專利名稱：井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油田注聚系統(tǒng)。特別是涉及一種適合用于海上平臺，少占甲板面積 的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著海上油田注聚工作的開展和推廣，每口注聚井都需要配備一臺高壓注聚泵去對 注入的聚合物溶液增壓?，F(xiàn)在海上油田和陸地油田注聚所用增壓泵都是采用柱塞泵，。 一臺柱塞泵和與之配套閥門成橇后，橇裝整體占地面積一般在3mXni米左右，海上油田 注聚需采用單井單泵，注聚規(guī)模的擴(kuò)大勢必需要更大的空間來擺放高壓注聚泵。而海上 油田采油平臺甲板面積設(shè)計(jì)非常緊湊，預(yù)留空間有限，特別海上在生產(chǎn)油田因平臺建造 在先，注聚需求在后，平臺能用于注聚設(shè)備擺放的空間更有限，注聚設(shè)備的擺放和平臺 實(shí)際可提供空間的矛盾日益突出。因此每口注聚井所需的高壓注聚泵的擺放問題，成為 海上油田大規(guī)模注聚設(shè)備安置的關(guān)注點(diǎn)之一。為使平臺在有限空間內(nèi)大規(guī)模注聚成為可 能，井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)的研究及應(yīng)用就具有絕對的優(yōu)勢，。將注聚用高壓柱塞泵 改為高壓螺桿泵并放置在注聚井井筒內(nèi)，將省去注聚泵所占平臺空間，同時(shí)因螺桿泵本 身的泵特性決定其將聚合物介質(zhì)的保粘輸送將有一定貢獻(xiàn)。所以研究井下高壓螺桿泵注 聚系統(tǒng)，對海上油田大規(guī)模注聚的推廣有重要意義。目前高揚(yáng)程采油螺桿泵、低壓地面 輸送螺桿泵均是成熟技術(shù)，但是采用高壓螺桿泵進(jìn)行油田注聚增壓沒有先例。將高壓螺 桿泵放置井口對油田注聚進(jìn)行增壓需解決一系列工藝問題，同時(shí)對于海上油田注聚井注 入量大的特點(diǎn)，還必須僅用高壓螺桿泵對高粘度的聚合物母液增壓，聚合物母液到注入 井后在井下與高壓水混合，稀釋到注入濃度要求再一起注入地層。注入系統(tǒng)放置井下必 須考慮原井套管保護(hù)及高壓聚合物母液和高壓來水的混合問題，所以井下高壓螺桿泵注 聚系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)有意義的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種節(jié)省海上平臺空間，同時(shí)最大限度保持聚 合物的粘度的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，包括有驅(qū)動(dòng)頭、傳動(dòng) 桿、注聚螺桿泵、油管和原井套管，還設(shè)置有注聚井口、防返吐單流閥、靜態(tài)混合器以 及防反轉(zhuǎn)裝置，其中，驅(qū)動(dòng)頭與注聚井口相連接，傳動(dòng)桿的一端穿過注聚井口內(nèi)腔與驅(qū) 動(dòng)頭相連接，傳動(dòng)桿的另一端與注聚螺桿泵的轉(zhuǎn)子連接，注聚螺桿泵的定子與防返吐單 流閥的上端連接，防返吐單流閥的下端與靜態(tài)混合器的上端相連接，靜態(tài)混合器的下端與防反轉(zhuǎn)裝置連接，傳動(dòng)桿的外側(cè)套有油管；所述的套有油管的傳動(dòng)桿、注聚螺桿泵、 防返吐單流閥、靜態(tài)混合器、以及防反轉(zhuǎn)裝置組成所述井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)的井下 管柱；所述的原井套管套在井下管柱的外側(cè)，并通過螺栓與注聚井口的底端固定連接。 所述的原井套管的內(nèi)部還安裝有用于防止內(nèi)部壓力沖擊原井套管的新增套管。 所述的注聚螺桿泵、防返吐單流閥、靜態(tài)混合器、防反轉(zhuǎn)裝置之間通過油管連接。 所述的注聚井口包括有中空的井口本體；設(shè)置在井口本體外側(cè)并與井口本體內(nèi)部連 通的注聚閘門和高壓水閥閘門；由下至上依次設(shè)置在井口本體內(nèi)部的套管掛、油管掛和 油管掛壓蓋，所述的套管掛、油管掛和油管掛壓蓋的中心形成通孔，可貫通傳動(dòng)桿；井 口本體的上端為法蘭結(jié)構(gòu)，通過用于壓住油管掛壓蓋頂端的壓蓋法蘭與驅(qū)動(dòng)頭底端的法 蘭固定連接。所述新增套管的上端連接在注聚井口內(nèi)的套管掛上；所述油管的上端連接在注聚井 口內(nèi)的油管掛上。