專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)潛油螺桿泵井下油水分離同井采注裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)潛油螺桿泵井下油水分離同井采注裝置。
背景技術(shù)：
隨著地層壓力的衰減，注水驅(qū)油技術(shù)被大量地使用。注水技術(shù)的使用使得油田采出液含水量逐漸增大，水處理量的增加帶來(lái)了地面污染、能源浪費(fèi)等一系列問(wèn)題，井下油水分離技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。井下油水分離技術(shù)可以在同一井眼內(nèi)進(jìn)行油水分離、低含水原油的舉升和分離水的回注。水力旋流器是一種高效、高可靠性、無(wú)易損件的油水分離裝置，已廣泛應(yīng)用于地面油水分離工藝。水力旋流器的諸多優(yōu)點(diǎn)也使其應(yīng)用于井下成為可能，如何在有限的空間內(nèi)合理的布置水力旋流器并且設(shè)置相應(yīng)的流道是井下油水分離技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。將螺桿泵作為井下油水分離系統(tǒng)的動(dòng)力泵與舉升泵有許多優(yōu)點(diǎn)，如成本低、對(duì)含氣不敏感等。本實(shí)用新型將水力旋流器和螺桿泵相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出一套螺桿泵井下油水分離同井采注裝置，應(yīng)用于高含水油藏的開(kāi)采，可以降低地面污水處理成本，節(jié)約能源，利于環(huán)保。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種井下油水分離同井采注裝置，本裝置使用電動(dòng)潛油螺桿泵作為增壓泵，可在同一口油井中進(jìn)行油水分離、分離水的回注和低含水原油的舉升三種工藝過(guò)程。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是采用雙外殼螺桿泵作為采出液的增壓泵和舉升分離后富含油液體的舉升泵，與帶三交叉流道的油水分離裝置相結(jié)合，在同一口井中進(jìn)行油水分離，并將分離后的富含油液體舉升至地面，分離后的水注入注水層。 電動(dòng)潛油螺桿泵井下油水分離同井采注裝置由上到下依次連接有油管、電纜、電纜接頭、補(bǔ)償器、電機(jī)、保護(hù)器、雙外殼螺桿泵、帶三交叉流道的油水分離裝置、外插管、內(nèi)插管、丟手接頭、上封隔器、油管短節(jié)、滑套開(kāi)關(guān)、下封隔器、注水管。其中電泵機(jī)組的布置方式為倒置式， 由上到下依次為電機(jī)、保護(hù)器、雙外殼螺桿泵，三者的外殼相互之間通過(guò)法蘭連接，電機(jī)軸與保護(hù)器軸使用花鍵連接，螺桿泵軸與保護(hù)器軸使用萬(wàn)向聯(lián)軸器或軟軸連接，其中萬(wàn)向聯(lián)軸器使用十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器或花瓣式萬(wàn)向聯(lián)軸器。雙外殼螺桿泵的雙外殼形成雙流道， 內(nèi)流道為泵的增壓流道，兩層外殼之間形成的環(huán)形流道為泵的高壓折返流道；增壓流道的下端為泵的吸入口，上端為泵的排出口，吸入口與帶三交叉流道的油水分離裝置的上通采油流道連通，排出口與高壓折返流道相連通，高壓折返流道的下端與水力旋流器入口流道連通。雙外殼螺桿泵與帶三交叉流道的油水分離裝置的外殼使用法蘭連接，所述帶三交叉流道的油水分離裝置側(cè)壁有溢流孔與油套管環(huán)形空間連通，分離出來(lái)的富含油液體通過(guò)溢流孔進(jìn)入油套管環(huán)形空間，在油套管環(huán)形空間或油管中舉升至地面。