利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺.pdf

本发明提供一种利用油管内高压液柱对滤砂管进行反冲洗的方法和工艺，对该工艺所涉及抽油泵类型的选择、抽油机基本计算及选择进行详细阐述。根据利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺的具体实施过程，针对高含砂量的稠油井，该方法及工艺对提高抽油泵防砂性能、抽油效率，尤其在提高抽油泵使用寿命方面有较好的效果。该工艺通过对柱塞式抽油泵泵身结构进行改进，不需要附加作业设备便可以通过正常生产设备开展作业来实现高采油效率、长使用寿命的功能和效用。这种工艺和过程的实现，使得该抽油泵用于出砂油井生产时，通过一次作业过程便可解决因柱塞与泵筒之间进砂及砂堵滤砂管造成的砂卡现象，从而减少泵的拉缸、磨损，全面清除滤砂管中的堵塞物质，延长油井生产周期和泵的使用寿命。实现该工艺的方法及使用该工艺的生产井具有较高的抽油效率和较长生产周期。

1、  一种利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺的实施过程，该工艺包括正常生产过程和作业过程。

2、  根据权利要求1中所述的利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺，其特征在于不同外径大小柱塞的合理设计和结合使用。

3、  根据权利要求1或2所述的利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺，其特征在于作业过程只需要简单的作业设备。

4、  根据权利要求3所述的利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺，其特征在于通过计算选择合理的抽油泵和抽油机的规格及型号。

5、  根据权利要求3或4所述的利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺，其特点在于整个抽油装置优选工艺过程的实施。

6、  根据权利要求1或2所述的利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺，其特征在于通过计算选择最优冲程及作业过程中柱塞下降的距离。

7、  权利要求5或6中所述的利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺，通过作业过程使用抽油机将抽油杆和柱塞整体下放一定高度，利用油管内高压液柱的突然释放来全面清除泵腔和柱塞之间及滤砂管缝隙之间的积砂。

8、  根据权利要求1或7中所述的利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺，其特征在于通过简单易行的作业过程进行全面反冲滤砂管后便可立即进行正常生产。