所述的防返吐單流閥包括有單流閥本體，和連接在單流閥本體下端用于連接其它部件的下接頭；設(shè)置在單流閥本體內(nèi)并位于下接頭頂端的擋板，所述的單流閥本體的內(nèi)側(cè)放置有可隨液體浮動(dòng)的空心球，在單流閥本體內(nèi)形成錐形結(jié)構(gòu)，所述錐形結(jié)構(gòu)的錐口直徑小于空心球的直徑。所述的靜態(tài)混合器包括有外套和位于外套內(nèi)的螺旋槽，所述螺旋槽可為多個(gè)螺旋槽短節(jié)用螺紋或銷釘串聯(lián)而成。所述的靜態(tài)混合器的外套兩端還設(shè)置有用于與其它部件連接的接頭。 所述的靜態(tài)混合器的長短可根據(jù)需要由多個(gè)外套、多個(gè)螺旋槽和接頭串聯(lián)組成。 所述的防反轉(zhuǎn)裝置包括有外筒和位于外筒內(nèi)的內(nèi)筒，外筒與內(nèi)筒之間設(shè)置有扭矩傳遞鍵，所述的外筒連接在新增套管的下端，所述的內(nèi)筒直接連接在靜態(tài)混合器的下端，或通過油管連接在靜態(tài)混合器的下端。本發(fā)明的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，將注聚螺桿泵放到井筒中，不占用平臺甲板面積，為大規(guī)模注聚提供了新的技術(shù)手段。本發(fā)明的注聚螺桿泵作為容積泵，能最大限度保持聚合物粘度，將會提高注聚驅(qū)油效果。


圖1是本發(fā)明井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中所示注聚井口 2的結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖3是圖1中所示靜態(tài)混合器8的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖4是圖1中所示防返吐單流閥7的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖5是圖1中所示防反轉(zhuǎn)裝置10的結(jié)構(gòu)剖視圖。 其中1:驅(qū)動(dòng)頭 2:注聚井口3:傳動(dòng)桿4:注聚螺桿泵5:原井套管6:新增套管7:防返吐單流閥8:靜態(tài)混合器9:油管10:防反轉(zhuǎn)裝置11:井口本體12:注聚閘門13:高壓水閥閘門14:套管掛15:油管掛16:油管掛壓蓋17:壓蓋法蘭18:單流閥本體19:下接頭20:擋板21:錐形結(jié)構(gòu)22:空心球23:外套24:螺旋槽25:接頭26:外筒27:內(nèi)筒28:扭矩傳遞鍵具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)做出詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，包括有驅(qū)動(dòng)頭l、注聚井口2、傳 動(dòng)桿3、注聚螺桿泵4、原井套管5、新增套管6、防返吐單流閥7、靜態(tài)混合器8、油管 9和防反轉(zhuǎn)裝置10。其中，驅(qū)動(dòng)頭1與注聚井口 2相連接，傳動(dòng)桿3的一端穿過注聚井 口 2內(nèi)腔與驅(qū)動(dòng)頭1相連接，傳動(dòng)桿3的另一端與注聚螺桿泵4的轉(zhuǎn)子連接，注聚螺桿 泵4的定子與防返吐單流閥7的上端連接，防返吐單流閥7的下端與靜態(tài)混合器8的上 端相連接，靜態(tài)混合器8的下端與防反轉(zhuǎn)裝置10連接，傳動(dòng)桿3的外側(cè)套有油管9，所 述的套有油管9的傳動(dòng)桿3、注聚螺桿泵4、防返吐單流閥7、靜態(tài)混合器8、以及防反 轉(zhuǎn)裝置10等組成井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)的井下管柱，下在新增套管6的內(nèi)腔，除去驅(qū) 動(dòng)頭1和注聚井口2以外，由傳動(dòng)桿3、注聚螺桿泵4、新增套管6、防返吐單流闊7、 靜態(tài)混合器8、油管9和防反轉(zhuǎn)裝置10等組成的井下高壓注聚井下部分均安裝在原井套 管5的內(nèi)腔內(nèi)。新增套管6是用于防止內(nèi)部壓力沖擊井套管5，使原井套管5不承受壓力， 不會因?yàn)樽⒕塾绊懙皆坠?的壽命。所述的注聚螺桿泵4、防返吐單流閥7、靜態(tài)混合器8、防反轉(zhuǎn)裝置IO之間還可以通 過油管連接。本發(fā)明將注聚螺桿泵4直接安裝在注聚井口 2下部，螺桿泵驅(qū)動(dòng)頭1安裝在注聚井 口 2上部，與注聚井口 2相連，同時(shí)注聚井口 2位聚合物母液和高壓來水提供給入井通 道。