专利名称：底水油藏油水分采管柱及其射流泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种底水油藏采油生产管柱，尤其是涉及一种底水油藏油水分采管柱 及其射流泵。
背景技术：
在底水油藏生产中后期，油井不可避免出现见水现象，如不采取合理有效的控水 措施，将造成产量迅速递减，采收率下降，开发效果变差，油水分采技术是开采底水油藏的 技术之一。现有底水油藏开采大多采用堵水+控水相结合，机堵+化堵相结合技术，控制 含水上升速度和水脊、水锥现象的发生；也有利用双作用泵进行油水分采作业，双作用泵的 上下两个整筒抽油泵分别开采底水油藏上部的油和下部的水，采用分层生产管柱控制不同 层系的开采速度，从而提高油井开发效果和最终采收率。但现有的双作用泵分层生产管柱 存在分采泵及分采管柱密封件较多，使用寿命较短；分采分出管柱结构无法实现热熔清蜡； 油水分采泵液量比的调节方式可操作性不强等不足。射流泵是一种特殊类型的水力泵，没有运动部件，靠动力液与地层流体的能量转 换实现抽油，应用于油井抽油、油井试油、中途测试、解堵、排酸排污、污油回收、加药等；射 流泵的射流元件主要有喷嘴、喉管和扩散管，动力液通常来自泵的上方。现有电动潜油离心泵一射流泵工作流程为电动潜油离心泵下在浅井(口袋井) 或报废井中作为动力泵，可实现电动潜油离心泵与射流泵的有机结合，提高采油工作效率。 但该系统在采油生产井附近需要有另一口井作为动力源井，不能充分利用底水油藏中底水 实现油水分采作业。
发明内容
为了克服现有底水油藏油水分采生产管柱中存在使用寿命较短，油水液量比的 调节方式可操作性不强，电动潜油离心泵一射流泵工作流程不能充分利用底水油藏中底 水作为动力源实现油水分采作业的不足，本发明提供一种底水油藏油水分采管柱及其射流 泵。该发明通过电动潜油离心泵排出的底水作为射流泵的动力液完成采油生产作业。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是底水油藏油水分采管柱包括射流 泵、电动潜油离心泵、封隔器，电动潜油离心泵的电机组、分离器、离心泵由下至上依次固定 连接，分离器下端固定安装有导流罩，电机组位于导流罩内；电动潜油离心泵、单流阀、封隔 器、射流泵、油管由下至上依次固定连接；封隔器位于底水油藏的油水分界处；电动潜油离 心泵排出的液体进入射流泵的泵体内。底水油藏油水分采管柱的射流泵，包括泵体、泵芯， 泵芯位于泵体内，泵筒、变扣接头、连接筒、进油接头、下接头由上至下依次固定连接组成泵 体；进油接头上有径向进油孔；连接筒上端面与变扣接头内凸台下端面之间安装有上密封 套，下接头上端面与进油接头内凸台下端面之间安装有下密封套；泵芯外圆周上固定安装 的上密封环和下密封环分别位于泵体的上密封套和下密封套处形成密封。泵芯的打捞头、 连接头、出口接头、泵芯连接筒、三通、泵座由上至下依次固定连接；打捞头下端盲孔处的径向锁块槽内对称安装有锁块；锁块上的径向通孔内安装有弹簧，通孔外端固定安装有固定 销；锁块凸台下端为斜面，凸台上端卡在泵筒内凸台的下方；出口接头与三通之间的泵芯 连接筒内由上至下依次安装有扩散管、喉管、喷嘴支撑套；喷嘴支撑套的内凸台与三通之间 固定安装有喷嘴；喷嘴的喷口朝上，喉管、扩散管的大口径端朝上；扩散管上方的出口接头 为下部有孔的盲孔管，管壁上有径向油水混合液出口 ；泵芯的出口接头以上部位与泵体之 间有轴向液流通道；三通外圆至喷嘴支撑套、喉管、扩散管、出口接头内孔之间有轴向液流 通道；进油接头外圆周上固定安装有滑套；进油接头与滑套通过滑套剪钉固定连接。本发明的有益效果是，结构合理，充分发挥潜油电泵排量大、变频范围宽以及射流 泵无运动部件的优势，潜油电泵抽取底水油藏中的大量底水，减少或抑制水锥，并为射流泵 提供动力液，实现底水油藏的同层分采，提高油井开发效果和最终采收率。
