一种投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业装置及方法

摘要

本发明提供一种投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业装置及方法，所述装置包括油管、电机和井下封隔装置，所述电机设于油管内，所述井下封隔装置与所述油管底端连接；当所述电机挤压所述井下封隔装置，井下封隔装置向外膨胀。通过采用电机动子下行驱动井下封隔装置，封隔套管环空，在热洗清蜡过程中，热洗液不进入地层，提高热洗效率；在不动管柱进行检泵作业过程中，封隔油层，隔绝地层压力，形成安全条件下直接进行上提检泵作业，不仅减少了压井液对地层的污染，还大大提高了作业效率。

说明书

技术领域

本发明属于油田人工举升技术领域，特别涉及一种投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业装置及方法。

背景技术

近年来，在石油开采行业，电潜柱塞泵作为采油系统的动力装置在油田现场有一定规模的应用。电潜柱塞泵主要由潜油直线电机系统和抽油泵系统两大系统组成。潜油直线电机系统直接将电能转变为往复直线运动，抽油泵系统将井底液体举升到井口。

电潜柱塞泵与抽油机作为动力装置相比具有以下几个方面的优点：(1)节能效果明显；(2)不存在抽油杆，避免了管、杆偏磨问题，更适用于定向井、水平井；(3)可实现智能控制。可以利用地面控制柜内按钮调参，参数调整简单方便；如果配套远程监控系统，可实现远程监测与操作的功能；(4)满足环保的要求。电潜柱塞泵不存在游梁式有杆泵举升工艺的盘根密封问题，因此也就不存在盘根处漏油的问题。

随着工艺的不断优化，投捞泵式电潜柱塞泵解决了常规电潜柱塞泵在检泵作业时需提出油管、直线电机及电缆、作业成本较高、易造成电缆损坏的问题，实现不动管柱进行检泵作业。但现有技术在应用过程中，仍然存在不动管柱进行检泵作业过程中，需要进行压井作业，影响作业效率的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业装置及方法，能够有效克服不动管柱进行检泵作业过程中，需要进行压井作业，影响作业效率的问题。为了实现上述目的，采用以下技术方案：

一种投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业装置，包括油管、电机和井下封隔装置，所述电机设于油管内，所述井下封隔装置与所述油管底端连接；当所述电机挤压所述井下封隔装置，井下封隔装置向外膨胀。

优选地，所述井下封隔装置包括上接头、档环和封隔器胶筒，所述上接头一端与所述油管底端连接，所述档环一侧设于所述上接头内部，所述档环另一侧设于所述上接头外部，所述档环与所述上接头滑动连接，所述封隔器胶筒固定套设在所述上接头外部，所述封隔器胶筒与所述档环紧密设置。

优选地，所述上接头上开设有滑动孔，所述档环通过所述滑动孔贯穿设于所述上接头上。

优选地，所述档环包括设于所述上接头外部的上挡环和设于所述上接头内部的内挡环，所述上挡环和所述内挡环固定连接。

优选地，所述内挡环与所述上接头之间设有密封圈。

优选地，所述上挡环和所述内挡环通过销钉或螺栓连接。

优选地，所述井下封隔装置包括下接头，所述上接头另一端与所述下接头固定连接，所述封隔器胶筒位于所述档环和下接头之间。

优选地，所述电机为直线电机，直线电机动子的工作行程为1.23-1.3m，超行程长度为0.07m。

一种投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业方法，采用如权利要求1-8任一所述的装置，包括：

