[实用新型]高稠原油泵下旋转搅拌乳化降粘采油管柱

说明书

本实用新型涉及一种用于高稠原油井筒的开采设备。

稠油在我国及世界部分油田蕴藏量较为丰富，但由于其胶质、沥青质含量甚高，流动性太差，因而，开采难度较大。目前，除了采用注蒸汽、蒸汽驱、火烧油层和电加热等热力方法外，通常也较多采用掺稀油降粘、水环降粘、降阻降粘等物理或化学方法开采稠油。其中，乳化降粘在井筒开采中相对比较经济，但由于以往没有适用的采油工艺管柱，加之配套工艺技术不完善，因而不能充分发挥降粘剂的效能，使得稠油降粘剂应用的广泛性受到制约。

本实用新型的任务在于提供一种高稠油泵下旋转搅拌乳化降粘采油管柱，此种管柱适用于各种油品性质稠油的井筒乳化降粘，利用该管柱可以有效地发挥降粘剂的作用，大幅度降低稠油粘度，改善其流动性，提高开采效果。

本实用新型是这样实现的。此种采油工艺管柱包括空心抽油杆、实心抽油杆泵下连接搅拌器及泵下油管安装电动搅拌器三种结构的旋转搅拌乳化降粘采油管柱。三种结构管柱分别由抽油杆柱和油管柱组成。其中，空心抽油杆泵下连接搅拌器抽油杆柱由上至下的结构组合为：空心抽油杆1、抽油泵2、空心防脱对接器3、旋转搅拌器4、特种空心杆5和单流空心导引接头7，抽油杆柱下在油管6内。实心抽油杆泵下连接搅拌器抽油杆柱由上至下的结构组合为：实心抽油杆1、抽油泵2、防脱对接器3、旋转搅拌器4和特种抽油杆5，抽油杆柱下在油管6内。泵下油管安装电动搅拌器抽油杆柱由抽油杆1和抽油泵2组成，抽油杆柱下在油管6内，油管6内抽油杆柱下方装置有电动搅拌器4。上述采油管柱的施工过程如下：将予制的特种抽油杆或空心杆5安装在旋转搅拌器4上，并调至固定位置，将防脱对接器3安装在特种抽油杆5上端，将旋转搅拌器4固定在外径为70-170mm的油管6内；然后，将上述部件连接在下入油井的抽油杆1及抽油泵2下方；待投入抽油泵柱塞后其下部伸出的抽油杆与防脱对接器实现对接，调好防冲距后即可在各种能量的驱动下，使旋转搅拌器进入工作状态。工作时，由于旋转搅拌器向上可产生涡流作用和举升力，因而可以有效地提高泵的充满系数。在存在高效降粘剂的情况下，由于旋转搅拌器的作用，可使降粘剂水溶液与稠油充分混合，形成稳定的O/W(“水包油”)型乳状液，从而大幅度降低稠油流动时的磨擦阻力，有效地降低抽油杆的载荷，从根本上解决稠油进泵难的问题，达到改善采油效果和增产的目的。在上述采油管柱中，搅拌器的旋转由以下几种方式驱动：一是由空心杆注入的液体所传输的动能和势能驱动搅拌器上的液压马达带动搅拌器转动；二是由空心杆下入或是绑接在油管外的电缆传输电能给搅拌器上的电动马达带动搅拌器转动；三是由连接在抽油泵下的特种抽油杆与旋转搅拌器基座配合，在特种抽油杆上下移动所产生的轴向扭矩存在的条件下，使安装在特种抽没杆上的叶片随特种抽油杆转动或特种抽油杆带动固定在旋转基座上的搅拌叶片转动；四是通过轴承将搅拌器连接在特种抽油杆上，在抽油杆上下移动时搅拌器在液流中自然旋转；五是将搅拌器固定在泵下的油管内，靠液流带动搅拌器叶片旋转。

本实用新型管柱结构和施工工艺均较为简单，利用它可以通过旋转搅拌作用，在抽油泵下形成强动力场，充分发挥降粘剂的乳化降粘作用，大大改善稠油开采效果，提高油井产量。另外，采用此种采油管柱的成本大大低于电加热抽油杆等工艺的投资和管理费用，可获得良好的经济效益。

图1为空心抽油杆泵下连接搅拌器乳化降粘采油管柱结构示意图。

图2为实心抽油杆泵下连接搅拌器乳化降粘采油管柱结构示意图。

图3为泵下油管安装电动搅拌器乳化降粘采油管柱结构示意图。

图4、5分别为两种不同形状叶片的族转搅拌器结构示意图。

以下结合附图对本实用新型的实施作进一步说明。

本实用新型所采用的采油管柱虽有三种结构，但其基本结构是由抽油杆(1)、抽油泵(2)、防脱对接器(3)、旋转搅拌器(4)、特种抽油杆(5)和油管(6)组成，件(1)至件(5)由上至下依次通过螺纹连接构成抽油杆柱后下入油管柱内，且搅拌器(4)通过螺纹和销钉与油管(6)连接固定。所不同的是在采用空心抽油杆(1)时，相应地配套采用空心防脱对接器(3)和特种空心抽油杆(5)，并需加装单流空心导引接头(7)；而在采用泵下油管安装电动搅拌器时，则不必使用防脱对接器(3)和特种抽油杆(5)。上述各部件中，抽油杆(1)、抽油泵(2)和防脱对接器(3)均为通用成品件。旋转搅拌器(4)全长可为50-500mm，由上、下固定基座(8)、(11)、叶片(9)和扭矩传输轴(10)组成；叶片(9)焊装或用其他方式固定在轴(10)上，轴(10)的上、下端分别通过滚动轴承安装在上、下基座(8)、(11)上。其中，叶片(9)可为1-7片，其形状可为流线形(附图4)或矩形(附图5)，与轴(10)的连接方式可为伞式，上行时张开，下行时收起，亦可为固定式，其表面可为平面或曲面；上、下固定基座(8)、(11)截面呈花瓣形，沿圆周间隔均布的三瓣体外侧分别设有螺纹和2个孔眼，以便与其外油管阴螺纹连接并从孔眼穿入销钉使之紧固，其内孔螺纹与特种抽油杆螺纹相配。特种抽油杆长为2-12m，可采用普通螺纹，亦可为梯形扣、油管扣、圆柱管扣等扣型，空心特种抽油杆由耐磨钢或其它防腐、抗拉、抗压的钢材经渗氮、表面热喷涂、镀铬等工艺制成。