电潜泵举升工艺管柱的制作方法

本实用新型涉及采油工程领域，特别涉及一种电潜泵举升工艺管柱。

背景技术：

电潜泵是一种油井举升工艺常用的装置，主要应用于深井大排量举升，近几年在稠油井及出砂井上也开始应用。

由于电潜泵排量较大，在电潜泵井生产过程中，易出现供液不足的问题。当发现供液不足时，会关井一段时间恢复液面，然后再次开井。

对于出砂油井，电潜泵停泵后，油管内井液中的砂沉积在单流阀处及单流阀上端油管内，导致单流阀砂埋，电潜泵无法再次启动。而稠油井则会出现油管内稠油、稀油、水重力分异，从而导致稠油段塞堵塞油管导致电潜泵启动失败。

针对上述电潜泵在使用过程中可能出现的问题，一般在电潜泵停泵前需要彻底洗井，替出油管内的稠油或含砂井液，避免关井后砂沉积卡泵或稠油形成段塞堵塞井筒的情况。

但对于漏失严重的油井来说，从套管反洗时，洗井液直接漏失进入地层，而不是从油管返出，无法建立循环，达不到洗井效果，因此无法顺利实现反洗井。另外，由于电潜泵井管柱上设置有单流阀，只允许产出液沿着油管上行，不允许液体沿着油管下行，所以无法正洗井。因此想要在现有电潜泵管柱的基础上实现正、反洗井，替出油管内的稠油及杂质难度较大。

综上，特别是针对漏失严重的油井有必要提出一种可正洗井的电潜泵管柱在电潜泵停泵之前，正洗井替出油管内的流体，避免下次启泵失败。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电潜泵举升工艺管柱，能够建立正洗井通道，通过正洗井方式替出油管内的流体，避免下次启泵失败。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种电潜泵举升工艺管柱，包括：

设置在井口的投球捕捉器以及自上而下设置在井内的油管、滑套开关、单流阀、电潜泵及用于向电潜泵提供动力的电机，

其中，所述投球捕捉器内设置有球；

所述单流阀自下而上单向导通；

所述滑套开关整体呈中空的圆柱形，在侧壁上设置有旁通孔，所述旁通孔具有打开的第一状态和关闭的第二状态，所述滑套开关的内部且位于所述旁通孔以上设置有用于和投球捕捉器的球配合的球座，

所述投球捕捉器内的球投放至所述滑套开关的球座内，并向所述电潜泵举升工艺管柱内打压时，所述旁通孔由第二状态转换为第一状态。

在一个优选的实施方式中，还包括：能与所述油管连通的井口测试阀门和设置在所述井口测试阀门上游的防喷管。

在一个优选的实施方式中，所述投球捕捉器为磁铁式钢球捕捉器，所述投球捕捉器的球为空心钢球，所述空心钢球的外径小于所述井口测试阀门的内径。

在一个优选的实施方式中，还包括泄油器，所述泄油器设置在所述滑套开关与所述单流阀之间。

在一个优选的实施方式中，所述电机位于所述电潜泵的下端，所述电潜泵举升工艺管柱设置有电机保护器，所述电机和电潜泵通过电机保护器相连接，所述电潜泵举升工艺管柱还包括：电缆，所述电缆与所述电机相连接，用于为所述电潜泵供电。

在一个优选的实施方式中，所述滑套开关包括：依次连接的上接头、套筒、下接头，其中，旁通孔设置在所述套筒的侧壁上，

所述套筒内穿设有中心管，所述中心管能相对所述套筒轴向移动，从而打开或关闭所述旁通孔。

在一个优选的实施方式中，所述中心管、下接头和所述套筒之间形成有环形腔体；所述环形腔体内设置有用于向所述中心管提供复位力复位件。

在一个优选的实施方式中，所述中心管与所述套筒之间还设置有衬套，相应的，所述管柱还包括：穿设过所述套筒并固定在所述衬套上的剪切销钉。

在一个优选的实施方式中，在所述套筒的内侧形成有用于和中心管配合第一限位部，所述中心管的外侧壁上设置有凸起的第二限位部，所述衬套的内侧形成有用于与所述第二限位部配合的第三限位部。

