一种井下过泵电加热举升管柱的制作方法

    专利2023-06-05  32



    1.本实用新型涉及油田生产设备领域,具体的是一种井下过泵电加热举升管柱。


    背景技术:

    2.辽河油田从1995年开始陆续投入开采含有超稠油、特稠油的区块,该区块的原油粘度在10000pa.s~250000mpa.s,油层深度在800m~1500m之间,现已有油井3000多口,是辽河油田持续稳产的主力油品。这些区块油层浅、原油粘度高,在油层中原油流动就困难,开采难度大,由于加工及施工困难,目前大部分油井采用泵上空心杆电缆加热降粘举升,存在泵中原油粘度大,抽油杆柱上下运动摩阻大,采油效率较低的问题。


    技术实现要素:

    3.为了提高采油效率,本实用新型提供了一种井下过泵电加热举升管柱,该井下过泵电加热举升管柱可以实现过泵电加热,解决原油不进泵、井下原油流动性差、泵吸入口、油管结蜡等问题。彻底实现全井段加热,达到稠油热采的目的。
    4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种井下过泵电加热举升管柱,包括内外套设的空心拉杆和外泵筒,空心拉杆与外泵筒之间形成环形空腔,空心拉杆呈直立状态,空心拉杆内设有用于安装加热电缆的轴向贯通通道,空心拉杆下端连接有丝堵,空心拉杆与外泵筒之间套设有上下间隔设置的游动阀和固定阀。
    5.空心拉杆含有从上向下依次设置的拉杆上段、拉杆中段和拉杆下段,拉杆上段与拉杆中段之间通过上导向接头连接,拉杆中段与拉杆下段之间通过下导向接头连接,外泵筒含有从上向下依次连接的泵筒上段、泵筒中段和泵筒下段。
    6.拉杆上段和拉杆中段均与上导向接头螺纹连接,拉杆中段和拉杆下段均与下导向接头螺纹连接,上导向接头和下导向接头均位于泵筒上段内,拉杆中段与泵筒上段之间套设有柱塞。
    7.柱塞与泵筒上段之间间隙配合,柱塞的内径大于拉杆中段的外径,柱塞与拉杆中段之间形成上环形空间,柱塞的长度小于上导向接头和下导向接头之间的距离,柱塞只能在上导向接头和下导向接头之间移动。
    8.所述游动阀含有上下设置的柱塞凡尔座和柱塞凡尔球,柱塞凡尔球和柱塞凡尔座均为环状结构,柱塞凡尔座固定于柱塞的下端,柱塞凡尔球固定于拉杆中段的下端。
    9.泵筒中段套设与拉杆下段外,泵筒中段和泵筒下段与拉杆下段之间套设有密封滑套,密封滑套与拉杆下段间隙配合,密封滑套与泵筒中段和泵筒下段之间形成下环形空间。
    10.所述固定阀含有上下设置的滑阀半球和固定阀座,滑阀半球和固定阀座均为环状结构,滑阀半球固定于密封滑套的上端,固定阀座固定于泵筒中段的中部。
    11.泵筒中段含有从上向下依次连接的第一段、第二段、第三段和第四段,所述第一段、第二段和第三段的内表面均设有扶正块,固定阀座固定于泵筒中段的第二段内,滑阀半球通过螺母固定于密封滑套的上端。
    12.密封滑套外固定套设有挡环,挡环位于泵筒中段内,挡环位于固定阀座的下方,挡环的外径大于固定阀座的内径。
    13.外泵筒的上端连接有泵筒接头,空心拉杆的上端连接有拉杆接头,泵筒上段与泵筒中段螺纹连接,泵筒中段与泵筒下段螺纹连接。
    14.本实用新型的有益效果是:使传统泵上加热变为泵下加热,按需求可直接加热油层,提高采收率,使蜡卡、不出油等油井正常生产。
    附图说明
    15.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。