图1是本发明底水油藏油水分采管柱示意图。图2是本发明底水油藏油水分采管柱中射流泵的结构示意图。图3是图2的A-A剖面图。图中1.打捞头，2.锁块，3.锁块垫片，4.连接头，5.加重杆，6.泵筒，7.变扣接 头，8.上压环，9.上密封套，10.连接筒，11.喉管，12.喷嘴支撑套，13.下密封套，14.泵座， 15.下接头，16.滑套，17.下密封环，18.进油接头，19.三通，20.喷嘴，21.扩散管，22.泵 芯连接筒，23.上密封环，24.出口接头，25.原油流道，26.油水混合液出口，27.径向进油 孔，28.泵体，29.泵芯，30.弹簧，31.固定销，32.滑套剪钉，40.油管，41.电动潜油离心泵， 42.套管，43.射流泵，44.封隔器，45.单流阀，46.离心泵，47.分离器，48.电机组，49.导 流罩，50.人工井底。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。本发明底水油藏油水分采管柱，包括电动潜油离心泵41、单流阀45、封隔器44、射 流泵43，电动潜油离心泵41的电机组48、分离器47、离心泵46由下至上依次固定连接，分 离器47下端固定安装有导流罩49，电机组48位于导流罩49内。电动潜油离心泵41、单流 阀45、封隔器44、射流泵43、油管40由下至上依次固定连接组成底水油藏油水分采管柱。采用本发明底水油藏油水分采管柱进行采油生产作业的底水油藏井筒底部为人 工井底50，底水油藏油水分采管柱位于油层套管42内，封隔器44大约位于底水油藏的油水 分界处，射流泵43位于上部的油层，电动潜油离心泵41位于下部的水层；电动潜油离心泵 41向上排出的液体进入射流泵43的泵体观内。在底水油藏油水分采管柱的离心泵46和单流阀45之间、单流阀45和封隔器44 之间、封隔器44和射流泵43之间可以安装连接油管，油管的长度根据油井中油层和水层的 厚度等而决定。本发明底水油藏油水分采管柱中的射流泵43，包括泵体观、泵芯四，泵芯四位于 泵体观内孔中。泵体观由泵筒6、变扣接头7、连接筒10、进油接头18、下接头15从上至下依次固
5定连接组成。进油接头18上有径向进油孔27 ；连接筒10上端面与变扣接头7内凸台下端 面之间安装有上密封套9，下接头15上端面与进油接头18内凸台下端面之间安装有下密封 套13。泵芯四外圆周上固定安装的上密封环23和下密封环17分别位于泵体观的上密封 套9和下密封套13处，并形成径向密封。泵芯四的上密封环23以上部位与泵体28内孔 之间为环空，形成轴向液流通道。为了保证泵体观中各零部件连接和密封的可靠性，变扣接头7与泵筒6、连接筒 10通常采用螺纹连接方式，并由紧定螺钉固定，以及在连接处加装径向密封圈；进油接头 18与连接筒10、下接头15通常采用螺纹连接方式，并由紧定螺钉固定，以及在连接处加装 径向密封圈。泵芯四包括打捞头1、连接头4、出口接头对、泵芯连接筒22、三通19、泵座14、扩 散管21、喉管11、喷嘴20等，且打捞头1、连接头4、出口接头对、泵芯连接筒22、三通19、泵 座14由上至下依次固定连接。出口接头M的下端面与三通19上端之间的泵芯连接筒22 内由上至下依次安装有扩散管21、喉管11、喷嘴支撑套12 ；喷嘴支撑套12内凸台与三通19 之间固定安装有喷嘴20 ；喷嘴20的喷口朝上，喉管11、扩散管21的大口径端朝上。泵芯四上端的打捞头1下端为盲孔，盲孔处的径向对称有锁块槽，锁块槽内对称 安装有锁块2 ；对称的锁块2上有径向通孔，径向通孔内安装有弹簧30，通孔外端固定安装 的固定销31限制了弹簧30位置，弹簧30将锁块2径向位置确定。锁块2外表面为上低下 高的阶梯面，为了便于安装，锁块2阶梯表面的上下两端为斜面；在锁块2与连接头4之间 安装有锁块垫片3。锁块2所在位置的泵筒6有内凸台；锁块2凸台上端面卡在泵筒6内 凸台的下方，阻止泵芯四向上移动。扩散管21上方的出口接头M下端部为盲孔，盲孔处的管壁上有径向油水混合液 出口 26。