CN221322307U - 一种管式泵油井施工管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例是关于一种管式泵油井施工管柱。该施工管柱包括：地面控制系统、管式泵、差压滑套、安全接头、多组封隔器和配产器按从上向下的顺序通过油管相连接并形成管柱；其中，所述管式泵的下端设置有能够放置球体的球座；所述差压滑套安装于所述管式泵的下端，所述差压滑套设置有托筒，所述托筒用于顶起所述球体并远离所述球座，使所述管柱内的液体能够自上而下通过；在所述托筒滑落时，所述球体落于所述球座中，禁止所述管柱内的液体自上而下通过。本实用新型通过差压滑套和管式泵的配合，实现在触发前管柱双向过流，触发后恢复管式泵单向阀功能，进而实现了管式泵油井通过一次下井就能完成施工。

Description

一种管式泵油井施工管柱

技术领域

本实用新型实施例涉及石油分层采油技术领域，尤其涉及一种管式泵油井施工管柱。

背景技术

智能分层采油工艺在井下利用封隔器将各个油层隔开，在相邻封隔器隔开的油层中安装配产器，井下配产器与地面控制器之间采用电缆直连，将测试所得数据结果传至地面控制器及地面PC端，通过对测试结果的统计分析，封堵产量低及高含水层，开采产量高及低含水层。智能分层采油技术根据油井生产泵型不同，其管柱工艺、所需工具及施工方法均有差异。

生产油井的泵型主要有管式泵、杆式泵及电潜泵等泵型，其中根据排量及生产需求，管式泵油井在生产油井的占比极高，对于管式泵来说本体结构中的单向阀将泵体上下的油管分隔开来，使得油管中的液体只能自下而上的单向流动，无法满足地面注入后通过。

关于上述的技术方案，智能分采工艺要求地面与井下仪器之间为电缆连接，整体管柱均需外置电缆，由地面引至井下仪器，由于油井带电缆工艺自身要求，在智能分层采油工艺中的封隔器只能选用液压坐封类型，但由于管式泵结构地面泵车注入液无法通过单向阀，因此无法实现封隔器的打压坐封，无法封隔油层，致使该工艺无法实现，目前多采用多次施工作业或井下湿接头对接的技术来施工，作业难度高，施工成本高。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种管式泵油井施工管柱，进而至少解决无法实现一次下井完成施工的问题。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

第一方面，本实用新型提供了一种管式泵油井施工管柱，包括：

地面控制系统、管式泵、差压滑套、安全接头、多组封隔器和配产器按从上向下的顺序通过油管相连接并形成管柱；

其中，所述管式泵的下端设置有能够放置球体的球座；

所述差压滑套安装于所述管式泵的下端，所述差压滑套设置有托筒，所述托筒用于顶起所述球体并远离所述球座，使所述管柱内的液体能够自上而下通过；在所述托筒滑落时，所述球体落于所述球座中，禁止所述管柱内的液体自上而下通过。

可选地，所述差压滑套的所述托筒设置有过流孔，所述管柱内的液体经过所述过流孔自上而下通过。

可选地，所述地面控制系统包括：上位机、地面控制器、井口装置，所述地面控制器通过电缆与井下部分连接，所述井口装置用于对所述电缆进行密封，所述上位机与所述地面控制器通讯连接，用于处理井下测试数据。

可选地，所述多组封隔器和配产器通过所述电缆与所述地面控制器相连接，用于将各个分层测试地层数据传至所述地面控制系统。

可选地，所述多组封隔器和配产器包括：通过油管相连接的n层封隔器和n层配产器，其中，第1层封隔器设置于最上端，第n层封隔器设置于最底端，且每层封隔器对应的配产器分别设置于每层封隔器的下方。

可选地，所述封隔器为过电缆封隔器，所述配产器为智能配产器。

可选地，还包括：伸缩补偿器，所述伸缩补偿器设置与所述安全接头下方。

可选地，还包括：底堵，所述底堵设置于管柱最下端。

可选地，所述差压滑套包括：托筒、滑套外管、固定环、限位销轴、滑套，其中，所述滑套外管的上下端均与所述油管连接；所述托筒与所述滑套通过螺纹连接为一体，并通过所述限位销轴将固定在所述滑套外管内；所述固定环通过螺纹安装在所述滑套外管内上端，用于防止滑套上移。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型的实施例中，通过差压滑套和管式泵的配合，实现在触发前管柱双向过流，触发后恢复管式泵单向阀功能，进而实现了管式泵油井通过一次下井就能完成施工。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本实用新型示例性实施例中管式泵油井施工管柱的结构示意图；

