CN105715234A - 自喷机采一体化管柱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自喷机采一体化管柱。本发明提供的自喷机采一体化管柱包括：抽油杆、油管、注水注气阀、封隔器、套管、杆式泵和杆式泵支撑接头；套管位于油井中，油管套设在套管内，注水注气阀和封隔器都位于油管中，注水注气阀在油管中的高度高于封隔器，其上循环孔的开闭状态随注水注气阀的压力状态而改变；抽油杆、杆式泵和杆式泵支撑接头沿井口向井底方向依次设置在油管内，杆式泵上端与抽油杆下端连接，杆式泵可***或脱离杆式泵支撑接头，杆式泵***杆式泵支撑接头时，自喷机采一体化管柱为机械采油状态。本发明通过下入一次自喷机采一体化管柱实现自喷采油和机械采油，减少了作业工序，提高了作业效率，降低了生产成本。

Description

自喷机采一体化管柱

技术领域

本发明涉及石油行业油气开采领域，尤其涉及一种自喷机采一体化管柱。

背景技术

目前，自喷管柱是石油行业油气开发常用的生产管柱，是油气从油层流动到地面的通道。

对于碳酸盐岩储层来说，由于自喷期很短，自喷生产能力有限，往往在自喷结束后，要对油井内进行注水、注气保持地层能量，同时还需要通过机械采油的方式将井筒中的油气举升到地面，以实现对油井内油藏的充分开采。

现有技术中的自喷管柱一般是由封隔器和油管等部件组成，当油气井自喷结束时，不能直接进行环空注水、注气和机械采油，必须要先通过作业更换作业管柱，才能进行环空注水、注气，因而使得作业工序增多，作业效率较低，作业人员的劳动强度也较大，同时还增加了生产成本。

发明内容

本发明提供一种自喷机采一体化管柱，用以克服现有技术中的自喷管柱，在油井结束自喷后，不能直接进行环空注水注气，需要重新下放管柱，致使作业工序增多，作业效率较低的问题。

本发明提供的自喷机采一体化管柱，包括：抽油杆、油管、注水注气阀、封隔器、套管、杆式泵和杆式泵支撑接头；

套管位于油井中，油管套设在套管内，注水注气阀位于油管中，封隔器设置在套管与油管之间的环空内，注水注气阀在油管中的高度高于封隔器所在的高度；

抽油杆、杆式泵和杆式泵支撑接头沿井口向井底方向依次设置在油管内，且抽油杆、杆式泵和杆式泵支撑接头均位于注水注气阀的上方，杆式泵上端与抽油杆下端连接，抽油杆的位置变化时，杆式泵***或脱离杆式泵支撑接头，杆式泵***杆式泵支撑接头时，自喷机采一体化管柱为机械采油状态；

注水注气阀设置有连通油管内外的循环孔，循环孔的开闭状态随注水注气阀的压力状态而改变。

本发明提供的自喷机采一体化管柱，包括：抽油杆、油管、注水注气阀、封隔器、套管、杆式泵和杆式泵支撑接头；套管位于油井中，油管套设在套管内，注水注气阀位于油管中，封隔器设置在套管与油管之间的环空内，注水注气阀在油管中的高度高于封隔器所在的高度；抽油杆、杆式泵和杆式泵支撑接头沿井口向井底方向依次设置在油管内，且抽油杆、杆式泵和杆式泵支撑接头均位于注水注气阀的上方，杆式泵上端与抽油杆下端连接，抽油杆的位置变化时，杆式泵***或脱离杆式泵支撑接头，杆式泵***杆式泵支撑接头时，自喷机采一体化管柱为机械采油状态；注水注气阀设置有连通油管内外的循环孔，循环孔的开闭状态随注水注气阀的压力状态而改变。本发明通过在油管上设置注水注气阀、杆式泵和杆式泵支撑接头，使得油井在自喷结束后，可直接向环空内注水注气，使注水注气阀上的循环孔开启，进行油井内注水注气，最后再将杆式泵***杆式泵支撑接头内，进行机械采油，使得仅通过下入自喷机采一体化管柱就可实现自喷采油和机械采油，从而减少了作业工序，提高了作业效率，大大降低了生产成本。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的自喷机采一体化管柱的一种结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的自喷机采一体化管柱的另一种结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的自喷机采一体化管柱的注水注气阀的结构示意图。

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、完整地描述，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作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。

