[发明专利]全金属螺杆泵稠油注采一体控制装置及方法

说明书

本发明涉及一种全金属螺杆泵稠油注采一体控制装置及方法。其技术方案是：所述的中心管安装在套管内腔，中心管的内腔安装转子连接杆，转子连接杆通过螺杆泵接头连接到全金属螺杆泵的转子，在中心管的中下部内腔安装固定环，转子连接杆的外壁安装有滑动环，在固定环与滑动环之间安装有活动环；所述中心管的中部外侧通过连接凸起固定缸套，且中心管的中部下侧设有注汽孔，上侧设有泄压孔，在所述缸套的下部通过注汽活塞与注汽孔配合实现开关。有益效果是：注汽和泄压时不需要上提和下放螺杆泵，降低了作业成本，也减少了作业造成的安全事故的发生概率；可以根据地层的需要随时注汽，降低了施工的费用和作业的时间，大幅度提高了稠油开采的效率。

技术领域

本发明涉及一种石油工业采油辅助装置及方法，特别涉及一种全金属螺杆泵稠油注采一体控制装置及方法。

背景技术

在石油开采过程中，稠油具有特殊的高粘度和高凝固点特性，在开发和应用的各个方面都遇到一些技术难题，胶质、沥青质和长链石蜡造成原油在储层和井筒中的流动性变差，对应用广泛的有杆抽油井而言，在开采稠油时，由于粘度过高，含蜡量大，使得油管的油流通道减小，抽油杆柱的上、下行阻力增加，下冲程时易出现驴头“打架”现象，上冲程时驴头负荷增加，严重时会使抽油杆卡死在油管中，甚至造成抽油杆断裂的井下事故。此外，对于油层温度较低的井，在抽油泵固定阀、固定阀罩及其以下部位由于压力低，在生产过程中也容易形成堵井，而要被迫进行修井。

对于电潜泵生产井而言，由于电潜泵井排量大，吸入口处压力低，当油层温度较低时，此处容易结蜡并造成叶导轮流道堵塞，钻井液阻力增加，使泵的排量下降，同时会使电机负荷增加，严重的可造成电机经常停机，使电泵机组不能正常运转。

目前，国内外对稠油和高凝油开采一般均采用蒸汽热采方式，也就是通过在井口注入高温高压蒸汽，再配合使用螺杆泵进行稠油开采，螺杆泵的突出的优点是输送介质时不形成涡流、对介质的粘性不敏感，可输送高粘度介质，因此，这是一种有效的稠油开采方式。但是，现有的螺杆泵采用的定子橡胶衬套作为主要组成部分，采用的橡胶材料通常为丁腈橡胶(NBR)。在油田恶劣的环境下，螺杆泵定子橡胶材料受油、定转子间磨耗和疲劳等因素的影响，容易使定子橡胶发生老化失效，限制了螺杆泵的使用。特别是由于从井口注入高温高压蒸汽，更容易使橡胶老化，降低螺杆泵的使用寿命，这就迫使螺杆泵井在采油过程中，需要通过油田作业施工将螺杆泵整体从油井的套管中提出，然后，向油井内部注入高温高压的蒸汽，并进行焖井一段时间，第三步进行回采，也就是再将橡胶螺杆泵再次通过油田作业施工将其下入油井的套管中，但是，油井的深度少则几十米，多则几百米甚至上千米，这就耗费了大量的作业时间和成本，因此迫切需要一种全金属的螺杆泵，可以承受高温蒸汽，避免螺杆泵整体提出带来的高昂的作业费用。

中国专利文献公开号为104847323A，专利名称为《全金属螺杆泵稠油注采一体化成套装置》，包括光杆总成、永磁电机驱动头保护装置、直驱三相永磁同步电动机、高温高压密封总成、专用注汽装置、油管头、套管头、表层套管、油管、扭矩杆、转矩锚、金属螺杆泵、扶正器、尾管、螺杆泵地面控制柜；自上而下依次为光杆总成、永磁电机驱动头保护装置、直驱三相永磁同步电动机、高温高压密封总成、专用注汽装置、油管头、套管、扭矩杆、转矩锚、扶正器、尾管，油管套在套管内，金属螺杆泵装在转矩锚内；螺杆泵地面控制柜与直驱三相永磁同步电动机连接。上述专利将金属定子与油管连接，金属转子与抽油杆连接，实现了全金属的定子和转子。但是该发明在注入蒸汽时，仍然需要光杆总成上提带动转子离开螺杆泵的定子，将注汽通道打开，然后再注入蒸汽，注汽完成后再将光杆总成下放，将转子放入定子内，再进行采油。但是其存在的问题是：虽然不需要将螺杆泵完全提出井口，只是上提一段距离，可以减少作业时间，但是仍然需要上提螺杆泵的转子部分，而每次金属转子的上提和下放都可能会对金属定子进行一次磨损，而且其下放一般都会有误差，这就造成全金属的转子每一次下放都可能对定子进行一次碰撞，进而降低螺杆泵的使用寿命，虽然该发明也采用了一些技术手段来减少其碰撞或磨损，但是仍然存在磨损或碰撞的可能性，降低螺杆泵的使用寿命；另外，螺杆泵的转子的上提需要大型的吊装设备完成，这也增加了作业成本和施工的危险性。