CN2703897Y - 分体式双层分抽合采泵 - Google Patents

Abstract

一种应用于油田采油合采技术领域中的分体式双层分抽合采泵。主要解决现有合采技术领域中的普通抽油泵在实际采油作业中不能克服压力不同的油层间相互干扰的问题。其特征在于：该分体式双层分抽合采泵的泵筒由上泵筒(14)与下泵筒(17)两部分构成，两泵筒之间通过上、下泵筒接头联结，上泵筒(14)内包含有两个柱塞总成，其分别为上柱塞总成与空心活塞杆柱塞总成，下泵筒(17)内有一个下柱塞总成，三个柱塞总成具有相同的中心轴线且在单向阀的控制下形成两个油流通道，上述三个柱塞总成在泵筒内作往复运动完成对石油原液的抽汲。具有可解决两层原油同时开采层间存在干扰的问题，可实现控制主力油层产量，达到合理开采各油层的目的。

Description

分体式双层分抽合采泵

技术领域：

本实用新型涉及油田采油领域中所用的一种流体机械，尤其是涉及一种应用于油田采油合采技术领域中的可进行双层分抽合采的采油泵。

背景技术：

大庆油田目前许多地区存在着叠加含油区，这些叠加含油区油层彼此间的埋藏深度、地层压力、渗透率存在着较大的差异，储量丰度低，各自单独作为一套层系开发经济效益不明显，但叠加起来储量丰度增加，因此采用合层开采工艺，是提高目前外围低渗透油田开发效果的有利手段。

现在应用于油田合采领域中的流体机械通常为普通抽油泵，这种普通抽油泵在实际应用中存在的主要问题如下：

应用普通抽油泵可以进行单泵分层合采，也可以进行双泵分层合采。其中普通抽油泵单泵分层合采工艺简单，作业成本低，但是由于不同油层上的压力不同，使得高压油层上的石油原液向低压油层倒灌，进而形成层间干扰，大大降低了增产幅度；此外利用普通抽油泵单泵进行分层合采时应用的井下工具较多，如需要抽油泵、定压配产器、密封器、丢手接头、封隔器、单流凡尔等，增加了施工难度；利用普通抽油泵进行双泵分层合采时，需要用到两台管式泵、固定凡尔、空心抽油杆、层段开关、作业释放开关、球座、封隔器、筛管、丝堵等，在这种模式下工作虽然可以做到油层之间互不干扰，增产幅度较高，但是作业成本过高，施工难度大，此外，由于空心抽油杆内径太小，接箍为普通螺纹，因此两泵相距不能太远，同时封隔器以上不能采用筛管，使得其应用受到井矿条件的限制，无法广泛普及。

实用新型内容：

为了克服现有合采技术领域中存在的，普通抽油泵在实际进行合层采油作业中不能克服压力不同的油层间相互干扰致使增产程度低的不足，本实用新型提供一种分体式双层分抽合采泵，该种分体式双层分抽合采泵具有可解决两层原油同时开采层间存在干扰的问题，可实现控制主力油层产量，达到合理开采各油层的目的。

本实用新型的技术方案是：该种分体式双层分抽合采泵，包括泵筒、柱塞总成、单流阀，其中所述泵筒由上泵筒与下泵筒两部分构成，两泵筒之间通过上、下泵筒接头联结，上、下泵筒接头另一端联结上固定阀，联结方式是采用标准的可密封的C型螺纹；在上泵筒内固定有总流阀、分流阀、上固定阀、空心活塞杆，其中总流阀的阀杆上固定有脱接器，空心活塞杆与上泵筒等长，总流阀、分流阀与空心活塞杆三者之间具有相同的中心轴线，总流阀与分流阀之间相连通，上固定阀经环形镶嵌式密封套和上、下泵筒接头固定于空心活塞杆的外壁与上泵筒的内壁之间，上泵筒的下端开有液流入口；在上泵筒内包含有两个柱塞总成，其分别为上柱塞总成与空心活塞杆柱塞总成，所述上柱塞总成由总流阀的阀体与上泵筒的内壁构成，所述空心活塞杆柱塞总成由空心活塞杆与镶嵌式密封套构成；在下泵筒内固定有下游动阀、下固定阀，所述下固定阀位于下泵筒下端的液流入口处，所述下游动阀上连接有一空心阀杆，所述空心阀杆与空心活塞杆相连接；下游动阀的阀体与下泵筒的内壁之间构成下柱塞总成。在上述方案中，所述总流阀、分流阀、上固定阀、下游动阀以及下固定阀均为凡尔阀。

此外，可在上泵筒的下端安装一个与上固定阀阀座相连的上固定阀筛管，在下泵筒的下端即下固定阀的下端入口处固定一个下固定阀筛管。

本实用新型具有如下有益效果：由于采取上述方案的分体式双层分抽合采泵采用了上下两个泵筒的结构，具有两个油流通道，原油可以通过上固定阀进入泵内，原油也可以通过下泵内的下固定阀经空心活塞杆进入泵内，通过分流阀的设置使两个油道之间完全隔离，互不干扰，从而解决了单泵应用于双层合采工艺中产生的层间干扰问题；此外，由于在上下固定阀的入口处均设置有筛管，可避免由于砂卡而引起的损泵现象，使本实用新型具有适应性好、检泵周期长的特点。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构简图。

