CN111980595A - 生产管柱和生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种生产管柱和生产方法，涉及油气钻采技术领域，用于解决现有生产管柱自喷转机采的作业工序多，工作效率低的技术问题，该生产管柱包括油管；套管；泵筒组件，包括筒体以及第一单向阀，第一单向阀用于使原油只能从套管进入筒体；活塞组件，包括活塞以及第二单向阀，以使原油只能从筒体进入油管内；以及抽油杆；生产管柱包括第一状态和第二状态；在第一状态下，活塞位于油管内；在第二状态下，活塞位于筒体内，活塞的横截面尺寸与筒体的横截面尺寸相同；且活塞能够沿抽油杆的轴向相对筒体往复运动。本发明实施例提供的生产管柱和生产方法降低了油井在自喷转机采时的作业工序，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及油气钻采技术领域，尤其涉及用于自喷井的生产管柱和生产方法。
背景技术
油井在对新的地层求产时，如果井内的压力低于该地层的地层压力，就可以借助地层压力，将原油推送至井内并沿油井流动至地面，这种开采方法称为自喷。当地层压力下降，井内原油不能自行沿油井流动至地面时，就需要通过机采方式将地层内的原油推送至地面，实现对地层内原油的充分开采。
现有技术中通常需要管柱将地层内的原油引流至地面。自喷管柱通常包括油管，油管一端插设于套管内、另一端与地面上的生产***连通，油管与套管之间的空间称为环空。油井自喷时，原油沿油管流动至地面并进入与油管连通的生产***内。油井自喷结束后，需要将上述油管取出，下抽油泵并重新安装油管，借助抽油泵使原油流动至地面的生产***。
这种自喷转机采的生产方式，作业工序多，工作效率低。
发明内容
鉴于上述问题，本发明实施例提供一种生产管柱和生产方法，降低了油井在自喷转机采时的作业工序，提高了工作效率。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明实施例的第一方面提供一种生产管柱，其包括：
油管；套管，套设在所述油管外；泵筒组件，包括连接在所述油管底端的筒体、以及设置在所述筒体底部的第一单向阀，所述第一单向阀用于使原油只能从所述套管进入所述筒体；活塞组件，包括活塞以及第二单向阀，所述活塞内设有流道，所述第二单向阀设置于所述流道的顶端，以使所述原油只能从筒体进入所述油管内；抽油杆，所述抽油杆的底端与所述活塞组件连接，所述抽油杆的顶端伸出于所述油管并与抽油机连接；所述生产管柱包括第一状态和第二状态；在所述第一状态下，所述活塞位于所述筒体顶部的所述油管内；在所述第二状态下，所述活塞位于所述筒体内，所述活塞的横截面尺寸与所述筒体的横截面尺寸相同；且所述活塞能够沿所述抽油杆的轴向相对所述筒体往复运动。
与现有技术相比，本发明实施例提供的生产管柱具有如下优点：
本发明实施例提供的生产管柱在工作时，油管下放至套管内，泵筒组件设置在油管的底端，活塞组件设置在抽油杆的底端并随抽油杆下放至油管内；当油井处于自喷状态时，使活塞组件处于泵筒组件的上方，并悬置于油管内，套管内的原油压力大于油管内的原油柱重力以及第一单向阀的阻力之和，使得套管内的原油能打开第一单向阀，并经第一单向阀进入筒体、以及油管内，油管内的原油自行沿油管流动至地面。当油井自喷结束，套管内的原油压力小于油管内的原油柱重力以及第一单向阀的阻力之和，原油不能打开第一单向阀，此时，将活塞组件下放至泵筒组件内，活塞组件与泵筒组件围设成一个抽油腔，启动抽油机，活塞组件能在泵筒组件内上下往复移动，当活塞组件向上移动时，套管内的原油打开第一单向阀，并进入筒体内，当活塞组件向下移动时，筒体内的原油打开第二单向阀，原油从筒体内进入油管，并沿油管流动至地面，实现原油的机采生产。本发明实施例提供的生产管柱在自喷转机采时，作业工序少，生产效率高。
如上所述的生产管柱，其中，所述筒体包括沿所述抽油杆的轴线延伸的侧壁以及固定在所述侧壁底端的底壁；所述侧壁的顶端与所述油管的底端连接；所述第一单向阀包括第一阀体、第一限位件以及第一密封件。
