[發(fā)明專利]水力活塞泵、井下泵機(jī)組及井下排液測(cè)試系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810393609.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN108443126A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙海庫(kù);趙雪峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廊坊市華海石油技術(shù)開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): F04B47/00
• 分類號(hào): F04B47/00;F04B53/16;F04B53/10;E21B47/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 朱麗麗;李冬梅

本申請(qǐng)公開了一種水力活塞泵、井下泵機(jī)組和井下排液測(cè)試系統(tǒng)，水力活塞泵包括泵座和座入在泵座內(nèi)的泵芯；所述泵芯包括下活塞缸、上活塞缸、位于上活塞缸與下活塞缸之間的換向短節(jié)、換向閥、空心連桿活塞組和固定在所述下活塞缸底端的下接頭；所述上活塞缸的頂端安裝有轉(zhuǎn)換接頭。本申請(qǐng)的技術(shù)方案可將動(dòng)力液與地層液分開，且可實(shí)現(xiàn)井下關(guān)井和稠油加熱。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般涉及油井試油、測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及采用水力驅(qū)動(dòng)、封閉式循環(huán)的水力活塞泵、井下泵機(jī)組及井下排液測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，在油氣井試油、測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，地層排液常采用水力泵排液或螺桿泵排液，其中水力泵主要有水力射流泵和水力活塞泵。

目前常用的水力泵，無論是射流泵，還是活塞泵，其工作方式都是在作業(yè)管柱內(nèi)投入泵芯，作業(yè)管柱自上而下至少應(yīng)由油管、泵座和封隔器等組成，通過地面泵將泵芯送入井下的泵座，然后提高泵壓，驅(qū)動(dòng)井下泵工作，將地層液與動(dòng)力液一起從油管與套管之間的環(huán)形空間(簡(jiǎn)稱油-套環(huán)空)返出地面，經(jīng)地面分離計(jì)量后，將一部分混合液分離出來再用作動(dòng)力液泵入井下，驅(qū)動(dòng)井下泵工作。起泵時(shí)從油-套環(huán)空泵入液體，從作業(yè)油管內(nèi)返出，將泵芯沖出井口。也即正循環(huán)下泵并排液，反循環(huán)起泵。這種工作方式十分簡(jiǎn)單、方便，所以得到了較普遍的應(yīng)用。但它們的共同缺點(diǎn)都是地層液與動(dòng)力液混合在一起排出，這對(duì)地層液的真實(shí)液性不好判斷。

螺桿泵排液可獲得單純的地層流體，但由于抽油桿的扭矩限制以及螺桿與泵筒之間的動(dòng)密封漏失，其舉升能力有限，一般不超過10MPa的壓差。另外，對(duì)稠油熱采的應(yīng)用也有很大的局限性。

采用水力活塞泵排液是可以將動(dòng)力液與地層液分開的，也就是動(dòng)力液封閉循環(huán)，要想將動(dòng)力液與地層液分開，就必須為動(dòng)力液再提供一個(gè)循環(huán)通道。通常的做法是在大油管內(nèi)再下一層小油管，形成同心管柱，排液時(shí)將活塞泵泵芯投入到小油管內(nèi)并泵送入座，繼續(xù)增壓驅(qū)動(dòng)泵芯內(nèi)的活塞組往復(fù)運(yùn)動(dòng)后，乏動(dòng)力液從小油管與大油管之間的環(huán)形空間返回地面，形成動(dòng)力液封閉循環(huán)。地層液則從大油管與套管之間的環(huán)形空間排出地面。起泵時(shí)需從小油管與大油管之間的環(huán)形空間泵入液體就可將泵芯沖出井口。如刊登于《石油機(jī)械》雜志2002年第7期上的一篇文章《同心管柱閉式水力活塞泵的開發(fā)應(yīng)用》中介紹的那樣。

上述同心管柱閉式水力活塞泵主要用于采油工藝，要用于試油、測(cè)試排液主要存在以下幾方面的問題：

一是從中心管內(nèi)起下泵芯，勢(shì)必要求中心管具有足夠的內(nèi)通徑，如果內(nèi)通徑太小則泵芯將更小，這樣不但增加了泵芯的加工難度，而且排液量也勢(shì)必減小。如果在51/2″套管內(nèi)作業(yè)，中心管最大只能選用2³/₈″油管(內(nèi)徑50.8mm)，外層管最大只能選用3¹/₂″油管(內(nèi)徑76mm)，泵芯的最大外徑不能超過50mm。這樣5¹/₂″套管作業(yè)最常用的2⁷/₈″油管都用不上，需要更換所有的作業(yè)油管，成本高、通用性差。

二是動(dòng)力液通道與地層液通道之間隔著一層乏動(dòng)力液通道，如遇稠油，加熱動(dòng)力液的熱能不能直接作用于稠油使其融化。也就是說地層液通道與動(dòng)力液通道不緊鄰，不利于稠油熱采的實(shí)現(xiàn)。

三是泵芯本身不能實(shí)現(xiàn)井下關(guān)井，不具備測(cè)試功能。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種可將動(dòng)力液與地層液分開、泵芯排量大、成本低、能夠方便井下關(guān)井且可實(shí)現(xiàn)稠油加熱的水力活塞泵、井下泵機(jī)組及井下排液測(cè)試系統(tǒng)。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N水力活塞泵，包括泵座和座入在泵座內(nèi)的泵芯；所述水力活塞泵的泵芯包括下活塞缸、上活塞缸、位于上活塞缸與下活塞缸之間的換向短節(jié)、換向閥、空心連桿活塞組和固定在所述下活塞缸底端的下接頭；所述上活塞缸的頂端安裝有轉(zhuǎn)換接頭；