实施例一

图1为发明实施例一提供的自喷机采一体化管柱的一种结构示意图，图2为本发明实施例一提供的自喷机采一体化管柱的另一种结构示意图，如图1～图2所示，本实施例提供的自喷机采一体化管柱包括：抽油杆1、油管2、注水注气阀3、封隔器4、套管5、杆式泵6和杆式泵支撑接头7；

其中，套管5位于油井中，油井一般都为竖井，即从井口至井底为竖直方向，套管5套设在油井的内壁。油管2套设在套管5内，油管2位于套管5内，油管2和套管5之间为环形空间，即环空，该环形空间内的压力一般称为环空压力。注水注气阀3位于油管5中，即，注水注气阀3的两端与油管5连通，封隔器4设置在套管5与油管2之间的环空内，封隔器4在膨胀坐封时，封隔器4外壁紧贴在套管5内壁上，注水注气阀3在油管2中的高度高于封隔器4所在的高度，也就是说，在油井中，注水注气阀3位于封隔器4的上方。

具体的，注水注气阀3上设置有连通油管2内外侧的循环孔，即该循环孔用于连通油管2与环空。循环孔的开闭状态随注水注气阀3的压力状态而改变，使得当油井处于自喷采油和机械采油时，该循环孔为关闭状态，当向油井内注气或注水时，该循环孔可在注水注气阀3的压力状态达到设定值时自动打开，实现向油层内注或气注水，从而补充和提高油层内的压力，以提高采油速率。

进一步的，抽油杆1、杆式泵6和杆式泵支撑接头7沿井口向井底方向依次设置在油管2内，且抽油杆1、杆式泵6和杆式泵支撑接头7均位于注水注气阀3的上方。杆式泵6上端与抽油杆1下端连接，抽油杆1的位置变化时，杆式泵6***或脱离杆式泵支撑接头7。当油井处于自喷开采或者环空注水注气阶段时，将杆式泵6脱离杆式泵支撑接头，而当油井需要进行机械采油时，将杆式泵6***杆式泵支撑接头7中，从而将井筒中的油气通过杆式泵6举升至地面，进行机械采油。

本实施例提供的自喷机采一体化管柱，将其下放至油井内，在油井进行自喷采油、环空注水注气和机械采油的各阶段，只需要改变注水注气阀3循环孔的开闭状态和杆式泵6与杆式泵支撑接头7的相对位置，就可以实现油井不同阶段的采油，整个采油过程中不需要更换管柱，简化了操作程序，提高了作业效率，还降低了工人的劳动强度。

进一步的，如图1所示，本实施例提供的自喷机采一体化管柱，还包括：抽油杆悬挂器8，抽油杆悬挂器8和抽油杆1上端可拆卸地连接，以将抽油杆1和杆式泵6悬挂在杆式泵支撑接头7上方。抽油杆悬挂器8与抽油杆1上端的连接方式可以为螺栓连接或丝扣连接等，抽油杆悬挂器8位于地表，抽油杆悬挂器8在与抽油杆1上端连接后，使抽油杆1和杆式泵6悬挂在杆式泵支撑接头7的上方，杆式泵6不进行抽油动作。在油井自喷阶段和自喷结束向环空内注水注气阶段，并不需要杆式泵6与杆式泵支撑接头7连接机械采油，所以这两个阶段需要通过抽油杆悬挂器8与抽油管1上端连接，将杆式泵6脱离杆式泵支撑接头7，将其悬挂在杆式泵支撑接头7的上方。

进一步的，如图2所示，当油井不能够自喷，需要机械采油时，将抽油杆悬挂器8从抽油杆1上拆卸，而将抽油杆1上端与光杆9一端连接，光杆9的另一端可与采油机连接，光杆9的长度大于抽油杆悬挂器8的长度，使得杆式泵6***杆式泵支撑接头7内，也即杆式泵6坐封于杆式泵支撑接头7中，杆式泵6与杆式泵支撑接头7之间为密封连接，以限制杆式泵6沿油管2轴线方向窜动，从而使杆式泵6工作，产生向上的抽吸力，将储层的油气抽吸至井口，达到机械采油的目的。