电机的电机动子向下挤压井下封隔装置，井下封隔装置向外膨胀密封油管与套管间的环形空间，开始作业；

作业结束后控制电机动子上行，井下封隔装置实现解封。

优选地，电机动子向下挤压井下封隔装置的内挡环，内挡环带动上挡环向下挤压封隔器胶筒，封隔器胶筒膨胀，密封油管与套管间的环形空间。

本发明具有以下有益效果：本发明的投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业装置通过采用直线电机动子下行驱动井下封隔装置，封隔套管环空，在热洗清蜡过程中，热洗液不进入地层，提高热洗效率；在不动管柱进行检泵作业过程中，封隔油层，隔绝地层压力，形成安全条件下直接进行上提检泵作业，不仅减少了压井液对地层的污染，还大大提高了作业效率。本发明的投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业方法采用井下封隔装置进行作业，操作简单，有效克服了不动管柱进行检泵作业过程中，需要进行压井作业，影响作业效率的问题，以及油管容易结蜡，热洗清蜡过程中，热洗液容易进入地层，造成热洗效率不高的问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的井下封隔装置结构示意图；

图2示出了本发明的投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业装置结构示意图；

图中，1、变压器；2、智能控制柜；3、动力电缆；4、井口；5、套管；6、油管；7、投捞泵打捞头；8、抽油泵泵筒密封装置；9、抽油泵；10、抽油泵柱塞脱接装置；11、直线电机动子；12、直线电机定子；13、井下封隔装置；14、封隔器胶筒；15、丝堵；16、上接头；17、上挡环；18、销钉；19、内挡环；20、密封圈；21、下接头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。

一种投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业装置，如图2所示，包括油管6、潜油直线电机(直线电机示例性地选用潜油直线电机)和井下封隔装置13，潜油直线电机设于油管6内，潜油直线电机动子11的工作行程为1.23-1.3m，超行程长度为0.07m，所述井下封隔装置13与所述油管6底端连接；当所述潜油直线电机挤压所述井下封隔装置13，井下封隔装置13向外膨胀，井下封隔装置13下方设有丝堵15。

进一步地，如图1所示，所述井下封隔装置13包括上接头16、下接头21、档环和封隔器胶筒14，所述上接头16一端与所述油管6底端连接，所述上接头16另一端与所述下接头21固定连接，所述档环一侧设于所述上接头16内部，所述档环另一侧设于所述上接头16外部，所述档环与所述上接头16滑动连接，所述封隔器胶筒14固定套设在所述上接头16外部，所述封隔器胶筒14位于所述档环和下接头21之间，所述封隔器胶筒14与所述档环紧密设置；所述上接头16上开设有滑动孔，所述档环通过所述滑动孔贯穿设于所述上接头16上，所述档环包括设于所述上接头16外部的上挡环17和设于所述上接头16内部的内挡环19，所述上挡环17和所述内挡环19通过销钉18或螺栓固定连接，所述内挡环19与所述上接头16之间设有密封圈20。密封圈20防止油管和套管连通，实现密封，以实现不压井作业。

投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业装置的工作原理如下：

需要进行检泵作业时，如图2所示，通过地面智能控制柜2(设于井口4旁侧，地面智能控制柜2与变压器1电连接，通过变压器1调节电压供电)通过动力电缆3控制井下潜油直线电机动子11下行，在轴向挤压力的作用下，潜油直线电机动子11向下推动内挡环19，由于上挡环17和内挡环19通过销钉18(示例性的选用销钉18)连接，于是带动上挡环17向下挤压封隔器胶筒14，封隔器胶筒14膨胀，外径扩大，密封油管与套管间的环形空间，防止流体通过，隔绝井液和压力。通过打捞工具上提投捞泵打捞头7，抽油泵柱塞脱接装置10打开，将抽油泵9提至地面检修，在不动管柱进行检泵的同时实现不压井作业，不仅有效提高作业效率，还减少了对地层的污染。

检泵结束后，将抽油泵9泵筒密封装置8和抽油泵9通过螺纹进行连接后，利用抽油杆和投放装置缓慢下放至井下潜油直线电机定子12处，随后启动潜油直线电机，接着提出抽油杆和投放装置，通过地面智能控制柜2控制井下潜油直线电机动子11上行。潜油直线电机动子11的工作行程为1.23m，最大行程可达到1.3m，超行程长度为0.07m。可利用潜油直线电机动子11的超行程实现抽油泵9柱塞与潜油直线电机动子11通过卡簧完成对接。潜油直线电机动子11上行后，封隔器胶筒14实现解封，油井恢复正常生产。

