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一种用于稠油井冲砂注汽工艺的配套装置

2021-04-02 22:04:06

一种用于稠油井冲砂注汽工艺的配套装置

  技术领域

  本实用新型涉及一种稠油井注汽工艺,具体地说是一种用于稠油井冲砂注汽工艺的配套装置,属于稠油井注汽领域。

  背景技术

  在油田有杆采油井中,随着抽油过程,地层油液向着抽油泵流动,砂粒也被油流带到抽油泵附近,因为砂粒密度较大,会逐渐沉积,造成砂面上移。砂粒会增加油流阻力,当积砂深度达到一定程度时,导致抽油泵进液不足、抽空气锁、甚至干磨导致停产检泵。

  稠油井生产,常用蒸汽吞吐工艺,向地下注入蒸汽,焖井后转抽采油。但是常规注汽配套装置和工艺存在以下问题:

  一,常用注抽两用泵,有反馈泵、双进油泵,注汽时,蒸汽经过泵筒内孔,如果在泵筒内壁结垢,会导致转抽时,柱塞垢卡;双进油泵,是在泵筒侧面开孔注汽,洗井时,无法洗到固定阀以下的砂粒杂质;

  二,在抽油泵以下,会连接几根尾管,洗井时,如果尾管内砂粒积满,洗井液无法洗通,导致洗井失败,也不能注汽,需要提油管检修;

  三,如果直接通过尾管洗井后注汽,因为尾管环向冲洗不均匀,会遗留部分杂质。降低蒸汽在油层的通过性,甚至堵塞注汽通道,降低蒸汽效益;

  如果注汽前,不对井下砂粒进行清理,会降低油层渗透率,甚至堵塞注汽通道,降低蒸汽效益。注汽后,砂层板结,转抽后抽油泵干磨,需要停产检修,浪费注汽成本。错过最佳采油时机,如图1-2所示。

  实用新型内容

  为了解决上述问题,本实用新型设计了一种用于稠油井冲砂注汽工艺的配套装置,注汽前,先将井下砂粒杂质冲掉,再注汽,焖井后抽油,避免抽油时砂粒卡泵,使工作稳定;注汽时,因为油层渗透率高了,蒸汽中的热能被高效吸收;同时,需要的注汽时间也明显缩短,降低了其它管段吸收的热量,减少无效热损失,更节能。

  本实用新型的技术方案为:

  一种稠油井冲砂注汽工艺,包括以下步骤:

  (1)通过正洗井,将尾管内和油层底部的砂粒杂质冲洗干净;

  (2)通过均量通孔,将砂粒逐层洗出;因为均量通孔被砂埋的深度不同,流通阻力不同,会按照均量通孔由下至上的顺序依次逐层把砂粒冲走;

  (3)再通过均量通孔,对各油层进行均匀注汽,注汽时,蒸汽不经过抽油泵泵筒内壁,避免注汽后垢卡。

  由于均量通孔沿着垂直方向由上至下孔径逐渐增大,且开口方向不相同,因为蒸汽是从油管上部过来的,所以离热源最近的均量通孔设计的最小,再往下大一些,底部的最大,具体孔径根据油层出砂情况和井深确定。从而可以使不同高度的均量通孔通过的蒸汽量比较均匀。蒸汽经过泵筒和外管之间的环形空间,不经过泵筒内壁。

  一种用于稠油井冲砂注汽工艺的配套装置,包括桥式注抽防砂泵,所述桥式注抽防砂泵下部设有冲砂注汽工具,所述冲砂注汽工具包括油管柱,所述油管柱内设有抽油杆,所述抽油杆的下端连接采油总成,所述油管柱的下端连接桥式注汽总成;所述采油总成的下端部连接有冲砂内管,所述桥式注汽总成的下端部连接有冲砂外管,所述冲砂外管的上端部外侧设有进油封汽阀并与内部相连通。

