阅读说明：本技术 一种潜油电机驱动的井下螺旋式梯形密封泵采油装置及工艺 (Underground spiral type trapezoidal sealing pump oil extraction device driven by submersible motor and process ) 是由 孙春龙 师国臣 孙延安 *** 钱坤 王羕 雷宇 于波 吴宁 王新民 于 2020-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及油田采油工程技术领域,属于一种潜油电机驱动的井下螺旋式梯形密封泵采油装置及工艺,本发明解决了无杆举升技术在高含气、高含砂、高矿化度及粘稠介质的水驱、聚驱、复合驱油井适应性差的弊端。它由地面中压变频柜(1)、潜油电缆(2)、油管(3)、单流阀(4)、油管变径(5)、螺旋式梯形密封泵(6)、胶囊保护器(7)、潜油电机(8)、信号传输电缆(9)、传感器(10)、油管变径(11)、防转扶正装置(12)、封隔器(13)、地面采油树(14)组成。通过地面中压变频控制系统,调节电机转速,控制油井采出液量,以保障螺旋式梯形密封泵的工作性能。本发明具有适用于中低排量大斜度、大平台的定向井和水平井举升等优点。(The invention relates to the technical field of oil field oil extraction engineering, belongs to an underground spiral type trapezoidal sealing pump oil extraction device and process driven by an oil-submersible motor, and solves the problem of poor adaptability of rodless lifting technology in water-flooding, polymer flooding and composite flooding wells with high gas content, high sand content, high salinity and viscous media. The oil-submersible-oil-well type oil-well drilling machine is composed of a ground medium-voltage frequency conversion cabinet (1), an oil-submersible cable (2), an oil pipe (3), a check valve (4), an oil pipe reducing diameter (5), a spiral type trapezoidal sealing pump (6), a capsule protector (7), an oil-submersible motor (8), a signal transmission cable (9), a sensor (10), an oil pipe reducing diameter (11), an anti-rotation righting device (12), a packer (13) and a ground oil production tree (14). Through the ground medium-pressure variable-frequency control system, the rotating speed of the motor is adjusted, and the liquid production amount of the oil well is controlled, so that the working performance of the spiral type trapezoidal sealing pump is guaranteed. The invention has the advantages of being suitable for directional well and horizontal well lifting of medium and low discharge capacity, large inclination and large platform, and the like.)

一种潜油电机驱动的井下螺旋式梯形密封泵采油装置及工艺

技术领域

本发明涉及油田采油工程技术领域，属于一种潜油电机驱动的井下螺旋式梯形密封泵采油装置及工艺。

背景技术

针对有杆泵在特殊井况条件下举升存在的问题研发的潜油离心泵采油技术无法较好适应油井在高含气、高含砂和稠油井况的问题，尤其在中小排量油井的使用过程中易出现电机烧毁、气蚀、结垢及滑脱现象，影响油井的正常生产，降低油田产量、增加维护作为成本。因此，研发了新型潜油电机驱动的井下螺旋式梯形密封泵采油技术，通过定转子的螺旋形线设计，达到泵内流体高速运转下的梯形结构密封，实现大流道、气液混输的举升特点，进而满足水驱、聚驱、复合驱油井高含气、高含砂、高矿化度及稠油井举升的要求。该技术将螺旋混输泵首次应用于采油工程领域，开拓性地扩展了轴流式混输泵的应用范围及使用界限，进一步延长油井检泵周期，降低举升能耗，扩展无杆泵举升技术的应用范围。

发明内容

本发明的目的是有效提升无杆泵采油技术在特殊井况的适用性，实现特殊井况条件下油井采出液的有效举升，适用于水驱、聚驱、复合驱油井高含气、高含砂、高矿化度及粘稠流体介质特殊井况的一种潜油电机驱动的井下螺旋式梯形密封泵采油装置及工艺。

本发明的具体技术内容如下：它由潜油电缆、油管、油管变径、单流阀、螺旋式梯形密封泵、胶囊保护器、潜油电机、信号传输电缆电缆、传感器、防转扶正装置、封隔器。其中封隔器、防转扶正装置装置、油管变径、传感器依次从下至上丝扣连接，传感器、潜油电机、胶囊保护器、螺旋式梯形密封泵依次从下至上螺栓连接，螺旋式梯形密封泵、油管变径、单流阀、油管从下至上依次丝扣连接；信号传输电缆从传感器上端引出至潜油电机上端，潜油电缆从潜油电机上端引出与信号传输电缆被一同固定在潜油电机、胶囊保护器、螺旋式梯形密封泵、油管外壁，二者延伸至地面采油树下端，从地面采油树（14）内部引出至地面中压变频柜。

