一种同井采注装置.pdf

本发明公开了一种同井采注装置，包括：举升管柱和注水通道；动筒双向复合泵，包括第一泵和第二泵，动筒双向复合泵的动筒通过抽油杆柱与游梁抽油机连接；第一泵与举升管柱通过单流阀连通；第二泵与注水通道通过单流阀连通；油水分离器，用于分离油以生成第一液体，和第二液体；油水分离器包括用于输入油的入口、用于输出第一液体的中心出口，和用于输出第二液体的下出口；其中，入口与采油通道连通；中心出口与第一泵通过单流阀连通；下出口与第二泵通过单流阀连通；本发明提供的装置用以解决现有技术中采用泵电机作为动力，存在的耗能高且成本高的技术问题。实现了降低采油能耗和降低采油装置成本的技术效果。

1.  一种同井采注装置，其特征在于，所述同井采注装置与游梁抽油机连接进行同井采注，其特征在于，所述同井采注装置包括：
举升管柱和注水通道；
动筒双向复合泵，包括第一泵和第二泵，所述动筒双向复合泵的动筒通过抽油杆柱与所述游梁抽油机连接；所述第一泵与所述举升管柱通过单流阀连通；所述第二泵与所述注水通道通过单流阀连通；
油水分离器，用于分离混合油液以生成第一液体，和含水量高于所述第一液体的第二液体；所述油水分离器包括用于输入所述混合油液的入口、用于输出所述第一液体的中心出口，和用于输出所述第二液体的下出口；其中，所述入口与采油通道连通；所述中心出口与所述第一泵通过单流阀连通；所述下出口与所述第二泵通过单流阀连通；
其中，当所述游梁抽油机通过所述抽油杆柱拉动所述动筒向上运动时，所述第一泵内和所述第二泵内呈负压，进而通过所述采油通道将采油层的所述混合油液抽取至所述油水分离器以分离出所述第一液体和所述第二液体，所述第一液体通过所述中心出口进入所述第一泵，所述第二液体通过所述下出口进入所述第二泵；当所述游梁抽油机通过所述抽油杆柱推动所述动筒向下运动时，所述第一泵内和所述第二泵内增压，推动所述第一液体通过所述举升管柱流出，并推动所述第二液体通过所述注水通道注入注水层。

