一种上行注入有杆泵同井采注装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种上行注入有杆泵同井采注装置，由可实现工作井内产出的原液在井下分离为主要成分性质相异的不同分离产物的分离部件，和可在其所含运动组件上行过程中实现以下两方面功能的抽汲部件结合而成：①向分离部件提供原液分离所需动力和分离产物临时存储空间；②对上一个工作循环产生的不同分离产物同时增压。本实用新型专利技术用于有杆泵开采井、具备使井内产出物在井下进行成分分离，在工作杆柱上行时将期望成分含量较多的分离产物采出、将非期望成分含量较多的分离产物同步回注，使得采出和注入动作能通过地面提升设备获得充足的动力、采注流量比能通过装置内工作腔室容积比直接有效的控制。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油开采技术，尤其是一种上行注入有杆泵同井采注装置。
技术介绍
随着油田开发进入中后期，高含水油井越来越多。高含水造成油井采液能耗升高，地面污水处理量增大、处理费用升高，油井经济开采年限缩短、停产井增多等问题。为保持产油量并缓解以上问题，行业内技术人员提出了油水在井下分离，同井择层回注产出水的生产工艺。对于占主要地位的有杆泵开采井，现有油水分离同井采注技术主要有以下两种实现方式：(1)依靠沉没压力使产出液进入分离器分离，利用抽油泵在上行程时抽取分离液并举升高含油液，利用杆柱自重在下行程时压缩高含水液向回注层注入；(2)抽油泵对产出液增压将其注入分离器，然后依靠分离器出口剩余压力作为回注动力，或回注及举升动力。以上实现方式存在两个问题，一是下行注入方式在高压回注层注入困难，易造成杆柱弯曲、缓下、杆管偏磨加剧等问题；二是分离器分流比受回注或举升压力影响而变动，无法准确控制分流比和采、注流量。经过检索，没有检索到相同的技术文件，不过检索到有一些能解决类似问题的公开文件，比如申请号：201120018949.6，申请日：2011-01-17专利公开了一种地面驱动单螺杆泵井下油水分离同井采注装置,由改进后的井口装置、双流道单螺杆泵装置、油水旋流分离装置以及井下坐封工艺管柱串联组成。改进后的井口装置是将井口四通与输油管线连通,把井口三通的排出闸门关闭,油套环空作为分离后富油液体的举升流道；双流道单螺杆泵装置有由外层外壳和单螺杆泵构成的外部流道。该装置的机组较为简单、成本低,可以有效解决油井产水过多造成的生产成本高、环境污染等问题。上述公开技术所采用的技术方案与本申请完全不同。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种上行注入有杆泵同井采注装置，用于有杆泵开采井的、具备使井内产出物在井下进行成分分离，在工作杆柱上行时将期望成分含量较多的分离产物采出、将非期望成分含量较多的分离产物同步回注，使得采出和注入动作能通过地面提升设备获得充足的动力、采注流量比能通过装置内工作腔室容积比直接有效的控制。本技术的目的可采用了如下技术方案来实现：该上行注入有杆泵同井采注装置包括外筒、泵筒总成、柱塞总成、隔离管、分离器，所述泵筒总成包括自上而下依次连接的上泵筒、中泵筒、下泵筒，所述柱塞总成包括自上而下依次连接的上柱塞、中柱塞、下柱塞，所述上柱塞、中柱塞、下柱塞分别运行于上泵筒、中泵筒、下泵筒内，所述下泵筒下端连接分离器，所述分离器和下泵筒的外围空套有隔离管，所述隔离管上端连接中泵筒，所述上泵筒、中泵筒、隔离管外侧空套有外筒，其中上泵筒上端与外筒连接。本技术的目的还可采用了如下技术方案来实现：所述柱塞总成内部为柱塞空腔，所述上柱塞上端开孔将柱塞空腔与上部工作管柱内空间连通，所述下柱塞下端开口，开口处设置单流阀。所述中泵筒开设侧孔将中泵筒内腔与外筒内腔连通，所述外筒下端开口，开口处设置单流阀。所述下泵筒开设侧孔将下泵筒内腔与隔离管内腔连通，所述隔离管下端开口，开口处设置单流阀。所述分离器轴向两端均开设出口，出口处设置单流阀，分离器径向方向开设原液入口，原液入口穿越过隔离管和外筒，连通到外筒外部。所述上柱塞上端连接抽油杆。本技术具有以下有益效果：本技术，由以下两个部件结合而成：(1)可实现工作井内产出的原液在井下分离为主要成分性质相异的不同分离产物的分离部件；(2)可在其所含运动组件上行过程中实现以下两方面功能的抽汲部件：①向分离部件提供原液分离所需动力和分离产物临时存储空间；②对上一个工作循环产生的不同分离产物同时增压。其中分离部件具备至少一个原液入口和两个分离产物出口。两个出口分别为期望成分含量较多的分离产物出口和非期望成分含量较多的分离产物出口。其中抽汲部件由与工作管柱连接的静止组件和与工作杆柱连接的运动组件组成。静止组件和运动组件将抽汲部分内部划分为四个工作腔室：其中三个主要腔室的容积大小随运动组件的移动而改变；另外一个腔室与连接在整个装置上侧的工作管柱的内部空间相通。