集中供液站多井集群u形管采油裝置的制造方法

文檔序號:8678238
集中供液站多井集群u形管采油裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型為一種集中供液站多井集群U形管采油裝置,屬機械采油技術新領 域。
【背景技術】
[0002] 在油田開發中,隨著開發年限的延長,油井都將轉入機械采油方式。據不完全統 計,全世界目前200萬口油井中,機械采油約占95 %以上。
[0003] 國內外常用的機械采油方式主要為電潛泵采油、螺桿泵采油、射流泵采油、四連桿 游梁式抽油機有桿泵采油和為了節能增效改進的天平平衡電機直驅立式抽油抽采油。上述 采油方式雖然各有優勢,但也各有技術局限。
[0004] 電潛泵采油適應大排量排液需要,但要舉升液柱重量和克服摩擦阻力,能耗高,使 用壽命短,且更換費用及入井電纜的高成本制約著該種采油方式的大規模推廣。
[0005] 螺桿泵采油同樣需要舉升液柱重量和克服摩擦阻力,且對深井、斜井、稀油井難以 適應,使用范圍較小。
[0006] 射流泵采油沒有運動部件,靠射流動力與地層流體之間的動量轉換實現液體舉 升,不受舉升高度限制,工藝簡單,成本低廉,工作原理不失為一種較理想的采油方式,但高 壓噴嘴的磨損和低產能井的不適應制約了其長壽命大面積推廣。
[0007] 四連桿游梁式抽油機和改進的立式抽油機理論上只舉升液重之半的載荷,且疲實 可靠、經久耐用,至今仍占機械采油的90 %左右,成為機械采油的主導機型。但結構龐大、維 護笨重、費用昂貴和管桿偏磨導致井下故障率高,對斜井、超深井使用受限,越來越不適應 現代社會低碳經濟的發展需要。
[0008] 上世紀八十年代,國內部分油田曾引進水力活塞泵,引起廣泛關注,但由于控制 機構和換向閥的結構缺陷突出,地面動力液系統的建設費用偏高,很快便退出應用現場。
[0009] 隨著油田開發的深化,諸多矛盾嚴重制約著油田開發:
[0010] 一是隨著定向斜井和從式井越來越多,井斜問題導致的管桿偏磨成為有桿泵難以 攻克的難題;
[0011] 二是受油田中后期開采越來越嚴重的砂、蠟、稠、氣制約,上述采油方式已難以適 應;
[0012] 三是隨著深抽、大排量井的增多,已接近和超出上述機械采油方式的負荷極限;
[0013] 四是節能、安全、環保、基本免維護的現代企業管理要求亟待采油新工藝、新技術 的創新和發展。
[0014] 如何攻克上述諸多采油工藝的技術瓶頸,近10年來,國內圍繞液力抽油泵的研宄 持續深入,先后公開了 60多項有關專利,但均未投入現場應用,宄其原因,其液力換向機構 的可靠性差、流道阻力大、難以應對腐蝕、結垢、結蠟、稠油等技術制約是難以礦場應用的癥 結。
[0015] 跟蹤國內外機械采油40年,經對各類機械采油方式的對比優選,U形管采油只需 克服液體與管壁之間往返摩擦力,其舉升力小于等液柱壓力的30%,因此U形管采油原理 是所有采油方式的最佳選擇。
[0016] 如何使U形管采油技術集成化、規?;?,既廣泛適應單井采油,又適應叢式井、區 塊和整個油田,從而開創降本增效的方向性里程碑,成為持續創新的重要課題。

【發明內容】

[0017] 本實用新型的目的是利用油套管環形空間和井下液力往復泵組成U形管循環回 路,通過集中供液站提供流體動力,實現多井集群無抽油機無抽油桿井下液力泵往復舉升 采油,并一攬子解決防腐、防垢、防蠟降粘、防偏磨、節能降耗諸多難題,實現機械采油的創 新和突破,為采油方式的創新提供新工藝和高效配套裝置。
[0018] 本實用新型的技術解決方案是:
[0019] 所述的集中供液站多井集群U形管采油裝置包括集中供液站及其供液泵3和與供 液泵3串聯的加壓泵4及后續并聯的配液總機關6、各單井井下液力往復泵10、封隔器11、 出油管線7、計量接轉站8、集油匯管9,各單井來油通過集油匯管9匯集到集中供液站,組成 密閉循環采油流程,依靠電動機5驅動的加壓泵4提供的流體動力和各單井井下液力往復 泵10組成的U形管循環回路實現多井集群采油。
