举抽间断接替式采油管柱及智能采油系统技术方案

本发明专利技术涉及石油开采技术领域，公开了一种举抽间断接替式采油管柱及智能采油系统，举抽间断接替式采油管柱，包括套管、油管、一段采油机构和二段采油机构，一段采油机构包括第四液位传感器、第三液位传感器、第三阀门、柱塞泵和第二阀门；二段采油机构包括第二液位传感器、第一液位传感器、第一阀门、多相混抽转子泵，第二液位传感器位于第一液位传感器的下方，第一阀门位于多相混抽转子泵的下方。本发明专利技术解决了传统技术高扬程、高压力、高消耗且难以实现最佳采抽协调问题，提高采油效率和投资回报率，实现以简御繁智能采油，还解决了设备磨损、散热、振动和结蜡的难题，减少管杆刮除和锅炉车刺洗清蜡等机械方式对管杆的伤害和系统效率影响。影响。影响。

【技术实现步骤摘要】
举抽间断接替式采油管柱及智能采油系统


[0001]本专利技术涉及石油开采
，尤其涉及举抽间断接替式采油管柱及智能采油系统。

技术介绍

[0002]因油藏物性差、地质构造复杂、采油工艺不合理等，低渗透油气田成为了低产低效井的主要来源之一，不仅开采难度大，采收率也低，导致生产成本也高。对于其他油气田，长时间的开采后导致油田的储油量下降，油田进入了开发的中后期，能量补充不及时从而产生更多低产低效井。需进一步加大油气勘探开采技术要求。
[0003]低产低效井为产量低、泵效低、抽油设备系统效率低、能源损耗大、高含水开采等特点的油井，针对该油井特点传统技术存在以下问题：
[0004](1)传统机械采油方式单一，需要满足高压力高扬程需要，载荷大，消耗高，高温下寿命短，系统运行效率低，与此同时，为满足采油需要，该情况下泵和电机的体积很大；
[0005](2)已有的复合举升技术已取得了一定的进展，但仍没有从根本上摆脱耗能高、投资大、杆管偏磨等系列问题；
[0006](3)原油具有高含蜡，含砂的特点，原油举升到井口过程中，随着温度、压力的不断降低，石蜡将不断地析出，其结晶体会聚集和沉淀在油管、套管、抽油杆、抽油泵等设备上。虽然已有了不少的防蜡方法，但油井仍有蜡沉积下来。油管壁结蜡会增大对地层的回压，增加了油流阻力，降低油井产量，有的甚至将井筒通道堵死，造成油井停产；油管和抽油杆间的结蜡会增大抽油机载荷，甚至造成抽油泵蜡卡；泵入口处结蜡，会增大油流阻力降低泵效，损坏设备；阀门结蜡，不能灵活地开关，从而引起漏失，与此同时，油井出沙严重，也会加大设备的磨损和功耗，使设备寿命缩短。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的目的是提供举抽间断接替式采油管柱及智能采油系统，解决了传统技术高扬程、高压力、高消耗且难以实现最佳采抽协调问题，提高采油效率和投资回报率，实现以简御繁智能采油，还解决了设备磨损、散热、振动和结蜡的难题，减少管杆刮除和锅炉车刺洗清蜡等机械方式对管杆的伤害和系统效率影响。
[0008]本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：
[0009]本专利技术的第一方面在于提出了一种举抽间断接替式采油管柱，包括套管、油管、一段采油机构和二段采油机构，所述油管插设在套管内，所述一段采油机构和二段采油机构均设置在油管内；
[0010]所述一段采油机构包括第四液位传感器、第三液位传感器、第三阀门、柱塞泵和第二阀门，所述第四液位传感器位于第三液位传感器的下方，所述第三阀门、柱塞泵、第二阀门自下而上设置；
[0011]所述二段采油机构包括第二液位传感器、第一液位传感器、第一阀门、多相混抽转
子泵，所述第二液位传感器位于第一液位传感器的下方，所述第一阀门位于多相混抽转子泵的下方。
[0012]在一些优选的实施方式中，所述油管内还安装有至少一个举液机构，所述举液机构位于第三阀门与柱塞泵之间，或者所述举液机构位于多相混抽转子泵的上方。
[0013]在一些优选的实施方式中，所述举液机构包括第一电机和举液器，所述举液器安装在第一电机的转轴上。
[0014]在一些优选的实施方式中，所述套管、油管、第三阀门、柱塞泵、第二阀门、第一阀门、多相混抽转子泵、第一电机均设置有表面织构。
[0015]在一些优选的实施方式中，所述表面织构中全部嵌入或间隔式嵌入防蜡介质，所述防蜡介质为改性沥青质、润滑脂、金刚石、聚四氟乙烯中的至少一种。
[0016]在一些优选的实施方式中，相邻两个所述表面织构之间全部安装或间隔式安装缓冲器，所述缓冲器为减震弹簧或减震橡胶或阻尼减震器。
[0017]在一些优选的实施方式中，所述套管和油管之间安装有多个扶正器。
[0018]本专利技术的第二方面在于公开了一种智能采油系统，包括上述的举抽间断接替式采油管柱。
