专利名称：一种气举负压泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油天然气井气举井用井下工具技术领域，具体涉及一种气举负压栗。
背景技术：
气举采油和其他机采方式相比有很多优点，如适应性强，即对于深井、浅井、高油气比井、高含砂井、斜井、水平井都能适用，管理方便，成本相对较低。但由于连续气举井的油层流压等于环空中的注气压力加工作阀处的动液面所产生的压力，油管中压力等于工作阀下面的液柱所产生的压力加工作以上混气柱压力再加回压，导致目前的气举采油和传统的有杆泵采油相比也存在不足之处对于压力较低的深井，有时注气压力几乎和流压相等，这样由于注气压力作用在油层上，就不能放大生产压差，不但影响了油井的产量，而且注气比很高，严重影响了举升效率；对于压力较低的浅井根本无法正常生产。对于压力和产能较高的高产井，由于注气压力和工作阀以下的液柱压力直接作用在油层上，就会对油层产生过高的回压，使生产压差不能更进一步放大，这样也严重地影响气举井的产量和举升效率。所以为了充分发挥气举采油工艺的长处，克服该种工艺的上述弊端，需要对气举米油进行改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种气举负压泵，通过泵内设有扩散管以及与扩散管联通的腔室等结构，可把泵以上混气柱的压力或者注气压力与泵下面的液柱隔开，使混气柱的压力和注气压力不能作用在地层上，彻底或基本克服了注气压力所产生的回压对油层所造成的不利影响，进一步提高了气举井的举升效率。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案本发明提供的一种气举负压泵，包括内工作筒和外工作筒组成的泵体，泵体的两端分别为上接头和下接头，上接头连接投捞头接头，泵体上开有进气孔，泵体内安装一个喷嘴，所述内工作筒内同一轴线上由上接头至下接头方向依次安装有扩散管、喉管、喷嘴套、 十字形总成，所述喷嘴套内安装喷嘴，所述扩散管由上接头至下接头方向管的口径由大到小，所述喉管与喷嘴套之间有腔室。本发明提供的另一优选的一种气举负压泵技术方案中，所述外工作筒下接头端安装有外筒座，所述外筒座处筒的内径小于内工作筒的内径，所述内工作筒固定设置在外筒座上。本发明提供的再一优选的一种气举负压泵技术方案中，所述扩散管到上接头出口之间的内工作筒内安装有扩散管挡环，所述扩散管挡环的内径等于扩散管的最大口径，所述扩散管挡环的外径等于内工作筒内径。
本发明提供的又一优选的一种气举负压泵技术方案中，所述喉管通过喉管套固定在内工作筒内，所述喉管、喉管套以及内工作筒的轴线均重合，所述喉管的内径等于扩散管的最小口径。本发明提供的又一优选的一种气举负压泵技术方案中，所述喷嘴套到喉管套之间的内工作筒上设有挡环I，沿泵体轴线的横切剖面上所述喷嘴套与挡环I之间形成圆环形腔室。本发明提供的又一优选的一种气举负压泵技术方案中，所述内工作筒内进气孔位置处固定安装有圆环形十字形总成，所述十字形总成的外径等于内工作筒的内径，所述十字形总成的内径大于喷嘴的最大口径，所述十字形总成环体上开有与进气孔对应的孔。本发明提供的又一优选的一种气举负压泵技术方案中，所述十字形总成到外筒座之间的内工作筒内依次安装有挡环II和挡环丝堵，所述挡环II和挡环丝堵的外径等于内工作筒的内径。本发明提供的又一优选的一种气举负压泵技术方案中，所述喉管的直径范围为 6 20mm，所述喷嘴的直径范围为3. 2 6. 4mm，所述进气孔的注气压力范围为7. O 12. OMpa。本发明提供的又一优选的一种气举负压泵技术方案中，所述喉管的直径为6mm，所述喷嘴的最小直径为4. 5mm。由于采用了上述技术方案，本发明得到的有益效果是I、本发明气举负压泵克服了连续气举的弊端，该种泵可把泵以上的混气柱压力或者注气压力与泵下面的液柱隔开，使注气压力或者泵以上的混气柱压力不能作用在工作阀下面的液柱上即油层上，大大降低了油井的流压，即降低了油层的回压，这样就放大了油层的生产压差，因此可在注气压力、注气量及成本不变的情况下大大提高气举井的产量。2、本发明对于油层压力和产量较低的低产能井可不下气举阀，而只下一台气举负压泵进行连续气举，这样一方面节约了成本，另一方面由于消除了注气压力对地层造成的回压，而且有时还会在油层附近产生一定的负压(低于I个大气压即低于O. IMPa)最大限度度地放大了生产压差，可使油井在无阻流量下进行生产，达到最高的产能，大大提高了产量和举升效率。