[0020] 所述的集中供液站為以下三種類型之一:
[0021] 第一種為由加熱爐1、凈化儲油罐2和供液泵3組成的適于大于100 口井規模的常 規集輸油聯合站A ;
[0022] 第二種為光磁電互補四相高效分離器及其外置透射光聚光鏡B-15、反射光聚光鏡 B-16、真空聚能反應釜B-17組成的適于10-100 口井規模的多井集群集中供液站B ;
[0023] 第三種為由豎向疊置強磁體(C-8)和外置式組合鼠籠(C-9)組成的自發電加熱和 油氣分離裝置及外部串連的過濾器C-10、聯體機泵C-17組成的適于1-10 口井規模的的叢 式井組集中供液站C。
[0024] 所述的密閉循環采油流程為由井下封隔器11密封油套管環形空間形成的U形管 產液通道和地面流體動力與集輸油通道所組成的密閉循環回路,其流程至少為以下七種類 型之一:
[0025] 第一種為供液泵3從凈化儲油罐2將液體供給加壓泵4,加壓泵4加壓后將高壓 動力液泵入配液總機關6,配液總機關6定量給各單井分配動力液,經各單井井下液力往復 泵10換向閥換向,推動液動缸柱塞10-14往復運動,并帶動排液缸柱塞10-22雙向將產出 液經上排液凡爾10-19和下排液凡爾10-26排入油套管環形空間,進而以U形管方式將產 出液舉升至地面,經出油管線7進入計量接轉站8,并由集油匯管9匯集到加熱爐1加熱,然 后進凈化儲油罐2,大部分產出液進入集輸管道,少部分產出液再經供液泵3喂給加壓泵4, 經加壓后成為新動力液實現新一輪循環;
[0026] 第二種為加壓泵4將高壓動力液經配液總機關6泵入各單井油套管環形空間,經 常規抽油泵泵筒下部入口進泵筒推動柱塞上行,以U形管方式將產出液由油管舉升至地 面,經出油管線7進入計量接轉站8,并由集油匯管9匯集到多井集群集中供液站B,經凈化 加熱后,大部分產出液進入集輸管道,停加壓泵4井內抽油泵柱塞靠液柱壓力完成下行程 進油,再次啟動加壓泵4,少部分產出液經真空聚能反應釜B-17熱力管線喂給加壓泵4,加 壓后成為新動力液實現新一輪循環;
[0027] 第三種為動力液通過地面液力換向閥換向,加壓泵4交替將高壓動力液泵入油管 和油套管環形空間,以U形管方式將產出液交替由油套管環形空間和油管舉升至地面,經 出油管線7進入計量接轉站8,并由集油匯管9匯集到多井集群集中供液站B預處理分配, 大部分產出液進入集輸管道,少部分產出液經真空聚能反應釜B-17熱力管線喂給加壓泵 4,加壓后成為新動力液實現新一輪循環;
[0028] 第四種-第六種為油管內下入空心抽油桿取代油管,油管功能代替套管,組成空 心抽油桿和油管環形空間,實現與第一、第二、第三種密閉循環流程相同的U形管密閉采油 流程;
[0029] 第七種為加壓泵4將高壓動力液泵入油套管環形空間,經井下液力往復泵10乏動 力液出口流道10-6進入換向閥芯10-3中空內腔,頂開上部單向閥球10-2從油管返回多井 集群集中供液站B的反沖洗流程。
[0030] 所述的多井集群集中供液站B為由光磁電互補四相高效分離器組成的集中供液 裝置,該裝置包括支座支撐的臥式分離罐及其頂部一側設置的多功能分離器,另一側設置 的與多功能分離器用管線連通的集氣輸出罐和底部設置的真空聚能反應釜B-17及其聚焦 點三維設置的透射光聚光鏡B-15和反射光聚光鏡B-16,其中臥式分離罐內腔自左至右設 置多功能分離室?、第一油水分流堰B-14、穩流沉降室?、集砂漏斗B-18、與倒置旋流傘 B-22連接的引流管B-19、第二油水分流堰B-20以及凈化油室?和由油水界面調節閥B-25 調控的凈化水室?,各部件的構造和連接關系為:
[0031] 臥式分離罐
[0032] 該罐底部向出口端下斜2-30°形成沉砂下泄斜坡,兩端由人孔蓋密封,內腔設置 四室兩堰,其四室兩堰的構造位置和連接關系分別為:
[0033] 第一多功能分離室?
