脈動(dòng)壓力驅(qū)動(dòng)自平衡活塞泵排液裝置及其工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油天然氣開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種脈動(dòng)壓力驅(qū)動(dòng)自平衡活塞泵排液裝置及其工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]試油測(cè)試過程中排液是落實(shí)地層產(chǎn)液液性、求取產(chǎn)能的重要手段；在油水井酸化、壓裂等措施改造后，為防止入井液對(duì)地層產(chǎn)生傷害，也需要及時(shí)排液。所以說，排液是油氣田井下作業(yè)的項(xiàng)重要工序。目前，用于井下作業(yè)中排液的工藝方法主要有水力抽子抽汲、油管泵、氣舉及螺桿泵、水力活塞泵、射流泵等幾項(xiàng)工藝技術(shù)。存在的主要問題有:抽汲排液污染嚴(yán)重，人為因素影響較多周期長(zhǎng)，不能滿足及時(shí)返排的要求，；油管泵排液存在轉(zhuǎn)抽工序多能耗大；水力活塞泵、射流泵排液由于動(dòng)力液和地層產(chǎn)液混合排出，在較短時(shí)間內(nèi)不易判斷地層是否產(chǎn)水，極不適于探井落實(shí)液性的要求。因此，需要開發(fā)適用于稠油、高凝油、低產(chǎn)、深層及斜井、水平井的排液技術(shù)，以更好地對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行針對(duì)性評(píng)價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種脈動(dòng)壓力驅(qū)動(dòng)自平衡活塞泵排液裝置及其工藝方法，其克服了現(xiàn)有工藝技術(shù)存在的問題和不足之處，平衡式活塞泵排液動(dòng)力來源于通過油套環(huán)空傳導(dǎo)的脈動(dòng)壓力，使試油測(cè)試誘噴求產(chǎn)及油水井酸化壓裂后實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)排液，避免地層傷害，效果好且效率高。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的脈動(dòng)壓力驅(qū)動(dòng)自平衡活塞泵排液裝置包括用于提供脈動(dòng)壓力和出液控制的地面組合裝置和用于將地面提供的脈動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為舉升液體壓能的井下管柱組合裝置，所述地面組合裝置包括脈動(dòng)反相雙缸活塞泵、采油樹、井口出液控制閥以及計(jì)量裝置，所述井下管柱組合裝置包括篩管、封隔器和平衡式活塞泵；所述脈動(dòng)反相雙缸活塞泵包括上下行方向相反的動(dòng)力液活塞和產(chǎn)液活塞以及動(dòng)力液活塞缸和產(chǎn)液活塞缸，所述產(chǎn)液活塞缸一側(cè)與出油口連通，且該出油口處設(shè)有限壓閥，所述動(dòng)力液活塞缸一側(cè)與補(bǔ)液口連通；所述平衡式活塞泵處于套管內(nèi)部且該平衡式活塞泵包括缸室，所述缸室內(nèi)部中間位置設(shè)有一隔板且該隔板將缸室分為上腔室和下腔室，所述上腔室內(nèi)設(shè)有一上活塞，所述下腔室內(nèi)設(shè)有一下活塞，在所述上腔室中上活塞與隔板之間的空間為上缸室，在所述下腔室中下活塞與隔板之間的空間為下缸室，所述上活塞和下活塞之間還連接有一活塞連桿，所述活塞連桿內(nèi)部中空形成有一用于連通上腔室上部空間和下腔室下部空間的上下腔通道，該活塞連桿上端設(shè)有一活塞單流凡爾，所述上腔室上端設(shè)有一出油單流凡爾，所述下腔室下端設(shè)有一進(jìn)油單流凡爾；所述產(chǎn)液活塞缸底部通過油管與上腔室上部連接，所述下缸室通過導(dǎo)壓旁通管與油管內(nèi)部連通，所述動(dòng)力液活塞缸底部與油管和套管之間的油套環(huán)空連通，所述上缸室底部一側(cè)通過泵進(jìn)口通道與油套環(huán)空連通。
[0005]所述井下管柱組合裝置還包括壓力計(jì)托筒、MFE地層測(cè)試工具和鎖緊接頭，所述封隔器為PT封隔器。
[0006]一種通過脈動(dòng)壓力驅(qū)動(dòng)自平衡活塞泵排液裝置實(shí)現(xiàn)的工藝方法，包括如下步驟:
[0007]I)首先將所述的井下管柱組合裝置下入已射孔或酸化壓裂后的井筒內(nèi)并座封；
[0008]2)灌滿井筒打壓驗(yàn)封封隔器，必須使封隔器密封，此時(shí)，封隔器將地層與上部油套環(huán)空分成兩部分；
[0009]3)安裝井口采油樹，將一側(cè)的生產(chǎn)閘閥口端和套管閘閥口端分別與脈動(dòng)反相雙缸活塞泵端口連接，另一側(cè)的生產(chǎn)閘閥口端接井口出液控制閥并通連至計(jì)量裝置中的計(jì)量管匯和計(jì)量罐；
[0010]4)分別從補(bǔ)液口和清蠟閘閥灌滿油套環(huán)空和油管；
[0011]5)啟動(dòng)地面液壓動(dòng)力泵，帶動(dòng)脈動(dòng)反相雙缸活塞泵運(yùn)行，進(jìn)行排液。
