一种电泵井用浮筒型阀门和电泵生产管柱

文档序号:1828187 发布日期:2021-11-12 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种电泵井用浮筒型阀门和电泵生产管柱 (Floating cylinder type valve for electric pump well and electric pump production pipe column ) 是由 闫占辉 王丽君 于 2020-04-27 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种电泵井用浮筒型阀门和电泵生产管柱,所述电泵井用浮筒型阀门包括筒形的阀体(301),阀体(301)含有侧壁和内部通道(313),阀体(301)的侧壁内设有安装空腔(310),安装空腔(310)内含有上下设置的浮筒(303)和密封活塞(308),安装空腔(310)内侧的所述侧壁内设有内连通孔,安装空腔(310)外侧的所述侧壁内设有外连通孔(306),浮筒(303)能够带动密封活塞(308)向上移动并使密封活塞(308)封堵所述内连通孔。该电泵井用浮筒型阀门能够将油套环空中的气体放至油管内,从而使气体随着油管内的流体排出到地面,避免了由于环空气体的积累而导致的套压升高击穿电缆穿越器。(The invention discloses a float-type valve for an electric pump well and an electric pump production string, wherein the float-type valve for the electric pump well comprises a cylindrical valve body (301), the valve body (301) comprises a side wall and an internal channel (313), an installation cavity (310) is arranged in the side wall of the valve body (301), a float bowl (303) and a sealing piston (308) which are arranged up and down are arranged in the installation cavity (310), an internal connection through hole is arranged in the side wall on the inner side of the installation cavity (310), an external connection hole (306) is arranged in the side wall on the outer side of the installation cavity (310), and the float bowl (303) can drive the sealing piston (308) to move upwards and enable the sealing piston (308) to block the internal connection through hole. The float-type valve for the electric pump well can discharge gas in the air of the oil sleeve into the oil pipe, so that the gas is discharged to the ground along with fluid in the oil pipe, and the phenomenon that the cable penetrator is punctured due to the rise of casing pressure caused by the accumulation of annular gas is avoided.)

一种电泵井用浮筒型阀门和电泵生产管柱

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域,具体是一种电泵井用浮筒型阀门,还是一种含有该电泵井用浮筒型阀门的电泵生产管柱。

背景技术

目前潜油电泵技术广泛用于油气田的生产中。油田中常用的电泵生产管柱见图1。例如采气井常用的排水采气,采油井的排液采油,广泛使用图1所示的电泵生产技术来进行排液。

储层中除了含有大量的油和水之外,也含有大量的天然气。在储层中,由于地层压力的作用,这些天然气通常是溶于原油。但在电泵排液的过程中,随着地层流体的上升,流体压力降低,天然气会从流体中释放出来。为了防止电泵发生气锁现象,通常在电泵的吸入口位置增加油气分离器。油气分离器可以将气体部分分离到油套环空内,而液体部分进入泵体内,泵再将液体举升至地面。

这样就会存在一个问题:油套环空之中,天然气就会越积越多,在井口位置处,油套环空压力也越来越高。

现在电泵井的井口采油树的耐压等位可以达到35MPa,但是电缆穿越器处的耐压等通常只有12MPa左右。所以,使用电泵排液生产,常常会发生套压迅速升高的现象。一旦套压超过了电缆穿越器的耐压等级,就会在井口处发生天然气泄露,这是十分危险的。

现场一般的做法为:人工巡井检查井口套压,放掉环空内的气体来降低套压。此种做法缺点:人工巡井,人工成本及时间成本高;无法做到准确及时的控制井口套压。

发明内容

为了防止油套环空中的气压过大,本发明提供了一种电泵井用浮筒型阀门和电泵生产管柱,该电泵井用浮筒型阀门能够将油套环空中的气体放至油管内,从而使气体随着油管内的流体排出到地面。避免了由于环空气体的积累而导致的套压升高击穿电缆穿越器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种电泵井用浮筒型阀门,包括筒形的阀体,阀体含有侧壁和内部通道,阀体的侧壁内设有安装空腔,安装空腔内含有上下设置的浮筒和密封活塞,浮筒为空心结构,安装空腔内侧的所述侧壁内设有内连通孔,该内连通孔内设有单流阀,安装空腔内的流体能够通过单流阀流入内部通道,安装空腔外侧的所述侧壁内设有外连通孔,密封活塞位于所述内连通孔和外连通孔的下方,浮筒能够带动密封活塞向上移动并使密封活塞封堵所述内连通孔。

当所述电泵井用浮筒型阀门处于开启状态时,密封活塞的下端与安装空腔的下端抵接,浮筒的上端与安装空腔的上端之间存在第一间距,所述内连通孔和外连通孔均位于浮筒和密封活塞之间。