3、本发明对于油层压力和产量相对较低的深井，可下几级排液阀，把气举负压泵作为工作阀下到油层附近，泵下面再下一级封隔器，这样一方面可防止举空浪费注气量，另一方面由于消除了注气压力对地层所造成的回压，甚至可在油层附近产生负压(低于I个大气压即低于O. IMPa)，使油井在无阻流量下进行生产，最大限度地放大了生产压差，因此可在不增加注气量的情况下可大大提高这类油井的产量和举升效率。4、本发明对于压力和产量相对高油层较深的气举井，可根据具体情况下几级排液阀，并适当提高原工作阀的位置，即可把负压泵下到原工作阀以上适当的位置。由于该种泵隔开了混气柱压力或者注气压力与泵以下液柱之间的接触，就消除了注气压力对地层所造成的回压，有效地降低了井底流压，放大了生产压差，可在注气压力、注气量及成本基本不变的情况下大大提高该类井的产量。
图I为一种气举负压泵整体结构剖视图；图2为一种气举负压泵腔室部分放大剖视图；其中，I-投捞头接头，2-内工作筒，3-外工作筒，4-扩散管挡环，5-扩散管，6_喉管套，7-喉管，8-腔室，9-挡环I，10-喷嘴套，11-喷嘴，12-十字形总成，13-进气孔，14-挡环II，15-挡环丝堵，16-外筒座。
具体实施例方式下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。实施例I :如图1-2所示，本发明的一种气举负压泵，包括内工作筒2和外工作筒3组成的泵体，外工作筒3下接头端安装有外筒座16，外筒座16处筒的内径小于内工作筒2的内径，内工作筒2固定设置在外筒座3上。泵体的两端分别为上接头和下接头，上接头设有投捞头接头1，泵体上开有一个进气孔13，泵体内安装有一个喷嘴11，所述内工作筒2内同一轴线上由上接头至下接头方向依次固定安装有扩散管5、喉管7、喷嘴套10、十字形总成12，喷嘴套10内设有喷嘴11，所述扩散管5由上接头至下接头方向管的口径由大到小；喉管7与喷嘴套10之间有腔室8，所述喷嘴套10到喉管套6之间的内工作筒2上安装有挡环I 9，沿泵体轴线的横切剖面上所述喷嘴套10与挡环I 9之间形成圆环形腔室8。所述扩散管5到上接头出口之间的内工作筒内2设有扩散管挡环4，所述扩散管挡环4的内径等于扩散管5的最大口径，所述扩散管挡环4的外径等于内工作筒2内径。所述喉管7通过喉管套6固定在内工作筒2内，所述喉管7、喉管套6以及内工作筒2的轴线均重合，所述喉管7的内径等于扩散管5的最小口径。所述内工作筒2内进气孔13位置处固定安装有圆环形十字形总成12，所述十字形总成12的外径等于内工作筒2的内径，所述十字形总成12的内径大于喷嘴11的最大口径，十字形总成12环体上开有与进气孔13对应的孔，十字形总成12到外筒座16之间的内工作筒2内依次安装有挡环II 14和挡环丝堵15，所述挡环II 14和挡环丝堵15的外径等于内工作筒2的内径。所述喉管7的直径范围为6-20mm，所述喷嘴11的最小直径范围为3. 2 6. 4mm，所述进气孔13的注气压力范围为7. O 12. OMpa，本例中所述进气孔13的注气压力在7. O 12. OMpa之间时,优选喉管7的直径为6mm,所述喷嘴11的最小直径为4. 5mm。本发明的一种气举负压泵，工作原理如下从图1-2中可看出，当注入的高压气体通过十字形总成12进入喷嘴11以很高的速度喷出时，就在腔室8形成了一定的负压，这样从地层产出的流体(油，气和水)就会通过十字形总成12中的通道和高速气流一起被吸入负压腔室8，在腔室8进行能量交换后再进入扩散管5，把动能转换为势能(即把速度能转化为压力能)。由于压力增加，从地层所产出的流体(油，气和水)就被举到了地面。从该种泵的管柱结构图中可明显看出，该种泵可把泵以上混气柱的压力及注气压力与泵下面的液柱隔开。使混气柱的压力和注气压力不能作用在地层上，因此这种泵不仅可基本消除或完全消除注气压力对油层所产生回压，而且对与压力较低的油井，可把泵下到油层附近，甚至能产生一定的负压，使生产压差大大增加，彻底或基本克服了注气压力所产生的回压对油层所造成的不利影响。这样可在注气量和注气压力(成本基本不变)基本不变的情况下使油井的广量大幅度提闻，同时也大大提闻了举升效率。由于目前最普遍使用的非平衡式压力操作气举阀在进行连续气举时，必须有一定的打开压力才能正常工作，而且流压(即油管中的混气柱压力+井口回压，在套管中是注气压力+工作阀下面的液柱压力)和地层始终是连通的，这样就会对地层造成很大的回压 (如注气气压力为5. OMPa时)，而地层压力在原来液柱压力的基础上又有增加了 5. Ompa,而且产量越高由于流压梯度高，流压就越高，注气压力也越高，对地层所产生的回压就越大， 这样生产压差就不能进一步放大，产量也就不能进一步提高。