进一步的，上述注水注气阀3具体还包括：剪切销钉32、滑动芯轴33和弹簧34。

其中，滑动芯轴33滑设在注水注气阀3外壁内，弹簧34套设在滑动芯轴33上；循环孔包括设置在注水注气阀3外壁的第一循环孔311和设置在滑动芯轴33上的第二循环孔312。可选的，第一循环孔311的数量与第二循环孔312的数量相等，并且第一循环孔311和第二循环孔312的数量至少为一个。注水注气阀3外壁上设置有第一销孔321，滑动芯轴33上设置有第二销孔322，剪切销钉32穿过第一销孔321与第二销孔322，以将注水注气阀3外壁与滑动芯轴33固定连接。

注水注气阀被打开的过程为：在向环空内注水或注气时，环空内压力会逐渐增大，在环空压力大于油管2内的压力时，滑动芯轴33会受到向上的力，当环空内注入的压力与油管2内压力的压力差大于第一预设值时，剪切销钉32就被剪断，在环空压力的作用下将滑动芯轴33向上推，并压缩弹簧34，最终使滑动芯轴33滑动至第二循环孔312与第一循环孔311相对应的位置，导通第一循环孔311与第二循环孔312，从而使注水注气阀3的循环孔被打开。

当环空内压力与油管2内压力的压力差小于第二预设值时，滑动芯轴33在弹簧34弹力的作用下，向下移动，即相对注水注气阀3外壁滑动，最终使得第一循环孔311和第二循环孔312错开，使循环孔关闭。其中，第一预设值大于第二预设值。

该注水注气阀3不仅可用于环空内注水注气，还可以用于环空内注入酸液，对储层进行酸化改造，环空注入酸液的过程与环空注水注气相类似，此处就不再赘述。

进一步的，本实施例提供的自喷机采一体化管柱，还包括：油管挂10，油管2通过油管挂10连接在井口处，油管2和油管挂10之间为油管丝扣连接。

优选的，抽油杆悬挂器8位于井口处，抽油管悬挂器8伸出井口的一端直径大于油管挂10外径，从而将抽油杆悬挂器8悬挂在油管挂10上方。

进一步的，本实施例提供的自喷机采一体化管柱，还包括：球座11；球座11位于油管2靠近井底侧，并与封隔器4连接。球座11主要起单向限流的作用，当球座11打开时，可实现反洗井作业，球座11关闭时，起到密闭的作用。

本实施例提供的自喷采油一体化管柱的具体使用过程可描述为：

首先依次将球座11、封隔器4、注水注气阀3、杆式泵支撑接头7、油管2、油管挂10向下放入套管5内，此时注水注气阀3的循环孔为关闭状态。坐封封隔器3，使封隔器3紧贴在套管5内壁上，再将杆式泵6、抽油杆1依次下入油管内，通过抽油杆悬挂器8将抽油杆1悬挂在井口，此时杆式泵6脱离杆式泵支撑接头7，一般实际将杆式泵脱离杆式泵支撑接头10～20m。

在采油初期，储层内油气通过油管2流动到井口，进行自喷采油。当储层内压力降低不能进行自喷采油时，则开始向油井环空内注水或注气，以保持或增加储层内的压力，注水注气的具体过程为：

向环空内注水或注入气体，使得油井环空压力逐渐上升，在环空压力大于油管2内的压力时，注水注气阀3内的滑动芯轴33会受到向上的力，当环空内注入的压力与油管2内压力的压力差大于第一预设值时，剪切销钉32就被剪断，在压力作用下将滑动芯轴33向上推，并压缩弹簧34，最终使滑动芯轴33滑动至第二循环孔312与第一循环孔311相对应的位置，导通第一循环孔311与第二循环孔312，从而使注水注气阀3的循环孔被打开，最终将环空注入的水或气通过循环孔进入油管，注入至储层，达到保持或者增加储层压力的目的，以保持油井自喷采油。

当停止对环空注水注气后，环空内压力逐渐降低，当环空内压力与油管2内压力的压力差小于第二预设值时，滑动芯轴33在弹簧34弹力的作用下，向下移动，即相对注水注气阀3外壁滑动，最终使得第一循环孔311和第二循环孔312错开，使循环孔关闭，即停止向储层内注水注气。

当自喷结束，需要进行机械采油时，自喷机采一体化管柱不必从油井内起出，只需要将油管2内的抽油杆悬挂器8从抽油杆1上拆卸，而将抽油杆1上端与光杆9连接，并悬挂与井口，使得杆式泵6***杆式泵支撑接头7内，使杆式泵6工作，产生向上的抽吸力，将储层内的油气抽吸至井口，进行机械采油。

