防气锁油气混抽泵及管柱的制作方法

本发明涉及油田井下用设备，具体地说是防气锁油气混抽泵及管柱。

背景技术：

目前油田开发生产过程中，随着原油采出伴生产生了大量的套管气，由于套管气的可燃性，使得老百姓私接套管气问题屡禁不止，成为油田开发生产的一大安全隐患；另一方面，套管气聚集，形成套压，压缩液面，会使油井供液变差，为正常生产，必须定期进行套管气排放。在当前日益严峻的安全环保形势下，套管气不允许直接排放。为此，套管气问题亟需治理解决。目前，解决套管气的主要手段都集中在对井口及管线的改造的上，还没有从根源上有效的解决套管气的问题，为此，研究一种特殊抽油泵配套技术，杜绝井内气体进入套管十分必要。

申请号：201511005948.7，公开日2016-05-11公开了一种油井井下油气混抽泵，由油杆接箍、拉杆、气液交换槽、限位阀、防气滑阀、密封圈、阀座、泵筒、进液孔、柱塞、游动凡尔、固定阀、固定凡尔组合而成，是针对目前油井气油比大，油井受气体影响严重，甚至发生气锁现象，影响抽油泵正常工作，带来了油井产量及举升效率低的问题而研制的井下油气混抽泵，本发明油井井下油气混抽泵的特殊结构使得排气能力增强，能够将进入泵筒的伴生气有效及时排出，完成油气混抽，解决油井气体影响、气锁等问题，提高油井产量及抽油泵效，使得油井恢复正常生产。

申请号：200620088468.1，公开日2007-10-31公开了一种井下轴流式油气混抽泵,包括泵芯、泵头、泵头轴套、泵筒、泵座轴套、泵座、花键及花键套,所述泵芯包括泵轴及安装其上的套筒和键,安装于套筒和键上至少一级的增压单元,安装于末级增压单元下端和泵座上部的均化器,安装于增压单元上下端面的摩擦环,安装于泵轴两端部的泵头轴套和泵座轴套及挡圈,所述泵筒一端连接泵头,另一端连接泵座,所述泵轴端连接花键套。本实用新型具有油气混抽的特点,广泛应用于石油开采井下抽油工艺中。

申请号：201520499755.0，公开日2016-01-06公开了泵筒顶部进油排液式防气锁抽油泵，包括上、下扶正接头、抽油光杆、柱塞和泵筒；其特征在于：所述的下扶正接头的上端通过下连接管与进油密封接头的下端连接；进油密封接头的上端通过连接头与上连接管的下端连接；在上、下连接管内分别设有上、下密封阀体，在下密封阀体的底部设有复位弹簧；所述的下密封阀体和上密封阀体均套装在抽油光杆上；所述的进油密封接头的侧壁上设有进油口。该泵筒顶部进油排液式防气锁抽油泵，由于进、出油口及其阀体均设在泵筒以上的组合管体内，油气液的进、出过程均未受挤压，所以，从原理上排除了整个进油排油过程中气体释放出来的条件，避免了“气锁”现象的发生。

通过对油气混抽、防气锁等关键词的检索，发现在上述几个公开文件无论在技术方案，解决的技术问题以及技术效果等都不相同，也不具有技术启示。公开文献中要么是在泵筒内部增加复杂机构或者在泵筒顶部增加复杂机构等，而本申请混抽泵直接对泵筒改进。所以以上公开文件对本申请没有任何技术启示。而且本申请还提供了配套管柱，可以使地层气体不进入套管，油气导集装置将地层产生的气液混相收集，使地层气体进入泵内，这就导致泵内气量相较之前有一定的增加，对抽油泵的防气锁能力提出了更高的要求。而配套油气混抽泵又很好地解决了抽油泵的气锁问题，使该配套技术进一步完善。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供防气锁油气混抽泵及管柱，防止抽油泵出现气锁的现象。主要解决当前油井生产中的套管气安全隐患及环境污染问题。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，防气锁油气混抽泵，包括泵筒及设置在泵筒内的柱塞，所述柱塞下端口设置游动阀，柱塞上端连接内上接头，内上接头开设径向的出油孔，所述泵筒中部开设径向贯通的进液排气孔，在泵筒的外部空套有外管，外管上端连接外上接头，泵筒外壁与外管内壁之间形成第一环空，所述进液排气孔将泵筒内腔与上述第一环空连通，所述外管下端通过变径连接套与加长管连接，加长管内壁与柱塞外壁具有间隙，所述泵筒下端与变径连接套内壁丝扣式连接，所述第一环空下端为盲端，上端则为贯通状态，所述出油孔与第一环空为连通状态。

