反循环生产、反循环起泵芯水力喷射泵.pdf

1、10申请公布号CN102562681A43申请公布日20120711CN102562681ACN102562681A21申请号201110416469X22申请日20111214F04F5/10200601F04F5/44200601E21B43/0020060171申请人天津市滨海新区龙新石油机械制造有限公司地址300280天津市滨海新区大港油田港南矿区光明大道72发明人刘树高张仁杰曹晖覃莉张兵74专利代理机构天津盛理知识产权代理有限公司12209代理人刘玲54发明名称反循环生产、反循环起泵芯水力喷射泵57摘要本发明涉及一种反循环生产、反循环起泵芯水力喷射泵，由工作筒及泵芯组成，工作筒包括上

2、接头、上密封短节、主筒体及下接头，泵芯包括依次连接的打捞头体、起泵胶筒、上连接短节、泵筒、高低压分界短节、下连接短节及泵进口筛管，在泵筒内设置有射流装置，在上连接短节上端外壁装配上高压密封环，在高低压分界短节下端外壁装配下高压密封环，其创新之处在于在上密封短节及主筒体内壁对应泵芯的上连接短节与泵筒外壁之间形成环空过流通道，在上密封短节内壁制有上高压密封环密封面，在高低压分界短节与下连接短节之间安装有导向轨道体，在主筒体上对称固装有嵌装在该导向轨道体所制轨道内的限位块。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页1

3、/1页21一种反循环生产、反循环起泵芯水力喷射泵，由工作筒及泵芯组成，工作筒包括上接头、上密封短节、主筒体及下接头，泵芯包括依次连接的打捞头体、起泵胶筒、上连接短节、泵筒、高低压分界短节、下连接短节及泵进口筛管，在泵筒内设置有射流装置，在上连接短节上端外壁装配上高压密封环，在高低压分界短节下端外壁装配下高压密封环，其创新之处在于在上密封短节及主筒体内壁对应泵芯的上连接短节与泵筒外壁之间形成环空过流通道，在上密封短节内壁制有上高压密封环密封面，在高低压分界短节与下连接短节之间安装有导向轨道体，在主筒体上对称固装有嵌装在该导向轨道体所制轨道内的限位块。2根据权利要求1所述反循环生产、反循环起泵芯水

4、力喷射泵，其特征在于所述限位块为长圆金属块，该金属块对称铆焊在工作筒下端两翼并由内壁起内凸与导向轨道体所制轨道滑动配合。3根据权利要求1所述反循环生产、反循环起泵芯水力喷射泵，其特征在于所述导向轨道体外壁环形围绕制有折线形轨道，在该折线形轨道的四个上顶点位置制有四个上限位槽，在该折线形轨道的四个下顶点位置间隔制有两个下限位槽及两个下通槽，在两个下通槽底部之间制有V字形引斜。4根据权利要求1所述反循环生产、反循环起泵芯水力喷射泵，其特征在于所述环空过流通道为靠上密封短节及主筒体内壁与对应泵芯的上连接短节及泵筒外壁之间形成的环空过流通道。权利要求书CN102562681A1/4页3反循环生产、反循

5、环起泵芯水力喷射泵技术领域0001本发明涉及油田采油设备技术领域，特别涉及一种反循环生产、反循环起泵芯水力喷射泵。背景技术0002目前，随着油田的不断开发，大斜度和水平井的数量增加，常规有杆采油工艺已不适应。要满足开发生产的需要，只能采用无杆采油工艺，如潜油电泵、潜油螺杆泵、水力喷射泵、水力活塞泵等。而由于潜油螺杆泵检泵作业周期短；水力活塞泵起泵芯频繁，这两种泵采用较少，多数油田的大斜度和水平井采用潜油电泵或水力喷射泵生产。但是，由于地层能量下降、地层出砂、原油结蜡等原因，至使潜油电泵欠载过载停机频繁，检泵作业周期缩短；又因现有的水力喷射泵是正循环生产的，油、套管环空大、流速慢，易沉砂、结蜡造

6、成油井大修作业。所以潜油电泵、正循环生产的水力喷射泵越来越显示出其不适应。为满足大斜度井和水平井的开发需要，生产上急需小排量小于20方/天电泵和反循环生产的水力喷射泵。0003国内目前使用的水力喷射泵大都采用正循环生产、反循环起泵芯技术，该工艺在直井内应用比较成熟。但在大斜度井和水平井上应用可靠性较差，原因是对所有疏松砂岩储层而言，随着油井的生产，地层出砂是不可避免的，又因油、套管环形空间大，液体流速慢，靠液体把地层砂全部带到地面较为困难，日积月累地层砂在封隔器上沉积的越来越多，导致砂卡封隔器。在大斜度井和水平井上作业时，井口有效载荷就不能全部作用在井下工具上，一旦出现砂卡，只能大修，甚至致使

