一种闭循环水力排液测试工艺系统的制作方法

本发明属于油气井测试领域，尤其是涉及一种闭循环水力排液测试工艺系统。

背景技术：

目前，在油气井试油、测试技术领域，地层排液常采用射流泵排液和螺杆泵排液，要实现闭循环水力排液测试工艺，采用以往的地面注入系统，主要存在以下两方面的问题：

一是采用电机驱动的注水泵，其压力和排量的调节范围有限，而地层的供液能力很难预测，这样地面泵的工作参数很难与地层的供液能力相匹配。

二是地面注入系统既要驱动井下泵排液，又要快速进行反向加压以实现井下关井，目前的地面注入系统不具备该功能。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种闭循环水力排液测试工艺系统，以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种闭循环水力排液测试工艺系统，包括井下泵机组和气动注水泵，井下泵机组分别与地层液储液罐和动力液储液罐连接，动力液储液罐与气动注水泵连接并为气动注水泵提供动力液，气动注水泵与井下泵机组连接并为井下泵机组提供动力液，井下泵机组用于将地层液和动力液分离后分别输出到对应的地层液储液罐和动力液储液罐。

进一步的，包括气缸和设置在气缸内部的气活塞，气活塞将气缸分成左气室和右气室，气缸上方设有柱塞通道，气活塞顶部连接有连杆，气活塞在气缸内左右移动带动连杆在柱塞通道内左右移动，柱塞通道侧壁上设有进气口和排气口，连杆上套装有换向阀，当换向阀处于左死点位置时，进气口只能与左气室连通且排气口只能与右气室连通，当换向阀处于右死点位置时，进气口与只能与右气室连通且排气口只能与左气室连通，柱塞通道两端分别连接有左泵和右泵；所述的进气口与空气压缩机连接；所述的换向阀包括首段、尾段和中段，首段和尾段的外径相等，中段的外径小于首段的外径，所述首段、尾段、中段三者内径均相等。

进一步的，所述的左泵上设有左泵室、左进水通道和左出水通道，左泵室与柱塞通道连通，左进水通道内设有控制左进水通道开闭的左吸入阀，左出水通道内设有控制左出水通道开闭的左排出阀；所述的右泵上设有右泵室、右进水通道和右出水通道，右泵室与柱塞通道连通，右进水通道内设有控制右进水通道开闭的右吸入阀，右出水通道内设有控制右出水通道开闭的右排出阀。

进一步的，所述的连杆左端连接有左柱塞，右端连接有右柱塞，有利于泵的输出平稳。

进一步的，所述的动力液储液罐内设有过滤装置，将回收到动力液储液罐内的动力液过滤后再利用。

进一步的，所述的动力液储液罐通过离心泵为气动注水泵提供动力液。

进一步的，所述的离心泵和气动注水泵之间设有用于计量动力液流量的流量计，所述的离心泵由发电机组提供动力。

进一步的，所述的离心泵和气动注水泵之间设有用于加热动力液的加热炉，有利于稠油融化顺利排出，所述的加热炉由发电机组提供动力。

进一步的，所述井下泵机组与地层液储液罐通过地层液管道连接，井下泵机组与动力液储液罐通过动力液管道连接，地层液管道上设有控制地层液管道通断的地层液阀门，动力液管道上设有控制动力液管道通断的动力液阀门。

进一步的，所述的气动注水泵通过进液管道与井下泵机组连接，所述的气动注水泵通过关井通道与地层液管道连通，三通阀门控制气动注水泵与进液管道和地层液管道的通断。

相对于现有技术，本发明所述的一种闭循环水力排液测试工艺系统具有以下优势：

(1)本发明所述的地面泵采用气动注水泵，压力和排量可任意调节，排液时可根据地层产液情况随时调整地面泵的工作参数，以适应地层的供液能力，提高泵排工作效率。

(2)本发明所述的地面泵采用气动注水泵，因气体的可压缩性，当出现管道堵塞或者一些特殊情况时，系统压力升高需要一个短暂的过程，这给工程技术人员及时发现问题，避免造成更大损失提供了缓冲时间。

(3)井下泵的扬程和排量受地面泵控制，泵排的工作参数容易调节，只要地面泵的压力足够高，就可以具有足够的举升能力。

(4)动力液管道紧邻地层产液通道，如遇稠油，加热的动力液散发的热能可直接使稠油融化，使稠油热采变得可能而易行。

(5)本发明可将地层液与动力液分开，地层产液直观，液性明确，产量准确。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的闭循环水力排液测试工艺系统的连接示意图；

