[发明专利]一种可调排量螺旋携砂举升装置和工艺

说明书

技术领域

本发明涉及水平井内的举升设备，具体地说是一种可调排量螺旋携砂举升装置和工艺。

背景技术

近年来，随着油田复杂井况的逐年增多，复杂井开采也成为油田开发的重要部分，油井水平段举升、携砂举升、稠油热采等问题成为开发中的难点，对于水平段举升，目前常常将普通抽油泵下入到直井段，或者小斜度井段，在水平段以上进行抽汲，容易造成油井泵挂深度不合理，进液效率降低。少部分水平井采用电泵举升，但受实际井下工作状况的限制，电缆挤压等影响，应用效果不理想。对于水平段高温携砂举升目前处于探索阶段，没有形成成熟的工艺技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调排量螺旋携砂举升装置和工艺，利用控制系统控制地面驱动系统进行旋转运动，通过抽油杆将力矩传递到井下双级螺旋阶梯举升装置，举升装置根据排量要求将油层中产出液通过油管举升到地面。实现高温环境下水平段高效携砂举升。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种可调排量螺旋携砂举升装置，包括驱动系统、抽油杆，还包括位于水平段的双级螺旋阶梯举升系统，所述驱动系统抽油杆与双级螺旋阶梯举升系统连接，所述双级螺旋阶梯举升系统包括大排量全金属内螺旋定子、小排量全金属内螺旋定子、双级外螺旋转子，所述大排量全金属内螺旋定子、小排量全金属内螺旋定子通过中间的让位管轴向连接成一体，所述双级外螺旋转子左半部分为大排量转子端，右半部分为小排量转子端，所述大排量转子端能够轴向伸入大排量全金属内螺旋定子内腔进行大排量举升，所述小排量转子端能够轴向伸入小排量全金属内螺旋定子内腔进行小排量举升。

所述双级螺旋阶梯举升系统后端即小排量全金属内螺旋定子后端连通定位进液装置，该定位进液装置外壁开设能够进入自身内腔的进液孔。

所述抽油杆通过锚定器与双级螺旋阶梯举升系统连接。

所述抽油杆在与锚定器连接前方要经过造斜段，并且抽油杆在造斜段加设万向联轴器，在万向联轴器和两端和中间设置扶正器。

所述抽油杆上还设置至少三个挡砂器，在万向联轴器上也设置有挡砂器。

为了达成上述另一目的，本发明采用了如下技术方案，利用可调排量螺旋携砂举升装置进行可调排量螺旋携砂举升的工艺，其步骤包括：

驱动系统通过抽油杆连接位于水平段的锚定器，锚定器连接位于水平段的双级螺旋阶梯举升系统，然后双级螺旋阶梯举升系统后端再连接定位进液装置，抽油杆在造斜段加设万向联轴器。

驱动系统带动抽油杆、万向联轴器旋转，然后进过锚定器后连接在双级外螺旋转子上，然后进行排量调节，将双级外螺旋转子通过抽油杆下入，当下入到双级螺旋阶梯举升系统后端的定位进液装置时，双级外螺旋转子受到阻挡，此时根据抽油杆的总长度调节防冲距，上提抽油杆，此时认为是转子直径小的那一头小排量转子端在小排量全金属内螺旋定子内腔进行小排量举升，而转子粗的那一部分大排量转子端此时在让位管内不会阻挡排液；如果上提抽油杆的距离是防冲距加上小排量全金属内螺旋定子内腔的长度，此时认为转子粗的一头大排量转子端在大排量全金属内螺旋定子内腔内进行大排量举升，转子细的那一部分小排量转子端恰好在让位管内，也不会阻挡井液进入泵内。

在造斜段，通过多级万向联轴器及扶正器进行扶正及导向，使抽油杆在不受径向力的情况下，沿油管居中放置，在不影响斜井段旋转力矩的传递的同时，避免抽油杆偏磨；

在直井段及造斜段，配备井下挡砂器，在举升过程中挡砂器处于开通状态，油井产出液及砂粒会顺利通过挡砂器，当停井时，挡砂器处于关闭状态，其上部的砂粒会随段沉降，聚集在挡砂器上方，重新开井时，聚集的砂粒随产出液重新举升排出，避免砂埋举升装置。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、该举升工艺全部采用金属装置元件，满足350℃高温举升；

2、采用双级螺旋阶梯举升结构，实现蒸汽吞吐开采前期大排量快速排液与后期小排量正常抽汲生产；

3、设计井下分段挡砂结构，实现举升砂粒随段沉降，避免沙埋举升装置；

4、采用多级万向联轴器及扶正器结构，可将举升系统下入大斜度井段及水平井段，使抽油杆在大斜度段也可以沿油管居中，减少抽油杆偏磨；

5、由1、2、3、4组成的举升工艺，实现了油井举升，特别是热采水平井水平段举升，提高沉没度，增加进液效率，最大限度提高了举升效率。

附图说明

图1为本发明的一种可调排量螺旋携砂举升装置的结构示意图；

图2为图双级螺旋阶梯举升系统结构示意图。