所述第一阀体固定在所述底壁上，且所述第一阀体形成有用于流通所述原油的第一通孔，所述第一限位件罩设在所述第一阀体的顶端外，且所述第一限位件上形成有用于流通所述原油的第二通孔；所述第一密封件能够在原油压力的作用下在所述第一限位件和所述第一阀体之间移动，以密封所述第一通孔或打开所述第一通孔。
如上所述的生产管柱，其中，所述第二单向阀包括第二限位件以及第二密封件。
所述第二限位件罩设在所述活塞的顶端外，且所述第二限位件上形成有用于流通所述原油的第三通孔；所述第二密封件能够在原油压力的作用下在所述第二限位件和所述活塞之间移动，以密封所述流道或打开所述流道。
如上所述的生产管柱，其中，所述抽油杆包括多个沿所述油管的轴向依次可拆卸连接的子抽油杆；在所述第一状态下的所述子抽油杆的数量小于在所述第二状态下的所述子抽油杆的数量。
如上所述的生产管柱，其中，所述生产管柱还包括采油树。
所述油管的顶端以及所述套管的顶端均与所述采油树连接；所述采油树上设置有与所述油管连通的第一管路、第二管路以及用于供所述抽油杆顶端穿过的通孔；所述第一管路用于向所述油管内注入压井液，所述第二管路用于排出所述油管内的原油。
如上所述的生产管柱，其中，所述生产管柱还包括压井液储存罐和回收罐；所述压井液储存罐通过加压泵与所述第一管路连接；所述第二管路与所述回收罐连接。
如上所述的生产管柱，其中，所述油管与所述套管之间的空腔形成油套环空；所述采油树上设有与所述油套环空连接的第三管路，所述第三管路背离所述油套环空的一端与所述回收罐连接。
如上所述的生产管柱，其中，所述回收罐包括第一开口、第二开口以及出气孔；所述第一开口与所述第二管路连接，所述第二开口与所述第三管路连接。
如上所述的生产管柱，其中，所述第二管路上设有取样口。
本发明实施例的第二方面提供一种生产方法，其包括：
在所述油管中下放所述抽油杆以及活塞组件，使所述生产管柱处于第一状态；自喷生产；使用压井液替换所述油管内的原油，以使油管内压井液压力与地层压力达到平衡；增加所述抽油杆的长度，以使所述生产管柱处于第二状态；启动抽油机，机采生产。
本发明实施例提供的生产方法能够简化自喷转机采时的作业工序，提高生产效率。
除了上面所描述的本发明实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本发明实施例提供的生产管柱和生产方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
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为本发明一实施例提供的生产管柱第一状态的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的生产管柱第二状态的结构示意图；
图3为图1和图2中泵筒组件的结构示意图；
图4为图1和图2中活塞组件的结构示意图；
图5为本发明又一实施例提供的生产管柱的结构示意图；
图6为本发明再一实施例提供的生产管柱的结构示意图。
附图标记：
10：油管； 11：油套环空； 20：套管；
30：泵筒组件； 31：筒体； 311：侧壁；
312：底壁； 3121：第四通孔； 32：第一单向阀；
321：第一阀体； 3211：第一通孔； 322：第一限位件；
323：第一密封件； 40：活塞组件； 41：活塞；
411：流道； 42：第二单向阀； 421：第二限位件；
422：第二密封件； 50：抽油杆； 60：采油树；
61：第一管路； 611：第一开关阀； 612：加压泵；
62：第二管路； 621：第二开关阀； 622：第五开关阀；
63：第三管路； 631：第三开关阀； 64：第四管路；
641：第四开关阀； 70：压井液储存罐； 80：回收罐；
81：第一开口； 82：第二开口； 83：出气孔；
90：生产***； 91：地层。
具体实施方式
为了使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
