CN218882202U - 一种小套管井防气防偏磨提液管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小套管井防气防偏磨提液管柱，包括油管及油管内部的连续抽油杆，所述油管底端及连续抽油杆的底端同时连接抽油泵，所述抽油泵包括泵筒及泵筒内部的柱塞；所述抽油泵底端连接重力式防气吸入口装置。本实用新型通过抽油泵结构改进和集成化配套，以及加入防气及防偏磨配套，在进一步提升排量能力同时，实现此类井况的长效高效生产。

Description

一种小套管井防气防偏磨提液管柱

技术领域

本实用新型涉及石油工程人工举升技术领域，具体地说是一种小套管井防气防偏磨提液管柱。

背景技术

随着油田的深度开发，采用小尺寸套管或者侧钻完井的油井越来越多。这类井所采用的小尺寸套管内径最小可到82.3mm，而常规主流套管内径一般在121mm或以上。在小尺寸套管内，管杆及抽油泵等工具配套难度增大，侧钻井还存在井斜导致偏磨的问题，还有部分井会出现产液含气影响泵效的不利因素。目前解决侧钻或小套管等小尺寸井眼内举升工艺配套的方式一般有4种。(1)对于侧钻井，当产层供液能力尚可的情况下，举升管柱可以下入非侧钻的较大尺寸套管内，这样配套工艺不需要做改变，例如申请号为202022592042.2的专利做法；(2)对于产液能力偏低的井况，通过选用不超过44mm的泵型，并将其所用较大尺寸接箍简单替换为可以下入小尺寸井筒中的较小型号实现配套应用，例如佘文昌2020年完成的硕士论文《侧钻小套管井开采工艺配套技术》中所述；(3)采用无油管方式进行开采，通过将抽油泵直接下入套管内锚定，并利用空心抽油杆将泵排出的液体输送到地面实现小尺寸井筒内产液举升，如董元军等2015年发表于《石油钻采工艺》杂志的文章《小套管井无油管采油技术的研究与应用》中所述；(4)采用柱塞预置于泵筒内的方式，配套脱接器和泄油器，使得较大的抽油泵柱塞无需通过油管下入，实现在较小套管内更大排量举升，如杨勤生等2014年发表于《石油机械》杂志的文章《小井眼采油配套技术的研究及应用》中所述。该文章中描述其Φ56mm抽油泵的最大外径缩小到80mm，配套上提自动脱卸式脱接器。

目前的几种解决方案中，方案1未对现有技术做出改进；方案3为创新型工艺，通过了现场试验，其抽油泵的锚定可靠性和解锁成功率是关键，有待进一步验证；方案2为常规思路，方案4在方案2的基础上配合井下工具设计创新进一步提升了工艺技术参数，但其所采用的脱接方案以及抽油泵结构设计并非最佳方案。以上所有方案均未对产液含气的情况进行处理。

为了解决侧钻段、小尺寸套管中一定含气情况下较高排量的举升需求，本实用新型提出一种新的工艺方案，通过抽油泵结构改进和集成化配套，以及加入防气及防偏磨配套，在进一步提升排量能力同时，实现此类井况的长效高效生产。

公开(公告)号：CN201121572Y，公开(公告)日：2008-09-24公开了防偏磨防砂防气多功能抽油泵，包括偏心变径接箍、油管短节、沉砂管、内泵筒和外泵筒。内泵筒固定设置在外泵筒内一侧，内泵筒下端有进油管。在内泵筒内设置有固定阀、游动阀和活塞，游动阀固定在活塞下端。在外泵筒内壁与内泵筒外壁之间固定设置另一个固定阀，且该固定阀下端进油口插入内泵筒壁上的进油口插孔内。沉砂管以螺纹与外泵筒下端连接，内泵筒上端与上油管连接，上油管上有开口。外泵筒上端与油管短节螺纹连接，油管短节上端以螺纹与偏心变径接箍连接。采用双流道，泵效是普通泵的一倍；能够非常有效的防止因下行液柱阻力产生的油井偏磨；具有很好的防砂和一定的防气体影响效果，降低故障率，大幅度提高单井原油产量。

公开(公告)号：CN204783588U，公开(公告)日：2015-11-18涉及一种新型液压平衡防偏磨抽油泵，其主要特点是在泵筒外壁通过敷设连通通道将泵筒的上端与中部相互连通，连通通道长度大于柱塞长度，连通通道上端位于泵筒顶端。通过在抽油泵泵筒上加装连通通道，该抽油泵能够有效地防止气锁现象的发生，同时通过提前平衡泵内外压力，不仅能够避免因泵充不满导致的泵液击现象，还可以缓解抽油杆柱的失稳振动，减少抽油杆与油管之间的偏磨。该抽油泵还具有结构简单、下泵工艺简便、性能稳定可靠、使用寿命长的特点。