如圖2所述，所述的注聚井口2包括有中空的留有大通徑的井口本體11;設(shè)置在井 口本體11的外側(cè)并與井口本體11的內(nèi)部連通的注聚閘門12和高壓水閥閘門13;由下至上依次設(shè)置在井口本體11內(nèi)部的套管掛14、油管掛15和油管掛壓蓋16，所述的套管掛 14、油管掛15和油管掛壓蓋16的中心形成通孔可貫通傳動(dòng)桿3;井口本體ll的上端口 為法蘭結(jié)構(gòu)，通過用于壓住油管掛壓蓋16頂端的壓蓋法蘭17與驅(qū)動(dòng)頭1底端的法蘭固 定連接。所述的新增套管6的上端連接在注聚井口 2內(nèi)的套管掛14上。所述的油管9的 上端連接在注聚井口 2內(nèi)的油管掛15上。所述的新增套管6通過螺紋連接在注聚井口 2 的套管掛14上。注聚井口 2通過螺栓與原井套管5上端的四通固定連接。如圖3所示，所述的防返吐單流閥7包括有單流閥本體18，和連接在單流閥本體18 下端用于連接其它部件的下接頭19，設(shè)置在單流閥本體18內(nèi)并位于下接頭19的頂端的 擋板20，所述的單流閥本體18的內(nèi)側(cè)放置有可隨液體浮動(dòng)的'空心球22，在單流閥本體 18內(nèi)腔形成錐形結(jié)構(gòu)21，所述錐形結(jié)構(gòu)21的錐口直徑小于空心球22的直徑。該閥在聚 合物注入時(shí)，注入壓力克服防返吐單流閥中空心球的浮力，將聚合物注入到地層，空心 球不影響聚合物的流量和粘度；停注時(shí)，在浮力作用下空心球和密封錐面配合防返吐單 流閥能將并筒中液體通道密封住，不讓井液返吐，達(dá)到保護(hù)注聚螺桿泵4和不讓地層液 體出來的目的。如圖4所示，所述的靜態(tài)混合器8包括有外套23和位于其內(nèi)的螺旋槽24。所述的靜 態(tài)混合器8的外套23兩端還設(shè)置有用于連接其它部件的接頭25。如圖5所示，所述的防反轉(zhuǎn)裝置10包括有外筒26和位于外筒26內(nèi)的內(nèi)筒27，外筒 26與內(nèi)筒27之間設(shè)置有扭矩傳遞鍵28，所述的外筒26連接在新增套管6的下端，所述 的內(nèi)筒27直接連接在靜態(tài)混合器8的下端，或通過油管連接在靜態(tài)混合器8的下端。本發(fā)明的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，聚合物母液通過注聚井口進(jìn)入到注聚螺桿泵， 通過注聚螺桿泵4增壓到所需的壓力與注聚螺桿泵4外面的高壓來水匯合一起進(jìn)入到靜 態(tài)混合器8，進(jìn)行充分混合后再注進(jìn)地層。聚合物母液和高壓來水一起進(jìn)到靜態(tài)混合器8 內(nèi)的螺旋槽中，由于靜態(tài)混合器8內(nèi)的螺旋槽結(jié)構(gòu)不斷改變了溶液的流動(dòng)方向并延長了 流動(dòng)路徑而使聚合物母液和高壓來水充分混合，混合好的聚合物溶液再注入地層。
權(quán)利要求
1. 一種井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，包括有驅(qū)動(dòng)頭(1)、傳動(dòng)桿(3)、注聚螺桿泵(4)、油管(9)和原井套管(5)，其特征在于，還設(shè)置有注聚井口(2)、防返吐單流閥(7)、靜態(tài)混合器(8)以及防反轉(zhuǎn)裝置(10)，其中，驅(qū)動(dòng)頭(1)與注聚井口(2)相連接，傳動(dòng)桿(3)的一端穿過注聚井口(2)內(nèi)腔與驅(qū)動(dòng)頭(1)相連接，傳動(dòng)桿(3)的另一端與注聚螺桿泵(4)的轉(zhuǎn)子連接，注聚螺桿泵(4)的定子與防返吐單流閥(7)的上端連接，防返吐單流閥(7)的下端與靜態(tài)混合器(8)的上端相連接，靜態(tài)混合器(8)的下端與防反轉(zhuǎn)裝置(10)連接，傳動(dòng)桿(3)的外側(cè)套有油管(9)；所述的套有油管(9)的傳動(dòng)桿(3)、注聚螺桿泵(4)、防返吐單流閥(7)、靜態(tài)混合器(8)、以及防反轉(zhuǎn)裝置(10)組成所述井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)的井下管柱；所述的原井套管(5)套在井下管柱的外側(cè)，并通過螺栓與注聚井口(2)的底端固定連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，其特征在于，所述的原井套管 (5)的內(nèi)部還安裝有用于防止內(nèi)部壓力沖擊原井套管(5)的新增套管(6)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，其特征在于，所述的注聚螺桿 