图中1-下固定阀筛管，2-油管锚定封隔器，3-下固定阀，4-下游动阀，5-下柱塞，7-空心阀杆，8-上固定阀，9-分流阀，10-总流阀，11-油管，12-抽油杆，13-脱接器，14-上泵筒，15-空心活塞杆，16-上固定阀筛管，17-下泵筒，18-镶嵌式密封套，19-上油层，20-下油层。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

本技术方案是基于普通抽油泵的基础上作出改进后得出的，其结构简图如图1所示，该种分体式双层分抽合采泵，包括泵筒、柱塞总成、单流阀等常规结构，其中泵筒由上泵筒14与下泵筒17两部分构成，两泵筒之间通过上、下泵筒接头联结，上、下泵筒接头另一端联结上固定阀8，联结方式是采用标准的可密封的C型螺纹。

在上泵筒14内固定有一个总流阀10、一个分流阀9、若干个上固定阀8，以及与上泵筒14等长的空心活塞杆15，其中总流阀10的阀杆上固定有脱接器13，该脱接器13的作用在于使抽油杆12和总流阀10的阀杆相连接，分流阀9固定于总流阀10的下端，两者之间相连通，分流阀9的阀座与空心活塞杆15相连，总流阀10、分流阀9与空心活塞杆15三者之间具有相同的中心轴线，由于空心活塞杆15与上泵筒14等长，它不仅可以作为运动副使上下泵隔离，而且空心的内孔还可以为下泵提供油流通道。上固定阀8经环形镶嵌式密封套18和上、下泵筒接头固定于空心活塞杆15的外壁与上泵筒14的内壁之间，其阀座端位于上泵筒14的下端。此外，为使得本泵可避免由于砂卡而引起的损泵现象，可在液流入口处联接有上固定阀筛管16，该筛管可滤去原油中的砂砾。

结合上述结构可知，上泵筒14内包含有两个柱塞总成，其分别为上柱塞总成与空心活塞杆柱塞总成，所述上柱塞总成由总流阀10的阀体与上泵筒14的内壁构成，所述空心活塞杆柱塞总成由空心活塞杆15与镶嵌式密封套18构成。

下泵筒17内有下游动阀4、下固定阀3，所述下固定阀3位于下泵筒17的下端，同样也可在下固定阀3的液流入口处固定有一个下固定阀筛管1，在所述下游动阀4上连接有一空心阀杆7，所述空心阀杆7与空心活塞杆15相连接，这样由下固定阀3的液流入口处流入的原油便可以经过下固定阀3与下游动阀4之间的空腔、空心阀杆7、空心活塞杆15、分流阀9，而后与另一油流通道中的原油在总流阀10体内的空腔中汇合。

在本技术方案中，下游动阀4的阀体与下泵筒17的内壁之间构成下柱塞总成，此外，所述总流阀10、分流阀9、上固定阀8、下游动阀4以及下固定阀3均选用凡尔阀。

下面是本实用新型在实际使用时的动作过程，可分为上、下两冲程，其各自动作过程如下：

上冲程：

(a)上泵动作：总流阀10、分流阀9在油管11内液柱作用下关闭，由于上柱塞总成内的上柱塞，即抽油杆12带动总流阀10及与其连接的部分上行，泵筒内上固定阀8与上柱塞、空心活塞杆15即中间的柱塞的外壁之间的空腔体积变大，腔内压力变低，当该腔内压力低于上油层19的压力，上固定阀8打开，上油层19的液体通过上固定阀筛管16经上固定阀8进入泵内，完成汲液过程。

(b)下泵动作：下柱塞内下游动阀4由于液柱作用关闭。下柱塞向上运动，泵内下固定阀4、下柱塞之间的空腔变大，该腔内压力降低，当腔内压力低于下油层20压力时，下固定阀4打开，下油层20的液体经过下固定阀筛管1经下固定阀3进入泵内，完成汲液过程。

下冲程：

(a)上泵动作：由于单流性，上固定阀8关闭。上冲程形成的吸入腔即泵筒内上固定阀8与上柱塞、空心活塞杆15即中间的柱塞等外壁之间由于上活塞下行而变小，腔内压力升高，当该腔内压力大于油管液柱压力时，总流阀10打开，腔内液体排出。

(b)下泵动作：由于单流性，下固定阀3关闭。由于下活塞下行，下泵内下固定阀3、下柱塞之间的空腔压力升高，下游动阀4打开，液体通过空心活塞杆15的内孔流道打开分流阀9，分流阀9与总流阀10共同混合排液，完成排液过程。