[0019]在一些优选的实施方式中，所述智能采油系统还包括控制器、数据采集系统和多个振动传感器，多个所述振动传感器分别安装在电机、柱塞泵和多相混抽转子泵，所述振动传感器、第一液位传感器、第二液位传感器、第三液位传感器、第四液位传感器均与数据采集系统信号连接，所述数据采集系统与控制器信号连接并将数据信号反馈给控制器，所述控制器控制第一阀门、第二阀门和第三阀门。
[0020]在一些优选的实施方式中，所述智能采油系统还包括新能源供应系统，所述新能源供应系统包括风能机组、太阳能机组和储能机组，所述风能机组、太阳能机组均与储能机组电连接，所述储能机组与控制器电连接。
[0021]本专利技术具有以下有益效果：
[0022](1)本专利技术的举抽间断接替式采油管柱能够通过一段采油机构和二段采油机构实现举抽间断接替模式，降低液柱高度，减小系统压力，安全性更高，解决传统技术高扬程、高压力、高消耗且难以实现最佳采抽协调问题，提高采油效率和投资回报率，实现以简御繁智能采油。
[0023](2)本专利技术的举抽间断接替式采油管柱的一段采油机构和二段采油机构中阀门和液位传感器的设置，可根据油井油液量自动调节采油管理模式，有效避免因干抽等系列问题对设备的损坏以及机器的无效运转，减少不必要能源浪费的同时大大节省了能源和损耗，提高检泵周期，可同时兼顾多种情况。
[0024](3)本专利技术应用电机和多相混抽转子泵新技术，两者设备尺寸均较小，下井方便容易。与此同时，设备耐高低温强，井下适应性强，节电效率高，相比传统技术，节约无功损耗可达23％，同时解决了当前技术中电潜泵对产量和耗能的要求。
[0025](4)本专利技术根据不同井深，采用双泵或双泵一器无杆组合技术，解决低产井的高能耗、杆管偏磨难题，同时消除了抽油杆传动损失，提高了效率，减少了维护成本。
[0026](5)本专利技术的智能采油系统采用声波与液位智能化数字监测技术，建立声波特征和井下泵冲程的关系，进行工况判断，根据地层渗油情况实现泵自启停控制，避免了传统技
术造成的能量浪费以及采油泵因抽空而损坏的情况，操作人员可根据生产实际情况设置参数，在线监测进行控制，从而实现数字化管理。
附图说明
[0027]图1是实施例1的举抽间断接替式采油管柱的结构示意图；
[0028]图2是实施例1的仿生表面织构结构与防蜡介质布局示意图；
[0029]图3是实施例4的仿生表面织构结构与防蜡介质布局示意图；
[0030]图4是实施例5的仿生表面织构结构与防蜡介质布局示意图；
[0031]图5是实施例6的智能采油系统的结构示意图；
[0032]图6是实施例6的智能采油系统的工作原理示意图；
[0033]其中，套管1、油管2、扶正器3、第四液位传感器41、第三液位传感器42、第三阀门43、柱塞泵44、第二阀门45、第二液位传感器51、第一液位传感器52、第一阀门53、多相混抽转子泵54、第一电机61、举液器62、表面织构7、直表面71a、0～180
°
斜直面72a、过渡弧形面73a、曲表面71b、0～180...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.举抽间断接替式采油管柱，其特征在于，包括套管、油管、一段采油机构和二段采油机构，所述油管插设在套管内，所述一段采油机构和二段采油机构均设置在油管内；所述一段采油机构包括第四液位传感器、第三液位传感器、第三阀门、柱塞泵和第二阀门，所述第四液位传感器位于第三液位传感器的下方，所述第三阀门、柱塞泵、第二阀门自下而上设置；所述二段采油机构包括第二液位传感器、第一液位传感器、第一阀门、多相混抽转子泵，所述第二液位传感器位于第一液位传感器的下方，所述第一阀门位于多相混抽转子泵的下方。2.根据权利要求1所述的举抽间断接替式采油管柱，其特征在于，所述油管内还安装有至少一个举液机构，所述举液机构位于第三阀门与柱塞泵之间，或者所述举液机构位于多相混抽转子泵的上方。3.根据权利要求2所述的举抽间断接替式采油管柱，其特征在于，所述举液机构包括第一电机和举液器，所述举液器安装在第一电机的转轴上。4.根据权利要求1
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3任一项所述的举抽间断接替式采油管柱，其特征在于，所述套管、油管、第三阀门、柱塞泵、第二阀门、第一阀门、多相混抽转子泵、第一电机均设置有表面织构。5.根据权利要求4所述的举抽间断接替式采油管柱，其特征在于，所述表面织构中全部嵌入或间...

【专利技术属性】
技术研发人员：王美玲，黄志强，马亚超，刘伯韬，王俊杰，米艳梅，魏强，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：