泵(4)、防返吐單流閥(7、)、靜態(tài)混合器(8)、防反轉(zhuǎn)裝置(10)之間通過油管連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，其特征在于，所述的注聚井口 (2)包括有中空的井口本體(11);設(shè)置在井口本體(11)外側(cè)并與井口本體(11)內(nèi)部連通的注聚閘門(12)和高壓水閥閘門(13);由下至上依次設(shè)置在井口本體(11) 內(nèi)部的套管掛(14)、油管掛(15)和油管掛壓蓋(16)，所述的套管掛(14)、油管 掛(15)和油管掛壓蓋(16)的中心形成通孔，可貫通傳動(dòng)桿(3);井口本體(11)的 上端為法蘭結(jié)構(gòu)，通過用于壓住油管掛壓蓋(16)頂端的壓蓋法蘭(17)與驅(qū)動(dòng)頭(1) 底端的法蘭固定連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，其特征在于，所述新增套 管(6)的上端連接在注聚井口 (2)內(nèi)的套管掛(14)上；所述油管(9)的上端連接在 注聚井口 (2)內(nèi)的油管掛(15)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，其特征在于，所述的防返吐單 流閥(7)包括有單流閥本體(18)，和連接在單流閥本體(18)下端用于連接其它部件 的下接頭(19);設(shè)置在單流閥本體(18)內(nèi)并位于下接頭(19)頂端的擋板(20)， 所述的單流閥本體(18)的內(nèi)側(cè)放置有可隨液體浮動(dòng)的空心球(22)，在單流閥本體(18) 內(nèi)形成錐形結(jié)構(gòu)(21)，所述錐形結(jié)構(gòu)(21)的錐口直徑小于空心球(22)的直徑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，其特征在于，所述的靜態(tài)混合 器(8)包括有外套(23)和位于外套(23)內(nèi)的螺旋槽(24)，所述螺旋槽(24)可為 多個(gè)螺旋槽短節(jié)用螺紋或銷釘串聯(lián)而成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，其特征在于，所述的靜態(tài)混合 器(8)的外套(23)兩端還設(shè)置有用于與其它部件連接的接頭(25)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，其特征在于，所述的靜態(tài)混合 器(8)的長短可根據(jù)需要由多個(gè)外套(23)、多個(gè)螺旋槽(24)和接頭(25)串聯(lián)組成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，其特征在于，所述的防反轉(zhuǎn) 裝置(10)包括有外筒(26)和位于外筒(26)內(nèi)的內(nèi)筒(27)，外筒(26)與內(nèi)筒(27) 之間設(shè)置有扭矩傳遞鍵(28)，所述的外筒(26)連接在新增套管(6)的下端，所述的 內(nèi)筒(27)直接連接在靜態(tài)混合器(8)的下端，或通過油管連接在靜態(tài)混合器(8)的下頓。
全文摘要
一種井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)，包括有驅(qū)動(dòng)頭與注聚井口相連接，傳動(dòng)桿的一端穿過注聚井口內(nèi)腔與驅(qū)動(dòng)頭相連接，傳動(dòng)桿的另一端與注聚螺桿泵的轉(zhuǎn)子連接，注聚螺桿泵的定子與防返吐單流閥的上端連接，防返吐單流閥的下端與靜態(tài)混合器的上端相連接，靜態(tài)混合器的下端與防反轉(zhuǎn)裝置連接，傳動(dòng)桿的外側(cè)套有油管；套有油管的傳動(dòng)桿、注聚螺桿泵、防返吐單流閥、靜態(tài)混合器、以及防反轉(zhuǎn)裝置組成井下高壓螺桿泵注聚系統(tǒng)的井下管柱；原井套管套在井下管柱的外側(cè)，并通過螺栓與注聚井口的底端固定連接。本發(fā)明將注聚螺桿泵放到井筒中，不占用平臺甲板面積，為大規(guī)模注聚提供了新的技術(shù)手段。本發(fā)明的注聚螺桿泵作為容積泵，能最大限度保持聚合物粘度，將會提高注聚驅(qū)油效果。
文檔編號E21B43/22GK101270649SQ20081010492
公開日2008年9月24日 申請日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者代向輝, 敏 劉, 程心平, 羅昌華 申請人:中國海洋石油總公司;中海石油基地集團(tuán)有限責(zé)任公司