7、油井报废。0004中国利公开号101769271A，提供了一种“深井采油外流道正反循环自由起投式射流泵采油方法及装置”。这一项有可比性，但它实现正反循环生产一靠外流道工作筒；二是靠双油管通道；三是靠改变工作动力液方向。这样的问题有1井下管柱结构复杂，给作业增加了工作量，提高了作业费用，增加了生产成本；2因用双油管，所适应的油井套管空间必须足够大，而小套管、套变井就不适应，所以适应面窄；3正反循环生产时得需改变外流道工作筒上的动力液方向，这给现场管理及操作带来麻烦。发明内容0005本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用范围广、操作简便、运行可靠，既可实现反循环生产，同时又可实现无需下任

8、何工具进行反循环起泵芯的水力喷射泵。0006本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的0007一种反循环生产、反循环起泵芯水力喷射泵，由工作筒及泵芯组成，工作筒包括上接头、上密封短节、主筒体及下接头，泵芯包括依次连接的打捞头体、起泵胶筒、上连接短节、泵筒、高低压分界短节、下连接短节及泵进口筛管，在泵筒内设置有射流装置，在上连接短节上端外壁装配上高压密封环，在高低压分界短节下端外壁装配下高压密封环，其创新之处在于在上密封短节及主筒体内壁对应泵芯的上连接短节与泵筒外壁之间形成环空过说明书CN102562681A2/4页4流通道，在上密封短节内壁制有上高压密封环密封面，在高低压分界短节与下连接短节

9、之间安装有导向轨道体，在主筒体上对称固装有嵌装在该导向轨道体所制轨道内的限位块。0008而且，所述限位块为长圆金属块，该金属块对称铆焊在工作筒下端两翼并由内壁起内凸与导向轨道体所制轨道滑动配合。0009而且，所述导向轨道体外壁环形围绕制有折线形轨道，在该折线形轨道的四个上顶点位置制有四个上限位槽，在该折线形轨道的四个下顶点位置间隔制有两个下限位槽及两个下通槽，在两个下通槽底部之间制有V字形引斜。0010而且，所述环空过流通道为靠上密封短节及主筒体内壁与对应泵芯的上连接短节及泵筒外壁之间形成的环空过流通道。0011本发明的优点和有益效果为00121本发明在生产工作时采用反循环，由于动力液进入泵筒

10、到泵芯的喷嘴间的流速要比在套管中的流速快很多倍，经喷嘴后同地层液形成高速射流，在喷嘴喉管间地层液和砂及动力液混合后也形成高速液流，通过油管返到地面，这一过程中的机杂不易沉积卡泵。00132本发明下泵芯、起泵芯同正循环生产喷射泵工序基本一样，不用增加任何工具和设备，仅增加一项倒流程的工序，使泵芯在工作筒里上下移动一下就能反洗出，没有增加过多工作量，操作简便。00143本发明能有效解决大斜度井和水平井地层出砂时，原有设备因油、套管环形空间大，流速慢致使沉积砂、结蜡卡封隔器、卡油管造成油井大修作业的问题，降低油井大修和报废的风险，提高了水力喷射泵适应范围。00154本发明结构设计科学合理，具有适用范

11、围广、运行可靠、防止地层砂、机杂沉积效果好、下泵芯、起泵芯操作简便等优点，是一种具有较高创新性的反循环生产、反循环起泵芯水力喷射泵。附图说明0016图1为反循环生产、反循环起泵芯水力喷射泵结构示意图；0017图2为图1AA向剖视图；0018图3为导向轨道展开示意图。00191打捞头体、2起泵胶筒、3上连接短节，4上高压密封环、5稳流和扩散管、6喉管、7喷嘴、8扶正支架、9泵芯内高压引导管、10泵筒、11工作筒进液孔、12地层液孔、13高压液孔、14高低压分界短节、15下高压密封环、16限位块、17导向轨道体、18下连接短节、19泵进口筛管、20上接头、21上高压密封环密封面、22上密封短节、2

12、3主筒体、24环空过流通道、25下高压密封环密封面、26下接头。具体实施方式0020下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。0021一种反循环生产、反循环起泵芯水力喷射泵，由工作筒及泵芯组成，工作筒包括上接头20、上密封短节22、主筒体23及下接头26，在上密封短节内壁制有上高压密封环密封说明书CN102562681A3/4页5面21，在主筒体下部制有下高压密封环密封面25，在主筒体上部制有工作筒进液孔11，泵芯包括依次连接的打捞头体1、起泵胶筒2、上连接短节3、泵筒10、高低压分界短节14、下连接短节18及泵进口筛管19，在