三通19外圆至喷嘴支撑套12、喉管11、扩散管21、出口接头M内孔之间有轴向液 流通道。三通19为管状，中心的轴向通孔为电动潜油离心泵41输出液体的排出通道。与 进油接头18上径向进油孔27相应位置的三通19管壁外侧有径向盲孔，径向盲孔和三通19 管壁上的轴向盲孔相贯通，与喷嘴支撑套12上的轴向通孔组成原油流道25，油层中的原油 通过径向进油孔27、原油流道25进入喉管的内孔。为了保证本发明底水油藏油水分采管柱的顺利下入以及封隔器44的坐封，进油 接头18外圆周上固定安装有滑套16，滑套16的两端与进油接头18外圆之间有径向密封， 进油接头18上径向进油孔27位于密封区内。进油接头18与滑套16通过滑套剪钉32固 定连接。泵芯四的出口接头M外圆周上安装有上密封环23，由上压环8固定；三通19下 端部的外圆周上安装有下密封环17，由泵座14固定，下密封环17位于三通19上原油流道 25的下方。为了使泵芯四能够顺利下入泵体观中，可以在连接头4与出口接头M之间固定 安装有加重杆5。本发明底水油藏油水分采管柱及其射流泵的实施过程是，首先，将喷射泵43的泵体观、泵芯四分别组装完毕，并在泵体观上加装滑套16 ；其次，将油管40、喷射泵43的泵体28、封隔器44、单流阀45、电动潜油离心泵41 (包括导流罩49)依次固定连接，并根据油井实际需要在管柱中的不同位置加装适当长 度的油管；将底水油藏油水分采管柱下入井筒的套管42内，封隔器44大约位于底水油藏的 油水分界处，射流泵43位于上部的油层，电动潜油离心泵41位于下部的水层；然后，通过油管向底水油藏油水分采管柱打压，当压力达到一定数值时坐封封隔 器44，直至完成封隔器44的坐封；继续提高压力，将连接滑套16与泵体观上的进油接头 18的滑套剪钉32剪断，滑套16下移，进油接头18上的径向进油孔27打开；下一步，从井口向底水油藏油水分采管柱内投入泵芯四，安装在打捞头1上的锁 块2下端通过泵筒6内凸台时，弹簧30压缩，行进到凸台下方时，在弹簧30的作用下锁块2 向外张开，锁块2的凸台卡在泵筒6内凸台的下方，泵座14的外凸台坐在下接头15上端， 泵芯四在泵体观内的轴向位置确定；此时，进油接头18上的径向进油孔27和泵芯四上 的原油流道25贯通；至此，启动电动潜油离心泵41就可以进行采油生产作业。底水油藏底部的底水从电动潜油离心泵41底端流入，进入导流罩49和电机组48 之间的环空，向上进入分离器47下端入口，电动潜油离心泵41抽取底水油藏底部底水，经 过分离器47分离后，气体流到分离器47外部通过封隔器44单向气流通道流到封隔器44 以上油管与套管之间的环空，排出井筒；而分离后的液体继续向上流动通过单流阀45、封 隔器44的内管后进入喷射泵43，作为喷射泵43的高压动力液；同时，井筒内油层的原油通 过进油接头18上的径向进油口 27和泵芯四上的原油流道25进入喷嘴20上方的喉管11 内；电动潜油离心泵41提供的高压动力液经过喷嘴20后产生负压抽吸进入喷射泵43内的 原油，高压动力液和原油在喉管处混合后依次通过扩散管21、泵芯出口接头M上的油水混 合液出口 26、泵芯四与泵体观之间的环空进入管柱上部的油管40，最终将井筒内的油水 排到地面。本发明底水油藏油水分采管柱及其射流泵利用电动潜油离心泵直接抽取底水作 为喷射泵的动力液，一方面解决了喷射泵的动力液问题，另一方面又抽取了底水，减少了底 水锥进问题；有效地将潜油电泵举升工艺和喷射泵举升工艺进行有机结合，充分发挥各自 优势，对于底水开采具有明显优势，可有效解决底水油藏开采难题；配置变频器的电动潜油 离心泵和可投捞的喷射泵，使得整个系统参数调整更加灵活，能够满足井底油水变化对采 油工艺的要求。应该注意的是上述实施例是示例而非限制本发明创造，本领域技术人员将能够设 计很多替代实施例而不脱离权利要求书的范围。
权利要求