现有技术中，油井自喷使用的生产管柱包括油管，该油管包括若干根首尾相连的子油管，使得油管的下端口能下放至所需的地层深度，由于地层压力大于油管内的流体压力，地层内的原油可以自行沿油管流动至地面。随着地层压力下降，油井自喷结束，需要转为机采生产方式，也就是借助抽油泵使原油流动至地面。机采时使用的抽油泵位于油管的下端口处，因此，在地面设置作业台架，操作人员通过作业台架将自喷生产时的若干个子油管取出，下放抽油泵，将子油管和子抽油杆与抽油泵连接，依次连接若干个子油管和子抽油杆，直至将抽油泵下放至所需的地层深度，最上方的子抽油杆与抽油机连接，启动抽油机进行机采生产，操作人员的劳动强度大，效率低。
为解决上述问题，请参阅图1至图4，本实施例提供一种生产管柱，包括：油管10；套管20，套设在油管10外；泵筒组件30，包括连接在油管10底端的筒体31、以及设置在筒体31底部的第一单向阀32，第一单向阀32用于使原油只能从套管20进入筒体31；活塞组件40，包括活塞41以及第二单向阀42，活塞41内设有流道411，第二单向阀42设置于流道411的顶端，以使原油只能从筒体31进入油管10内；抽油杆50，抽油杆50的底端与活塞组件40连接，抽油杆50的顶端伸出于油管10并与抽油机连接。油管10生产管柱包括第一状态和第二状态；在第一状态下，活塞41位于筒体31顶部的油管10内；在第二状态下，活塞41位于筒体31内，活塞41的横截面尺寸与筒体31的横截面尺寸相同；且活塞41能够沿抽油杆50的轴向相对筒体31往复运动。
具体地，请参阅图1、图3和图4，生产管柱可以应用于石油钻采中，生产管柱可以包括第一状态和第二状态两个生产状态。第一状态是指油井自喷时生产管柱所处的状态，油井自喷时，活塞组件40通过抽油机悬置于泵筒组件30上方的油管10内，活塞41的侧壁与油井的内壁之间具有供原油流通的间隙；原油向上流动时，一部分原油经该间隙向上流动，一部分原油经流道411、第二单向阀42向上流动，两部分原油汇合后沿油管10自行流动至地面的生产***90内；其中，第一单向阀可以包括阀座和阀球，阀座上形成有使原油通过的原油通道，原油通道出口端的尺寸大于入口端的尺寸，阀球可以在原油压力的作用下相对于阀座上升，以打开原油通道，使原油通过，也可以在重力作用下相对于阀座下降，以密封该原油通道。
请参阅图2、图3和图4，第二状态是指油井机采生产时生产管柱所处的状态，油井机采生产时，地层压力下降，原油不能自行在油管10内流动，就需要借助外部动力使原油从地层91流动至地面上的生产***90内。机采生产时，活塞组件40位于筒体31内，活塞组件40与泵筒组件30构成泵送原油的抽油泵，原油只能依次经过流道411、第二单向阀42从筒体31内进入油管10，当抽油机启动时，活塞组件40在筒体31内往复上下移动，使得筒体31内的原油压入油管10内，实现抽油机的机采生产；其中，第二单向阀的结构可以与第一单向阀的结构相同。
进一步地，请参阅图1至图4，抽油杆50可以为一根中空的管状结构，抽油杆50可以沿其轴线方向上下移动，从而改变位于油管内部的部分抽油杆50的长度，使得处于第一状态下的抽油杆50长度小于处于第二状态下的抽油杆50长度。
优选地，抽油杆50包括多个沿油管10的轴向依次可拆卸连接的子抽油杆；在第一状态下的子抽油杆的数量小于在第二状态下的子抽油杆的数量，从而可以将子抽油杆作为标准件加工生产，降低生产成本。当油井自喷结束后，需要将活塞组件40继续下放，本实施例通过增加抽油杆50的长度将活塞组件40移动至筒体31内。具体地，本实施例中，当自喷结束后加装子抽油杆时，使用抽油机将光杆提升至上限位置，即上死点位置，暴露出光杆与子抽油杆的连接处，将该连接处断开，在该子抽油杆与光杆之间依次连接若干数量的子抽油杆，所需的子抽油杆的数量依据子抽油杆的长度、活塞组件40下放的高度而定，例如子抽油杆的长度可以为8m-12m，可以选择加装2-3根子抽油杆，本实施例不进行限制。