本种分体式分抽合采泵的实施必须依靠油管锚定封隔器2的配套使用，即如图中所示，利用油管锚定封隔器2将上、下油层分开，而后调整泵的位置，使得上固定阀筛管16位于上油层19、下固定阀筛管1位于下油层20。

在本实用新型中，采用定位止口的结构使环形镶嵌式密封套18、上泵筒14、下泵筒17之间的设计为同轴；采用定位止口的结构使上柱塞、空心活塞杆、下柱塞、阀杆之间设计为同轴；此外，泵的上固定阀8，采用常规的凡尔阀，以多个凡尔阀在圆周上分布来实现，以此来满足泵的排量，凡尔罩的设计采用国际通用的API标准设计，流道的角度为15°、75°。上固定阀8为上油层19提供了进油通道，同时作为泵的一个开关；上固定阀8内壁的内孔采用镶嵌式密封套18使之与空心活塞杆15之间有一段密封，活塞杆起到柱塞的作用，镶嵌式密封套18起到泵筒的作用，它们使上、下泵之间完全隔离，同时由于镶嵌式密封套18的采用使加工工艺性更佳。空心活塞杆15与上泵筒14等长，不仅作为柱塞使上下泵隔离，空心的内孔还具有连通上、下活塞的内孔，为下泵提供流道的功能。

本实用新型依靠三个柱塞在泵筒内作往复运动完成液体的抽汲动作。上柱塞、上固定阀与空心活塞杆的外壁等形成一个密闭的环空间，这个空间体积随着柱塞的运动变化而引起该空间压力的变化，当压力与上油层的压力不同时，会影响上固定阀的开关动作，也由此影响总流阀的开关动作；下柱塞与下固定阀之间形成一个密闭的空腔，该空腔体积的变化会引起下固定阀的开关动作，由此引起下柱塞内游动阀的开启动作。也由此引起下固定阀、下柱塞内孔、阀杆与泵筒内孔之间、空心活塞杆的内孔构成的空腔体积变化，引起分流阀的开启动作；

本实用新型中设置的分流阀9、总流阀10均采用抽油泵阀的常规方法——凡尔阀，分流阀是下泵向泵供液的一个开关，它使两个进油通道完全隔离，不会产生相互干扰；总流阀10一方面是上泵向抽油泵上部油管供液的一个开关，也是下泵向抽油泵上部油管供液的一个开关，同时由于它的存在，使上固定阀与上、下柱塞之间产生密闭的环空间。

对于泵的两个油道是这样实现的，下油道是由下固定阀、下柱塞内孔、阀杆与下泵筒内孔、空心活塞杆内孔、分流阀等构成；上油道是由上固定阀、空心活塞杆外壁与上泵筒之间的环空间、总流阀及其阀罩构成；

由于采用了上固定阀，原油可以通过上固定阀进入泵内，原油也可以通过下泵内的空心活塞杆进入泵内，通过分流阀的设置使两个油道之间完全隔离，互不干扰，从而使一机单泵双层合采工艺适应性更强，管柱简单，可靠。

Claims (3)

1、一种分体式双层分抽合采泵，包括泵筒、柱塞总成、单流阀，其特征在于：

所述泵筒由上泵筒(14)与下泵筒(17)两部分构成，两泵筒之间通过上、下泵筒接头联结；

上泵筒(14)内有总流阀(10)、分流阀(9)、上固定阀(8)、空心活塞杆(15)，其中总流阀(10)的阀杆上固定有脱接器(13)，空心活塞杆(15)与上泵筒(14)等长，总流阀(10)、分流阀(9)与空心活塞杆(15)三者之间具有相同的中心轴线，总流阀(10)与分流阀(9)之间相连通，上固定阀(8)经环形镶嵌式密封套(18)固定于空心活塞杆(15)的外壁与上泵筒(14)的内壁之间；

所述上泵筒(14)内包含有两个柱塞总成，其分别为上柱塞总成与空心活塞杆柱塞总成，所述上柱塞总成由总流阀(10)的阀体与上泵筒(14)的内壁构成，所述空心活塞杆柱塞总成由空心活塞杆(15)与镶嵌式密封套(18)构成；

下泵筒(17)内有下游动阀(4)、下固定阀(3)，所述下游动阀(4)上连接有一空心阀杆(7)，所述空心阀杆(7)与空心活塞杆(15)相连接，所述下固定阀(3)位于下泵筒(17)的下端；

下游动阀(4)的阀体与下泵筒(17)的内壁之间构成下柱塞总成，所述总流阀(10)、分流阀(9)、上固定阀(8)、下游动阀(4)以及下固定阀(3)均为凡尔阀。

2、根据权利要求1中所述的分体式双层分抽合采泵，其特征在于：所述上固定阀(8)下端入口处固定有上固定阀筛管(16)。

3、根据权利要求2中所述的分体式双层分抽合采泵，其特征在于：所述下固定阀(3)下端入口处固定有下固定阀筛管(1)。

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