所述加长管下端连接固定阀，固定阀位于游动阀下方。

所述泵筒下端与变径连接套内壁丝扣式连接位置设置有密封圈。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，防气锁油气混抽管柱，包括防气锁油气混抽泵、油气导集装置，所述油气导集装置包括气液分离器、油套连通阀、气液收集器，所述防气锁油气混抽泵下端连接气液分离器，气液分离器下端连接油套连通阀，油套连通阀下端连接气液收集器；防气锁油气混抽泵，包括泵筒及设置在泵筒内的柱塞，所述柱塞下端口设置游动阀，柱塞上端连接内上接头，内上接头开设径向的出油孔，所述泵筒中部开设径向贯通的进液排气孔，在泵筒的外部空套有外管，外管上端连接外上接头，泵筒外壁与外管内壁之间形成第一环空，所述进液排气孔将泵筒内腔与上述第一环空连通，所述外管下端通过变径连接套与加长管连接，加长管内壁与柱塞外壁具有间隙，所述泵筒下端与变径连接套内壁丝扣式连接，所述第一环空下端为盲端，上端则为贯通状态，所述出油孔与第一环空为连通状态，所述加长管下端连接固定阀，固定阀位于游动阀下方，所述泵筒下端与变径连接套内壁丝扣式连接位置设置有密封圈。

所述气液分离器包括外筒、内筒，所述外筒套在内筒外部，内筒和外筒之间形成第二环空，所述外筒上端通过管段连接固定阀，所述油套连通阀包括外套，所述外套开设两个互不连通的通道，分别为内通道和外通道，所述外套还开设一个单独与内通道连通的出液孔，出液孔连通油井内套管内腔，所述内通道上端连通内筒内腔，外通道上端连通第二环空，外通道下端连通气液收集器内腔。

所述气液收集器包括皮碗封隔器、下接头，所述皮碗封隔器上端通过接箍连接油套连通阀，皮碗封隔器下端连接下接头，下接头开设径向贯通的联通孔。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

对抽油泵的结构进行改进，在泵筒中上部开槽孔，外部加外管，使活塞上行经过槽孔时，泵筒内油气混合液内的气体经过槽孔进入油管，油管内的井液同时补充至泵筒，防止抽油泵出现气锁的现象。配套泵下油气混抽装置，在泵下部连接，用皮碗封将井内气体密封，使其全部进入泵筒，不进入套管。然后用防气锁油气混抽泵将气液全部举升至地面，进入干线。该发明一方面通过对抽油泵的结构进行改造，使其不会出现气锁现象；另一方面配套油气混抽装置，使井内气体不进入套管，且通过联通阀，可以进行液面测试。该发明主要解决当前油井生产中的套管气安全隐患及环境污染问题。

附图说明

图1为本发明的防气锁油气混抽管柱的结构示意图；

图2为本发明的防气锁油气混抽泵的结构示意图。

图中：101：外管；102：泵筒；103：柱塞；104：进液排气孔；105：游动阀；106：出油孔；107：加长管；108：固定阀；

201：外筒；202：内筒；

300：外套；301：外通道；302：出液孔；

400：皮碗封隔器；401：下接头；402：联通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，防气锁油气混抽泵，包括泵筒102及设置在泵筒内的柱塞103，所述柱塞下端口设置游动阀105，柱塞上端连接内上接头，内上接头开设径向的出油孔106，所述泵筒中部开设径向贯通的进液排气孔104，在泵筒的外部空套有外管101，外管上端连接外上接头，泵筒外壁与外管内壁之间形成第一环空，所述进液排气孔将泵筒内腔与上述第一环空连通，所述外管下端通过变径连接套与加长管107连接，加长管内壁与柱塞外壁具有间隙，所述泵筒下端与变径连接套内壁丝扣式连接，所述第一环空下端为盲端，上端则为贯通状态，所述出油孔106与第一环空为连通状态。所述加长管107下端连接固定阀108，固定阀位于游动阀下方。所述泵筒下端与变径连接套内壁丝扣式连接位置设置有密封圈。

