[發明專利]石油工業采油輔助裝置及方法

在審

• 申請號: 201910933358.2
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN110952956A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 李萬鵬
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/24
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 羅文遠

本發明涉及一種石油工業采油輔助裝置及方法。其技術方案是：包括采油管柱、固定裝置、井口裝置，套管的頂部安裝有井口裝置，在塞面上方安裝固定裝置，通過固定裝置固定支撐采油管柱，所述采油管柱包括注采控制裝置、全金屬螺桿泵、試壓裝置和定位裝置，全金屬螺桿泵的上部安裝注采控制裝置，下部通過定位裝置安裝在固定裝置上，且固定裝置與全金屬螺桿泵之間安設有試壓裝置。有益效果是：一是不需要頻繁作業施工，注汽時不需要上提和下放整個或者部分全金屬螺桿泵，降低了作業成本，也減少了作業造成的安全事故的發生概率；注汽靈活，不需要一次性向地層注入大量的高溫高壓蒸汽，降低了由于一次性注入蒸汽的壓力過大造成的安全隱患。

技術領域

本發明涉及一種石油工業采油輔助裝置及方法，特別涉及一種全金屬螺桿泵稠油注采一體控制裝置及方法。

背景技術

在石油開采過程中，稠油具有特殊的高粘度和高凝固點特性，在開發和應用的各個方面都遇到一些技術難題，膠質、瀝青質和長鏈石蠟造成原油在儲層和井筒中的流動性變差，對應用廣泛的有桿抽油井而言，在開采稠油時，由于粘度過高，含蠟量大，使得油管的油流通道減小，抽油桿柱的上、下行阻力增加，下沖程時易出現驢頭“打架”現象，上沖程時驢頭負荷增加，嚴重時會使抽油桿卡死在油管中，甚至造成抽油桿斷裂的井下事故。此外，對于油層溫度較低的井，在抽油泵固定閥、固定閥罩及其以下部位由于壓力低，在生產過程中也容易形成堵井，而要被迫進行修井。

對于電潛泵生產井而言，由于電潛泵井排量大，吸入口處壓力低，當油層溫度較低時，此處容易結蠟并造成葉導輪流道堵塞，鉆井液阻力增加，使泵的排量下降，同時會使電機負荷增加，嚴重的可造成電機經常停機，使電泵機組不能正常運轉。

目前，國內外對稠油和高凝油開采一般均采用蒸汽熱采方式，也就是通過在井口注入高溫高壓蒸汽，再配合使用螺桿泵進行稠油開采，螺桿泵的突出的優點是輸送介質時不形成渦流、對介質的粘性不敏感，可輸送高粘度介質，因此，這是一種有效的稠油開采方式。但是，現有的螺桿泵采用的定子橡膠襯套作為主要組成部分，采用的橡膠材料通常為丁腈橡膠(NBR)。在油田惡劣的環境下，螺桿泵定子橡膠材料受油、定轉子間磨耗和疲勞等因素的影響，容易使定子橡膠發生老化失效，限制了螺桿泵的使用。特別是由于從井口注入高溫高壓蒸汽，更容易使橡膠老化，降低螺桿泵的使用壽命，這就迫使螺桿泵井在采油過程中，需要通過油田作業施工將螺桿泵整體從油井的套管中提出，然后，向油井內部注入高溫高壓的蒸汽，并進行燜井一段時間，第三步進行回采，也就是再將橡膠螺桿泵再次通過油田作業施工將其下入油井的套管中，但是，油井的深度少則幾十米，多則幾百米甚至上千米，這就耗費了大量的作業時間和成本，因此迫切需要一種全金屬的螺桿泵，可以承受高溫蒸汽，避免螺桿泵整體提出帶來的高昂的作業費用。

中國專利文獻公開號為104847323A，專利名稱為《全金屬螺桿泵稠油注采一體化成套裝置》，包括光桿總成、永磁電機驅動頭保護裝置、直驅三相永磁同步電動機、高溫高壓密封總成、專用注汽裝置、油管頭、套管頭、表層套管、油管、扭矩桿、轉矩錨、金屬螺桿泵、扶正器、尾管、螺桿泵地面控制柜；自上而下依次為光桿總成、永磁電機驅動頭保護裝置、直驅三相永磁同步電動機、高溫高壓密封總成、專用注汽裝置、油管頭、套管、扭矩桿、轉矩錨、扶正器、尾管，油管套在套管內，金屬螺桿泵裝在轉矩錨內；螺桿泵地面控制柜與直驅三相永磁同步電動機連接。上述專利將金屬定子與油管連接，金屬轉子與抽油桿連接，實現了全金屬的定子和轉子。但是該發明在注入蒸汽時，仍然需要光桿總成上提帶動轉子離開螺桿泵的定子，將注汽通道打開，然后再注入蒸汽，注汽完成后再將光桿總成下放，將轉子放入定子內，再進行采油。但是其存在的問題是：雖然不需要將螺桿泵完全提出井口，只是上提一段距離，可以減少作業時間，但是仍然需要上提螺桿泵的轉子部分，而每次金屬轉子的上提和下放都可能會對金屬定子進行一次磨損，而且其下放一般都會有誤差，這就造成全金屬的轉子每一次下放都可能對定子進行一次碰撞，進而降低螺桿泵的使用壽命，雖然該發明也采用了一些技術手段來減少其碰撞或磨損，但是仍然存在磨損或碰撞的可能性，降低螺桿泵的使用壽命；另外，螺桿泵的轉子的上提需要大型的吊裝設備完成，這也增加了作業成本和施工的危險性。