分离部件与抽汲部件的结合方式为：分离部件集成于抽汲部件内，其入口开设于抽汲部件的外壁，工作时分离部件入口浸没在工作井内产出的原液中；分离部件的两个分离产物出口分别和抽汲部件内三个变容积腔室中的两个相连，且分离产物仅可从分离产物出口向变容积腔室单向流通；抽汲部件内的第三个变容积腔室在工作时连接至工作井内回注层的注入口，且被注入物仅可从变容积腔室向回注层注入口单向流通；与分离产物出口相连的两个变容积腔室，还分别和连接至装置上侧工作管柱内部空间的腔室、连接至回注层注入口的腔室相连，且仅可从与分离产物出口相连的变容积腔室分别向连接至装置上侧工作管柱内部空间的腔室、连接至回注层注入口的腔室单向导通。整套装置安装至工作井内，浸没在产出原液内一定深度。装置由地面设备提供动力，通过工作杆柱带动抽汲部件内的运动组件上下往复运动，运动组件每往复运动一次为一个工作循环。在每个工作循环的上行程时：(1)抽汲部件通过运动组件运动使腔室容积发生变化，在分离部件的分离产物出口生成低压环境，在回注层注入口生成高压环境，并通过连接至装置上侧工作管柱内部空间的腔室的上移来推动工作管柱内的液体上行至地面；(2)分离部件在产出原液对其入口造成的高压环境和抽汲部件对其出口造成的低压环境的共同作用下，吸入产出原液并对其进行分离。分离产物进入抽汲部件内容积增大的腔室暂存。在每个工作循环的下行程时：(1)抽汲部件的运动组件反向运动，使其内部三个变容积腔室的容积反向变化，在分离部件的分离产物出口生成高压环境，在回注层注入口生成低压环境；(2)分离部件在抽汲部件造成的高压环境作用下，其分离产物出口关闭；(3)抽汲部件内非期望成分含量较多的分离产物由暂存腔室向与回注层注入口相连的腔室转移，期望成分含量较多的分离产物向连接至装置上侧工作管柱内部空间的腔室转移。下个工作循环的上行程开始后，抽汲部件重新在分离部件的分离产物出口生成低压环境，在回注层注入口生成高压环境，驱动分离部件分离原液，将上个工作循环产生的非期望成分含量较多的分离产物注入回注层，将装置上侧油管空间内流体推举至地面。随着上、下冲程的往复循环，井内产出原液即可被不断分离，分离产物被分别举升、回注。总之本技术的特点为：1、本技术在工作杆柱上行时同步实施举升和回注动作，避免了下行注入方式在高压注入层中注入困难、杆柱弯曲、杆管磨损加剧的问题；2、本技术通过抽汲部件内各空腔容积比例控制原液分离时的分流比，可消除回注压力或举升压力对分离部件分流比的影响、避免分离部件功能失常、准确有效的控制采注流量比例。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图。图中：1、上泵筒；2、上柱塞；3、外筒；4、中泵筒；5、中柱塞；6、隔离管；7、下泵筒；8、下柱塞；9、单流阀；10、单流阀；11、分离器；12、单流阀；13、原液入口；14、空腔；15、空腔；16、空腔；17、空腔；18、空腔；19、单流阀；20、单流阀。具体实施方式有关本技术的详细说明及
技术实现思路
，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本技术加以限制。如附图1所示，抽汲部件的运动组件M包含上柱塞2、中柱塞5、下柱塞8和向运动组件内部单向开启的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种上行注入有杆泵同井采注装置，其特征在于，包括外筒、泵筒总成、柱塞总成、隔离管、分离器，所述泵筒总成包括自上而下依次连接的上泵筒、中泵筒、下泵筒，所述柱塞总成包括自上而下依次连接的上柱塞、中柱塞、下柱塞，所述上柱塞、中柱塞、下柱塞分别运行于上泵筒、中泵筒、下泵筒内，所述下泵筒下端连接分离器，所述分离器和下泵筒的外围空套有隔离管，所述隔离管上端连接中泵筒，所述上泵筒、中泵筒、隔离管外侧空套有外筒，其中上泵筒上端与外筒连接。

【技术特征摘要】
1.一种上行注入有杆泵同井采注装置，其特征在于，包括外筒、泵筒总成、柱塞总成、隔离管、分离器，所述泵筒总成包括自上而下依次连接的上泵筒、中泵筒、下泵筒，所述柱塞总成包括自上而下依次连接的上柱塞、中柱塞、下柱塞，所述上柱塞、中柱塞、下柱塞分别运行于上泵筒、中泵筒、下泵筒内，所述下泵筒下端连接分离器，所述分离器和下泵筒的外围空套有隔离管，所述隔离管上端连接中泵筒，所述上泵筒、中泵筒、隔离管外侧空套有外筒，其中上泵筒上端与外筒连接。2.根据权利要求1所述的一种上行注入有杆泵同井采注装置，其特征在于，所述柱塞总成内部为柱塞空腔，所述上柱塞上端开孔将柱塞空腔与上部工作管柱内空间连通，所述下柱塞下端开口，开...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜玮暄，古光明，张雷，罗燕，周娜，高综启，张方圆，肖萍，孙衍东，张俊清，朱泽军，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：山东;37