在一个优选的实施方式中，所述上接头和下接头通过丝扣连接的方式与所述套筒相连接，在所述上接头和下接头与所述套筒配合的位置还设置有防转螺钉。

在一个优选的实施方式中，在所述上接头、套筒、下接头及中心管相互配合的位置还设置有密封件。

本实用新型的特点和优点是：本申请所述的电潜泵举升工艺管柱，通过设置在井口的投球捕捉器以及自上而下设置在井内的油管、滑套开关、单流阀、电潜泵及用于向电潜泵提供动力的电机，不仅能够实现管柱的正常生产，且能够利用该电潜泵举升工艺管柱形成与油套环空连通的正洗井通道，通过正洗井方式替出油管内的流体，避免下次启泵失败。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1是本申请实施方式中一种电潜泵举升工艺管柱的结构示意图；

图2是本申请实施方式中一种电潜泵举升工艺管柱中的滑套开关的结构示意图。

附图标记说明：

1、油管；2、滑套开关；3、泄油器；4、单流阀；5、电潜泵；6、电机；60、电机保护器；7、套管；8、油层；9、电缆；10、钢球捕捉器；11、防喷管；12、井口测试阀门；13、油套环空；21、上接头；22、上外筒；23、内筒；24、旁通孔；25、下外筒；26、剪切销钉；27、弹簧；28、空心钢球；29、中心管；210、衬套；211、下接头；220、第一限位部；290、第二限位部；2100、第三限位部。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供一种电潜泵举升工艺管柱，能够建立正洗井通道，通过正洗井方式替出油管内的流体，避免下次启泵失败。

请参阅图1和图2，本申请实施方式中提供的一种电潜泵举升工艺管柱可以包括：设置在井口的投球捕捉器以及自上而下设置在井内的油管1、滑套开关2、单流阀4、电潜泵5及用于向电潜泵5提供动力的电机6，其中，所述投球捕捉器内设置有球；所述滑套开关2整体呈中空的圆柱形，在侧壁上设置有旁通孔24，所述旁通孔24具有打开的第一状态和关闭的第二状态，所述滑套开关2的内部且位于所述旁通孔24位置设置有用于和投球捕捉器的球配合的球座，所述投球捕捉器内的球投放至所述滑套开关2的球座内，并向所述电潜泵举升工艺管柱内打压时，所述旁通孔24由第二状态转换为第一状态。

在本实施方式中，所述油管1具有相对的上端和下端，其上端用于和井口配套装置相连通，其下端连接有滑套开关2。其中，所述井口配套装置可以包括：能与所述油管1连通的井口测试阀门12，设置在所述井口测试阀门12上游的防喷管11，设置在所述井口测试阀门12下游的投球捕捉器。所述投球捕捉器可以为磁铁式钢球捕捉器10，所述球为空心钢球28，所述空心钢球28的外径小于所述井口测试阀门12的内径。当电潜泵举升工艺管柱处于正常生产状态下时，所述磁铁式钢球捕捉器10利用磁铁的吸附作用将所述空心钢球28吸附定位在其下端部。当需要进行投球时，可以上提钢球捕捉器10，由于所述空心钢球28的外径小于所述井口测试阀门12的内径，所述空心钢球28被测试阀门的缩颈卡住，无法向上移动，在脱离了钢球捕捉器10的吸附力后，在重力作用下，向下掉落，进入油管1内，最后卡在所述滑套开关2的球座上，从而将所述空心钢球28以上的油管1密封。

在本实施方式中，所述单流阀4自下而上单向导通，用于保证产出液沿着油管1上行，而限制液体沿着油管1下行，防止电潜泵5停机时油管1内的液体下行，导致电潜泵5反转脱扣。