本实施例通过调节抽油杆50的长度，实现第一状态与第二状态的转换，便于工作人员操作，工作量低。
另外，本实施例中提到的活塞41的横截面尺寸与筒体31的横截面尺寸相同，能使得活塞41的侧壁能够与筒体31的内壁紧密贴合，保证活塞组件40与泵筒组件30围设成封闭的抽油腔。可以理解地，为了减缓筒体31筒壁的磨损进程，可以在筒体31内壁上设置衬套，衬套呈筒状，衬套的外壁与筒体31的内壁贴合固定，活塞组件40在衬套内往复运动，那么本实施例中提到的活塞41的横截面尺寸与筒体31的横截面尺寸相同，指的是活塞41的横截面尺寸与衬套的横截面尺寸相同，保证活塞41的侧壁能与衬套的内壁紧密贴合。
本实施例还可以包括封盖，用于密封油管10和套管20，封盖位于油管10内的部分设有用于输出原油的出油孔，以及用于穿过抽油杆50的抽油杆孔。当油井处于第一状态时，使活塞组件40处于泵筒组件30的上方，并悬置于油管10内，套管20内的原油压力大于油管10内的原油柱重力以及第一单向阀32的阻力之和，使得套管20内的原油能打开第一单向阀32，并经第一单向阀32进入筒体31、以及油管10内，油管10内的原油自行流动至地面。油井自喷结束后，套管20内的原油压力小于油管10内的原油柱重力以及第一单向阀32的阻力之和，原油不能打开第一单向阀32，将活塞组件40下放至泵筒组件30内，使生产管柱转为第二状态。启动抽油机，活塞组件40在筒体31内上下移动，当活塞组件40向上移动时，第二单向阀42受活塞组件40上方的原油柱重力作用，处于关闭状态，抽油腔体积变大，抽油腔内油压变小，使得套管20内的原油能打开第一单向阀32，并进入筒体31内，当活塞组件40向下移动时，由于筒体31内的原油受压，油压变大，使得第一单向阀32关闭，当筒体31内的原油压力大于原油柱重力以及第二单向阀42的阻力之和时，第二单向阀42打开，原油从筒体31内进入油管10，实现原油的机采生产。
本发明实施例提供的生产管柱在自喷转机采时，无须拆装地面设备与油管10，作业工序少，生产效率高。
对于泵筒组件30，请参阅图3，其中，筒体31包括沿抽油杆50的轴线延伸的侧壁311以及固定在侧壁311底端的底壁312；侧壁311的顶端与油管10的底端连接；第一单向阀32包括第一阀体321、第一限位件322以及第一密封件323。第一阀体321固定在底壁312上，且第一阀体321形成有用于流通原油的第一通孔3211，第一限位件322罩设在第一阀体321的顶端外，且第一限位件322上形成有用于流通原油的第二通孔；第一密封件323能够在原油压力的作用下在第一限位件322和第一阀体321之间移动，以密封第一通孔3211或打开第一通孔3211。
筒体31的底壁312用于承托固定第一单向阀32，底壁312上设有用于流通原油的第四通孔3121；第一阀体321固定在底壁312上，同时作为第一密封件323的下限位件，使得第一密封件323作用于第一通孔3211的上端口时，第一密封件323能封堵第一通孔3211，即只有当原油进入第一通孔3211并托起第一密封件323时，原油才能进入筒体31内，实现第一单向阀32单向输送原油。
为实现第一单向阀32的单向传输，第一密封件323的尺寸可以大于第一通孔3211的尺寸，具体地，第一密封件323可以是球状、圆锥状、圆锥与圆柱的结合体等其他结构，本实施例不进行限制，对应第一密封件323的形状，第一通孔3211的顶端可以设置与第一密封件323相适配的圆锥状、圆球状通孔或者其他形状；因此，第一单向阀32对于原油的阻力可以理解为第一密封件323的重力。
第一限位件322可以是限位网，限位网的网孔即为第二通孔，网孔可以至菱形孔、方形孔、圆形孔或者其结合，网孔尺寸可以小于第一密封件323的尺寸，原油通过限位网上的网孔进入筒体31内；第一限位件322也可以是限位板，限位板上设置若干个第二通孔，第二通孔可以是条形孔、圆形孔、异形孔或者其结合，若干个第二通孔可以按照行列、辐射或者无规则等方式排列，本实施例不限制第二通孔的形状及排布方式。