[0034] 該室位于混合油進口的多功能分離器下方,包括倒置折流傘B-12,波紋板迷宮 B-13,脫氣后的混合油經渦旋混凝罩B-Il進入大空間倒置折流傘B-12繼續油氣分離,然后 經折流管折返進入波紋板迷宮B-13,通過渦旋混凝實現油、氣、水、砂分離分層。
[0035] 第二穩流沉降室⑧
[0036] 該室位于臥式分離罐中段,內置起整流穩流作用的管外圓表面帶散熱片的真空管 束,真空管束與臥式分離罐外置的真空聚能反應釜B-17密封連通,其中真空管束外置的散 熱片至少為以下三種類型之一:
[0037] 第一種為兼導熱、整流和油、氣、水分離分層作用的水平薄片散熱片;
[0038] 第二種為兼導熱、整流和油、氣、水分離分層作用的波紋板薄片散熱片;
[0039] 第三種為兼導熱、整流和油、氣、水分離分層作用的蜂窩網狀薄片散熱片。
[0040] 第三凈化油室?
[0041] 該室位于臥式分離罐末端以第二油水分流堰B-20為橫向隔斷的縱向密封隔斷一 偵牝其下部連接凈化油輸出閥。
[0042] 第四凈化水室?
[0043] 該室位于臥式分離罐末端以第二油水分流堰B-20為橫向隔斷的縱向密封隔斷另 一側,其下部連接凈化水輸出閥,低位凈化水出口管端設置的油水界面調節閥B-25用絲杠 連接臥式分離罐外的手動或自動控制裝置。
[0044] 第一油水分流堰B-14
[0045] 該堰位于波紋板迷宮B-13尾部,其水分流口低位與臥式分離罐底平齊,油分流口 略高于臥式分離罐內油水界面。
[0046] 第二油水分流堰B-20
[0047] 該堰位于集砂漏斗之后,其水分流口低位高于集砂漏斗B-18高端,油分流口高 于第一油水分流堰B-14油分流口。
[0048] 多功能分離器
[0049] 該分離器為置于臥式分離罐一側上部的油、氣、水、砂預處理罐,包括罐體內腔由 中心軸承固定的中心軸B-8,中心軸B-8自上而下設置的永磁聯軸器B-5、一次捕霧罩B-1、 旋流分離傘B-7、強磁體環B-9、套裝式組合鼠籠B-10、渦旋混凝罩B-11,罐體外部頂置的旋 流分離電機B-4、排氣管B-6和一次捕霧罩B-I與旋流分離傘B-7之間設置的旋流進液閥 B-2,旋流分離傘B-7下部設置的比例加藥泵B-3,其中中心軸B-8上設置的旋流分離傘B-7 和旋流分離傘B-7之下由中心軸B-8套裝的按N、S極性交互疊置的強磁體環B-9及強磁體 環B-9外圍設置的套裝式組合鼠籠B-IO為強磁旋流自發電四合一制熱分離裝置,靠旋流進 液閥B-2提供的旋流水動力和旋流分離電機B-4通過永磁聯軸器B-5非接觸傳動提供的電 機動力聯合驅動,實現動態旋流分離、電脫水、強磁旋流自發電制熱、熱化學破乳油水分離。
[0050] 集氣輸出罐
[0051] 該集氣輸出罐為置于臥式分離罐另一側上部的二次油氣分離凈化罐,其下部用管 線連通多功能分離器的排氣管B-6,內腔下部設置與臥式分離罐連通的二次捕霧罩B-21, 二次捕霧罩B-21上部設置倒置旋流傘B-22,倒置旋流傘B-22上部設置三次捕霧罩B-23, 三次捕霧罩B-23上部的罐體上部設置連通外部管線的集氣輸出管B-24,其中倒置旋流傘 B-22用中心軸與二次捕霧罩B-21和三次捕霧罩B-23的中心軸承固定,中心軸伸入臥式分 離罐內油水界面以下的引流管B-19開篩孔。
[0052] 真空聚能反應釜B-17
[0053] 該反應釜為置于臥式分離罐中段外部的球形釜,該釜上部設置密封伸入臥式分離 罐內的真空管束,真空管束各單管外圓表面設置起導熱、整流和油、氣、水分離分層作用的 散熱片;該釜內腔充裝導熱流體;以該釜為聚焦點三維設置隨日光同步水平圓周運動和豎 向圓弧運動的雙軸移動透射光聚光鏡B-15和反射光聚光鏡B-16。
[0054] 所述的叢式井集中供液站C為由豎向疊置強磁體C-8和外置式組合鼠籠C-9組成 的自發電加熱和油氣分離集中供液裝置,該裝置包括雙層真空罐及其內置的豎向疊置強磁 體C-8和外置式組合鼠籠C-9自發電加熱和油氣分離裝置以及雙層真空罐外置的高倍聚光 鏡C-14及與雙層真空罐內腔用管閥密封串聯的過
再多了解一些
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