专利名称：高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置及方法
技术领域：
本发明涉及高含水有杆泵采油井的管杆偏磨防治技术，具体地说是ー种高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置及方法。
背景技术：
油田进入高含水开发阶段，井筒状况和产出液性质等都发生了很大变化，有杆泵系统工作环境逐步恶化，加剧了杆管偏磨程度；偏磨井中，含水率>80%占75%以上；高含水是有杆泵管杆发生偏磨、腐蚀的根本原因。针对现场偏磨现状，目前采用防偏磨措施主要是采用抽油杆扶正器、抗磨副等。其基本思路是让扶正器充当第三方，不让管杆直接接触，对高含水井，抽油杆扶正效果差，自身磨损严重，周期短，同时改变抽油杆柱的受カ状况，加大悬点载荷，还存在本身磨损问题； 抽油杆抗磨副，现场主要问题是扶正体和杆体容易出现卡死现象，卡死后相当于普通偏磨节古，成本高，影响现场推广使用范围；弹力支撑扶正器虽然能够部分解决上述问题，但直接在杆体两端加工丝扣，造成杆体丝扣端强度低，容易断裂；抗磨管杆虽然在一定程度上可以提高管杆的抗磨性，降低磨损率，检泵周期有一定的延长，但本身加工エ艺复杂，成本高，且存在点腐蚀的现象；高分子材料内衬油管可以改善管杆接触摩擦，但存在材料老化、后期修复处理困难等问题；目前也有利用空心杆中间作为井液通道，在完井之前或完井之后采用油管与空心杆环空注油的方式，但注油エ艺复杂，増加成本，増加工作量；同吋，目前使用的空心杆杆壁较厚，流道小，自重大，增加抽油机悬点载荷，功耗增大，不能实现深柚，因此，使用受限。总之，目前的高含水有杆泵井管杆防偏磨エ艺虽然取得了一定进展，总体思路还停留在扶正、抗磨、減磨的层面上，不能从根本上解决高含水有杆泵井的偏磨问题。有鉴于此，针对上述问题，提出一种设计合理且有效改善上述缺失的高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置，同时引出全新的防偏磨方法。
发明内容
本发明的目的在于提供高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置及方法，采用高含水有杆泵井利用重力自助油水分离实现管杆润滑的思路来解决管杆的偏磨、腐蚀问题。改变了传统的防治思路，具有更好的效果，不会对原有有杆泵系统作大的改动，能够利用现有的有杆泵系统的部分设备，且操作简单，相对成本低。为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置，主要包括位于套管内的生产油管，在生产油管上ロ设置光杆，所述生产油管内部还设置有井ロ密封泵，井ロ密封泵上端与光杆连接，下端与空心杆连接，所述空心杆下端通过空心杆进液接头与抽油泵柱塞拉杆连接，所述抽油泵柱塞拉杆下方连接住抽油泵，而抽油泵的泵筒则和自身外部的生产油管内壁通过螺纹方式连接固定，所述抽油泵的泵筒下端则连接有尾管。所述井口密封泵由井口密封泵柱塞与井口密封泵泵筒组成，井口密封泵柱塞在井ロ密封泵泵筒内运动，相互之间具有配合间隙，形成动密封。所述井口密封泵柱塞中间空心，作为采出液流出通道，并且井口密封泵柱塞上端开有出液孔。所述井口密封泵柱塞的下端与空心杆通过螺纹连接，空心杆的下端与空心杆进液接头通过螺纹连接，空心杆进液接头的下端与抽油泵柱塞拉杆通过螺纹连接，抽油泵柱塞拉杆下端与抽油泵的柱塞通过螺纹连接；井口密封泵泵筒下端与生产油管通过螺纹连接。所述空心杆进液接头四周开有进液孔；所述空心杆两端比中部本体粗，且中心空心。为了达成上述另ー目的，本发明采用了如下技术方案，高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置进行防偏磨的方法，其步骤如下
光杆在井ロ以上部分与悬绳器连接，在抽油机的带动下作周期性上下运动，通过与光 杆密封器配合，密封井口，使采出井液不会流出；
光杆在密封器以下部分与井口密封泵柱塞连接，井口密封泵包括井口密封泵泵筒和井ロ密封泵柱塞，井口密封泵柱塞内孔作为流油通道，井口密封泵柱塞与井口密封泵泵筒配合，在抽油时柱塞始終在泵筒内运动，用于密封油管与空心杆的环空；