本发明的地面试验如下为了证明该泵的优越性，和优选出泵的最佳参数，我们在地面用两种方法进行了试验，一种方法是把该泵放到地面的水筒里，使泵内的压力为零(模拟地层压力为零)。然后改变喉管7和喷嘴11的直径，计量在注气压力为O. IMPA时的日产水量。再把泵放到4米高的位置，用10米长的I寸管皮管和地面水筒相连(模拟地层压力为-O. 04MPA)。然后改变喉管7和喷嘴11的直径，计量在注气压力为O. 5 I. OMPA时各种不同参数的日产水量变化，这样可优选出一个最佳匹配参数，但由于受到条件的限制，在地面只能用l.OOMpa以下的注气压力。地面试验数据如下表固定式气举负压泵地面试验数据表
权利要求
1.一种气举负压泵，包括内工作筒(2)和外工作筒(3)组成的泵体，泵体的两端分别为上接头和下接头，上接头连接投捞头接头(I)，泵体上开有进气孔(13)，泵体内安装一个喷嘴(11)，其特征在于所述内工作筒(2)内同一轴线上由上接头至下接头方向依次安装有扩散管(5)、喉管(7)、喷嘴套(10)、十字形总成(12)，所述喷嘴套(10)内安装喷嘴(11)，所述扩散管(5)由上接头至下接头方向管的口径由大到小，所述喉管(7)与喷嘴套(10)之间有腔室⑶。
2.如权利要求I所述的一种气举负压泵，其特征在于所述外工作筒(3)下接头端安装有外筒座(16)，所述外筒座(16)处筒的内径小于内工作筒(2)的内径，所述内工作筒 (2)固定设置在外筒座(3)上。
3.如权利要求I所述的一种气举负压泵，其特征在于所述扩散管(5)到上接头出口之间的内工作筒内(2)安装有扩散管挡环(4)，所述扩散管挡环(4)的内径等于扩散管(5) 的最大口径，所述扩散管挡环(4)的外径等于内工作筒(2)内径。
4.如权利要求I所述的一种气举负压泵，其特征在于所述喉管(7)通过喉管套(6)固定在内工作筒⑵内，所述喉管(7)、喉管套(6)以及内工作筒(2)的轴线均重合，所述喉管(7)的内径等于扩散管(5)的最小口径。
5.如权利要求4所述的一种气举负压泵，其特征在于所述喷嘴套(10)到喉管套(6) 之间的内工作筒(2)上设有挡环I (9)，沿泵体轴线的横切剖面上所述喷嘴套(10)与挡环 1(9)之间形成圆环形腔室(S)0
6.如权利要求I所述的一种气举负压泵，其特征在于所述内工作筒(2)内进气孔(13)位置处固定安装有圆环形十字形总成(12)，所述十字形总成(12)的外径等于内工作筒(2)的内径，所述十字形总成(12)的内径大于喷嘴(11)的最大口径，所述十字形总成 (12)环体上开有与进气孔(13)对应的孔。
7.如权利要求6所述的一种气举负压泵，其特征在于所述十字形总成(12)到外筒座 (16)之间的内工作筒(2)内依次安装有挡环II (14)和挡环丝堵(15)，所述挡环II (14)和挡环丝堵(15)的外径等于内工作筒(2)的内径。
8.如权利要求6所述的一种气举负压泵，其特征在于所述喉管(7)的直径范围为6 20mm,所述喷嘴(11)的直径范围为3. 2 6. 4mm,所述进气孔(13)的注气压力范围为7. O 12.OMpa。
9.如权利要求8所述的一种气举负压泵，其特征在于所述喉管(J)的直径为6mm，所述喷嘴(11)的最小直径为4. 5mm。
全文摘要
本发明涉及石油天然气井气举井用井下工具技术领域，具体涉及一种气举负压泵，包括内工作筒和外工作筒组成的泵体，泵体的两端分别为上接头和下接头，泵体上开有进气孔，泵体内安装一个喷嘴，内工作筒内同一轴线上由上接头至下接头方向依次安装有扩散管、喉管、喷嘴套、十字形总成，扩散管由上接头至下接头方向管的口径由大到小，喉管与喷嘴套之间有腔室；该泵能解决压力较低的深井由于注气压力作用在油层上，导致不能放大生产压差的问题，也能解决压力和产能较高的高产井由于注气压力和工作阀以下的液柱压力使油层产生过高的回压，导致生产压差不能更进一步放大的问题，可在注气压力、注气量及成本不变的情况下大大提高气举井的产量。
文档编号F04F5/24GK102588354SQ201210045368
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者何美文, 许红保 申请人:北京华油油气技术开发有限公司