在泵筒组件30输送原油时，比如在油井的第一状态中，只有当套管20内的原油油压大于油管10内液体重力以及第一密封件323重力之和、或者在油井机采生产阶段，需要套管20内的原油油压大于筒体31内液体重力以及第一密封件323重力之和时，套管20内的原油才可以向上托起第一密封件323，打开第一通孔3211，使得套管20内的原油依次经第四通孔3121、第一通孔3211和第二通孔进入筒体31内。
本实施例提供的泵筒组件30通用性高，能够根据套管20内的原油压力自行打开或关闭第一单向阀32，通过同一个泵筒组件30，实现自喷生产或者机采生产。
对于活塞组件40，请参阅图4，其中，第二单向阀42包括第二限位件421以及第二密封件422。第二限位件421罩设在活塞41的顶端外，且第二限位件421上形成有用于流通原油的第三通孔；第二密封件422能够在原油压力的作用下在第二限位件421和活塞41之间移动，以密封流道411或打开流道411。
具体地，活塞41作为第二密封件422的下限位件，使得第二密封件422作用于流道411的上端口上时，第二密封件422能封堵流道411，即只有当原油进入流道411并托起第二密封件422时，原油才能进入油管10内，实现第二单向阀42单向输送原油。
为实现第二单向阀42的单向传输，第二密封件422的尺寸可以大于流道411的尺寸，具体地，第二密封件422可以是球状、圆锥状、圆锥与圆柱的结合体或者其他形状，本实施例不进行限制，对应第二密封件422的形状流道411的顶端可以设置与第二密封件422相适配的圆锥状通孔、或者圆球状通孔；因此，第二单向阀42对于原油的阻力可以理解为第二密封件422的重力。
第二限位件421可以是限位网，限位网的网孔即为第三通孔，网孔可以至菱形孔、方形孔、圆形孔或者其结合，网孔尺寸可以小于第二密封件422的尺寸，原油通过限位网上的网孔进入油管10内；第二限位件421也可以是限位板，限位板上设置若干个第三通孔，第三通孔可以是条形孔、圆形孔、异形孔或者其结合，若干个第三通孔可以按照行列、辐射或者无规则等方式排列，本实施例不限制第三通孔的形状及排布方式。
在活塞组件40输送原油时，比如在油井的第一状态中，只有当套管20内的原油油压大于油管10内液体重力以及第二密封件422重力之和、或者在油井机采生产阶段，需要筒体31内的原油油压大于油管10内液体重力以及第二密封件422重力之和时，筒体31内的原油才可以向上托起第二密封件422，打开流道411，使得筒体31内的原油依次经流道411、第二通孔进入油管10内。
本实施例提供的活塞组件40通用性高，能够根据筒体31内的原油压力自行打开或关闭第二单向阀42，通过同一个泵筒组件30，实现自喷生产或者机采生产。
进一步地，在生产管柱从第一状态转换为第二状态前，现有生产管柱需要进行稳压作业，本领域技术人员也称为压井作业，以稳定地层压力。压井方法包括正循环压井和反循环压井，以反循环压井为例，压井工序为从油套环空内注入压井液，关井稳压后，打开油管，从油管的上端口回收原油。压井作业开始阶段，从油管上端口排出的液体是原油、随着稳压作业的开展，排出的液体变为原油与压井液的混合液体，在压井作业的最后阶段，油管上端口排出的液体只有压井液，当油管不能自行排出压井液时，就可以判定压井合格，可以开始下一机采工序了。这种压井方法中压井液进入套管，存在压井液污染地层、降低油井产能的隐患，同时压井液用量大，成本高。
为解决上述问题，请参阅图5，本实施例提供的生产管柱还包括采油树60；油管10的顶端以及套管20的顶端均与采油树60连接；采油树60上设置有与油管10连通的第一管路61、第二管路62以及用于供抽油杆50顶端穿过的通孔；第一管路61用于向油管10内注入压井液，第二管路62用于排出油管10内的原油。
由于进行稳压作业时，需要密封油管10与油套环空11，相应的，本实施例提供的采油树60在与抽油杆50连接的通孔处设置了密封件，密封件可以是现有技术中常用的密封件结构，例如密封件包括盘根，本实施例不进行限制。本领域技术人员了解，与密封件接触的子抽油杆称为光杆，光杆的上端通过悬绳器与抽油机连接，光杆的下端与其他子抽油杆连接；光杆作为承力件，光杆的直径大于其他子抽油杆的直径，同时为保证密封性，光杆相对于其他子抽油杆更光滑，粗糙度小。
