专利名称：一种电泵采油正注水一体化管柱及应用方法
技术领域：
本发明涉及一种电泵采油正注水一体化管柱及应用方法，适用于油田稠油掺稀电泵采油井，属于石油工业的采油装置及工艺。
背景技术：
目前，掺稀降粘已成为超深超稠油开采的一种重要采油工艺。此外随着油田进入开发后期，地层弹性能量减弱，油井供液不足，注水替油已成为增加油层能量、提高采油速度和提高油田采收率的一种重要而有效的工艺措施。电泵在稠油举升中具有下井深度深、 耐高温、抗稠油、可供选择排量范围广等优点，与有杆泵相比，掺稀混合效果好，可降低掺稀比，节约稀油，电泵采油已逐渐成为超深超稠油机械采油的主体。在稠油开采中，现有电泵采油管柱主要由电机、保护器、油气分离器、离心泵、电缆以及油管和井口装置组成。为了防止稠油入泵造成堵泵，电泵在启动前或者注水替油完成以后，需要正注稀油充满油管；或者稠油堵泵以后，需要对泵进行正循环洗井。现有电泵管柱在注水替油中存在以下的问题
1、注水时，由于电泵流道较小，正注水时阻力太大，且会导致叶轮倒转损坏电泵，因此只能采用反注水；
2、反注水时，油套环空的稀油都被注入了井底，注水完成以后，需要重新用稀油注满油套环空，由于油套环空容积较大，稀油浪费严重；
3、反注水时，存在注入水冲刷电缆，对电机电缆使用性能有一定影响，经统计资料表明，注水电泵井的检泵周期比非注水的检泵周期大大缩短。
发明内容
本发明目的是为了克服上述现有技术中的不足，特提供一种电泵采油正注水一体化管柱及应用方法，解决现有电泵管柱在注水时存在的问题，采用正注水的办法，避开注入水与电机电缆的直接接触，保护电缆，延长检泵周期，同时节约稀油。本发明采用的技术方案是
本发明一种电泵采油正注水一体化管柱，主要由油管、电缆、注水阀、离心泵、分离器、 保护器、电机、导流罩组成，将离心泵、分离器、保护器、电机依次从上到下安装在管柱下方， 导流罩安装在电机的外侧；所述注水阀安装在离心泵和油管之间，注水阀由阀体、滑块、弹簧、限位套、支承座、调节螺母、下接头、凡尔球构成；所述阀体工作腔的内壁上均布有多个注水孔；所述滑块中间设有中间孔，滑块上部由台阶定位，滑块下部由限位套定位；滑块在工作腔内运动，滑块运动到上部时，注水孔被滑块封堵，滑块运动到下部时，注水孔打开。所述弹簧安装在滑块和支撑座之间，所述调节螺母安装在限位套内部，所述下接头安装在阀体下部。本发明一种电泵采油正注水一体化管柱的应用方法包括以下步骤 ①下管柱将注水阀安装在离心泵和油管之间，随管柱一起下入井内；
②投球
当油井需要注水替油时，从油管投入凡尔球坐落在滑块的中间孔之上，滑块向下的通道关闭；
③憋压
在油管上部进行憋压，当压力在0_20MPa以内同时大于弹簧的预设压力值时，凡尔球和滑块一起下移至下死点，注水孔通道打开；
④正注水
从油管进行注水，注入水从注水孔进入油套环空，经过导流罩外侧，从而进入油层；
⑤捞球
当注水完成以后，打捞凡尔球，弹簧恢复预设压力状况，滑块上移，油套环空通道关闭， 从而可以实现正常的掺稀生产和正洗井或正注稀油等工艺。本发明与现有技术相比较具有如下优点
1、电泵管柱增加了注水阀，能实现正注水的功能。2、采用正注水方法后，只需要用稀油注满油管，而油管内容积比油套环空的容积小很多，因此与反注水相比，节约了大量稀油。 3、正注水避开了注入水与电缆电机的直接接触，保护了电缆和电机，延长了检泵周期。
图1为本发明一种电泵采油正注水一体化管柱结构示意图。图2为本发明的注水阀结构示意图。图3为本发明的注水阀注水孔通道打开状态工作示意图。图4为本发明一种电泵采油正注水一体化管柱的应用方法流程图。图中1.套管、2.油管、3.电缆、4.注水阀、5.离心泵、6.分离器、7.密封圈环、8.导流罩、9.卡瓦、10.导流罩主体、11.保护器、12.电机、13.油层、14.阀体、15.中间孔、16.滑块、17.注水孔、18.阀体工作腔、19.弹簧、20.限位套、21支承座、22.调节螺母、23.下接头、24.凡尔球、25.台阶。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。如图1、图2、图3、图4所示，本发明一种电泵采油正注水一体化管柱，主要由油管 2、电缆3、注水阀4、离心泵5、分离器6、保护器11、电机12、导流罩8组成，将离心泵5、分离器6、保护器11、电机12依次从上到下安装在管柱2下方，导流罩8安装在电机12的外侧；所述注水阀4安装在离心泵5和油管2之间，注水阀4由阀体14、滑块16、弹簧19、限位套20、支承座21、调节螺母22、下接头23、凡尔球M构成；所述阀体工作腔18的内壁上均布有多个注水孔17 ；所述滑块16中间有中间孔15，滑块16上部由台阶25定位，滑块16 下部由限位套20定位；滑块16在工作腔18内运动，滑块16运动到上部时，注水孔17被滑块16封堵，滑块16运动到下部时，注水孔17打开。所述的弹簧19安装在滑块16和支撑座21之间，所述的调节螺母22安装在限位套20内部，所述的下接头23安装在阀体14下部。