以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本实用新型不相同，针对本实用新型更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种小套管井防气防偏磨提液管柱，通过抽油泵结构改进和集成化配套，以及加入防气及防偏磨配套，在进一步提升排量能力同时，实现此类井况的长效高效生产。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种小套管井防气防偏磨提液管柱，包括油管及油管内部的连续抽油杆，所述油管底端及连续抽油杆的底端同时连接抽油泵，所述抽油泵包括泵筒及泵筒内部的柱塞；

所述抽油泵底端连接重力式防气吸入口装置；

所述重力式防气吸入口装置包括外壳及设置在外壳内的进液管，所述进液管与外壳能相对旋转；

所述外壳开设外壳进液孔眼，所述进液管外壁设置偏心外凸部，并且偏心外凸部开设凸部进液孔眼；

所述外壳上端连接泵筒底端，进液管的出液口与泵筒底部的泵筒单向进液阀连通。

进一步地，所述抽油泵为一体化配套抽油泵，所述柱塞上端通过倒置插入式脱接组件连接连续抽油杆，柱塞底端设置柱塞单向进液阀。

进一步地，所述泵筒为等径泵筒，泵筒上端连接撞滑式泄油组件，所述撞滑式泄油组件上端通过顶部连接口与油管下端口连接；

所述泵筒单向进液阀、顶部连接口的外径均小于泵筒外径。

进一步地，所述倒置插入式脱接组件包括捕捉筒、导杆；

所述捕捉筒设置在柱塞顶端，所述导杆连接在连续抽油杆底端；

所述导杆与捕捉筒采用插入旋转卡住定位的方式连接。

进一步地，所述进液管与外壳通过轴承旋转式连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

采用一体化设计的配套型抽油泵，具有脱节和泄油功能，相比现有公开技术在相同最大外径条件下可实现更高的理论排量；

通过防气吸入口、油管和抽油杆整体配套，实现小尺寸井筒内正常举升的同时，具有更好的防气和防偏磨能力，且避免了采用特殊规格油管给现场施工带来的安全风险，生产效率、管柱寿命和施工安全性更好。

本申请管柱，通过管杆优化配套，在不引入井控风险的前提下实现一定程度的防偏磨，可延长管柱在井寿命；通过重力式防气吸入口配套，可在含气井况下减少进泵气量，提高抽油泵容积效率；通过抽油泵结构创新设计，实现脱节和泄油功能的同时，相比现有公开技术在相同最大外径条件下具有更高的理论排量；以上方面的综合应用，可解决侧钻、小套管完井的小尺寸井筒内含气井况下有杆泵排液系统长效可靠运行。

附图说明

图1为本实用新型一种小套管井防气防偏磨提液管柱的结构示意图；

图2为一体化配套抽油泵的结构示意图；

图3为重力式防气吸入口的结构示意图。

图中：油管1，连续抽油杆2，一体化配套抽油泵3，重力式防气吸入口4；

撞滑式泄油组件3-1，倒置插入式脱接组件3-2，等外径泵筒3-3，柱塞3-4；

外壳4-1，进液管4-2。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1至图3所示，本实用新型提供的小套管井防气防偏磨提液管柱，包括油管1、连续抽油杆2、一体化配套抽油泵3、重力式防气吸入口4。