本实施例提供的生产管柱在稳压作业时，需要通过第一管路61将地面设备中的压井液压入油管10内，然后通过第二管路排出油管10内的原油，最终达到压井液充满油管10，并使得油管10内液体压力大于油套环空11内的油压，达到油套环空11内的原油不会自行喷出的稳压效果。
采油树60一方面起到了密封油管10与套管20，使得油管10内液体压力、油套环空11内油压均能维持稳定的作用，另一方面起到了将油管10、套管20与地面设备连接的作用，使得压井液能够置换出油管10内的原油。
进一步地，请参阅图5和图6，本实施例所指的地面设备包括压井液储存罐70和回收罐80；压井液储存罐70通过加压泵612与第一管路61连接；第二管路62与回收罐80连接。压井液储存罐70中存有预设量的压井液，防止出现稳压作业进行时，压井液不足量的情况，同时，加压泵612用于增加压井液的压力，以方便将压井液注入油管10内；回收罐80用于储存稳压作业时从油管10排出的压井液、原油，方便操作人员处理排出的压井液与原油，防止回收液体污染作业现场。
在上述实施例的基础上，套管套设在油管外，油管与套管之间具有环形空腔，该空腔为油套环空，稳压作业开始前，需要将油管10和油套环空11内的油压均降为零，防止出现井喷的事故，由上述结构可知，可以通过第一管路61或第二管路62降低油管10油压，进一步地，为了降低油套环空11压力，本实施例提供的生产管柱中的采油树60上设有与油套环空11连接的第三管路63，第三管路63背离油套环空11的一端与回收罐80连接，打开第三管路63，即可方便地将油套环空11内的原油自行引流至回收罐80中，直至油套环空11内的油压降为零，为后续的压井液替换原油工序做准备。
其中，对应第二管路62和第三管路63，回收罐80包括第一开口81、第二开口82以及出气孔83；第一开口81与第二管路62连接，第二开口82与第三管路63连接。通过第一开口81和第二开口82，实现了回收油管10与油套环空11内的流体，辅助进行稳压作业，防止回收流体污染作业场所。
回收罐80回收的流体可以是原油、压井液、气体、或者任意两种或多种的混合物；比如油套环空11通过第三管路63排出原油与可燃气体的混合物，可燃气体可以通过出气孔83排出。
为有助于进行稳压作业，请参阅图5和图6，第一管路61上可以设置第一开关阀611，第二管路62上可以设置第二开关阀621，第三管路63上可以设置第三开关阀631，同时，在采油树60上设置用于连通生产***90与油套环空11的第四管路64，第四管路上设置第四开关阀641。
具体地，本实施例提供的生产管柱的稳压作业方法如下，首先，由于油套环空11内存在可燃性气体与原油的混合物，有可能会导致原油液面低于泵筒组件30，因此，可以首先将油套环空11与生产***90连通，将油套环空11内的原油、或者原油与可燃性气体的混合流体输送至生产***90内，排出油套环空11内的可燃性气体，升高原油液面，同时使油套环空11的油压降低至与生产***90油压相同，防止发生油套环空11内突然涌出大量原油的状况。
其次，油井停喷一段时间后，地层压力可能会发生重新升高的情况，因此，可以关闭第四开关阀641，同时打开第二开关阀621和第三开关阀631，将油管10、油套环空11均与回收罐80连通，这样，由于地层压力升而排出的少量原油均可以回收至回收罐80中，为后续的压井液替换原油工序做准备。
再次，为了进一步防止油井井喷，维持油井压力与地层压力之间的平衡，关闭第二开关阀621，打开第一开关阀611，通过加压泵612向油管10内注入压井液，直至油管10内液体压力达到预设压力值，例如油管10内液体压力上限值是4MPa，则预设压力值可以是3MPa，关闭第一开关阀611和加压泵612，稳压预设时间，比如10分钟，然后打开第二开关阀621，油管10内的流体就可以自行排放至回收罐10内，当无流体自行排出，关闭第二开关阀621，打开第一单向阀32和加压泵612，重复上述注入压井液的工序；直至且压井液充满油管10。