在热洗作业时，同样可以利用潜油直线电机动子11推动井下封隔装置13，密封油管与套管5间的环形空间，减少热洗液流进地层，提高热洗效率，减少热洗液对地层的污染。

利用潜油直线电机动子下行驱动井下封隔装置，封隔套管环空，在热洗清蜡过程中，热洗液不进入地层，提高热洗效率；在不动管柱进行检泵作业过程中，封隔油层，隔绝地层压力，形成安全条件下直接进行上提检泵作业，大大提高作业效率。检泵作业结束后，利用抽油杆下放抽油泵，潜油直线电机动子上行驱动井下封隔装置解封，电机动子上部与抽油泵柱塞重新卡接，可以进行正常抽油作业。有效克服了不动管柱进行检泵作业过程中，需要进行压井作业，影响作业效率的问题，以及油管容易结蜡，热洗清蜡过程中，热洗液容易进入地层，造成热洗效率不高的问题。且本发明的井下封隔装置结构简单，使用方便。

一种投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业方法，基于上述所述投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业装置，包括：

电机动子向下挤压井下封隔装置的内挡环，内挡环带动上挡环向下挤压封隔器胶筒，封隔器胶筒膨胀，密封油管与套管间的环形空间，开始作业；

作业结束后控制电机动子上行，井下封隔装置实现解封。

进一步地，方法具体如下：

进行检泵作业时，如图2所示，通过地面智能控制柜2(设于井口4旁侧，地面智能控制柜2与变压器1电连接，通过变压器1调节供电)通过动力电缆3控制井下潜油直线电机动子11下行，在轴向挤压力的作用下，潜油直线电机动子11向下推动内挡环19，由于上挡环17和内挡环19通过销钉18(示例性的选用销钉18)连接，于是带动上挡环17向下挤压封隔器胶筒14,封隔器胶筒14膨胀，外径扩大，密封油管与套管5间的环形空间，防止流体通过，隔绝井液和压力。通过打捞工具上提投捞泵打捞头7，抽油泵柱塞脱接装置10打开，将抽油泵9提至地面检修，在不动管柱进行检泵的同时实现不压井作业，不仅有效提高作业效率，还减少了对地层的污染；

检泵结束后，将抽油泵9泵筒密封装置8和抽油泵9通过螺纹进行连接后，利用抽油杆和投放装置缓慢下放至井下潜油直线电机定子12处，随后启动潜油直线电机，接着提出抽油杆和投放装置，通过地面智能控制柜2控制井下潜油直线电机动子11上行。潜油直线电机动子11的工作行程为1.23m，最大行程可达到1.3m，超行程长度为0.07m。可利用潜油直线电机动子11的超行程实现抽油泵9柱塞与潜油直线电机动子11通过卡簧完成对接。潜油直线电机动子11上行后，封隔器胶筒14实现解封，油井恢复正常生产。

此外，在热洗作业时，同样可以利用潜油直线电机动子11推动井下封隔装置13，密封油管与套管5间的环形空间，减少热洗液流进地层，提高热洗效率，减少热洗液对地层的污染。

本发明的方法利用潜油直线电机动子下行驱动井下封隔装置，封隔套管环空，在热洗清蜡过程中，热洗液不进入地层，提高热洗效率；在不动管柱进行检泵作业过程中，封隔油层，隔绝地层压力，形成安全条件下直接进行上提检泵作业，大大提高作业效率。检泵作业结束后，利用抽油杆下放抽油泵，潜油直线电机动子上行驱动井下封隔装置解封，电机动子上部与抽油泵柱塞重新卡接，可以进行正常抽油作业，有效克服了不动管柱进行检泵作业过程中，需要进行压井作业，影响作业效率的问题，以及油管容易结蜡，热洗清蜡过程中，热洗液容易进入地层，造成热洗效率不高的问题，本发明的井下封隔装置结构简单，采用井下封隔装置用于投捞泵式电潜柱塞泵不压井作业方法中，操作简单，使用方便。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。