利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺
技术领域
本发明涉及采油用柱塞式抽油泵防砂性能和滤砂管清洗工艺的领域，特别针对含砂量高、粘度较大的稠油井所出现的抽油泵效率因出砂的影响而急剧降低的现象，提出对滤砂管进行清洗的具体工艺和实施过程。利用油管内高压液柱的压力对滤砂管进行全面反冲洗的方法，使得抽油泵重新获得原有的抽油效率，从而改善抽油泵防砂性能和使用寿命，延长油井生产周期。
背景技术
目前普通稠油开采主要采用有杆泵，而普通有杆泵抽稠油存在两大缺点：其一，稠油粘度高、流动性差，泵的自吸入致使稠油充满泵腔程度较差，抽油杆柱的摩擦阻力大，光杆下行困难，泵效较低；其二，较高出砂量使抽油泵易出现砂卡、砂磨、砂埋等现象，严重影响抽油泵正常工作。抽油泵的工作状况在很大程度上影响抽油系统中地面抽油机的使用寿命。柱塞-泵筒副摩擦力的增大、柱塞的卡死、泵阀打开或关闭的滞后以及泵的余隙容积过大等因素导致抽油机和抽油杆的过载和故障，从而必须进行修井工作。更换抽油杆和抽油泵往往不能取得预期效果，归根结底没有彻底改变抽油泵的不利工作条件。
关于抽油泵的选择及使用
根据油井类型、特点、工况和井内介质，选取具体油井生产的最佳抽油泵型、泵径、冲程和摩擦副匹配等，使抽油泵得到最合理地应用。抽油泵的选择应遵循以下原则：抽油泵最大排液量满足油井的供液能力；抽油泵与所选抽油机参数、功率相匹配，并考虑油井类型、地质状况和整个系统的系统效率合理等。然后根据油井产液量，确定抽油泵泵径，查表得到排量系数K。根据抽油机参数、抽油泵下入深度，确定冲程长度S和冲程数n。通过油井产液量校核抽油泵理论排量，根据实践经验，0.6-0.7倍的理论排量应等于油井实际产液量。若相差过大，应重新选择。
利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺能够克服抽油泵砂卡、砂埋、砂磨、寿命较短的现象，并且该工艺只需要简单的作业设备，实现方法简单易行、经济高效。对于含砂量高的油井，正常采出一段时间后，若发现抽油泵积砂、砂堵滤砂管等现象，便可进行作业过程，对滤砂管进行全面清洗后，立即转入正常生产过程，从而延长油井生产周期，停产时间较短也使得抽油泵具有较高的采油效率，对油田开采效率的提高具有较大利用价值和经济价值。
关于抽油机的选择和基本计算
矿场的抽油机中，使用最普遍的是游梁式抽油机。由于游梁式抽油机上冲程时驴头需提起抽油杆柱和液柱，发动机要付出很大能量；而下冲程时抽油杆柱依靠自重就可以下落，不但不需要发动机提供能量，反而对发动机做功。这样就使发动机载荷极不均匀，严重影响四连杆机构、减速箱和发动机的效率和寿命，也恶化了抽油杆的工作条件，因此必须通过合理的基本计算解决抽油机的平衡问题。选择游梁式抽油机具有平衡方式简单；可减少连杆、曲柄销受力，曲柄弯曲力矩；简化曲柄轴结构等优点。
发明内容
本发明的目的是改善出砂油井抽油泵使用寿命短、抽油效率低，易因油井高出砂量而影响正常工作的缺点，提供一种对这类油井广泛适用的利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺及其实施方式。该工艺对含砂量高、粘度大的稠油井具有较高采油效率和较长的生产周期。通过作业过程，采用油管内高压液柱的压力和流速对滤砂管进行全面反冲洗的方法，使得抽油泵重新获得原有的抽油效率，从而改善抽油泵防砂性能和使用寿命、延长生产周期。通过运行作业过程便可消除因油层出砂而发生的堵塞滤砂管现象，使得抽油泵不会因为出砂而发生抽油效率降低，甚至停产的现象，从而延长油井生产周期。
为实现上述目的，本发明提供一种提高柱塞式抽油泵使用寿命、防砂性能及其抽油效率的工艺，该工艺具体方法包括：
1、合理设计不同外径大小的柱塞并结合使用，通过基本计算合理选择抽油机、抽油泵；
2、结合所选抽油机、抽油泵，计算可实施的最佳工艺过程；
3、利用油管内高压液柱，通过作业过程，按照所选最佳工艺，采用抽油机将抽油杆和柱塞整体下降一定距离，使油管内高压液柱向井筒中回流，对滤砂管进行全面清洗；
4、作业过程完毕后，再次利用抽油机将抽油杆和柱塞提升到原正常工作过程高度，开始正常采油生产过程。
附图说明
附图1：利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺原理图。
1-抽油杆；2-小直径泵筒；3-小直径柱塞；4-上游动阀；5-泵腔；
6-吸入口；7-大直径泵筒；8-大直径柱塞；9-下游动阀；10-滤砂管。
附图2：利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管正常生产过程图。
附图3：高压液柱反冲洗滤砂管工艺上行排油图。
1-抽油杆；2-小直径泵筒；3-小直径柱塞；4-上游动阀；
5-吸入口；6-大直径泵筒；7-大直径柱塞；8-下游动阀；9-滤砂管。
附图4：高压液柱反冲洗滤砂管工艺下行浸入图。
1-抽油杆；2-小直径泵筒；3-小直径柱塞；4-上游动阀；5-泵腔；
6-吸入口；7-大直径泵筒；8-大直径柱塞；9-下游动阀；10-滤砂管。
附图5：高压液柱反冲洗滤砂管作业工艺过程图。
1-抽油杆；2-小直径泵筒；3-小直径柱塞；4-上游动阀；5-泵腔；
6-吸入口；7-大直径泵筒；8-大直径柱塞；9-下游动阀；10-滤砂管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
1、根据利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺，按照附图，对抽油泵柱塞结构进行合理设计、计算；
2、根据利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺、抽油泵参数，选择最合适抽油机；
3、根据利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管工艺，抽油泵进行正常生产过程时，遵循所设计的理论排量产油；当抽油泵运行作业过程时，采油抽油机将抽油杆和柱塞下降一定距离，油管内高压液柱被释放，通过泵腔、滤砂管回流到井筒中，此回流过程将对滤砂管进行全面的反冲洗；
4、作业过程实施完毕后，利用抽油机将抽油杆、柱塞提升到正常工作位置，便可正常采油。
对于上述利用油管内高压液柱反冲洗滤砂管原理及其工艺过程，利用油管内高压液柱反冲洗滤砂装置是大多数油井都适用的防砂方法，因此工作人员可以根据油田类型、具体工况对其实施过程进行修改。
需要理解的是，以上描述的只是根据本发明优选实施的工艺过程，但并不局限于该过程，任何本领域内技术人员根据本发明不经创造性劳动而做出的修改及变化都包含在本发明的保护范围之内。