13、上连接短节内设置有射流装置，在上连接短节上端外壁装配上高压密封环4，在高低压分界短节下端外壁装配下高压密封环15，在高低压分界短节中部横向制有长圆形高压液孔13，在高低压分界短节上制有上下连通的地层液孔12，在上密封短节及主筒体内壁对应泵芯的上连接短节与泵筒外壁之间形成环空过流通道24，在高低压分界短节与下连接短节之间安装有导向轨道体17，在主筒体上对称固装有嵌装在该导向轨道体所制轨道内的限位块16。0022射流装置包括稳流和扩散管5、喉管6、喷嘴7、扶正支架8、泵芯内高压引导管9。0023限位块为长圆金属块，该金属块对称铆焊在工作筒下端两翼并由内壁起内凸与导向轨道体所制轨道滑动配合。0024

14、导向轨道体外壁环形围绕制有折线形轨道，在该折线形轨道的四个上顶点位置制有四个上限位槽，在该折线形轨道的四个下顶点位置间隔制有两个下限位槽及两个下通槽，在两个下通槽底部之间制有V字形引斜。0025环空过流通道为靠上密封短节及主筒体内壁与对应泵芯的上连接短节及泵筒外壁之间形成的环空过流通道。0026本发明的工作原理为0027下泵芯。把地上装置双翼采油树流程闸门倒到正循环流程上，把装有反循环工作、反循环起泵芯水力喷射泵的防喷器按装好，打开动力液闸门，此时动力液推动泵芯顺油管下移直至泵芯到工作筒的下限位置此过程中，泵芯的导向轨道体无论哪个部位接触到限位块，在限位块和导向轨道体引鞋的作用下，导向轨道体会

15、边下移动边旋转，限位块都会沿引鞋由导向轨道体的D点进入导向轨道，然后导向轨道体会边下移动边向左旋转，限位块至导向轨道的A点受限位槽限制停止，完成下泵芯。0028反循环生产。下泵芯完成后，把地上装置双翼采油树流程闸门倒到反循环流程上，此时动力液由套管进入，经过工作筒进液孔再通过工作筒与泵芯间的环空过流通道作用到套装在上连接短节上的起泵胶筒上，起泵胶筒受压力作用向外扩张与工作筒密封阻流，这时泵芯被动力液向上推起，当移到上限位点时被限位块挡住而停止此过程中，导向轨道体边上移动边向左旋转，限位块由导向轨道体的A点进入到向轨道体的B点即工作位置受限位槽限制停止。同时泵芯的上高压密封环、下高压密封环同上密

16、封短节上的上高压密封环密封面、主筒体上的下高压密封环密封面恰好对正吻合，高压密封环在动力液作用下开始扩张密封，压力越高越密封。此时，高低压分界短节上的高压液孔与环空过流通道连通，动力液升压后没有旁路，只有通过高压液孔流入泵芯，高压液通过泵芯内高压引导管直接作用在座在泵内扶正支架中心孔内内凸台上的喷嘴上，通过喷嘴后形成高速射流产生负压动能变势能开始抽吸地层液，地层液从泵进口筛管进入泵芯内，经下连接短节中心孔、导向轨道体中心孔、高低压分界短节下端中心孔、高低压分界短节上的地层液孔至喉管喷嘴间与高速动力液混合后，通过稳流和扩散管升压势能转变成动能一起举升到井口。0029起泵芯。把地上装置双翼采油树流

17、程上的闸门倒到正循环上，这时井下泵芯在液力作用下向下移动，当移到下限位时停止此过程中，导向轨道体边下移边向左旋转，限位说明书CN102562681A4/4页6块由导向轨道体的B点进入导向轨道体C点，受限位槽限制停止。再把地上装置双翼采油树流程闸门倒回反循环流程上，这时动力液由套管经过工作筒进液口再通过工作筒与泵芯间的环空过流通道作用在起泵胶筒上，起泵胶筒在液压作用下向外扩张与工作筒密封阻流，这时泵芯被动力液向上推起，此时，泵芯边上移动边向左旋转，由于此时限位块所在导向轨道位置是通槽，没设计限位槽，泵芯在动力液推动下移动出工作筒，被冲洗到井口此过程中，导向轨道体边上移边向左旋转，限位块由导向轨道体的C点进入导向轨道体D点，由导向轨道体的D点滑出。说明书CN102562681A1/2页7图1图2说明书附图CN102562681A2/2页8图3说明书附图CN102562681A