当所述电泵井用浮筒型阀门处于关闭状态时,密封活塞的下端与安装空腔的下端之间存在第二间距,密封活塞封堵所述内连通孔和外连通孔。

阀体呈直立状态,安装空腔为圆柱形,安装空腔的轴线与阀体的轴线平行。

密封活塞与安装空腔过渡配合或间隙配合,浮筒与安装空腔之间存在间隙。

浮筒与密封活塞之间通过连杆连接,浮筒的体积大于密封活塞的体积。

安装空腔外侧的所述侧壁内设有多个外连通孔,外连通孔的面积之和大于单流阀的开度,在安装空腔内,所述内连通孔外设有密封圈。

安装空腔外侧的所述侧壁的上端设有上压力平衡通孔,安装空腔外侧的所述侧壁的下端设有下压力平衡通孔。

阀体的材质为钢,浮筒的材质和密封活塞的材质均为塑料。

一种电泵生产管柱,包括从上向下依次设置的油管挂、双公接头、电泵井用浮筒型阀门、泄油器、单流阀、泵组、分离器、保护器、电机、打孔筛管、双皮碗封隔器、防砂筛管、沉砂管和丝堵,电泵井用浮筒型阀门为上述的电泵井用浮筒型阀门。

本发明的有益效果是:

1、将环空气体放至油管内,降低环空压力。防止了电缆穿越器的击穿,保证了井口的安全。

2、在后期修井,反循环压井液时,压井液不可从该电泵井用浮筒型阀门通过,保证了修井时循环压井操作的可行性。

3、不需要人工巡井放套压,降低了人工成本。

4、工具的使用方法简单。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。

图1是现有电泵生产管柱的示意图。

图2是本发明所述电泵井用浮筒型阀门在开启状态时的示意图。

图3是本发明所述电泵井用浮筒型阀门在关闭状态时的示意图。

图4是本发明所述电泵生产管柱的示意图。

1、油管挂;2、双公接头;3、电泵井用浮筒型阀门;4、泄油器;5、单流阀;6、泵组;7、分离器;8、保护器;9、电机;10、打孔筛管;11、双皮碗封隔器;12、防砂筛管;13、沉砂管;14、丝堵;

301、阀体;302、上压力平衡通孔;303、浮筒;304、连杆;305、密封圈;306、外连通孔;307、单流阀;308、密封活塞;309、下压力平衡通孔;310、安装空腔;311、外部侧壁;312、内部侧壁;313、内部通道。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种电泵井用浮筒型阀门,包括筒形的阀体301,阀体301为直立状态,阀体301含有侧壁和内部通道313,阀体301的侧壁内设有安装空腔310,安装空腔310内含有上下设置的浮筒303和密封活塞308,浮筒303为空心结构,安装空腔310内侧的所述侧壁(即内部侧壁312)内设有内连通孔,该内连通孔内安装有单流阀307,安装空腔310内的流体能够通过单流阀307流入内部通道313,而内部通道313内的流体不能够通过单流阀307流入安装空腔310,安装空腔310外侧的所述侧壁(即外部侧壁311)内设有外连通孔306,密封活塞308位于所述内连通孔和外连通孔306的下方,浮筒303能够带动密封活塞308向上移动并使密封活塞308封堵所述内连通孔,如图2和图3所示。

所述电泵井用浮筒型阀门为如图2所示的常开状态,所述电泵井用浮筒型阀门利用气体和液体的密度的不同,当阀体301的外部是气体时,浮筒303的浮力不足以拉升密封活塞308,单流阀307为开启状态,允许气体依次经过外连通孔306、安装空腔310和单流阀307流入内部通道313;当阀体301的外部是液体时,液体流入从外连通孔306进入安装空腔310使浮筒303产生浮力,该浮力拉动密封活塞308向上移动,使得密封活塞308挡住该内连通孔和单流阀,致使液体无法流入内部通道313。

具体的,当所述电泵井用浮筒型阀门处于开启状态时,浮筒303和密封活塞308受到重力的作用,密封活塞308的下端与安装空腔310的下端抵接,浮筒303的上端与安装空腔310的上端之间存在第一间距,所述内连通孔和外连通孔306均位于浮筒303和密封活塞308之间。

当阀体301外的液体通过外连通孔306进入安装空腔310后,一少部分液体会通过单流阀307流入内部通道313,大多部分的液体将留在安装空腔310,随着液面的上升并淹没浮筒303,液体将会使浮筒303产生浮力,浮力逐渐增大从而使浮筒303带动密封活塞308向上移动,直至密封活塞308封堵所述内连通孔,此时,所述电泵井用浮筒型阀门处于关闭状态,安装空腔310内的液体不会通过单流阀307流入内部通道313。