本实施例提供的自喷机采一体化管柱，通过在油管上设置注水注气阀、杆式泵和杆式泵支撑接头，先将杆式泵悬挂在杆式泵支撑接头上方，进行自喷采油，油井在自喷结束后，可直接向环空内注水注气，使注水注气阀上的循环孔开启，进行油井内注水注气，最后再将杆式泵***杆式泵支撑接头内，进行机械采油，使得仅通过下入自喷机采一体化管柱就可实现自喷采油和机械采油，从而减少了作业工序，提高了作业效率，大大降低了生产成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (9)

1.一种自喷机采一体化管柱，其特征在于，包括：抽油杆、油管、注水注气阀、封隔器、套管、杆式泵和杆式泵支撑接头；

所述套管位于油井中，所述油管套设在所述套管内，所述注水注气阀位于所述油管中，所述封隔器设置在所述套管与所述油管之间的环空内，所述注水注气阀在所述油管中的高度高于所述封隔器所在的高度；

所述抽油杆、所述杆式泵和所述杆式泵支撑接头沿井口向井底方向依次设置在所述油管内，且所述抽油杆、所述杆式泵和所述杆式泵支撑接头均位于所述注水注气阀的上方，所述杆式泵上端与所述抽油杆下端连接，所述抽油杆的位置变化时，所述杆式泵***或脱离所述杆式泵支撑接头，所述杆式泵***所述杆式泵支撑接头时，所述自喷机采一体化管柱为机械采油状态；

所述注水注气阀设置有连通所述油管内外的循环孔，所述循环孔的开闭状态随所述注水注气阀的压力状态而改变。

2.根据权利要求1所述的自喷机采一体化管柱，其特征在于，还包括抽油杆悬挂器，所述抽油杆悬挂器和所述抽油杆上端可拆卸地连接，以将所述抽油杆和所述杆式泵悬挂在所述杆式泵支撑接头上方。

3.根据权利要求1所述的自喷机采一体化管柱，其特征在于，还包括光杆，所述光杆和所述抽油杆上端可拆卸地连接，以将所述杆式泵***所述杆式泵支撑接头内。

4.根据权利要求1-3任一所述的自喷机采一体化管柱，其特征在于，所述注水注气阀还包括：剪切销钉、滑动芯轴和弹簧；

所述滑动芯轴滑设在所述注水注气阀外壁内，所述弹簧套设在所述滑动芯轴上；

所述循环孔包括设置在所述注水注气阀外壁的第一循环孔和设置在所述滑动芯轴上的第二循环孔；所述注水注气阀外壁上设置有第一销孔，所述滑动芯轴上设置有第二销孔，所述剪切销钉穿过所述第一销孔与所述第二销孔，以将所述注水注气阀外壁与所述滑动芯轴固定连接；

当所述环空内注入的压力与所述油管内压力的压力差大于第一预设值时，所述剪切销钉被剪断，以使所述滑动芯轴滑动至所述第二循环孔与所述第一循环孔相对的位置；

当所述环空内压力与所述油管内压力的压力差小于第二预设值时，所述滑动芯轴在所述弹簧弹力的作用下相对所述注水注气阀外壁滑动，以使所述第一循环孔和所述第二循环孔错开；

所述第一预设值大于所述第二预设值。

5.根据权利要求1-3任一所述的自喷机采一体化管柱，其特征在于，还包括：油管挂；

所述油管通过所述油管挂连接在所述井口处。

6.根据权利要求2所述的自喷机采一体化管柱，其特征在于，所述抽油杆悬挂器位于所述井口处，所述抽油管悬挂器伸出井口的一端直径大于所述油管挂外径。

7.根据权利要求1-3任一所述的自喷机采一体化管柱，其特征在于，所述封隔器坐封时，所述封隔器紧贴所述套管内壁。

8.根据权利要求1-3任一所述的自喷机采一体化管柱，其特征在于，还包括：球座；

所述球座位于所述油管靠近井底侧，并与所述封隔器连接。

9.根据权利要求1-3任一所述的自喷机采一体化管柱，其特征在于，所述杆式泵***所述杆式泵支撑接头时，所述杆式泵与所述杆式泵支撑接头之间为密封连接，用以限制所述杆式泵沿所述油管轴线方向的窜动。