高温水蒸气通过长度较长的管柱不停被注入油层；水蒸气在油层冷凝后形成的液体通过注汽孔50，经过第一腔体，从油管排出油层。通过上述的注汽与排液的过程，不停的将水蒸气的热量传递给油层，直到井组连通程度满足生产作业的要求，完成预热作业，转到生产阶段，启动抽油泵装置，开始抽油作业。本申请的抽油泵装置集预热阶段的排液功能和生产阶段的采油功能于一体。

另外，现有技术中，超稠油蒸汽辅助重力泄油开发(SAGD)预热阶段，生产水平井采用自喷方式排液，井组连通程度大于70％后转入SAGD生产阶段，超稠油蒸汽辅助重力泄油开发(SAGD)生产阶段，单水平井最高排液量在300～450m³/d，需要下入冲程为8m，泵筒内径Φ95mm以上的泵，进行转抽作业。超稠油蒸汽辅助重力泄油开发(SAGD)循环预热阶段，井组间形成了一定规模的蒸汽腔，油井井底压力大，为了安全地实施超稠油蒸汽辅助重力泄油开发(SAGD)水平井修井转抽作业，修井前注汽水平井停注，同时生产水平井进行排液降压，待油井井底具备修井作业条件后方可实施压井及后续修井作业。由于井底压力较高，排液周期加长；同时修井前的压井作业会导致汽腔收缩，汽腔恢复到可进行修井作业的条件的时间长。修井阶段的耗时影响油井生产时率。

而本实施例中，抽油泵装置集预热阶段的排液功能和生产阶段的采油功能于一体。在采油过程中，将上述抽油泵装置设置在管柱下方，能够实现预热阶段的排液以及在生产阶段的抽油功能。这样，预热阶段后不需要修井，直接生产抽油，从而提高了生产效率。

如图1所示，柱塞组件20至少具有第一位置和第二位置，当柱塞组件20处于第一位置时，柱塞组件20遮挡注汽孔50，当柱塞组件20处于第二位置时，第一腔体与注汽孔50连通。

本实施例中，第一位置为柱塞组件20沿图1所示向上运动的上极限位置；第二位置为柱塞组件20沿图1所示向下运动的下极限位置，也可以是柱塞组件20处于泵筒10的底部的位置。

本实施例中，在生产阶段，柱塞组件20处于第一位置时，遮挡注汽孔50，使第一腔体与生产井油层不连通，避免第一腔体中的油液通过注汽孔50回到生产井油层，从而提高了抽油泵装置的效率。

本实施例中，在预热阶段时，柱塞组件20处于第二位置，第一腔体通过注汽孔50与生产井油层连通。高温水蒸气通过一个长度较长的管柱不停被注入油层；水蒸气在油层冷凝后形成的液体通过注汽孔50，经过第一腔体，从油管排出油层。通过上述的注汽与排液的过程，不停的将水蒸气的热量传递给油层，直到井组连通程度满足生产作业的要求，完成预热作业。

另外，在需要将抽油泵装置提出油井时，柱塞组件20处于第二位置，第一腔体中的油液能通过注汽孔50排到油层，以实现将油液泄出泵筒10的目的。

在未给出的实施例中，也可以这样设置，在柱塞组件20往复运动的整个行程中，注汽孔50始终与第一腔体连通；即柱塞组件20处于第一位置，第一腔体通过注汽孔50与生产井油层连通。

当柱塞组件20处于上行程时，由于注汽孔50与第一腔体连通，柱塞组件20通过注汽孔50将第一腔体中的气体排到油层中，能有效防止气锁。

另外，在未给出的实施例中，柱塞组件20处于上行程时，第二腔体通过注汽孔50与生产井油层连通。油层中的油液通过注汽孔50进入第二腔体中，实现二次进油的目的，通过上述设置，柱塞组件20处于上行程时，油液可以从泵筒进油阀30与注汽孔50两处进入第二腔体，提高在柱塞组件20到达上极限位置时，第二腔体中的含油量。