在本实施方式中，在所述滑套开关2与所述单流阀4之间还设置有泄油器3。具体的，所述滑套开关2的下端可以通过油管1短节与泄油器3的上端相连接，所述单流阀4的上端可以通过油管1短节与泄油器3的下端相连接。在起电潜泵举升工艺管柱时，通过打开泄油器3，可以卸掉管柱内的原油，防止管柱内的剩余原油产生环境污染。

在本实施方式中，所述电机6可以位于所述电潜泵5的下端。具体的，所述电机6上部位于电机轴动力输出端位置设置有用于保护所述电机的电机保护器60，所述电机6和电潜泵5通过所述电机保护器60相连接。所述电机保护器60除了连接电潜泵5及电机6作用外，还具有以下功能：①密封电机轴动力输出端，防止井液进入电机6；②电机保护器6充油部分允许与井液相连通起平衡作用，从而可以平衡电机6内外腔压力，容纳电机6升温时膨胀的电机油、补充电机6冷却时收缩和损耗的电机油；③承担任何不平衡的轴向力。

相应的，所述电潜泵举升工艺管柱还可以包括：电缆9，所述电缆9与所述电机6相连接，用于为所述电机6供电。具体的，所述电缆9可以一端与地面供电装置连接，另一端通过穿设过油套环空13与所述电机6连接，从而为所述电潜泵5提供工作所需的电能。

在本实施方式中，所述滑套开关2用于在其旁通孔24处于打开状态下时，将电潜泵举升工艺管柱与油套环空13相连通，形成正洗井通道。

具体的，所述滑套开关2整体呈中空的圆柱形，其可以包括：上接头21、套筒、中心管29、衬套210、弹簧27、下接头211、剪切销钉26。

其中，所述上接头21整体呈中空的回转体型，其上端用于和油管1相连接，其下端的外侧与所述套筒相固定。具体的，所述固定的方式可以为丝扣连接，也可以为防转螺钉连接，或者丝扣连接与防转螺钉相结合的方式，具体的，本申请在此并不作具体的限定。当采用所述丝扣连接与防转螺钉相结合的方式既可以保证连接位置的牢固性又能够实现防转提升连接位置的可靠性。

此外，在所述上接头21与所述套筒配合的位置还可以设置有密封圈，用于保证两者在配合位置的密封性。此外，在所述上接头21、套筒、下接头211及中心管29相互配合的其他位置同样可以设置有密封件，以保证配合位置的密封性，本申请在此不再一一举例。

其中，所述下接头211整体呈中空的回转体型，其上端用于和油管1相连接，其下端的外侧与所述套筒相固定。具体的，所述固定的方式可以为丝扣连接，也可以为防转螺钉连接，或者丝扣连接与防转螺钉相结合的方式，具体的，本申请在此并不作具体的限定。

所述套筒整体呈中空的筒体，其具有相对的上端和下端。套筒上端的内侧与所述上接头21相固定，其下端的内侧与所述下接头211相固定。具体的，所述固定的方式可以为丝扣连接，也可以为紧固螺钉连接，或者丝扣连接与紧固螺钉相结合的方式，具体的，本申请在此并不作具体的限定。在所述套筒的侧壁上靠近其上端的位置设置有旁通孔24。在所述套筒的内侧形成有用于和中心管29配合第一限位部220。

如图2所示，在一个具体的实施方式中，所述套筒可以包括相互连接配合的上外筒22、下外筒25以及内筒23。其中所述上外筒22相对在上、下外筒25相对在下，所述内筒23位于所述上外筒22和下外筒25的内侧。所述上外筒22、下外筒25和内筒23可以通过紧固螺钉连接，也可以采用丝扣连接，具体的，本申请在此不作具体的限定。

所述中心管29穿设在所述套筒内，能相对所述套筒轴向移动，从而打开或关闭所述旁通孔24。具体的，所述中心管29整体为中空的管体，其穿设在所述滑套开关2的中部，其具有相对的上端和下端，在所述电潜泵举升工艺管柱处于正常生产状态下时，所述中心管29的上端的高度高于所述旁通孔24的高度，从而能将所述旁通孔24封堵。所述电潜泵举升工艺管柱处于正洗井状态下时，所述中心管29能向下移动，从而打开所述旁通孔24。