在抽油过程中，上冲程时通过空心杆进液接头进入空心杆与油管的环空的采出液通过重力自助分离，一部分分离的原油留在环空中，由于原油密度一般都小于水的密度，上行置换同体积的水，另一部分在下冲程时通过空心杆进液接头进入空心杆，这样采出液中分离出的原油不断进入空心杆与油管的环空，不断富集在环空中，在井口悬挂器下端由井口密封泵密封，环空富集的原油不会进入流程，一直存在环空中，使环空重力自助分离的润滑原油始终驻留在环空而不会被抽走，从而实现了高含水抽油泵井的管杆在含有润滑剂环境中运动，达到了管杆防偏磨的目的。相较于现有技术，本发明具有以下有益效果
按照常规先把抽油泵泵筒随油管一起下入井内，其中井口密封泵的泵筒接在油管悬挂器的下部；然后抽油泵柱塞连接拉杆+空心杆进液接头+空心杆(按需要組合)+井口密封泵柱塞+实心空心光杆一起下入油管内；这样井口密封泵泵筒与柱塞形成的动密封副密封油管与空心杆环空，在抽油过程中，上冲程时通过空心杆进液接头进入空心杆与油管的环空的采出液通过重力自助分离，一部分分离的原油留在环空中，由于原油密度一般都小于水的密度，上行置換同体积的水，另一部分在下冲程时通过空心杆进液接头进入空心杆，这样采出液中分离出的原油不断进入空心杆与油管的环空，不断富集在环空中，在井口悬挂器下端由井口密封泵密封，环空富集的原油不会进入流程，一直存在环空中，润滑运动中的管杆。抽油泵抽出的井液从空心杆内经过井口密封泵柱塞内的通道进入流程；空心杆内的井液与环空润滑油液互不接触，从而保证空心杆与油管内壁在ー个含原油润滑的环境下エ作，从而实现了高含水抽油泵井的管杆在含有润滑剂环境中运动，从根本上改变管杆偏磨现象。总之，该发明操作简单，不会给后期的维护增加额外工作量，在原有抽油泵系统上不需要大幅度改变，从综合成本上考虑，也远远低于目前使用的抗磨管杆的成本，仅仅增加了一部分空心杆的成本，且可重复利用。
附图I是本发明的高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置结构示意 附图2是本发明生产时油水分离后的结构示意图。图中1、光杆；2、井口密封泵柱塞；3、井口密封泵泵筒；4、空心杆；5、生产油管；6、套管；7、空心杆进液接头；8、抽油泵柱塞拉杆；9、抽油泵；10、尾管；11、出液孔；12、进液孔。
具体实施例方式有关本发明的详细说明及技术内容，配合
如下，然而附图仅提供參考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。參照附图I和附图2，本发明高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置，光杆I两 头加工有丝扣，一端连接井口以下的井口密封泵柱塞2，另一端与抽油机悬绳器相连。图I中的井口密封泵柱塞2与井口密封泵泵筒3组成井口密封泵，柱塞在泵筒内运动，有一定的配合间隙，形成动密封，密封环空富集的原油不进入流程，与采出液隔离；井ロ密封泵柱塞2中间空心，作为采出液流出通道，上端开有出液孔11，用于采出液流出，进入生产流程。井口密封泵柱塞2的下端与空心杆4通过螺纹连接，空心杆4的下端与空心杆进液接头7通过螺纹连接，空心杆进液接头7的下端与抽油泵柱塞拉杆8通过螺纹连接，抽油泵柱塞拉杆8下端与抽油泵10的柱塞通过螺纹连接；井口密封泵泵筒3下端与生产油管5通过螺纹连接，生产油管5下端与抽油泵9的泵筒通过螺纹连接，泵筒下端连接尾管10 ;这样光杆I、井ロ密封泵柱塞2、空心杆4、空心杆进液接头7、抽油泵柱塞拉杆8、抽油泵9的柱塞组成的杆柱串就在井口密封泵泵筒3、生产油管5、抽油泵9的泵筒组成的管柱串内上下运动，组成整个抽油系统。空心杆进液接头7四周开有进液孔12，用于抽油时采出液和分离液进出空心杆7内与空心杆7与生产油管5组成的环空的通道。空心杆4，两端比本体粗，中心空心，有一定的壁厚，两端接头可以采用墩头式，也可以采用摩擦焊接的方式，也可以是连续方式，加工的连接螺纹可以是标准空心杆连接螺纹，也可以是普通抽油杆螺纹、也可以是锥形管螺纹，也可以是其他形式的螺纹；空心杆内外壁可以进行防腐处理使之更能适应井下的生产环境。图I、图2所示的空心杆进液接头7、抽油泵柱塞拉杆8、抽油泵9、尾管10等都为普通抽油机采油的常规配套，这里不再叙述。再结合图I、图2所示进行整个エ艺的叙述，高含水有杆泵井油水双通道重力自助分离润滑防偏磨エ艺，在抽油时，井口密封泵柱塞2始終在泵筒3内运动形成动密封，使环空原油无法进入流程，同时抽油泵9采出的高含水井液通过空心杆进液接头7的进油通道进入空心杆4内上行，经过井口密封泵柱塞2的上端的出液孔11，进入流程，空心杆4与生产油管5组成的环空内依靠采出液分离的原油不断富集充满，这样就使空心杆与油管接触始終在有润滑液的环境下工作，从而避免或减轻了管杆腐蚀、偏磨。以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。