为配合小套管井，油管1为小尺寸油管，一体化配套抽油泵3为一体化配套小外径抽油泵。

所述油管底端及连续抽油杆的底端同时连接抽油泵，所述抽油泵包括泵筒及泵筒内部的柱塞；

所述抽油泵底端连接重力式防气吸入口装置；

所述重力式防气吸入口装置包括外壳及设置在外壳内的进液管，所述进液管与外壳能相对旋转；

所述外壳开设外壳进液孔眼，所述进液管外壁设置偏心外凸部，并且偏心外凸部开设凸部进液孔眼；

所述外壳上端连接泵筒底端，进液管的出液口与泵筒底部的泵筒单向进液阀连通。

进一步地，所述抽油泵为一体化配套抽油泵，所述柱塞上端通过倒置插入式脱接组件连接连续抽油杆，柱塞底端设置柱塞单向进液阀。

进一步地，所述泵筒为等径泵筒，既内径均相等又外径均相等，泵筒上端连接撞滑式泄油组件，所述撞滑式泄油组件上端通过顶部连接口与油管下端口连接；

所述泵筒单向进液阀、顶部连接口的外径均小于泵筒外径。

进一步地，所述倒置插入式脱接组件包括捕捉筒、导杆；

所述捕捉筒设置在柱塞顶端，所述导杆连接在连续抽油杆底端；

所述导杆与捕捉筒采用插入旋转卡住定位的方式连接。这种插接旋转定位的结构在本机械领域内，属于公知技术，本申请只是利用了这种脱节结构。

进一步地，所述进液管与外壳通过轴承旋转式连接，便于旋转自如，使进液管的进液孔眼大概率处于油液中，减少气体的吸入。

图2为一体化配套小外径抽油泵3的内部构成示意图，包括撞滑式泄油组件3-1、倒置插入式脱接组件3-2、等外径泵筒3-3以及柱塞3-4。其中等外径泵筒3-3包含泵筒本体、进液阀、顶部连接口，进液阀、顶部连接口的外径均小于泵筒本体，该设计方式在有限井筒空间条件下可最大程度增大泵筒本体最大外径，进而提高柱塞外径，提升抽油泵排量能力；撞滑式泄油组件3-1是应用较为成熟的泄油方案，本身为公知技术，本实用新型将撞滑式泄油组件3-1与等外径泵筒3-3集成设计，连接于泵筒本体和顶部连接口之间，减少现场施工连接工作量，提高密封性，该泄油组件具有专用的开启工具，将开启工具与抽油杆相连接投入油管内，当开启工具到达泄油组件处时即推动组件内部密封体下行露出泄油口实现泄油，开启工具为公知技术；倒置插入式脱接组件3-2是一种加压自动对接、旋转脱开的脱接装置，本身为公知技术，其外径较大的捕捉筒部分设置在柱塞3-4顶端，内置于内径相对较大的等外径泵筒3-3内，外径较小的导杆部分设置在抽油杆端，随抽油杆从内径相对较小的油管1内下入，采用该种工作方式，可避将较大外径捕捉筒随抽油杆下入管内的常规做法易出现的尺寸冲突、下入过程节流缓下等问题，保证了脱接组件各零部件的强度不受小尺寸油管内径影响。

图3是重力式防气吸入口4的内部构成示意，包括外壁均匀开设进液孔眼的外壳4-1，和偏心型非对称开孔的进液管4-2。当该吸入口下入井筒内斜井段时，进液管4-2受自身偏心结构影响，含有进液开口的较重一侧会自动旋转到井筒竖直向下的一侧，从而避免将井筒竖直向上一侧的气体吸入泵内。

油管选用常规外径接箍、常规外径本体的常用型号油管，内壁采用加衬或者附着涂层的方式提高内表面光洁度和抗磨性，抽油杆选用防腐材质制成的无接箍连续抽油杆以与油管配合实现防偏磨、防腐的功能。

防气型吸入口主要用于解决小套管或侧钻较大井斜段，泵吸入口含气影响泵效问题。该装置为通过同心双层结构，外层均匀布置流体入口，内层套接于外层内可沿轴向自由旋转，且内层偏心配重，仅在较重一侧开设吸入口。当该装置进入井筒后，偏心配重单侧开口的内层会自动将吸入口始终导向朝着井筒竖直向下的方向。由于井筒内气液按照重力分布，因此该吸入口可最大程度避免处于井筒上侧空间的气体进泵，起到防气提高泵效的作用。

一体化配套小外径抽油泵包含了泵体部分、脱接部分和泄油部分。(1)该泵的泵体部分两端连接件均采用内接于泵筒的设计方式，整泵最大外径出现在泵筒外壁的部分，相比于目前公开的技术方案，在相同最大外径条件下，整泵内部具有更大空间实现更大柱塞规格，因此其排液能力进一步提升。(2)采用这一方式进行抽油泵设计，柱塞需要在组装阶段即提前预置于泵筒内，在下杆施工过程中需要利用脱接装置将抽油杆与柱塞对接。目前的脱接装置均采用柱塞端为导杆、抽油杆端为捕捉套筒的结构形式。捕捉套筒是整套脱接器中外径最大的零部件，其在随抽油杆下入过程中，外径受到油管内径的限制，要么需要缩减自身外径适应油管但强度降低，要么采用较大外径但下入时节流作用较强施工不便，无论哪种方式均因套筒尺寸受限、强度受限，限制了脱接器与更大型号抽油泵配套的可能性。本方案通过改进脱接器套筒和导杆结构，将导套安装于柱塞段，将导杆安装于抽油杆端。由于导杆是内插于套筒的零件，因此通过优化结构可在不降低强度的前提下缩小外径，降低脱接器下入油管过程中的节流效应。将套筒内置于空间更大的泵筒内，同样解决了节流问题并保持了原有强度。(3)泄油部分采用经过现场验证的内滑套式结构，保证可靠应用。