利用以上装置的潜油电机驱动的井下螺旋式梯形密封泵采油装置及工艺，具体步骤如下：

a、将封隔器13下入到井下预定位置；

b、依次下入防转扶正装置12、油管变径11、传感器10，在井口将信号传输电缆9的一端与传感器10连接，并进行绝缘测试，每下入井下50m-150m测试绝缘一次；

c、在井口将传感器10同潜油电机8相用螺栓连接后进行下井作业；

d、将潜油电机8与潜油电缆2连接后下入井下，下入过程中信号传输电缆9附着于潜油电机8外壁，并进行固定；

e、将潜油电机8与胶囊保护器7的传动轴对中后，通过专用花键套相连接，依次下入井下；

f、依次将胶囊保护器7与螺旋式梯形密封泵6的传动轴对接后下入井下；

g、在井口依次连接螺旋式梯形密封泵6、油管变径5、单流阀4，其中单流阀4位于油管变径5上部，油管变径5位于螺旋式梯形密封泵6上部，各部件连接后依次下入井下；

h、胶囊保护器7、螺旋式梯形密封泵6、油管变径5、单流阀4下入过程中，信号传输电缆9、潜油电缆2附着其外壁上，一同下入井下；

i、在地面将单流阀4与油管3下端进行连接，依次下入油管3至地面采油树14，下入过程中潜油电缆2、信号传输电缆9附着于油管3上，每根油管3安装电缆卡子用于固定潜油电缆2、信号传输电缆9；

j、每下入50m-150m测量信号传输电缆9、潜油电缆2绝缘值及直流电阻；

k、潜油电缆2、信号传输电缆9由地面采油树14引出至地面中压变频柜1；

l、安装完后，启动潜油电机8，油管内部采出液从螺旋式梯形密封泵6入口进入泵体内部，经螺旋式转子增压后从泵出口流出，依次流经油管变径5、单流阀4、油管3、地面采油树14直至地面管线流程，完成采出液的举升过程。

本发明与已有技术相比具有如下优点：

1）采用高电压小电流的潜油电机和中压变频装置结合，降低电缆及电机的电压传输损失，实现旋转轴的变频启动，控制油井的采出液量，降低启停过程中的冲击电流，保护潜油电缆、电机，实现油井采出液低中高排量的全覆盖；

2）泵体定转子由螺旋形线确定形状，流体在泵体内部呈现螺旋形轴向上升，转速越高，泵体密封越好，漏失量越低，举升扬程越高；泵的转子为完全旋转体，同轴度高，振动、噪音小，可靠性强。

3）定、转子间隙配合，不易卡泵，过流通道宽，易于输送粘稠液体；流体在泵内处于湍流状态，携气能力增强，不易气堵、气缚

附图说明：图1为本发明工艺管柱示意图。

具体实施方式

：以下结合附图对本发明的作进一步说明，一种潜油电机驱动的井下螺旋式梯形密封泵采油装置，它由中压变频柜1、潜油电缆2、油管3、单流阀4、油管变径5、螺旋式梯形密封泵6、胶囊保护器7、潜油电机8、信号电缆9、油管变径10、传感器11、防转扶正装置12、封隔器13、地面采油树14。其中封隔器13上端、防转扶正装置12装置、油管变径11、传感器10依次从下至上丝扣连接，传感器10、潜油电机8、胶囊保护器7、螺旋式梯形密封泵6依次从下至上螺栓连接，螺旋式梯形密封泵6、油管变径5、单流阀4、油管3从下至上依次丝扣连接；信号传输电缆9从传感器10上端引出至潜油电机8上端，潜油电缆2从潜油电机8上端引出与信号传输电缆9被一同固定在潜油电机8、胶囊保护器7、螺旋式梯形密封泵6、油管3外壁，二者延伸至地面采油树14下端，从地面采油树14内部引出至地面中压变频柜1。

利用一种潜油电机驱动的井下螺旋式梯形密封泵采油装置的采油工艺，具体步骤如下：

a、将封隔器13下入到井下预定位置；

b、依次下入防转扶正装置12、油管变径11、传感器10，在井口将信号传输电缆9的一端与传感器10连接，并进行绝缘测试，每下入井下50m-150m测试绝缘一次；

c、在井口将传感器10同潜油电机8相用螺栓连接后进行下井作业；

d、将潜油电机8与潜油电缆2连接后下入井下，下入过程中信号传输电缆9附着于潜油电机8外壁，并进行固定；

e、将潜油电机8与胶囊保护器7的传动轴对中后，通过专用花键套相连接，依次下入井下；

f、依次将胶囊保护器7与螺旋式梯形密封泵6的传动轴对接后下入井下；

g、在井口依次连接螺旋式梯形密封泵6、油管变径5、单流阀4，其中单流阀4位于油管变径5上部，油管变径5位于螺旋式梯形密封泵6上部，各部件连接后依次下入井下；

h、胶囊保护器7、螺旋式梯形密封泵6、油管变径5、单流阀4下入过程中，信号传输电缆9、潜油电缆2附着其外壁上，一同下入井下；

i、在地面将单流阀4与油管3下端进行连接，依次下入油管3至地面采油树14，下入过程中潜油电缆2、信号传输电缆9附着于油管3上，每根油管3安装电缆卡子用于固定潜油电缆2、信号传输电缆9；

j、每下入50m-150m测量信号传输电缆9、潜油电缆2绝缘值及直流电阻；

k、潜油电缆2、信号传输电缆9由地面采油树14引出至地面中压变频柜1；

l、安装完后，启动潜油电机8，油管内部采出液从螺旋式梯形密封泵6入口进入泵体内部，经螺旋式转子增压后从泵出口流出，依次流经油管变径5、单流阀4、油管3、地面采油树14直至地面管线流程，完成采出液的举升过程。