图2示出本实用新型示例性实施例中差压滑套的结构示意图。

附图标记：100、油管；200、管式泵；300、差压滑套；310、托筒；320、滑套外管；330、固定环；340、限位销轴；350、滑套；360、进出液孔；400、安全接头；500、封隔器；600、配产器；700、伸缩补偿器；800、底堵；900、电缆；910、井口装置；920、地面控制器；930、上位机。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本实用新型的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

本示例实施方式中首先提供了一种管式泵油井施工管柱。参考图1中所示，管式泵油井施工管柱包括：地面控制系统、管式泵200、差压滑套300、安全接头400、多组封隔器500和配产器600按从上向下的顺序通过油管100相连接并形成管柱。

其中，管式泵200的下端设置有能够放置球体的球座。差压滑套300安装于管式泵200的下端，差压滑套300设置有托筒，托筒用于顶起球体并远离球座，使管柱内的液体能够自上而下通过；在托筒滑落时，球体落于球座中，禁止管柱内的液体自上而下通过。

需要理解的是，该管柱工艺主要分为地面部分及井下部分组成，其中，地面部分包含：PC上位机930、地面控制器920、井口装置910，负责控制井下仪器、处理井下测试数据。井下部分包含：电缆900、油管100、管式泵200、过流式差压滑套300、安全接头400、过电缆封隔器500、配产器600、底堵800，主要进行分隔地层，分层测试地层恢复压、温度、含水、流量等数据传至地面。

还需要理解的是，安全接头400安装在井下仪器段的最上端，当提井时管柱遇阻，由此脱开再进行打捞。

还需要理解的是，在管式泵油井智能分层配产系统施工中，液压型封隔器500到达指定位置后，需地面泵车注液打压坐封，为了避免由于管式泵200底部带有单流阀而无法完成井下打压作业的问题。在管式泵200的下端安装过流式差压滑套300，在下井时过流式差压滑套300未触发，过流式差压滑套300中的托筒可以将管式泵200球座的钢球顶起，此时液体可由管式泵200双向通过，待封隔器500完成打压坐封后，继续加压，过流式差压滑套300触发，托筒下落，管式泵200钢球落入球座中，此时管柱内液体只能自下而上单向通过，管式泵200功能恢复正常，可进行生产采油。

另外，该管柱工艺可在泵下位置实现油管100和套管的联通，使管式泵200始终处于浸液状态，有效防止干抽，防止泵损坏。

其中，差压滑套300的触发可以通过多次方式实现，此处并不做具体的限定。为了更加便于理解，以下对差压滑套300进行具体举例：

差压滑套300包括：托筒310、滑套外管320、固定环330、限位销轴340、滑套350。滑套外管320为该仪器主体，上下端均与油管100连接；托筒310与滑套350通过螺纹连接为一体，通过限位销轴340将其(连接为一体的托筒310与滑套350)固定在滑套外管320内；滑套350上、下端设有密封元件，密封进出液孔360；固定环330通过螺纹安装在滑套外管320内上端，用于防止滑套350上移；滑套外管320周向设有一圈进出液孔360用于滑套350触发后油管100及套管连通，提供动液面作用。

压差滑套300未触发前，托筒310将管式泵200本体的单向阀密封钢球顶起，使管式泵200本体的单向阀失效，地面注入液可通过，经压差滑套300内通道流入以下管柱，滑套350上下端密封装置将滑套外管320进出液孔360封堵，使得油管100与套管之间不连通。

待地面泵车注液打压使封隔器坐封后，继续注压，待压力达到预定值后，由于滑套350上下端结构差异，在压力作用下，限位销轴340被剪断，滑套350下移，滑套350在下移过程中会带动托筒310同时下移，被顶起的钢球落入球座，管式泵200功能正常，滑套350下移后进出液孔360被打开，油管100与套管实现连通，为管式泵200提供动液面。