內(nèi)插管、外插管在帶三交叉流道的油水分離裝置的下端，分別通過(guò)螺紋與帶三交叉流道的油水分離裝置連接，內(nèi)插管向上與帶三交叉流道的油水分離裝置的底流管連接，向下與注水管連通，帶三交叉流道的油水分離裝置分離出來(lái)的水依次通過(guò)底流管、內(nèi)插管、注水管進(jìn)入注水層。內(nèi)插管、外插管同軸線，內(nèi)插管在內(nèi)，外插管在外，內(nèi)、外插管之間的環(huán)形空間形成一環(huán)形流道，環(huán)形流道與帶三交叉流道的油水分離裝置的下通采油流道連通，下通采油流道與上通采油流道是連通的，采出層的油液通過(guò)內(nèi)外插管的環(huán)形空間進(jìn)入帶三交叉流道的油水分離裝置的下通采油流道、上通采油流道，最后進(jìn)入雙外殼螺桿泵的吸入口進(jìn)行增壓，增壓后的油液再經(jīng)高壓折返流道返回水力旋流器入口流道，在水力旋流器中進(jìn)行油水分離。內(nèi)插管、外插管采用插入式方式與丟手接頭、滑套開(kāi)關(guān)形成同軸配合，內(nèi)外插管的插入過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行的，并在插入后形成密封；滑套開(kāi)關(guān)上設(shè)置有側(cè)孔，采出層的油液可以通過(guò)側(cè)孔進(jìn)入內(nèi)外插管環(huán)形空間；滑套開(kāi)關(guān)上還設(shè)置有密封圈，隔離內(nèi)插管管內(nèi)流道與內(nèi)外插管環(huán)形空間；滑套開(kāi)關(guān)內(nèi)設(shè)置有滑套，未插入內(nèi)插管之前滑套由銷(xiāo)釘固定于滑套開(kāi)關(guān)內(nèi)部，側(cè)孔此時(shí)是關(guān)閉著的， 采出層的油液不能進(jìn)入環(huán)形空間，插入內(nèi)插管之后，通過(guò)對(duì)油管加力剪斷銷(xiāo)釘，滑套向下滑落，側(cè)孔打開(kāi)，此時(shí)采出層與內(nèi)外插管環(huán)形空間連通，采出層的油液進(jìn)入內(nèi)外插管環(huán)形空間，并向上進(jìn)行上述一系列的分離過(guò)程。本實(shí)用新型通過(guò)內(nèi)、外插管加上、下兩級(jí)封隔器形式的管柱結(jié)構(gòu)，隔離了采出層、 注水層與油套管環(huán)形空間，實(shí)現(xiàn)了在同一口油井中進(jìn)行油水分離、分離后低含水原油的舉升和分離水的回注三種不同的工藝過(guò)程，不僅可以降低地面污水處理成本，而且節(jié)約能源， 利于環(huán)保。

圖I為本實(shí)用新型的裝置連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為按圖I所示的內(nèi)外插管加雙封隔器的管柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為按圖2所示的未插入內(nèi)外插管時(shí)的坐封管柱示意圖。圖4為按圖2所示的內(nèi)外插管連接示意圖。圖5為按圖2所示的滑套開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。圖I至5中，I.油管，2.電纜，3.電纜接頭，4.補(bǔ)償器，5.油套管環(huán)形空間，6.電機(jī)，7.法蘭，8.保護(hù)器，9.高壓折返流道，10.雙外殼螺桿泵，11.增壓流道，12.水力旋流器入口流道，13.水力旋流器溢流口，14.帶三交叉流道的油水分離裝置，15.水力旋流器， 16.底流管，17.外插管，18.上封隔器，19.內(nèi)插管，20.滑套開(kāi)關(guān)，21.下封隔器，22.注水管，23.注水層，24.采出層，25.上通采油流道，26.萬(wàn)向聯(lián)軸器，27.密封圈，28.側(cè)孔， 29.內(nèi)外插管環(huán)形空間，30.丟手接頭，31.內(nèi)插管管內(nèi)流道，32.下通采油流道，33.油管短節(jié)，34.銷(xiāo)釘，35.滑套。