如图1所示，抽油泵装置还包括设置在注汽孔50处的防溅部40，防溅部40与注汽孔50所在的泵筒10的外壁面之间具有间隔。

在注汽孔50处设置与泵筒10的外壁面之间具有间隔的防溅部40。在向第一腔体注入蒸汽时，蒸汽通过注汽孔50喷射到防溅部40，避免蒸汽直接喷射到设置在抽油泵装置外部的套管而造成套管损坏。

如图1所示，防溅部40为套设在泵筒10外周的套筒。将防溅部40设置为套设在泵筒10的外周的套管，使防溅部40与泵筒10连接为一体，简化抽油泵装置的结构，易于实现。

另外，本实施例中的泵筒进油阀30设置质量较大的阀球，该设置的泵筒进油阀30在大斜度情况可有效强制关闭泵筒进油阀30，避免油液从泵筒进油阀30漏失，实现上述抽油泵装置在大斜度时能正常工作的目的。上述大斜度为油井的轴线与水平方向的夹角在15°至90°之间。

本实施例的抽油泵装置具有以下优点：

(1)结构合理，满足水平井大排液量的要求，适合井斜的要求。

(2)下放柱塞组件20至泵底，可向第一腔体注入蒸汽，防溅部40的设置可防止蒸汽多次从注汽孔50向泵筒10外的套管喷射，造成套管损坏。

(3)柱塞组件20上行时，注汽孔50与套管相通，可排出泵内的游离和吸入口处的气体，防止气锁。

(4)柱塞组件20处于上极限位置时，注汽孔50的设置可实现二次进油，提高抽油泵装置的充满系数。

(5)柱塞组件20处于下行程时，加快泵筒进油阀30的关闭速度，减少漏失，提高泵效。

(6)上提柱塞组件20出泵筒10或下放柱塞组件20至泵底，可进行泄油。

(7)在面临突然停电时，柱塞组件20始终在泵筒10上部，防止沉砂而卡泵。

如图1所示，柱塞组件20包括第一单向阀21，第一单向阀21的过流方向为由泵筒进油阀30流至第一腔体。

本实施例中，在采油过程中，抽油泵装置的泵筒进油阀30所在的一端位于井内的油层中，而抽油泵装置的另一端，即第一单向阀21所在的一端靠近井口处，泵筒进油阀30为过流方向与第一单向阀21相同的单向阀，泵筒进油阀30与第一单向阀21包含阀座和阀门，以及油液出口与油液进口。在生产阶段，柱塞组件20处于上行程时，第一单向阀21阀门关闭，泵筒进油阀30的阀门开启，油液从油层经过泵筒进油阀30进入第二腔体；柱塞组件20到达上极限位置后，转到下行程，第一单向阀21的阀门开启，泵筒进油阀30的阀门关闭，油液从第二腔体经过第一单向阀21的油液进口，从第一单向阀21的油液出口进入第一腔体；柱塞组件20到达下极限位置后，转到上行程，第一单向阀21的阀门关闭，泵筒进油阀30的阀门开启，油液从油层经过泵筒进油阀30进入第二腔体，同时柱塞组件20将第一腔体中的油液压出第一腔体，使油液进入连接在抽油泵装置的远离泵筒进油阀30的一端的管柱。抽油泵装置中设置第一单向阀21，可以控制泵筒10中的油液流动方向，结构简单，易于实现。

如图1所示，本实用新型的实施例中，柱塞组件20还包括柱塞杆体22和第二单向阀23。柱塞杆体22具有杆体通孔221；柱塞杆体22的第一端与第一单向阀21连接，柱塞杆体22的与第一端相对设置的第二端与第二单向阀23连接，第二单向阀23的过流方向为由泵筒进油阀30流至杆体通孔221，当柱塞组件20处于第一状态时，第一腔体经杆体通孔221与第二腔体连通。