[0012]另一種通過脈動(dòng)壓力驅(qū)動(dòng)自平衡活塞泵排液裝置實(shí)現(xiàn)的工藝方法，包括如下步驟:
[0013]I) MFE地層測(cè)試工具開井；
[0014]2)坐油管掛安裝井口采油樹，或?qū)⒕谧鱿鄳?yīng)控制(關(guān)閉防噴器使油套隔離)；
[0015]3)將一側(cè)的生產(chǎn)閘閥口端和套管閘閥口端分別與脈動(dòng)反相雙缸活塞泵端口連接，另一側(cè)的生產(chǎn)閘閥口端接井口出液控制閥并通連至計(jì)量裝置中的計(jì)量管匯和計(jì)量罐(或?qū)⒕谧鱿鄳?yīng)類似連接與控制)；
[0016]4)分別灌滿油套環(huán)空和油管；
[0017]5)啟動(dòng)地面液壓動(dòng)力泵，帶動(dòng)脈動(dòng)反相雙缸活塞泵運(yùn)行，進(jìn)行排液。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]1.由于采用環(huán)空打壓，可以采用液壓式封隔器，適用范圍可以擴(kuò)大至斜井、水平井;
[0020]2.平衡式活塞泵設(shè)計(jì)用產(chǎn)液液柱平衡工作液液柱使活塞復(fù)位，能量消耗??；平衡式活塞泵排液動(dòng)力來源于通過環(huán)空傳導(dǎo)的脈動(dòng)壓力，打壓用工作液用量較小，損失小；
[0021]3.工作管柱可控，密封性有保證；動(dòng)力液和產(chǎn)液各自獨(dú)立，不會(huì)產(chǎn)生混合現(xiàn)象，適用低產(chǎn)井、稠油井；
[0022]4.從井底油層到地面系統(tǒng)設(shè)置有連通機(jī)構(gòu)，保證管柱生產(chǎn)通道，誘噴后可實(shí)現(xiàn)放噴；
[0023]5.可單獨(dú)排液使用，也可與MFE地層測(cè)試工具組合測(cè)試排液聯(lián)作使用。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明中脈動(dòng)反相雙缸活塞泵和平衡式活塞泵間出油狀態(tài)下的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明中脈動(dòng)反相雙缸活塞泵和平衡式活塞泵間動(dòng)力液打壓狀態(tài)下的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0027]參見圖1和圖2，本發(fā)明的脈動(dòng)壓力驅(qū)動(dòng)自平衡活塞泵排液裝置包括用于提供脈動(dòng)壓力和出液控制的地面組合裝置和用于將地面提供的脈動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為舉升液體壓能的井下管柱組合裝置，所述地面組合裝置包括脈動(dòng)反相雙缸活塞泵、采油樹、井口出液控制閥以及計(jì)量裝置，所述井下管柱組合裝置包括篩管、封隔器11和平衡式活塞泵；
[0028]所述脈動(dòng)反相雙缸活塞泵包括上下行方向相反的動(dòng)力液活塞I和產(chǎn)液活塞2以及動(dòng)力液活塞缸和產(chǎn)液活塞缸，所述產(chǎn)液活塞缸一側(cè)與出油口連通，且該出油口處設(shè)有限壓閥19，所述動(dòng)力液活塞缸一側(cè)與補(bǔ)液口 20連通；
[0029]所述平衡式活塞泵處于套管內(nèi)部且該平衡式活塞泵包括缸室，所述缸室內(nèi)部中間位置設(shè)有一隔板7且該隔板7將缸室分為上腔室14和下腔室15，所述上腔室14內(nèi)設(shè)有一上活塞5，所述下腔室15內(nèi)設(shè)有一下活塞6，在所述上腔室14中上活塞5與隔板7之間的空間為上缸室12，在所述下腔室15中下活塞6與隔板7之間的空間為下缸室13，所述上活塞5和下活塞6之間還連接有一活塞連桿9，所述活塞連桿9內(nèi)部中空形成有一用于連通上腔室14上部空間和下腔室15下部空間的上下腔通道10，該活塞連桿9上端設(shè)有一活塞單流凡爾17，所述上腔室14上端設(shè)有一出油單流凡爾18，所述下腔室15下端設(shè)有一進(jìn)油單流凡爾16 ；
[0030]所述產(chǎn)液活塞缸底部通過油管4與上腔室14上部連接，所述下缸室13通過導(dǎo)壓旁通管8與油管4內(nèi)部連通，所述動(dòng)力液活塞缸底部與油管4和套管之間的油套環(huán)空3連通，所述上缸室12底部一側(cè)通過泵進(jìn)口通道21與油套環(huán)空3連通。
[0031]所述井下管柱組合裝置還包括壓力計(jì)托筒、MFE地層測(cè)試工具和鎖緊接頭，所述封隔器11為PT封隔器。
[0032]平衡式活塞泵排液動(dòng)力來源于通過油套環(huán)空傳導(dǎo)的脈動(dòng)壓力，平衡式活塞泵的上缸室12與油套環(huán)空3連通，其下缸室13通過導(dǎo)壓旁通管8與油管4內(nèi)腔連通；活塞單流凡爾17、出油單流凡爾18和進(jìn)油單流凡爾16均為單向閥。上活塞5和下活塞6由活塞連桿9剛性連接，活塞連桿9中間設(shè)有上下腔通道10 ;在井口處，油管4和油套環(huán)空3上設(shè)有脈動(dòng)反相雙缸活塞泵，出油口處設(shè)有限壓閥19并且限制壓力可以調(diào)節(jié)。
[0033]脈動(dòng)反相雙缸活塞泵的兩個(gè)活塞(動(dòng)力液活塞I和產(chǎn)液活塞2)上下