具體實(shí)施方式
參照附圖1，本實(shí)用新型按照安裝順序的不同主要有兩部分組成，一部分為上部管柱，此部分在地面完成裝配，裝配順序由上到下依次為油管1，電纜2，電纜接頭3，補(bǔ)償器 4，電機(jī)6，保護(hù)器8，雙外殼螺桿泵10，帶三交叉流道的油水分離裝置14，外插管17，內(nèi)插管 19。油管I與電纜接頭3使用螺紋連接，油管I下端設(shè)置有側(cè)孔，油套管環(huán)形空間5內(nèi)的油液可以進(jìn)入到油管I中；電機(jī)6與保護(hù)器8的外殼使用法蘭7連接，電機(jī)軸與保護(hù)器軸使用花鍵連接；保護(hù)器8與雙外殼螺桿泵10的外殼也使用法蘭連接，保護(hù)器軸與螺桿泵軸使用萬(wàn)向聯(lián)軸器26或軟軸連接，其中萬(wàn)向聯(lián)軸器26可以是十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器或花瓣式萬(wàn)向聯(lián)軸器；雙外殼螺桿泵10的外殼與帶三交叉流道的油水分離裝置14的外殼使用法蘭連接； 內(nèi)插管19、外插管17與帶三交叉流道的油水分離裝置14均使用螺紋連接。另一部分為卡封管柱，如附圖3所示，此部分也在下井前在地面完成裝配，裝配順序由上到下依次為油管 I、丟手接頭30、油管短節(jié)33、上封隔器18、滑套開(kāi)關(guān)20、下封隔器21、注水管22。施工過(guò)程為在地面連接好卡封管柱后，下入井中預(yù)定位置后按照常規(guī)坐封工藝完成雙封隔器坐封， 此時(shí)按照丟手工藝完成丟手，油管I與丟手接頭30分離，起出油管1，卡封管柱坐封完畢； 再將上部管柱(如附圖4所示)下入井中預(yù)定位置，在地面對(duì)油管I加力使內(nèi)插管19剪斷滑套開(kāi)關(guān)20的銷(xiāo)釘34，滑套35向下滑落，側(cè)孔28打開(kāi)，內(nèi)插管19下端部與滑套開(kāi)關(guān)20形成密封，外插管17下端部與丟手接頭30通過(guò)密封圈27形成密封。本實(shí)用新型的工作流程如下采出層24的油液經(jīng)過(guò)滑套開(kāi)關(guān)20上的側(cè)孔28進(jìn)入到內(nèi)外插管環(huán)形空間29，繼續(xù)向上進(jìn)入到帶三交叉流道的油水分離裝置14的下通采油流道32，向上經(jīng)過(guò)上通采油流道25進(jìn)入雙外殼螺桿泵10的吸入口，經(jīng)過(guò)螺桿泵的增壓流道 11增壓后由高壓折返流道9向下輸運(yùn)，進(jìn)入到水力旋流器入口流道12，在帶三交叉流道的油水分離裝置14內(nèi)部的水力旋流器15中進(jìn)行油水分離，分離后的富含油液體由水力旋流器溢流口 13排出至油套管環(huán)形空間5，并通過(guò)油管I與油套管環(huán)形空間5舉升至地面；分離后的水經(jīng)帶三交叉流道的油水分離裝置14的底流管16進(jìn)入到內(nèi)插管管內(nèi)流道31，向下進(jìn)入注水管22中，最終注入注水層23。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)I.在同一口油井中同時(shí)完成采油、油水分離與注水三種工藝，解決了高含水油井帶來(lái)的一系列環(huán)境、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題；2.井下管柱連接方式簡(jiǎn)單可靠，具體操作工藝與油田常規(guī)工藝一致，減少了現(xiàn)場(chǎng)施工的勞動(dòng)難度；3.油套環(huán)空的舉升油液可以實(shí)現(xiàn)對(duì)潛油電機(jī)的冷卻；4.