    16.图1是本实用新型所述井下过泵电加热举升管柱的示意图。
    17.图2是图1上部的示意图。
    18.图3是图1上中部的示意图。
    19.图4是图1中部的示意图。
    20.图5是图1中下部的示意图。
    21.图6是图1下部的示意图。
    22.1、外泵筒;2、空心拉杆;3、柱塞;4、密封滑套;5、固定阀座;6、滑阀半球;7、柱塞凡尔座;8、丝堵;9、上导向接头;10、下导向接头;11、柱塞凡尔球;12、挡环;13、轴向贯通通道;
    23.101、泵筒上段;102、泵筒中段;103、泵筒下段;
    24.201、拉杆上段;202、拉杆中段;203、拉杆下段。
    具体实施方式
    25.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。
    26.一种井下过泵电加热举升管柱,包括内外套设的空心拉杆2和外泵筒1,空心拉杆2与外泵筒1之间形成环形空腔,原油能够在该环形空腔内留置或流过,空心拉杆2和外泵筒1均呈直立状态,空心拉杆2内设有用于安装加热电缆的轴向贯通通道13,空心拉杆2下端连接有丝堵8,空心拉杆2与外泵筒1之间套设有上下间隔设置的游动阀和固定阀,空心拉杆2能够相对于外泵筒1上下移动,如图1至图6所示。
    27.在本实施例中,空心拉杆2的轴线与外泵筒1的轴线重合,空心拉杆2含有从上向下依次设置的拉杆上段201、拉杆中段202和拉杆下段203,拉杆上段201与拉杆中段202之间通过上导向接头9连接,拉杆中段202与拉杆下段203之间通过下导向接头10连接,外泵筒1含有从上向下依次连接的泵筒上段101、泵筒中段102和泵筒下段103。
    28.在本实施例中,拉杆上段201和拉杆中段202均与上导向接头9螺纹连接,拉杆中段202和拉杆下段203均与下导向接头10螺纹连接,上导向接头9和下导向接头10均位于泵筒上段101内,上导向接头9和下导向接头10的外周面为花键结构,上导向接头9和下导向接头10的作用是连接、导向和扶正。拉杆中段202与泵筒上段101之间套设有管状的柱塞3,如图2至图4所示。
    29.在本实施例中,柱塞3与泵筒上段101之间间隙配合,柱塞3的内径大于拉杆中段
    202的外径,柱塞3与拉杆中段202之间形成上环形空间,柱塞3的长度小于上导向接头9和下导向接头10之间的距离,柱塞3能够相对于空心拉杆2和外泵筒1上下移动。上导向接头9和下导向接头10能够阻挡柱塞3通过,柱塞3只能在上导向接头9和下导向接头10之间移动,保证柱塞3的上下行程和所述游动阀的急时打开关闭。
    30.在本实施例中,所述游动阀含有上下设置的柱塞凡尔座7和柱塞凡尔球11,柱塞凡尔球11和柱塞凡尔座7均为环状结构,柱塞凡尔球11与柱塞凡尔座7能够分离或密封连接。柱塞凡尔座7固定于柱塞3的下端,柱塞凡尔球11固定于拉杆中段202的下端,即柱塞凡尔座7相对于柱塞3固定,柱塞凡尔球11相对于拉杆中段202固定,如图4所示。
    31.在本实施例中,泵筒中段102套设与拉杆下段203外,泵筒中段102和泵筒下段103与拉杆下段203之间套设有密封滑套4,密封滑套4为管状结构,密封滑套4与拉杆下段203间隙配合,密封滑套4与泵筒中段102和泵筒下段103之间形成下环形空间,密封滑套4能够相对于空心拉杆2和外泵筒1上下移动,如图5所示。