图2为本发明实施例所述的气动注水泵剖面结构示意图。

附图标记说明：

1-气动注水泵；11-三通阀；12-关井通道；13-进液管道；2-井下泵机组；3-地层液储液罐；31-地层液管道；32-地层液阀门；4-动力液储液罐；41-动力液管道；42-动力液阀门；5-离心泵；6-流量计；7-加热炉；8-空气压缩机；9-发电机组；110-气缸；111-左气室；112-右气室；120-气活塞；130-连杆；131-左柱塞；132-右柱塞；140-换向阀；141-进气口；142-排气口；150-左泵；151-左泵室；152-左进水通道；153-左出水通道；154-左吸入阀；155-左排出阀；160-右泵；161-右泵室；162-右进水通道；163-右出水通道；164-右吸入阀；165-右排出阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种闭循环水力排液测试工艺系统，包括井下泵机组2和气动注水泵1，井下泵机组2分别与地层液储液罐3和动力液储液罐4连接，动力液储液罐4与气动注水泵1连接并为气动注水泵1提供动力液，气动注水泵1与井下泵机组2连接并为井下泵机组2提供动力液，井下泵机组2用于将地层液和动力液分离后分别输出到对应的地层液储液罐3和动力液储液罐4。

包括气缸110和设置在气缸110内部的气活塞120，气活塞120将气缸110分成左气室111和右气室112，气缸110上方设有柱塞通道，气活塞120顶部连接有连杆130，气活塞120在气缸110内左右移动带动连杆130在柱塞通道内左右移动，柱塞通道侧壁上设有进气口141和排气口142，连杆130上套装有换向阀140，当换向阀140处于左死点位置时，进气口141只能与左气室111连通且排气口142只能与右气室112连通，当换向阀140处于右死点位置时，进气口141与只能与右气室112连通且排气口142只能与左气室111连通，柱塞通道两端分别连接有左泵150和右泵160；所述的进气口141与空气压缩机8连接；所述的换向阀140包括首段、尾段和中段，首段和尾段的外径相等，中段的外径小于首段的外径，所述首段、尾段、中段三者内径均相等。

所述的左泵150上设有左泵室151、左进水通道152和左出水通道153，左泵室151与柱塞通道连通，左进水通道152内设有控制左进水通道152开闭的左吸入阀154，左出水通道153内设有控制左出水通道153开闭的左排出阀155；所述的右泵160上设有右泵室161、右进水通道162和右出水通道163，右泵室161与柱塞通道连通，右进水通道162内设有控制右进水通道162开闭的右吸入阀164，右出水通道163内设有控制右出水通道163开闭的右排出阀165。

所述的连杆130左端连接有左柱塞131，右端连接有右柱塞132，有利于泵的输出平稳。

所述的动力液储液罐4内设有过滤装置，将回收到动力液储液罐4内的动力液过滤后再利用。

所述的动力液储液罐4通过离心泵5为气动注水泵1提供动力液。

所述的离心泵5和气动注水泵1之间设有用于计量动力液流量的流量计6，所述的离心泵5由发电机组9提供动力。

所述的离心泵5和气动注水泵1之间设有用于加热动力液的加热炉7，有利于稠油融化顺利排出，所述的加热炉7由发电机组9提供动力。

所述井下泵机组2与地层液储液罐3通过地层液管道31连接，井下泵机组2与动力液储液罐4通过动力液管道41连接，地层液管道31上设有控制地层液管道31通断的地层液阀门32，动力液管道41上设有控制动力液管道41通断的动力液阀门42。

所述的气动注水泵1通过进液管道13与井下泵机组2连接，所述的气动注水泵1通过关井通道12与地层液管道31连通，三通阀11门控制气动注水泵1与进液管道13和地层液管道31的通断。

本发明的工作过程为：将井下泵机组2下放至井下，连接好动力液管道41、地层液管道31、进液管道13，地上的部分按图1所示连接，并在动力液储液罐4内添加足够的动力液，调节三通阀11处于进液管道13打开、关井通道12关闭的状态，打开地层液阀门32和动力液阀门42；然后启动空气压缩机8给气动注水泵1提供动动力，驱动气动注水泵1工作，同时给离心泵5通电，将动力液储液罐4内的动力液输送给气动注水泵1，流量计6将计量输入的动力液量，从气动注水泵1输出的高压动力液通过三通阀11进入井下泵机组2；井下泵机组2工作将地层液输出到地层液储液罐3，将乏动力液输出到动力液储液罐4；乏动力液经过滤后再进入气动注水泵1增压，形成动力液封闭循环，驱动井下泵机组2工作，从而将地层液不断地举升到地面；

排液过程中可根据地层产液情况，随时调节注水泵的供气量，以调节注水泵的排量和压力，使地面注入量与井下泵排量和地层供液能力相匹配；

如果是稠油井，则需要打开加热炉7，将动力液加热到一定的温度后再泵入井下，这样，动力液散发的热量将直接使稠油融化，从而得以顺利排液，动力液的加热温度以能够使稠油融化为准；

经过一段时间的排液后，需要井下关井时，先关闭气动注水泵1的气源停止气动注水泵1工作，同时关闭动力液管道41和地层液管道31，然后迅速调节三通阀11使进液管道13关闭、关井通道12打开，然后缓慢启动气动注水泵1，动力液反向加压使井下泵机组2关井，然后关闭气动注水泵1，调节三通阀11使气动注水泵1与进液通道和关井通道12关闭，关闭所有电源；反向加压的大小要根据地层的恢复压力而定，以地层最高恢复压力不致打开井下关井阀为准；关井过程中要随时观察关井压力的变化，如有泄压要及时启动注水泵进行补压。

所述的井下泵机组2为现有技术。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。