还需要理解的是，针对管式泵油井现有智能分层采油工艺需多次下井、施工复杂及成本高的不足，在差压滑套300的作用下，使得该工艺能实现管式泵油井带电缆900一次下井、满足液压封隔器500坐封、对油井地层的压力、温度、流量及含水进行测试并根据结果进行在线调控，达到精细化配产，通过智能调控，来提高油井的产量。解决了管式泵油井只能单向采液，无法实现地面注入液通过，封隔器500打压坐封的问题。

根据上述管式泵油井施工管柱，通过差压滑套300和管式泵200的配合，实现在触发前管柱双向过流，触发后恢复管式泵200单向阀功能，进而实现了管式泵油井通过一次下井就能完成施工。

下面，对本示例实施方式中的上述管式泵油井施工管柱的各个部分进行更详细的说明。

可选的，参考图1所示，差压滑套300的托筒设置有过流孔，管柱内的液体经过过流孔自上而下通过。需要理解的是，过流式差压滑套300未触发前管柱内液体可自上而下、自下而上双向通过，触发后管柱内液体只能自下而上单向过液。

可选地，参考图1所示，地面控制系统包括：上位机930、地面控制器920、井口装置910，地面控制器920通过电缆900与井下部分连接，井口装置910用于对电缆900进行密封，上位机930与地面控制器920通讯连接，用于处理井下测试数据。需要理解的是，井下仪将实时测得数据通过电缆900传输至地面控制器920，地面控制器920对数据进行解析后传送至PC上位机930，根据测试数据及生产方案，操作PC上位机930实时可对油层中的智能配产器600进行打开或关闭，选层进行开采。

可选地，参考图1所示，多组封隔器500和配产器600通过电缆900与地面控制器920相连接，用于将各个分层测试地层数据传至地面控制系统。需要理解的是，封隔器500将地层分隔成若干层；层间管柱中安装配产器600，配产器600实现当前层的压力、温度、采出液流量及含水的测量。该工艺管柱可在线测试封隔器500封隔油层情况。该工艺管柱可在线调控进行当前油层的打开及关闭，实现分层采油。

可选地，多组封隔器500和配产器600包括：通过油管100相连接的n层封隔器500和n层配产器600，其中，第1层封隔器500设置于最上端，第n层封隔器500设置于最底端，且每层封隔器500对应的配产器600分别设置于每层封隔器500的下方。需要理解的是，该管柱工艺完成施工后，可测得地层恢复压、管内压、地层温度、采出液流量及含水等参数。具体的，封隔器500为过电缆封隔器500，配产器600为智能配产器600。

可选地，参考图1所示，还包括：伸缩补偿器700，伸缩补偿器700设置与安全接头400下方。需要理解的是，伸缩补偿器700可以采用过电缆伸缩短节。在第一层封隔器500上端安装过电缆伸缩短节，对生产中引发的管柱蠕动进行补偿。可对采油生产过程中的管柱蠕动进行补偿，减少封隔器500失效风险。

可选地，参考图1所示，还包括：底堵800，底堵800设置于管柱最下端。需要理解的是，井下底堵800将管柱底部进行密封。

结合上述实施方式，以下为更加具体的示例性的管式泵200带缆分层采油工艺管柱连接特征：

底堵800位于管柱最下端，底堵800与末层过电缆封隔器500之间为若干油管100连接，末层过电缆封隔器500之上，通过油管100与末层配产器600连接，通信电缆900不截断可直接通过过电缆封隔器500引至配产器600。末层配产器600上端通过油管100与次末层过电缆封隔器500连接，由此连接直至第一层过电缆封隔器500(分隔层数由地层地质、生产资料及射孔段位置决定，层与层之间根据层位高度可连接若干油管100)。

第一层过电缆封隔器500上端与过电缆伸缩补偿器700之间通过油管100短节连接，然后连接安全接头400，其余连接油管100直至泵挂深度位置，连接过流式差压滑套300，该工具直接与管式泵200进行连接。泵上位置均为油管100，直达井口，通信电缆900由工具段一直引至井口，油管100与油管100之间通过接箍进行连接，在接箍处安装电缆900保护器保护电缆900。