  油管柱从井口一直连到井下抽油泵,通常是由多根油管通过螺纹连接。作用是连通井口和油层,输送油液、洗井液、蒸汽。

  其中,抽油泵的拉杆连接到所述抽油杆柱上,抽油杆柱为从井口光杆一直到井下多根抽油杆连接组成的杆柱。在柱塞部分和泵筒部分的配合下,通过柱塞的上、下往复运动,产生抽汲力,把油液输送到地面。

  在进油封汽阀的作用下,油层中的油液可以进入,使抽油泵既能吸到底层的油,又能吸到进油封汽阀附近的油,增大了进油通道,提高泵效。封汽的作用是,在注汽时,由于进油封汽阀里面有阀球座,相当于单向阀,起到只进不出的作用,蒸汽不会从进油封汽阀喷出。

  进一步的,所述冲砂外管的侧面沿圆周方向,在不同深度位置开有不同大小的均量通孔。

  其中,所述均量通孔由上至下孔径逐渐增大,且开口方向不相同,因为蒸汽是从油管上部过来的,所以离热源最近的均量通孔设计的最小,再往下大一些,底部的最大,可以使不同高度的均量通孔通过的蒸汽量比较均匀。蒸汽经过泵筒和外管之间的环形空间,不经过泵筒内壁。

  所述冲砂外管作用是引导油流、洗井液、蒸汽等介质流向。配合均量通孔,实现分层洗井、均匀注汽。

  所述冲砂内管连接在采油总成的下部,作用是引导油流,洗井液,蒸汽等介质流向。

  进一步的,所述冲砂内管与所述冲砂外管之间设置有冲砂注汽通道,上提抽油杆柱时,带动采油总成上行,冲砂内管跟随上行,在冲砂内管下部形成砂层空腔,为冲砂洗井提供初始通道。

  当上提采油总成时,冲砂内管也会跟随上行,如果冲砂内管、冲砂外管中已经有砂粒杂质填埋,通过上提动作,可以起到松砂的作用。把冲砂内管提出井口,冲砂内管中的砂也会提出,方便分析砂层成分。属于强制性物理清砂。比洗井液冲砂更高效,减少洗井液成本。

  工作流程如下:

  (1)抽油泵底部被砂堵塞时,上提抽油杆,把采油总成提到桥式注汽总成里面;

  (2)通过正洗井,将底部砂粒冲洗干净;通过均量通孔,将砂粒逐层洗出;再通过均量通孔,对各油层进行均匀注汽;

  (3)注汽后,将抽油杆下放,调好防冲距,即可抽油。

  本实用新型的有益效果为:通过正洗井,将尾管内和油层底部的砂粒杂质冲洗干净;通过均量通孔,将砂粒逐层洗出;再通过均量通孔,对各油层进行均匀注汽,注汽时,蒸汽不经过抽油泵泵筒内壁,避免注汽后垢卡。实现了稳定、高效、节能生产。

  下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

  附图说明

  图1为抽油过程抽油泵的积砂状态图;

  图2为抽油过程抽油泵的积砂堵塞注汽通道图;

  图3为本实用新型实施例配套装置的结构示意图;

  图4为本实用新型实施例抽油泵底部被砂堵塞的结构示意图;

  图5为本实用新型实施例冲砂注汽通道打开状态图的结构示意图;

  图6为本实用新型实施例的冲砂注汽的状态图;

  图7为本实用新型实施例的注汽后的状态图。

  具体实施方式

  以下对本实用新型的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

  实施例1

  一种稠油井冲砂注汽工艺,包括以下步骤:

  (1)通过正洗井,将尾管内和油层底部的砂粒杂质冲洗干净;

  正洗井:通过油管在采油树上的开口,注入洗井液。洗井液经过油层后,再从油管和套管之间环形空间返回地面。

  反洗井:通过套管在采油树上的开口,注入洗井液。经过油管和套管之间环形空间到达油层后,再从油管内孔返回地面。

  (2)通过均量通孔,将砂粒逐层洗出;因为均量通孔被砂埋的深度不同,流通阻力不同,会按照均量通孔由下至上的顺序依次逐层把砂粒冲走;