权利要求
1.高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置，主要包括位于套管内的生产油管，在生产油管上口设置光杆，其特征在于，所述生产油管内部还设置有井口密封泵，井口密封泵上端与光杆连接，下端与空心杆连接，所述空心杆下端通过空心杆进液接头与抽油泵柱塞拉杆连接，所述抽油泵柱塞拉杆下方连接住抽油泵，而抽油泵的泵筒则和自身外部的生产油管内壁通过螺纹方式连接固定，所述抽油泵的泵筒下端则连接有尾管。
2.根据权利要求I所述的高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置，其特征在于，所述井口密封泵由井口密封泵柱塞与井口密封泵泵筒组成，井口密封泵柱塞在井口密封泵泵筒内运动，相互之间具有配合间隙，形成动密封。
3.根据权利要求2所述的高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置，其特征在于，所述井口密封泵柱塞中间空心，作为采出液流出通道，并且井口密封泵柱塞上端开有出液孔。
4.根据权利要求2所述的高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置，其特征在于，所述井口密封泵柱塞的下端与空心杆通过螺纹连接，空心杆的下端与空心杆进液接头通过螺纹连接，空心杆进液接头的下端与抽油泵柱塞拉杆通过螺纹连接，抽油泵柱塞拉杆下端与抽油泵的柱塞通过螺纹连接；井口密封泵泵筒下端与生产油管通过螺纹连接。
5.根据权利要求I所述的高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置，其特征在于，所述空心杆进液接头四周开有进液孔；所述空心杆两端比中部本体粗，且中心空心。
6.应用权利要求1-5任意一项所述的高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置进行防偏磨的方法，其步骤如下 光杆在井口以上部分与悬绳器连接，在抽油机的带动下作周期性上下运动，通过与光杆密封器配合，密封井口，使采出井液不会流出； 光杆在密封器以下部分与井口密封泵柱塞连接，井口密封泵包括井口密封泵泵筒和井口密封泵柱塞，井口密封泵柱塞内孔作为流油通道，井口密封泵柱塞与井口密封泵泵筒配合，在抽油时柱塞始终在泵筒内运动，用于密封油管与空心杆的环空； 在抽油过程中，上冲程时通过空心杆进液接头进入空心杆与油管的环空的采出液通过重力自助分离，一部分分离的原油留在环空中，由于原油密度一般都小于水的密度，上行置换同体积的水，另一部分在下冲程时通过空心杆进液接头进入空心杆，这样采出液中分离出的原油不断进入空心杆与油管的环空，不断富集在环空中，在井口悬挂器下端由井口密封泵密封，环空富集的原油不会进入流程，一直存在环空中，使环空重力自助分离的润滑原油始终驻留在环空而不会被抽走，从而实现了高含水抽油泵井的管杆在含有润滑剂环境中运动，达到了管杆防偏磨的目的。
全文摘要
本发明公开了高含水有杆泵井自助分离润滑防偏磨装置及方法，主要包括位于套管内的生产油管，在生产油管上口设置光杆，所述生产油管内部还设置有井口密封泵，井口密封泵上端与光杆连接，下端与空心杆连接，所述空心杆下端通过空心杆进液接头与抽油泵柱塞拉杆连接，所述抽油泵柱塞拉杆下方连接住抽油泵，而抽油泵的泵筒则和自身外部的生产油管内壁通过螺纹方式连接固定，所述抽油泵的泵筒下端则连接有尾管。本发明采用高含水有杆泵井利用重力自助油水分离实现管杆润滑的思路来解决管杆的偏磨、腐蚀问题。改变了传统的防治思路，具有更好的效果，不会对原有有杆泵系统作大的改动，能够利用现有的有杆泵系统的部分设备，且操作简单，相对成本低。
文档编号E21B43/00GK102840130SQ20121035380
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者张涛, 张星, 吕肖东, 徐林颖 申请人:张涛