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。