柱塞组件20中设置与第一单向阀21连接的柱塞杆体22，在柱塞杆体22远离第一单向阀21的一段设置第二单向阀23，该第二单向阀23的过流方向与第一单向阀21的过流方向一致，抽油泵装置在第一单向阀21的基础上，增加第二单向阀23。柱塞组件20处于上行程时，上述设置，能减少油液通过柱塞组件20从第一腔体漏至第二腔体，提高泵效。

如图1所示，泵筒10包括第一筒段11和与第一筒段11连接的第二筒段12。其中，第一筒段11的第一内部通孔和第二筒段12的第二内部通孔形成过流通道13。

本实施例中，第一筒段11与第二筒段12连接以构成长度较长的泵筒10，单个第一筒段11或者第二筒段12的长度较短，容易加工。因此，通过上述设置的泵筒10，加工简单，易于实现。

如图1所示，抽油泵装置还包括第一连接接头60，第一连接接头60分别套在第二筒段12和泵筒进油阀30的外周以连接第二筒段12和泵筒进油阀30。

设置第一连接接头60以连接第二筒段12与泵筒进油阀30，结构简单，连接处的密封性好，连接强度高。

如图1所示，抽油泵装置还包括用于连接第一筒段11和第二筒段12的第二连接接头70，第二连接接头70分别套设在第一筒段11和第二筒段12的外周。

第一筒段11通过第二连接接头70连接第一筒段11，构成的泵筒10结构简单，连接处的密封性好，连接强度高。

如图1所示，抽油泵装置还包括抽油杆，抽油杆与柱塞组件20连接以带动柱塞组件20沿着泵筒10的内壁面往复运动。

通过上述设置，在生产阶段，通过抽油杆向柱塞组件20提供动力，以使柱塞组件20能沿着泵筒10的轴向方向往复运动。

本实施例中，柱塞组件20长度较长，这样在生产阶段，柱塞组件20处于下极限位置时，柱塞组件20的一部分处于泵筒10外部，使得落物、砂粒不能进入泵筒10或在泵筒10口部堆积，因此能够有效防止落物、砂粒卡埋柱塞组件20和堵塞泵筒进油阀30，以及落物垫住阀球造成漏失的现象，提高了泵效。

泵筒进油阀30远离柱塞组件20的一端连接有油管以使油层中的油液能经过油管与泵筒进油阀30进入第二腔体。

本申请的实施例提出了一种稠油井的采油设备，采油设备包括位于稠油井内的管柱和设置在管柱下方的抽油泵装置。

本实施例的抽油泵为集排液功能和生产阶段的采油功能于一体的装置，包括抽油泵装置的采油设备，在预热阶段通过长度较长的管柱向生产井注汽，通过抽油泵的注汽孔50将油层中的液体经长度较短的管柱排出油井，实现对稠油加热的目的。油层预热到井组连通程度满足生产作业的要求后，转入生产阶段，抽油泵装置用于生产井抽油。实现在采油生产中，预热阶段后不需要修井，直接生产抽油的目的。

本申请实施例，在超稠油蒸汽辅助重力泄油开发(SAGD)预热阶段前，在生产井中下入抽油泵装置，由于本实施例的抽油泵装置集预热阶段的排液功能和生产阶段的采油功能于一体。抽油泵装置在循环预热结束后可直接转入超稠油蒸汽辅助重力泄油开发(SAGD)生产阶段，减少压井、修井作业环节，节约成本，提高生产时率，减轻对蒸汽腔的损害，提高蒸汽利用率，从而提高SAGD的油井生产效果。

本实施例的抽油泵装置的全部零配件均采用钢制结构，并有防腐涂层处理，既增加了强度，又起到了防腐作用，整体结构简单、紧凑合理、加工容易、安装方便、性能可靠。

本实施例的抽油泵装置经现场试验应用，性能可靠，操作方便，达到了设计要求。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：泵筒的泵壁上设置有注汽孔，在预热阶段，抽油泵处于停机状态，注汽孔使泵的过流通道的第一腔体与生产井油层连通。高温水蒸气通过长度较长的管柱不停被注入油层；水蒸气在油层冷凝后形成的液体通过注汽孔，经过第一腔体，从油管排出油层。通过上述的注汽与排液的过程，不停的将水蒸气的热量传递给油层，直到井组连通程度满足生产作业的要求，完成预热作业，转到生产阶段，启动抽油泵装置，开始抽油作业，因此，本申请的抽油泵装置能够集预热阶段的排液功能和生产阶段的采油功能于一体。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种抽油泵装置，其特征在于，所述抽油泵装置包括：