采用一体化设计的配套型抽油泵，具有脱节和泄油功能，相比现有公开技术在相同最大外径条件下可实现更高的理论排量；

通过防气吸入口、油管和抽油杆整体配套，实现小尺寸井筒内正常举升的同时，具有更好的防气和防偏磨能力，且避免了采用特殊规格油管给现场施工带来的安全风险，生产效率、管柱寿命和施工安全性更好。

本申请管柱，通过管杆优化配套，在不引入井控风险的前提下实现一定程度的防偏磨，可延长管柱在井寿命；通过重力式防气吸入口配套，可在含气井况下减少进泵气量，提高抽油泵容积效率；通过抽油泵结构创新设计，实现脱节和泄油功能的同时，相比现有公开技术在相同最大外径条件下具有更高的理论排量；以上方面的综合应用，可解决侧钻、小套管完井的小尺寸井筒内含气井况下有杆泵排液系统长效可靠运行。

具体实施时，将重力式防气吸入口4连接于一体化配套小外径抽油泵3的下部，一体化配套小外径抽油泵3上部连接油管1后下入井内所需深度，之后将倒置插入式脱接组件3-2的导杆部分连接于连续抽油杆2的下部，将抽油杆下井到位，之后按照常规完井流程连接光杆、提好防冲距、安装井口之后即可正常生产。

实施例2：

如图1至图3所示，本实施例的一种小套管井防气防偏磨提液管柱，包括油管1、连续抽油杆2、一体化配套抽油泵3、重力式防气吸入口4。

为配合小套管井，油管1为小尺寸油管，一体化配套抽油泵3为一体化配套小外径抽油泵。

所述油管底端及连续抽油杆的底端同时连接抽油泵，所述抽油泵包括泵筒及泵筒内部的柱塞；

所述抽油泵底端连接重力式防气吸入口装置；

所述重力式防气吸入口装置包括外壳及设置在外壳内的进液管，所述进液管与外壳能相对旋转；

所述外壳开设外壳进液孔眼，所述进液管外壁设置偏心外凸部，并且偏心外凸部开设凸部进液孔眼；

所述外壳上端连接泵筒底端，进液管的出液口与泵筒底部的泵筒单向进液阀连通。

虽然以上所有的实施例均使用图1至图3，但作为本领域的技术人员可以很清楚的知道，不用给出单独的图纸来表示，只要实施例中缺少的零部件或者结构特征在图纸中去掉即可。这对于本领域技术人员来说是清楚的。当然部件越多的实施例，只是最优实施例，部件越少的实施例为基本实施例，但是也能实现基本的本实用新型目的，所以所有这些变形实施例都在本实用新型的保护范围内。

本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术。直接应用即可，不再赘述。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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 (5)

1.一种小套管井防气防偏磨提液管柱，包括油管及油管内部的连续抽油杆，所述油管底端及连续抽油杆的底端同时连接抽油泵，所述抽油泵包括泵筒及泵筒内部的柱塞；

其特征在于，所述抽油泵底端连接重力式防气吸入口装置；

所述重力式防气吸入口装置包括外壳及设置在外壳内的进液管，所述进液管与外壳能相对旋转；

所述外壳开设外壳进液孔眼，所述进液管外壁设置偏心外凸部，并且偏心外凸部开设凸部进液孔眼；

所述外壳上端连接泵筒底端，进液管的出液口与泵筒底部的泵筒单向进液阀连通。

2.根据权利要求1所述的一种小套管井防气防偏磨提液管柱，其特征在于，所述抽油泵为一体化配套抽油泵，所述柱塞上端通过倒置插入式脱接组件连接连续抽油杆，柱塞底端设置柱塞单向进液阀。

3.根据权利要求2所述的一种小套管井防气防偏磨提液管柱，其特征在于，所述泵筒为等径泵筒，泵筒上端连接撞滑式泄油组件，所述撞滑式泄油组件上端通过顶部连接口与油管下端口连接；

所述泵筒单向进液阀、顶部连接口的外径均小于泵筒外径。

4.根据权利要求3所述的一种小套管井防气防偏磨提液管柱，其特征在于，所述倒置插入式脱接组件包括捕捉筒、导杆；

所述捕捉筒设置在柱塞顶端，所述导杆连接在连续抽油杆底端；

所述导杆与捕捉筒采用插入旋转卡住定位的方式连接。

5.根据权利要求1或3或4所述的一种小套管井防气防偏磨提液管柱，其特征在于，所述进液管与外壳通过轴承旋转式连接。

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