1.一种底水油藏油水分采管柱，包括射流泵、电动潜油离心泵、封隔器，电动潜油离心 泵的电机组、分离器、离心泵由下至上依次固定连接，分离器下端固定安装有导流罩，电机 组位于导流罩内，其特征是电动潜油离心泵Gl)、单流阀G5)、封隔器04)、射流泵03)、 油管GO)由下至上依次固定连接；封隔器G4)位于底水油藏的油水分界处。
2.根据权利要求1所述的底水油藏油水分采管柱，其特征是所述电动潜油离心泵 (41)向上排出的液体进入射流泵G3)的泵体08)内。
3.根据权利要求2所述的底水油藏油水分采管柱，其特征是所述离心泵06)和单 流阀0 之间安装有油管；所述单流阀0 和封隔器G4)之间安装有油管；所述封隔器 (44)和射流泵03)之间安装有油管。
4.一种权利要求1所述的底水油藏油水分采管柱的射流泵，包括泵体、泵芯，泵芯位于 泵体内，其特征是泵筒(6)、变扣接头(7)、连接筒(10)、进油接头(18)、下接头(1 由上至下依次固定 连接组成泵体08)；进油接头(18)上有径向进油孔(XT)；连接筒(10)上端面与变扣接头 (7)内凸台下端面之间安装有上密封套(9)，下接头(15)上端面与进油接头(18)内凸台下 端面之间安装有下密封套(13)；泵芯09)外圆周上固定安装的上密封环03)和下密封环(17)分别位于泵体08)的 上密封套(9)和下密封套(1 处形成密封。
5.根据权利要求4所述的射流泵，其特征是所述泵芯09)的打捞头(1)、连接头G)、 出口接头(M)、泵芯连接筒(22)、三通(19)、泵座(14)由上至下依次固定连接；所述打捞头(1)下端盲孔处的径向锁块槽内对称安装有锁块O)；锁块( 上的径向 通孔内安装有弹簧(30)，通孔外端固定安装有固定销(31)；锁块(2)凸台下端为斜面，凸台 上端卡在泵筒(6)内凸台的下方；所述出口接头04)与三通(19)之间的泵芯连接筒0 内由上至下依次安装有扩散 管(21)、喉管(11)、喷嘴支撑套(12)；喷嘴支撑套(12)内凸台与三通(19)之间固定安装 有喷嘴OO)；喷嘴OO)的喷口朝上，喉管(11)、扩散管的大口径端朝上；所述扩散管上方的出口接头04)下端部有盲孔，管壁上有径向油水混合液出口 (26)；所述泵芯09)的出口接头04)以上部位与泵体08)之间有轴向液流通道；所述三通(19)外圆至喷嘴支撑套(12)、喉管(11)、扩散管01)、出口接头04)内孔之 间有轴向液流通道；所述进油接头(18)外圆周上固定安装有滑套(16)。
6.根据权利要求5所述的射流泵，其特征是所述进油接头(18)与滑套(16)通过滑 套剪钉(3 固定连接。
7.根据权利要求6所述的射流泵，其特征是所述打捞头⑴外圆周上的锁块(2)与 连接头(4)之间安装有锁块垫片(3)。
8.根据权利要求7所述的射流泵，其特征是所述上密封环安装在泵芯09)的 出口接头04)外圆周上，由上压环(8)固定；所述下密封环(17)安装在泵芯09)的三通 (19)外圆周上，由泵座(14)固定。
9.根据权利要求5所述的射流泵，其特征是所述连接头(4)与出口接头04)之间固定安装有加重杆(5)。
全文摘要
一种底水油藏油水分采管柱及其射流泵。为了克服现有底水油藏油水分采生产管柱中存在使用寿命较短，油水液量比的调节方式可操作性不强的不足，本发明的电动潜油离心泵、单流阀、封隔器、射流泵、油管由下至上依次固定连接；封隔器位于底水油藏的油水分界处；射流泵的泵筒、变扣接头、连接筒、进油接头、下接头由上至下依次固定连接组成泵体；连接筒上端面与变扣接头内凸台下端面之间安装有上密封套，下接头上端面与进油接头内凸台下端面之间安装有下密封套；泵芯外圆周上固定安装的上密封环和下密封环分别位于泵体的上密封套和下密封套处形成密封。其有益效果是结构合理，实现底水油藏的同层分采，提高油井开发效果和最终采收率。
文档编号F04F5/10GK102071916SQ200910237930
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者刘广林, 宁晓颖, 尤秋彦, 崔会凯, 聂楷, 薛清祥, 高清祥 申请人:大港油田集团有限责任公司