  (3)再通过均量通孔,对各油层进行均匀注汽,注汽时,蒸汽不经过抽油泵泵筒内壁,避免注汽后垢卡;

  由于均量通孔沿着垂直方向由上至下孔径逐渐增大,且开口方向不相同,因为蒸汽是从油管上部过来的,所以离热源最近的均量通孔设计的最小,再往下大一些,底部的最大,具体孔径根据油层出砂情况和井深确定。从而可以使不同高度的均量通孔通过的蒸汽量比较均匀。蒸汽经过泵筒和外管之间的环形空间,不经过泵筒内壁。

  如图3所示,一种用于上述稠油井冲砂注汽工艺的配套装置,包括桥式注抽防砂泵,所述桥式注抽防砂泵下部设有冲砂注汽工具,

  所述冲砂注汽工具的具体结构包括:油管柱6,油管柱(油管总成)1从井口一直连到井下抽油泵,通常是由多根油管通过螺纹连接。作用是连通井口和油层,输送油液、洗井液、蒸汽;

  所述油管柱6内设有抽油杆(抽油杆柱)1,所述抽油杆1的下端连接采油总成2,所述油管柱6的下端连接桥式注汽总成3,所述采油总成2的下端部连接有冲砂内管7,所述桥式注汽总成3的下端部连接有冲砂外管8,所述冲砂外管8的上端部设有进油封汽阀9。

  抽油泵(采油总成包括柱塞部分和泵筒部分)柱塞总成的拉杆连接到所述抽油杆柱1上,抽油杆柱为从井口光杆一直到井下多根抽油杆连接组成的杆柱,安装时,通过下放抽油杆柱1,使泵筒总成下部的皮碗总成,在外管底部座封定位。在柱塞部分和泵筒部分的配合下,通过柱塞的上、下往复运动,产生抽汲力,把油液输送到地面。

  在进油封汽阀9的作用下,油层中的油液可以进入,使抽油泵既能吸到底层的油,又能吸到进油封汽阀附近的油,增大了进油通道,提高泵效。封汽的作用是,注汽时,由于进油封汽阀里面有阀球座,相当于单向阀,起到只进不出的作用,蒸汽不会从进油封汽阀喷出。

  所述冲砂外管8的侧面沿圆周方向,在不同深度位置开有不同大小的均量通孔81。所述均量通孔沿着高度方向由上至下孔径逐渐增大,且开口方向不相同,因为蒸汽是从油管上部过来的,所以离热源最近的均量通孔设计的最小,再往下大一些,底部的最大,可以使不同高度的均量通孔通过的蒸汽量比较均匀。蒸汽经过泵筒和外管之间的环形空间,不经过泵筒内壁。

  所述冲砂外管8作用是引导油流、洗井液、蒸汽等介质流向。配合均量通孔,实现分层洗井、均匀注汽。

  所述冲砂内管7连接在采油总成2的下部,作用是引导油流,洗井液,蒸汽等介质流向。

  所述冲砂内管7与所述冲砂外管8之间设置有冲砂注汽通道4,上提抽油杆柱时,带动采油总成上行,冲砂内管(中心管)7跟随上行,在冲砂内管7下部形成砂层空腔5,为冲砂洗井提供初始通道。

  当上提采油总成时,冲砂内管也会跟随上行,如果冲砂内管、冲砂外管中已经有砂粒杂质填埋,通过上提动作,可以起到松砂的作用。把冲砂内管提出井口,冲砂内管中的砂也会提出,方便分析砂层成分。属于强制性物理清砂。比洗井液冲砂更高效,减少洗井液成本。

  工作流程如下:

  (1)抽油泵底部被砂堵塞时,上提抽油杆1,把采油总成2提到桥式注汽总成3里面扶正,如图5所示;

  (2)通过正洗井,将底部砂粒冲洗干净;通过均量通孔,将砂粒逐层洗出;再通过均量通孔,对各油层进行均匀注汽,如图6所示;

  (3)注汽后,将抽油杆1下放,调好防冲距,开始抽油,如图7所示。

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