最后，经过多次重复注入并排空压井液，当打开第二单向阀42，第二管路62内压井液不行自行排出，压井液压力与地层压力达到平衡，即可判定稳压合格，可以进行下一步加装子抽油杆的工序，以使活塞组件30下放至筒体31内。
其中，请参阅图6，压井液充满油管10的判定方法如下，在油管10第二管路62上设置取样口，取样口可以设置第五开关阀622，通过打开第五开关阀622采取从第二管路62排出的液体样品，如果液体样品中无原油出现，即可判定油管10内的原油完全排出，取样次数可以是三次或五次，在此不进行限定。本实施例设定的取样口有助于操作人员判定压井液是否充满油管10，操作简单，劳动强度低。
进一步地，本实施例中使用的压井液的密度大于原油的密度，压井液可为本领域常用的压井液，例如水，本实施例不进行限制。由于压井液的密度大于原油的密度，那么相同体积的压井液的重力大于相同体积的原油的重力，也就是说，使用压井液置换油管10内的原油后，油管10内液柱的重力变大，增加了液柱对第一单向阀32的压力，进一步防止套管20内原油从第一单向阀32喷出，保障了稳压作业的安全性。
本领域技术人员了解，油井中油套环空11的横截面积大于油管10的横截面积，比如，油套环空11的横截面积可以是油管10的横截面积的5倍，且由于油管10内设有抽油杆50，油管10内的摩擦阻力大于油套环空11的摩擦阻力，因此，即使在稳压作业进行中，地层91内有原油溢出，原油也只会通过油套环空11进入回收罐80内，进一步保证了稳压作业工序的安全性。
本实施例中的生产管柱进行稳压作业时，压井液位于油管10内，杜绝了与地层91接触的可能性，防止解决了污染地层91、降低油井产能的隐患；且由于油管10体积小于油套环空11体积，压井液只在油管10内流通，压井液用量小；同时，压井液与套管20内的压力差作用于油管10与第一单向阀32，而不是作用于套管20上，增强了油井的稳定性。
当稳压作业完成，可以拆除压井液储存罐70、回收罐80等稳压作业所需设备，将第一管路61、第二管路62分别与生产***90连接，其中，第一管路61和第二管路62的出口处可以设置油嘴套，通过油嘴套控制单位时间内的原油产量，油嘴套的口径根据油藏量大小设置，例如2-21mm，启动抽油机，油管10内的原油就可以通过第一管路61、第二管路62进入生产***90内，实现机采生产，无须重新安装机采管柱，作业工序少，工作效率高。
本发明的另一实施例提供一种生产方法，包括：
在油管10中下放抽油杆50以及活塞组件40，使生产管柱处于第一状态；自喷生产；使用压井液替换油管10内的原油，以使油管10内压井液压力与地层压力达到平衡；增加抽油杆50的长度，以使生产管柱处于第二状态；启动抽油机，机采生产。
本实施例提供的生产方法在下放抽油杆50以及活塞组件40，使生产管柱处于第一状态前，还需要进行试抽试压工序，用于检测油井密封性以及油井的产能。
具体地，试抽工序包括，下放抽油杆50以及活塞组件40，使活塞组件40处于第二状态，调整防冲距，试抽试压；
需要说明的是，为了防止抽油机带动抽油杆50下移的过程中，活塞组件40撞击第一单向阀32，设定活塞组件40最低点与第一单向阀32的间距为防冲距，防冲距的大小应该同时考虑到，活塞组件40上移时，活塞组件40不能脱出筒体31，此处不对防冲距的大小的进行限定。
试抽方法为，启动抽油机或者使用抽油杆大钩试抽，测定油管10排出液体的流量，如果实际排量能达到预设排量，即理论排量的80％，就可以判定试抽合格，例如该油井的理论排量为15m3/天，如果实际排量大于12m3/天，就能判定该油井试抽合格，否则就要进行检井工序。
试抽合格后，检测油管10和油套环空11的压力值，通过在第一管路61、第二管路62以及第三管路63上分别设置压力检测装置，测试油管10与油套环空11的压力值，判定是否符合预设值。根据不同油井，油管10与油套环空11有不同的标准压力值，本实施例不对油管10压力的预设压力值进行限定。