如图4所示，本发明一种电泵采油正注水一体化管柱的应用方法包括以下步骤
①下管柱
将注水阀4安装在离心泵5和油管2之间，随管柱一起下入井内；
②投球
当油井需要注水替油时，从油管2投入凡尔球M坐落在滑块16的中间孔15之上，滑块16向下的通道关闭；
③憋压
在油管2上部进行憋压，当压力在0-20MPa以内同时大于弹簧19的预设压力值时，凡尔球M和滑块16 —起下移至下死点，注水孔17通道打开；
④正注水
从油管2进行注水，注入水从注水孔17进入油套环空，经过导流罩8外侧，从而进入油层13 ；
⑤捞球
当注水完成以后，打捞凡尔球对，弹簧19恢复预设压力状况，滑块16上移，油套环空通道关闭，从而可以实现正常的掺稀生产和正洗井或正注稀油等工艺。本发明的注水阀工作原理如下
如图2、图3所示，注水阀4装配好后，滑块16在弹簧19的预设压力作用下，滑块16运行到上死点，把注水孔17堵住，油套环空通道关闭，从而可以实现正常的掺稀生产和正洗井或正注稀油等工艺。当需要注水替油时，从油管2投入凡尔球M坐落在滑块16的中间孔15之上，滑块16向下通道关闭，然后在上部进行憋压，当压力在0-20MPa以内同时大于弹簧19的预设压力值时，凡尔球M和滑块16 —起下移至下死点，如图3所示，注水孔15 通道打开，从而可以实现正注水。调节螺母20可以调节弹簧17的预设压力值。
权利要求
1.一种电泵采油正注水一体化管柱，主要由油管(2)、电缆(3)、注水阀(4)、离心泵 (5)、分离器(6)、保护器(11)、电机(12)、导流罩(8)组成，其特征在于所述注水阀(4)安装在离心泵(5)和油管(2)之间，注水阀(4)由阀体(14)、滑块(16)、弹簧(19)、限位套 (20),支承座(21)、调节螺母(22)、下接头(23)、凡尔球(24)构成；所述阀体工作腔(18)的内壁上均布有多个注水孔(17);所述滑块(16)中间有中间孔(15)，滑块(16)上部由台阶 (25)定位，滑块(16)下部由限位套(20)定位；滑块(16)在工作腔(18)内运动，滑块(16) 运动到上部时，注水孔(17)被滑块(16)封堵，滑块(16)运动到下部时，注水孔(17)打开。
2.一种电泵采油正注水一体化管柱的应用方法，其特征在于包括以下步骤①下管柱将注水阀(4)安装在离心泵(5)和油管(2)之间，随管柱一起下入井内；②投球当油井需要注水替油时，从油管(2)投入凡尔球(24)坐落在滑块(16)的中间孔(15) 之上，滑块(16)向下的通道关闭；③憋压在油管(2)上部进行憋压，当压力在0-20MPa以内同时大于弹簧(19)的预设压力值时， 凡尔球(24)和滑块(16)—起下移至下死点，注水孔(17)通道打开；④正注水从油管(2)进行注水，注入水从注水孔(17)进入油套环空，经过导流罩(8)外侧，从而进入油层(13);⑤捞球当注水完成以后，打捞凡尔球(24)，弹簧(19)恢复预设压力状况，滑块(16)上移，油套环空通道关闭，从而可以实现正常的掺稀生产和正洗井或正注稀油等工艺。
全文摘要
本发明涉及一种电泵采油正注水一体化管柱及应用方法，适用于油田稠油掺稀电泵采油井，属于石油工业采油装置及工艺，该管柱主要由油管、电缆、注水阀、离心泵、分离器、保护器、电机、导流罩组成，所述注水阀安装在离心泵和油管之间，注水阀由阀体、滑块、弹簧、限位套、支承座、调节螺母、下接头、凡尔球构成，所述阀体工作腔的内壁上均布有多个注水孔，所述滑块中间设有中间孔；滑块运动到上部时，注水孔被滑块封堵，滑块运动到下部时，注水孔打开。该方法包括的步骤①下管柱、②投球、③憋压、④正注水、⑤捞球。本发明采用正注水方法，节约了大量稀油，正注水避开了注入水与电缆电机的直接接触，保护了电缆和电机，延长了检泵周期。
文档编号E21B43/20GK102434136SQ20111035262
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者万科峰, 周已, 彭世金, 彭银华, 李琴, 邱成松, 靳永红, 马亚超, 黄志强 申请人:西南石油大学