    32.在本实施例中,所述固定阀含有上下设置的滑阀半球6和固定阀座5,滑阀半球6和固定阀座5均为环状结构,滑阀半球6与固定阀座5能够分离或密封连接。滑阀半球6固定于密封滑套4的上端,固定阀座5固定于泵筒中段102的中部,即滑阀半球6相对于密封滑套4固定,固定阀座5相对于泵筒中段102固定,如图5所示。
    33.在本实施例中,泵筒中段102含有从上向下依次螺纹连接的第一段、第二段、第三段和第四段,泵筒上段101与该第一段螺纹连接,该第四段与泵筒下段103焊接。所述第一段、第二段和第三段的内表面均设有多个扶正块,所述多个扶正块沿泵筒中段102的周向间隔排列,固定阀座5固定于泵筒中段102的第二段内,滑阀半球6通过螺母固定于密封滑套4的上端,该螺母与密封滑套4的上端螺纹连接。
    34.在本实施例中,密封滑套4外固定套设有挡环12,挡环12相对于密封滑套4固定。挡环12位于泵筒中段102内,挡环12位于固定阀座5的下方,挡环12的外径大于固定阀座5的内径,挡环12含有周向缺口,挡环12能够径向收缩,挡环12在收缩后的外径仍然大于固定阀座5的内径。
    35.挡环12的直径能够变大或变小,即挡环12的外径能够变大或变小,在密封滑套4向上移动的过程中,当挡环12触碰到固定阀座5时,固定阀座5能够阻挡密封滑套4和挡环12继续向上移动,即挡环12能够限制密封滑套4过分上行,从而防止无法关闭的情况。
    36.在本实施例中,外泵筒1的上端螺纹连接有泵筒接头,空心拉杆2的上端螺纹连接有拉杆接头,泵筒上段101与泵筒中段102螺纹连接,泵筒中段102与泵筒下段103焊接。丝堵8的作用在于将空心拉杆2下端封闭,以及承担空心拉杆2内加热电缆的重量,如图6所示。另外,该井下过泵电加热举升管柱的部件之间的连接关系可以采用现有的连接方式实现,如螺纹连接、卡接或焊接等。
    37.下面介绍该井下过泵电加热举升管柱的工作过程。
    38.1、加热电缆预先穿过油管内空心杆及空心拉杆2,即该加热电缆套设于空心拉杆2内,该加热电缆位于空心拉杆2的轴向贯通通道13内,该加热电缆的下端与丝堵8抵接,该加热电缆能够实现连续过泵加热。
    39.2、上行程时,空心拉杆2带动游动阀(含有柱塞凡尔座7和柱塞凡尔球11)和柱塞3上行,该游动阀处于坐封状态,柱塞凡尔座7与柱塞凡尔球11密封连接,从而封闭柱塞3内和
    柱塞3以上的液体(如原油),当空心拉杆2继续上行时,柱塞3上提液体,泵腔内的液体被举升到泵上油管柱中,滑阀半球6被顶起一定高度,该固定阀(含有滑阀半球6和固定阀座5)处于打开状态,该固定阀以下的液体经过该固定阀向上流动,直至柱塞3继续上行到上死点。
    40.3、下行程时,空心拉杆2带动游动阀下行使游动阀迅速打开、固定阀在自重和空心拉杆2的摩擦力的作用下迅速关闭(滑阀半球6和固定阀座5密封连接),这样一来,泵腔形成低压,柱塞3以下的液体经过该游动阀进入柱塞3与拉杆中段202之间形成上环形空间,直至柱塞3继续下行至下死点,完成一个冲次。
    41.以上所述,仅为本实用新型的具体实施例,不能以其限定实用新型实施的范围,所以其等同组件的置换,或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰,都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外,本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