在所述中心管29的侧壁上设置有凸起的第二限位部290。在所述电潜泵举升工艺管柱处于正常生产状态下时，该第二限位部290的一侧与所述套筒的第一限位部220相抵靠。

所述中心管29、下接头211和所述套筒之间形成有环形腔体；所述环形腔体内设置有复位件。具体的，所述复位件用于在正洗井结束后提供所述中心管29上移复位的复位力。具体的，所述复位件可以为弹簧27的形式。

进一步的，所述中心管29与所述套筒之间还设置有衬套210，相应的，所述管柱还包括：穿设过所述套筒并固定在所述衬套210上的剪切销钉26。

其中，所述衬套210整体呈中空的回转体，其内侧形成有用于和所述中心管29的第二限位部290的另一侧配合的第三限位部2100。其外侧形成有限位台阶用于抵靠弹簧27的一端。

在本实施方式中，所述中心管29的上端形成用于和投球捕捉器的球配合的球座。当所述电潜泵举升工艺管柱处于正常生产状态下，所述中心管29将所述旁通孔24封堵。当所述电潜泵举升工艺管柱处于正洗井状态下时，停泵，通过上提钢球捕捉器10向所述球座进行投球，并向所述电潜泵举升工艺管柱内打压，当达到预定压力时，剪断所述剪切销钉26，中心管29下行，带动衬套210下行，压缩弹簧27，使旁通孔24露出，使得电潜泵举升工艺管柱内与油套环空13相连通，从而建立其正洗井通道。正洗井可冲刷油管1内壁的稠油、蜡等杂质，且正洗井用水量小，漏失入地层后污染油层8的程度较小。当洗井结束停止打压后，在弹簧27的回复力作用下，所述中心管29可以上行复位，从而将所述旁通孔24重新关闭。此时，可以下放钢球捕捉器10至测试闸门下端；开启电潜泵5，井液携带空心钢球28上行至井口，被磁力式钢球捕捉器10捕捉，油管1内液流通道畅通，立刻具备正常生产条件。

综上所述，本申请所述的电潜泵举升工艺管柱，通过设置在井口的投球捕捉器以及自上而下设置在井内的油管1、滑套开关2、单流阀4、电潜泵5及用于向电潜泵5提供动力的电机6，不仅能够实现管柱的正常生产，且能够利用该电潜泵举升工艺管柱形成与油套环空13连通的正洗井通道，通过正洗井方式替出油管1内的流体，避免下次启泵失败。

整体上，所述电潜泵举升工艺管柱工作状态和原理包括如下：

1、生产时，产出液流动过程与常规电潜泵5管柱一致；

2、需洗井时，停电潜泵5，上提钢球捕捉器10，空心钢球28被测试闸门缩径卡住，掉落至油管1内，封堵滑套开关2的中心管29，此时通过泵车对油管1正打压，中心管29下行，露出旁通孔24，通过旁通孔24即可实现正洗井；

3、正洗井结束后，油套压平衡，中心管29在弹簧27的作用下上行，封闭旁通孔24，下放钢球捕捉器10至测试闸门下端；

4、开泵生产，开启电潜泵5，井液携带空心钢球28上行至井口，被磁力式钢球捕捉器10捕捉，油管1内液流通道畅通，立刻具备正常生产条件。

本申请所述的电潜泵举升工艺管柱至少具有如下优点：

①利用滑套开关2实现正洗井，减少洗井液用量，解决漏失井洗井不返难题；

②采用液压开启滑套开关4，与常规钢丝工具开启滑套相比，具有操作简单、成功率高的优点；

③液压式的滑套开关4采用投球开启方式，可以避免压差开启式滑套在生产过程中因油套压波动出现误开启问题；

④采用空心钢球28及磁铁式钢球捕捉器10的方式，解决了投球后的收球难题，确保洗井结束后管柱畅通，迅速具备生产条件。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。