螺桿泵作為動(dòng)力泵有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、對(duì)含氣量不敏感的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)潛油螺桿泵井下油水分離同井采注裝置，由上到下依次連接有油管、電纜、 電纜接頭、補(bǔ)償器、電機(jī)、保護(hù)器、雙外殼螺桿泵、帶三交叉流道的油水分離裝置、外插管、內(nèi)插管、丟手接頭、上封隔器、油管短節(jié)、滑套開(kāi)關(guān)、下封隔器、注水管，其特征在于電泵機(jī)組采用倒置式連接形式，電泵機(jī)組由上到下分別是電機(jī)、保護(hù)器、雙外殼螺桿泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)潛油螺桿泵井下油水分離同井采注裝置，其特征在于電機(jī)、保護(hù)器與雙外殼螺桿泵三者之間通過(guò)法蘭連接，電機(jī)軸與保護(hù)器軸使用花鍵連接，螺桿泵軸與保護(hù)器軸使用萬(wàn)向聯(lián)軸器或軟軸連接，其中萬(wàn)向聯(lián)軸器可以是十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器或花瓣式萬(wàn)向聯(lián)軸器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)潛油螺桿泵井下油水分離同井采注裝置，其特征在于雙外殼螺桿泵的雙外殼形成雙流道，內(nèi)流道為泵的增壓流道，兩層外殼之間形成的環(huán)形流道為泵的高壓折返流道；增壓流道的下端為泵的吸入口，上端為泵的排出口，吸入口與帶三交叉流道的油水分離裝置的上通采油流道連通，排出口與高壓折返流道相連通，高壓折返流道下端與水力旋流器入口流道連通，雙外殼螺桿泵與帶三交叉流道的油水分離裝置的外殼使用法蘭連接，所述帶三交叉流道的油水分離裝置側(cè)壁有溢流孔與油套管環(huán)形空間連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)潛油螺桿泵井下油水分離同井采注裝置，其特征在于內(nèi)插管、外插管在帶三交叉流道的油水分離裝置的下部，分別通過(guò)螺紋與帶三交叉流道的油水分離裝置連接，內(nèi)插管向上與油水分離裝置的底流管相連通，向下與注水管連通；內(nèi)插管、外插管同軸線，內(nèi)插管在內(nèi)，外插管在外，內(nèi)、外插管之間的環(huán)形空間形成一環(huán)形流道， 環(huán)形流道與油水分離裝置的下通采油流道連通，下通采油流道與上通采油流道是連通的， 內(nèi)插管、外插管采用插入式方式與丟手接頭、滑套開(kāi)關(guān)形成同軸配合，并在插入后形成密封。
專(zhuān)利摘要一種油田采油用電動(dòng)潛油螺桿泵井下油水分離同井采注裝置，由上到下依次連接有油管、電纜、電纜接頭、補(bǔ)償器、電機(jī)、保護(hù)器、雙外殼螺桿泵、帶三交叉流道的油水分離裝置、外插管、內(nèi)插管、丟手接頭、上封隔器、油管短節(jié)、滑套開(kāi)關(guān)、下封隔器、注水管；電泵機(jī)組采用倒置式連接形式，電泵機(jī)組由上到下分別是電機(jī)、保護(hù)器、雙外殼螺桿泵。它采用雙外殼螺桿泵作為采出液的增壓泵和舉升分離后富含油液體的舉升泵，與帶三交叉流道的油水分離裝置相結(jié)合，可以在同一口井中進(jìn)行油水分離，并將分離后的富含油液體舉升至地面，分離后的水注入注水層。本實(shí)用新型適用于高含水油井，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以降低地面污水處理成本，節(jié)約能源。
文檔編號(hào)E21B43/38GK202300333SQ20112039364
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者孟德強(qiáng), 李增亮, 董祥偉, 趙傳偉 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)