试抽试压合格后，就可以拆除部分子抽油杆，使得油管10生产管柱处于第一状态，进行自喷生产。
此处不再对自喷生产工序、稳压工序以及机采工序进行详细说明。
本实施例提供的生产方法通过使用上述管柱，实现了自喷生产和机采生产，自喷转机采的作业工序简单，劳动强度低，工作效率高。
本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
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 (10)
1.一种生产管柱，其特征在于，包括：
油管；
套管，套设在所述油管外；
泵筒组件，包括连接在所述油管底端的筒体、以及设置在所述筒体底部的第一单向阀，所述第一单向阀用于使原油只能从所述套管进入所述筒体；
活塞组件，包括活塞以及第二单向阀，所述活塞内设有流道，所述第二单向阀设置于所述流道的顶端，以使所述原油只能从筒体进入所述油管内；
抽油杆，所述抽油杆的底端与所述活塞组件连接，所述抽油杆的顶端伸出于所述油管并与抽油机连接；
所述生产管柱包括第一状态和第二状态；在所述第一状态下，所述活塞位于所述筒体顶部的所述油管内；在所述第二状态下，所述活塞位于所述筒体内，所述活塞的横截面尺寸与所述筒体的横截面尺寸相同；且所述活塞能够沿所述抽油杆的轴向相对所述筒体往复运动。
2.根据权利要求1所述的生产管柱，其特征在于，所述筒体包括沿所述抽油杆的轴线延伸的侧壁以及固定在所述侧壁底端的底壁；所述侧壁的顶端与所述油管的底端连接；所述第一单向阀包括第一阀体、第一限位件以及第一密封件；
所述第一阀体固定在所述底壁上，且所述第一阀体形成有用于流通所述原油的第一通孔，所述第一限位件罩设在所述第一阀体的顶端外，且所述第一限位件上形成有用于流通所述原油的第二通孔；所述第一密封件能够在原油压力的作用下在所述第一限位件和所述第一阀体之间移动，以密封所述第一通孔或打开所述第一通孔。
3.根据权利要求1所述的生产管柱，其特征在于，所述第二单向阀包括第二限位件以及第二密封件；
所述第二限位件罩设在所述活塞的顶端外，且所述第二限位件上形成有用于流通所述原油的第三通孔；所述第二密封件能够在原油压力的作用下在所述第二限位件和所述活塞之间移动，以密封所述流道或打开所述流道。
4.根据权利要求1所述的生产管柱，其特征在于，所述抽油杆包括多个沿所述油管的轴向依次可拆卸连接的子抽油杆；在所述第一状态下的所述子抽油杆的数量小于在所述第二状态下的所述子抽油杆的数量。
5.根据权利要求1所述的生产管柱，其特征在于，所述生产管柱还包括采油树；
所述油管的顶端以及所述套管的顶端均与所述采油树连接；所述采油树上设置有与所述油管连通的第一管路、第二管路以及用于供所述抽油杆顶端穿过的通孔；所述第一管路用于向所述油管内注入压井液，所述第二管路用于排出所述油管内的原油。
6.根据权利要求5所述的生产管柱，其特征在于，所述生产管柱还包括压井液储存罐和回收罐；所述压井液储存罐通过加压泵与所述第一管路连接；所述第二管路与所述回收罐连接。
7.根据权利要求6所述的生产管柱，其特征在于，所述油管与所述套管之间的空腔形成油套环空；所述采油树上设有与所述油套环空连接的第三管路，所述第三管路背离所述油套环空的一端与所述回收罐连接。
8.根据权利要求7所述的生产管柱，其特征在于，所述回收罐包括第一开口、第二开口以及出气孔；所述第一开口与所述第二管路连接，所述第二开口与所述第三管路连接。
9.根据权利要求5所述的生产管柱，其特征在于，所述第二管路上设有取样口。
10.一种生产方法，用于如权利要求1-9任一项所述的生产管柱，其特征在于，包括：
在所述油管中下放所述抽油杆以及活塞组件，使所述生产管柱处于第一状态；
自喷生产；
使用压井液替换所述油管内的原油，以使所述油管内压井液压力与地层压力达到平衡；
增加所述抽油杆的长度，以使所述生产管柱处于第二状态；
启动抽油机，机采生产。
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