在井口采油树上连接井口装置910，由井口装置910将通信电缆900接入地面控制器920，地面控制器920与PC上位机930端或远程中控通过无线或有线进行数据传输。

结合上述实施方式，在使用管式泵油井施工管柱进行施工时，可以包括以下过程：

(1)施工时设计工艺，按照分隔油层数确定仪器数目，以两层为例需准备两支封隔器500、两支配产器600，其余工具各一套。

(2)通井规对油井套管进行通、洗、刮蜡，蒸汽清洗油管100。

(3)在井口按照接箍+油管100短节+配产器600+过电缆封隔器500的顺序安装仪器串，仪器和仪器之间用油管100连接。

(4)下放第一仪器串，将电缆900连接至末层配产器600后直接引出过电缆封隔器500。

(5)两层仪器串直接用油管100连接，将电缆900逐根敷设在油管100外壁，在油管100与油管100连接处的接箍处安装电缆900保护器，对电缆900进行保护。

(6)两层仪器串及工具下放完成后再继续带电缆900下放油管100直至井口。

(7)在井口将电缆900通过井口装置910完成密封，引出到地面控制器920。

(8)校深车对仪器深度进行校对，完成后地面泵车打压，封隔器500分隔地层，继续加压，过流式压差滑套触发，油套通道打开，管式泵200功能正常。

(9)地面控制器920与PC之间通过无线或有线的方式进行数据通讯完成在线验封及数据监测。

(10)至此施工完毕，可在地面通过PC随时进行调层及数据实时监测进行智能化的精细分层采油。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本实用新型的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。作为模块或单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实用新型方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (9)

1.一种管式泵油井施工管柱，其特征在于，包括：

地面控制系统、管式泵、差压滑套、安全接头、多组封隔器和配产器按从上向下的顺序通过油管相连接并形成管柱；

其中，所述管式泵的下端设置有能够放置球体的球座；

所述差压滑套安装于所述管式泵的下端，所述差压滑套设置有托筒，所述托筒用于顶起所述球体并远离所述球座，使所述管柱内的液体能够自上而下通过；在所述托筒滑落时，所述球体落于所述球座中，禁止所述管柱内的液体自上而下通过。

2.根据权利要求1所述的管式泵油井施工管柱，其特征在于，所述差压滑套的所述托筒设置有过流孔，所述管柱内的液体经过所述过流孔自上而下通过。

3.根据权利要求1所述的管式泵油井施工管柱，其特征在于，所述地面控制系统包括：上位机、地面控制器、井口装置，所述地面控制器通过电缆与井下部分连接，所述井口装置用于对所述电缆进行密封，所述上位机与所述地面控制器通讯连接，用于处理井下测试数据。

4.根据权利要求3所述的管式泵油井施工管柱，其特征在于，所述多组封隔器和配产器通过所述电缆与所述地面控制器相连接，用于将各个分层测试地层数据传至所述地面控制系统。

5.根据权利要求4所述的管式泵油井施工管柱，其特征在于，所述多组封隔器和配产器包括：通过油管相连接的n层封隔器和n层配产器，其中，第1层封隔器设置于最上端，第n层封隔器设置于最底端，且每层封隔器对应的配产器分别设置于每层封隔器的下方。

6.根据权利要求5所述的管式泵油井施工管柱，其特征在于，所述封隔器为过电缆封隔器，所述配产器为智能配产器。

7.根据权利要求1所述的管式泵油井施工管柱，其特征在于，还包括：伸缩补偿器，所述伸缩补偿器设置与所述安全接头下方。

8.根据权利要求1所述的管式泵油井施工管柱，其特征在于，还包括：底堵，所述底堵设置于管柱最下端。

9.根据权利要求1-8任一项的所述的管式泵油井施工管柱，其特征在于，所述差压滑套包括：托筒、滑套外管、固定环、限位销轴、滑套，其中，所述滑套外管的上下端均与所述油管连接；所述托筒与所述滑套通过螺纹连接为一体，并通过所述限位销轴将固定在所述滑套外管内；所述固定环通过螺纹安装在所述滑套外管内上端，用于防止滑套上移。