    技术特征:
    1.一种井下过泵电加热举升管柱,其特征在于,所述井下过泵电加热举升管柱包括内外套设的空心拉杆(2)和外泵筒(1),空心拉杆(2)与外泵筒(1)之间形成环形空腔,空心拉杆(2)呈直立状态,空心拉杆(2)内设有用于安装加热电缆的轴向贯通通道(13),空心拉杆(2)下端连接有丝堵(8),空心拉杆(2)与外泵筒(1)之间套设有上下间隔设置的游动阀和固定阀。2.根据权利要求1所述的井下过泵电加热举升管柱,其特征在于,空心拉杆(2)含有从上向下依次设置的拉杆上段(201)、拉杆中段(202)和拉杆下段(203),拉杆上段(201)与拉杆中段(202)之间通过上导向接头(9)连接,拉杆中段(202)与拉杆下段(203)之间通过下导向接头(10)连接,外泵筒(1)含有从上向下依次连接的泵筒上段(101)、泵筒中段(102)和泵筒下段(103)。3.根据权利要求2所述的井下过泵电加热举升管柱,其特征在于,拉杆上段(201)和拉杆中段(202)均与上导向接头(9)螺纹连接,拉杆中段(202)和拉杆下段(203)均与下导向接头(10)螺纹连接,上导向接头(9)和下导向接头(10)均位于泵筒上段(101)内,拉杆中段(202)与泵筒上段(101)之间套设有柱塞(3)。4.根据权利要求3所述的井下过泵电加热举升管柱,其特征在于,柱塞(3)与泵筒上段(101)之间间隙配合,柱塞(3)的内径大于拉杆中段(202)的外径,柱塞(3)与拉杆中段(202)之间形成上环形空间,柱塞(3)的长度小于上导向接头(9)和下导向接头(10)之间的距离,柱塞(3)只能在上导向接头(9)和下导向接头(10)之间移动。5.根据权利要求3所述的井下过泵电加热举升管柱,其特征在于,所述游动阀含有上下设置的柱塞凡尔座(7)和柱塞凡尔球(11),柱塞凡尔球(11)和柱塞凡尔座(7)均为环状结构,柱塞凡尔座(7)固定于柱塞(3)的下端,柱塞凡尔球(11)固定于拉杆中段(202)的下端。6.根据权利要求2所述的井下过泵电加热举升管柱,其特征在于,泵筒中段(102)套设与拉杆下段(203)外,泵筒中段(102)和泵筒下段(103)与拉杆下段(203)之间套设有密封滑套(4),密封滑套(4)与拉杆下段(203)间隙配合,密封滑套(4)与泵筒中段(102)和泵筒下段(103)之间形成下环形空间。7.根据权利要求6所述的井下过泵电加热举升管柱,其特征在于,所述固定阀含有上下设置的滑阀半球(6)和固定阀座(5),滑阀半球(6)和固定阀座(5)均为环状结构,滑阀半球(6)固定于密封滑套(4)的上端,固定阀座(5)固定于泵筒中段(102)的中部。8.根据权利要求7所述的井下过泵电加热举升管柱,其特征在于,泵筒中段(102)含有从上向下依次连接的第一段、第二段、第三段和第四段,所述第一段、第二段和第三段的内表面均设有扶正块,固定阀座(5)固定于泵筒中段(102)的第二段内,滑阀半球(6)通过螺母固定于密封滑套(4)的上端。9.根据权利要求7所述的井下过泵电加热举升管柱,其特征在于,密封滑套(4)外固定套设有挡环(12),挡环(12)位于泵筒中段(102)内,挡环(12)位于固定阀座(5)的下方,挡环(12)的外径大于固定阀座(5)的内径。10.根据权利要求1所述的井下过泵电加热举升管柱,其特征在于,外泵筒(1)的上端连接有泵筒接头,空心拉杆(2)的上端连接有拉杆接头,泵筒上段(101)与泵筒中段(102)螺纹连接,泵筒中段(102)与泵筒下段(103)螺纹连接。
    技术总结
    本实用新型公开了一种井下过泵电加热举升管柱,包括内外套设的空心拉杆(2)和外泵筒(1),空心拉杆(2)与外泵筒(1)之间形成环形空腔,空心拉杆(2)呈直立状态,空心拉杆(2)内设有用于安装加热电缆的轴向贯通通道(13),空心拉杆(2)下端连接有丝堵(8),空心拉杆(2)与外泵筒(1)之间套设有上下间隔设置的游动阀和固定阀。该井下过泵电加热举升管柱可以实现过泵电加热,解决原油不进泵、井下原油流动性差、泵吸入口、油管结蜡等问题。彻底实现全井段加热,达到稠油热采的目的。达到稠油热采的目的。达到稠油热采的目的。


    技术研发人员:姜雷 黄小钊 张涵淇 张曦宇 刘天琦 张沂轩 周飞 单祥斌 乔诗涵 蒋川 徐兆强 杨靖波 张冰 田野 戴倩倩 孙蕴海 王文刚 罗军 罗鹏飞 孙浩
    受保护的技术使用者:中国石油天然气股份有限公司
    技术研发日:2020.04.14
    技术公布日:2021/3/9

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