一種旋轉舉升井管杆保護裝置及方法與流程

2023-05-27 02:08:51 1

本發明涉及油井舉升管杆保護技術，具體地說是一種旋轉舉升井管杆保護裝置及方法。

背景技術：

經過幾十的開發，各個老油田已進入高含水開發期，油井產出液具有高含水、高礦化度的特點。高含水、高礦化度產出液的存在，導致了油井中管杆間潤滑環境越來越差，對油井，特別是旋轉舉升井造成了嚴重危害。旋轉舉升井中，杆柱在油管內做旋轉運動，速率一般大於80r/min，遠遠高於普通有杆泵井的管杆摩擦頻率，因此管杆的磨損程度也遠遠大於普通有杆泵井，主要表現為管杆的磨損、腐蝕。目前普遍採用的防腐防偏磨保護措施以扶正器類，內襯油管，防腐合金抽油杆等為主，但是這些防偏磨措要麼效果不理想，要麼成本較高。因此，針對以上問題，提出了一種旋轉舉升井油水自然分離管杆保護裝置及方法。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種旋轉舉升井管杆保護裝置及方法，改變了傳統的防治思路，具有更好的效果，不會對原有舉升系統作大的改動，能夠利用現有的旋轉舉升系統的部分設備，且操作簡單，相對成本低。改善管杆間的潤滑環境，減輕管杆腐蝕磨損，起到保護管杆的作用。

為了達成上述目的，本發明採用了如下技術方案，一種旋轉舉升井管杆保護裝置，包括杆柱和管柱，杆柱置於管柱內，所述管柱包括自上而下依次連接的密封泵筒、油管、旋轉舉升器外筒，所述杆柱包括自上而下依次連接的空心光杆、密封柱塞、小直徑管、旋轉舉升器螺旋杆，所述密封柱塞位於密封泵筒內，所述旋轉舉升器螺旋杆位於旋轉舉升器外筒內部，所述小直徑管和油管之間的環空為油水分離區，所述小直徑管在自身底端側壁開設徑向通孔，用以連通小直徑管內腔和油水分離區。

所述旋轉舉升器外筒和旋轉舉升器螺旋杆組成旋轉舉升器。

所述密封柱塞內部為空心結構，上端開有出油孔，密封泵筒和密封柱塞組成密封泵。

所述小直徑管內腔與密封柱塞內腔組成了井液的舉升通道，也就是井液經徑向通孔孔進入到小直徑管內，在舉升壓差的作用下，沿著小直徑管內向上流動，流入到密封柱塞的內部，然後經出油孔進入油管內，最後流出井口。

為了達成上述另一目的，本發明採用了如下技術方案，一種旋轉舉升井管杆保護方法，旋轉舉升器舉升的井液即油水混合物進入油水分離區，同時由小直徑管底端側壁的徑向通孔孔進入小直徑管內，在小直徑管內向上流動；進入油水分離區的井液，原油和水由於密度不同，進行自然分層，油在上，水在下，由於徑向通孔孔開在了小直徑管的下端，因此油水分離區內下部的水會陸續進入小直徑管內，和小直徑管內的井液一起向上流動；這樣，油水分離區內原油逐漸增多，水逐漸減少，最終，油水分離區內會富大量的原油，這部分原油作為油管和小直徑管之間的潤滑介質。

相較於現有技術，本發明具有以下有益效果：

本發明旨在增加改善旋轉舉升井舉升時杆管間的潤滑環境，減少杆管偏磨，延長油井免修期。管柱部分自上而下為密封泵筒，油管，旋轉舉升器外筒。杆柱部分自上而下為空心光杆，密封柱塞，小直徑管，旋轉舉升器內杆。密封泵筒和密封柱塞組成密封泵，旋轉舉升器外筒和旋轉舉升器內杆組成旋轉舉升器，旋轉舉升器為該舉升系統的舉升工具。旋轉舉升器、密封泵、油管、小直徑管四部分之間形成了一個空腔，即油水分離區，舉升上來的井液即在油水分離區內進行自然分離，最終油水分離區會變成一個富集原油的相對密封的腔，由於該腔內富集大量的原油，因此能減緩油管內壁與小直徑管外壁的摩擦。小直徑管為空心結構，下端開有徑向通孔。密封柱塞內部為空心結構，上端開有出油孔。小直徑管內腔與柱塞內腔組成了井液的舉升通道，也就是井液經徑向通孔孔進入到小直徑管內，在舉升壓差的作用下，沿著小直徑管內向上流動，流入到密封柱塞的內部，然後經出油孔進入油管內，最後流出井口。初期，井液舉升至井口與油水分離區內的原油富集是同時進行的，當油水分離區內富集滿原油之後，這部分富集的原油在油水分離區內保持相對穩定，幾乎不再參與井液流向井口的過程。

總之，本發明提出了一種應用於旋轉舉升井的管杆保護方法，填補技術空白；其次，原油和水在油水分離區內自然分離，實現原油自然富集；再次，旋轉的杆管與腐蝕水介質隔離，在潤滑的環境下工作，減少腐蝕磨損。

附圖說明

圖1為本發明的一種旋轉舉升井管杆保護裝置及方法的結構示意圖。

圖中：1、空心光杆；2、出油孔；3、油管；4、套管；5、小直徑管；6、油水分離區；7、旋轉舉升器；8、密封泵筒；9、密封柱塞；10、徑向通孔。

具體實施方式

有關本發明的詳細說明及技術內容，配合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說 明之用，並非用來對本發明加以限制。

根據圖1，一種旋轉舉升井管杆保護裝置，包括杆柱和管柱，杆柱置於管柱內，所述管柱包括自上而下依次連接的密封泵筒8、油管3、旋轉舉升器外筒，所述杆柱包括自上而下依次連接的空心光杆1、密封柱塞9、小直徑管5、旋轉舉升器螺旋杆，所述密封柱塞位於密封泵筒內，所述旋轉舉升器螺旋杆位於旋轉舉升器外筒內部，所述小直徑管和油管之間的環空為油水分離區6，所述小直徑管在自身底端側壁開設徑向通孔10，用以連通小直徑管內腔和油水分離區。所述旋轉舉升器外筒和旋轉舉升器螺旋杆組成旋轉舉升器7。所述密封柱塞內部為空心結構，上端開有出油孔2，密封泵筒和密封柱塞組成密封泵。

先將管柱部分按照自上而下為密封泵筒，油管，旋轉舉升井外筒的順序下入井內的套管4內，再將杆柱部分按照自上而下為空心光杆，密封柱塞，小直徑管，旋轉舉升井內杆的順序下入油管內。旋轉舉升器舉升的井液即油水混合物進入油水分離區，同時由小直徑管底端側壁的徑向通孔孔進入小直徑管內，在小直徑管內向上流動。進入油水分離區的井液，原油和水由於密度不同，進行自然分層，油在上，水在下，由於徑向通孔孔開在了小直徑管的下端，因此油水分離區內下部的水會陸續進入小直徑管內，和小直徑管內的井液一起向上流動。這樣，油水分離區內原油逐漸增多，水逐漸減少，最終，油水分離區內會富大量的原油，這部分原油作為油管和小直徑管之間的潤滑介質，起到很好的防腐防偏磨作用。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，非用以限定本發明的專利範圍，其他運用本發明的專利精神的等效變化，均應俱屬本發明的專利範圍。