所述内连通孔和外连通孔306的位置相对应,所述内连通孔与外连通孔306大致位于同一高度,当所述电泵井用浮筒型阀门处于关闭状态时,密封活塞308的下端与安装空腔310的下端之间存在第二间距,该第二间距小于或等于该第一间距,密封活塞308同时封堵所述内连通孔和外连通孔306,外连通孔306进入的液体可以使密封活塞308压紧所述内连通孔,以使所述内连通孔密封良好,如图3所示。

在本实施例中,安装空腔310的横截面可以为圆形、扇形或圆环形,浮筒303和密封活塞308的横截面均与安装空腔310的横截面向匹配。优选,安装空腔310的横截面可以为圆形,即安装空腔310为圆柱形,浮筒303和密封活塞308也均为圆柱形,安装空腔310的轴线与阀体301的轴线平行。

在本实施例中,密封活塞308与安装空腔310过渡配合或间隙配合,浮筒303与安装空腔310之间存在间隙。浮筒303与密封活塞308之间通过连杆304连接,连杆304上设有通孔,浮筒303的体积大于密封活塞308的体积。当阀体301外的液体通过外连通孔306进入安装空腔310后,浮筒303能够带动密封活塞308向上移动。当安装空腔310内的液体流出后,在重力的作用下,浮筒303和密封活塞308可以向下移动并返回原位。

在本实施例中,安装空腔310外侧的所述侧壁内设有多个外连通孔306,外连通孔306的面积之和大于单流阀307的开度,这样,当阀体301外的液体通过外连通孔306进入安装空腔310后,就会一少部分液体会通过单流阀307流入内部通道313,而大多部分的液体将留在安装空腔310。外连通孔306的面积之和、所述内连通孔的孔径以及单流阀307的开度可以根据有限次实验或理论计算获得。

在本实施例中,为了使浮筒303和密封活塞308能够灵活的上下移动,安装空腔310外侧的所述侧壁的上端设有上压力平衡通孔302,安装空腔310外侧的所述侧壁的下端设有下压力平衡通孔309。为了保证密封效果,在安装空腔310内,所述内连通孔外设有密封圈305。

在本实施例中,阀体301的材质为45号钢,浮筒303的材质为塑料,密封活塞308的材质为塑料,或者密封活塞308可以为复合结构,例如密封活塞308含有金属内芯,该金属内芯外包裹有塑料层。浮筒303的尺寸和能够产生的浮力以及密封活塞308的尺寸和重量可以根据有限次实验或理论计算获得,单流阀307可以选择现有市售产品。单流阀307可以为常开状态或单流阀307含有额定开启压力(即压力大于额定开启压力时才开启),例如单流阀307的额定开启压力值P开=3Mpa,则当环空压力大于3Mpa时,单流阀307才会打开,环空的气体才会进入油管内。

下面介绍一种电泵生产管柱,所述电泵生产管柱包括通过油管从上向下依次连接的油管挂1、双公接头2、电泵井用浮筒型阀门3、泄油器4、单流阀5、泵组6、分离器7、保护器8、电机9、打孔筛管10、双皮碗封隔器11、防砂筛管12、沉砂管13和丝堵14,该电泵井用浮筒型阀门3为上述的电泵井用浮筒型阀门,如图4所示。

下面介绍该电泵井用浮筒型阀门和电泵生产管柱的工作过程。

将该电泵生产管柱下入井内合适位置,一般深200m左右。

该电泵生产管柱正常开展抽油作业,阀体301的外部是气体时,该电泵井用浮筒型阀门处于开启状态,如图2所示,阀体301外的气体依次经过外连通孔306、安装空腔310和单流阀307流入内部通道313,该气体随内部通道313中的原油向上排出井口。此时,该电泵井用浮筒型阀门实现了放气降套压,将环空中的气体放至油管内,从而降低环空压力,保护井口电缆穿越器。

后期若修井需要注入循环压井液时,阀体301的外部会有液体(即压井液),该液体流入从外连通孔306进入安装空腔310,随着液面的上升使浮筒303产生的浮力也逐渐增大,该浮力将拉动密封活塞308向上移动,使得密封活塞308挡住该内连通孔和单流阀307,此时该电泵井用浮筒型阀门处于关闭状态,液体无法再流入内部通道313。此时,该电泵井用浮筒型阀门可以实现常规的反循环压井。

当环空为天然气时,天然气对塑料浮筒303的浮力不足让浮筒303上浮,所以天然气可以顺利通过单流阀307,从而进入油管内;2、当环空为水时(洗/压井工况),浮筒303为塑料材质,其密度小于,水对浮筒303的浮力大于浮筒的重力,所以浮筒303上升,密封活塞308堵塞单流阀307所在的内连通孔。从而关闭了进入通道,防止水进入油管内。

以上所述,仅为本发明的具体实施例,不能以其限定发明实施的范围,所以其等同组件的置换,或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰,都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外,本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

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