如图1所示，防气锁油气混抽管柱，包括防气锁油气混抽泵、油气导集装置，所述油气导集装置包括气液分离器、油套连通阀、气液收集器，所述防气锁油气混抽泵下端连接气液分离器，气液分离器下端连接油套连通阀，油套连通阀下端连接气液收集器；防气锁油气混抽泵，包括泵筒102及设置在泵筒内的柱塞103，所述柱塞下端口设置游动阀105，柱塞上端连接内上接头，内上接头开设径向的出油孔106，所述泵筒中部开设径向贯通的进液排气孔104，在泵筒的外部空套有外管101，外管上端连接外上接头，泵筒外壁与外管内壁之间形成第一环空，所述进液排气孔将泵筒内腔与上述第一环空连通，所述外管下端通过变径连接套与加长管107连接，加长管内壁与柱塞外壁具有间隙，所述泵筒下端与变径连接套内壁丝扣式连接，所述第一环空下端为盲端，上端则为贯通状态，所述出油孔106与第一环空为连通状态。所述加长管107下端连接固定阀108，固定阀位于游动阀下方。所述泵筒下端与变径连接套内壁丝扣式连接位置设置有密封圈。

所述气液分离器包括外筒201、内筒202，所述外筒套在内筒外部，内筒和外筒之间形成第二环空，所述外筒上端通过管段连接固定阀，所述油套连通阀包括外套300，所述外套开设两个互不连通的通道，分别为内通道和外通道301，所述外套还开设一个单独与内通道连通的出液孔302，出液孔连通油井内套管内腔，所述内通道上端连通内筒内腔，外通道上端连通第二环空，外通道下端连通气液收集器内腔。

所述气液收集器包括皮碗封隔器400、下接头401，所述皮碗封隔器上端通过接箍连接油套连通阀，皮碗封隔器下端连接下接头，下接头开设径向贯通的联通孔402。

皮碗封隔器，皮碗封隔器为本领域常规技术，封隔在套管内壁，是套管内的气体完全阻隔后收集入油管内。

在皮碗封隔器的作用下，地层产生的油气混合液均经过联通孔402进入管柱内部。经过油套联通阀外通道301进入气液分离器的内外筒环形空间。在重力作用下，气体上移，液体下移，实现重力气液分离，部分井液经过气液分离器内筒202、油套联通阀出液孔302，进入套管，保证了动液面、静液面可测。103活塞上行时，108固定阀打开，气体与大部分井液经过气液分离器外筒201进入油气混抽泵固定阀108，经加长管107，来到泵筒102。当活塞103上行过程中经过进液排气孔104时，此时泵上油管是充满井液的状态，而泵筒内是气液混合相，在重力的作用下，密度较大的油管内井液经过抽油泵外筒101、进液排气孔104进入泵筒102内，泵筒内的气体则在重力与进入的井液的作用下，由进液排气孔104进入抽油泵外筒101、泵上油管。实现泵筒内气体与泵上油管部分井液的置换，有效避免气锁抽油泵的现象发生。活塞103下行经过进液排气孔104，此时泵筒102内进液排气孔104以下部分经过置换全为井液，可以提高游动阀的开启效率。活塞游动阀105打开，井液经过活塞出油孔106进入泵上油管。在避免抽油泵气锁的情况，将气体与井液一起经过油管，举升至地面。

这样一方面避免了地层气进入到套管，带来套压造成供液不足与盗气安全隐患问题；另一方面，地层气可以随井液一起经过油管举升至地面，全部进入管线，完成收集。

一是油气导集装置。为了彻底解决套管气问题，使地层气体不进入套管，考虑用皮碗封对套管进行密封，使地层产物由气液收集器进入装置，通过桥式孔结构，进入气液分离器，利用重力分离气、液两相，气体全部上升，液体可以经过油套联通阀进入套管，满足液面测试。

二是油气混抽泵。采用长柱塞与两段泵筒分段密封，配合排气口排气；上冲程时，活塞经过排气口，油管内的井液与抽油泵泵腔内的气体置换，解决了抽油泵在出气量较大的油井中，易发生气锁的难题。

三是油气混抽泵配套管柱。将油气混抽泵与油气混抽装置配套使用：油气导集装置将地层产生的气液混相收集，使地层气体进入泵内，这就导致泵内气量相较之前有一定的增加，对抽油泵的防气锁能力提出了更高的要求。而配套油气混抽泵又很好地解决了抽油泵的气锁问题，使该配套技术进一步完善。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位的指示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，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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。