泵筒(10)，具有过流通道(13)；

柱塞组件(20)，设置在所述过流通道(13)内以将所述过流通道(13)分隔为第一腔体和第二腔体，且所述柱塞组件(20)在所述泵筒(10)的轴线方向上可移动地设置，所述柱塞组件(20)具有连通所述第一腔体和所述第二腔体的第一状态和使所述第一腔体和所述第二腔体断开的第二状态；

泵筒进油阀(30)，设置在所述泵筒(10)的远离所述第一腔体的一端；

其中，所述泵筒(10)的筒壁上设有能够与所述第一腔体连通的注汽孔(50)。

2.根据权利要求1所述的抽油泵装置，其特征在于，所述柱塞组件(20)至少具有第一位置和第二位置，当所述柱塞组件(20)处于所述第一位置时，所述柱塞组件(20)遮挡所述注汽孔(50)，当所述柱塞组件(20)处于所述第二位置时，所述第一腔体与所述注汽孔(50)连通。

3.根据权利要求1所述的抽油泵装置，其特征在于，所述抽油泵装置还包括设置在所述注汽孔(50)处的防溅部(40)，所述防溅部(40)与所述注汽孔(50)所在的泵筒(10)的外壁面之间具有间隔。

4.根据权利要求3所述的抽油泵装置，其特征在于，所述防溅部(40)为套设在所述泵筒(10)外周的套筒。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的抽油泵装置，其特征在于，所述柱塞组件(20)包括第一单向阀(21)，所述第一单向阀(21)的过流方向为由所述泵筒进油阀(30)流至所述第一腔体。

6.根据权利要求5所述的抽油泵装置，其特征在于，所述柱塞组件(20)还包括：

柱塞杆体(22)，具有杆体通孔(221)；

第二单向阀(23)，所述柱塞杆体(22)的第一端与所述第一单向阀(21)连接，所述柱塞杆体(22)的与所述第一端相对设置的第二端与所述第二单向阀(23)连接，所述第二单向阀(23)的过流方向为由所述泵筒进油阀(30)流至所述杆体通孔(221)，

当所述柱塞组件(20)处于所述第一状态时，所述第一腔体经所述杆体通孔(221)与所述第二腔体连通。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的抽油泵装置，其特征在于，所述泵筒(10)包括：

第一筒段(11)；

第二筒段(12)，与所述第一筒段(11)连接，其中，所述第一筒段(11)的第一内部通孔和所述第二筒段(12)的第二内部通孔形成所述过流通道(13)。

8.根据权利要求7所述的抽油泵装置，其特征在于，所述抽油泵装置还包括第一连接接头(60)，所述第一连接接头(60)分别套在所述第二筒段(12)和所述泵筒进油阀(30)的外周以连接所述第二筒段(12)和所述泵筒进油阀(30)。

9.根据权利要求7所述的抽油泵装置，其特征在于，所述抽油泵装置还包括用于连接所述第一筒段(11)和所述第二筒段(12)的第二连接接头(70)，所述第二连接接头(70)分别套设在所述第一筒段(11)和所述第二筒段(12)的外周。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的抽油泵装置，其特征在于，所述抽油泵装置还包括抽油杆，所述抽油杆与所述柱塞组件(20)连接以带动所述柱塞组件(20)沿着所述泵筒(10)的内壁面往复运动。

11.一种稠油井的采油设备，其特征在于，所述采油设备包括位于稠油井内的管柱和设置在所述管柱下方的抽油泵装置，其中，所述抽油泵装置为权利要求1至10中任一项所述的抽油泵装置。