2.  如权利要求1所述的同井采注装置，其特征在于，还包括：
双通道过流桥，所述双通道过流桥的第一通道为所述采油通道，所述双通道过流桥的第二通道为所述注水通道。

3.  如权利要求1所述的同井采注装置，其特征在于，还包括：
插入式带锚定封隔器，与所述注水通道和所述采油通道连接，用于分隔所述采油层和所述注水层。

4.  如权利要求3所述的同井采注装置，其特征在于，还包括：
托砂皮碗，固定在所述插入式带锚定封隔器的上侧，以防止砂石卡住所述插入式带锚定封隔器。

5.  如权利要求1所述的同井采注装置，其特征在于，还包括：
锚定器，与所述举升管柱连接，用于防止所述举升管柱的摇动。

6.  如权利要求1所述的同井采注装置，其特征在于，所述油水分离器为旋流油水分离器。

7.  如权利要求1所述的同井采注装置，其特征在于，所述动筒上安装有凡尔，所述凡尔为所述中心出口与所述第一泵之间的所述单流阀。

一种同井采注装置
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种同井采注装置。
背景技术
进入开发后期的注水油田的含水率不断上升，通常达到90％以上。由于水的举升和处理均需要消耗电能及化学药剂，因此给该类油田开发提高了成本。另外随着小区块和边远井的开发，地层的水量也需要补充。
国内现有的，对上述类型油田的开发工艺有潜油电动泵举升增注法和串联复合泵法，该类方法的泵动力主要靠泵电机，而电机需消耗大量的能量，且成本也较高，所以该类开发工艺有一定的局限性。
也就是说，现有技术中的同井采注装置采用泵电机作为动力，存在耗能高且成本高的技术问题。
发明内容
本发明通过提供一种同井采注装置，解决了现有技术中的同井采注装置采用泵电机作为动力，存在耗能高且成本高的技术问题。
本申请实施例提供了如下技术方案：
一种同井采注装置，所述同井采注装置与游梁抽油机连接进行同井采注，其特征在于，所述同井采注装置包括：
举升管柱和注水通道；
动筒双向复合泵，包括第一泵和第二泵，所述动筒双向复合泵的动筒通过抽油杆柱与所述游梁抽油机连接；所述第一泵与所述举升管柱通过单流阀连通；所述第二泵与所述注水通道通过单流阀连通；
油水分离器，用于分离混合油液以生成第一液体，和含水量高于所述第一液体的第二液体；所述油水分离器包括用于输入所述混合油液的入口、用于输出所述第一液体的中心出口，和用于输出所述第二液体的下出口；其中，所述入口与采油通道连通；所述中心出口与所述第一泵通过单流阀连通；所述下出口与所述第二泵通过单流阀连通；
其中，当所述游梁抽油机通过所述抽油杆柱拉动所述动筒向上运动时，所述第一泵内和所述第二泵内呈负压，进而通过所述采油通道将采油层的所述混合油液抽取至所述油水分离器以分离出所述第一液体和所述第二液体，所述第一液体通过所述中心出口进入所述第一泵，所述第二液体通过所述下出口进入所述第二泵；当所述游梁抽油机通过所述抽油杆柱推动所述动筒向下运动时，所述第一泵内和所述第二泵内增压，推动所述第一液体通过所述举升管柱流出，并推动所述第二液体通过所述注水通道注入注水层。
可选的，所述同井采注装置，还包括：双通道过流桥，所述双通道过流桥的第一通道为所述采油通道，所述双通道过流桥的第二通道为所述注水通道。
可选的，所述同井采注装置，还包括：插入式带锚定封隔器，与所述注水通道和所述采油通道连接，用于分隔所述采油层和所述注水层。
可选的，所述同井采注装置，还包括：托砂皮碗，固定在所述插入式带锚定封隔器的上侧，以防止砂石卡住所述插入式带锚定封隔器。
可选的，所述同井采注装置，还包括：锚定器，与所述举升管柱连接，用于防止所述举升管柱的摇动。
可选的，所述油水分离器为旋流油水分离器。
可选的，所述动筒上安装有凡尔，所述凡尔为所述中心出口与所述第一泵之间的所述单流阀。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本申请实施例提供的同井采注装置，有效地利用现有的常规游梁抽油 机作为采油动力，靠油水分离器把油水分开,再依靠地面常规游梁抽油机拉动井下的动筒双向复合泵实现同井低含水的油举升到地面，而高含水的液体增压注到同井所需注水层。一方面用常规游梁抽油机替代泵电机，降低了采油的能耗，另一方面，降低了生产成本。
2、本申请实施例提供的同井采注装置，采用插入式带锚定封隔器来分离密封采油层和注水层，有效防止注水层和采油层的渗透。
3、本申请实施例提供的同井采注装置，采用锚定器，与所述举升管柱连接，来防止所述举升管柱的摇动，避免摇动导致的装置损坏，提高装置可靠性。
4、本申请实施例提供的同井采注装置，在所述插入式带锚定封隔器的上侧固定托砂皮碗，以防止砂石卡住所述插入式带锚定封隔器，提高装置可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中同井采注装置采下注上的结构示意图；
图2为本申请实施例中同井采注装置采上注下的结构示意图。
具体实施方式
本发明通过提供一种同井采注装置，解决了现有技术中的同井采注装置采用泵电机作为动力，存在耗能高且成本高的技术问题。实现了降低采油能耗和降低采油装置成本的技术效果。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：
一种同井采注装置，其特征在于，所述同井采注装置与游梁抽油机连接进行同井采注，其特征在于，所述同井采注装置包括：
举升管柱和注水通道；
动筒双向复合泵，包括第一泵和第二泵，所述动筒双向复合泵的动筒通过抽油杆柱与所述游梁抽油机连接；所述第一泵与所述举升管柱通过单流阀连通；所述第二泵与所述注水通道通过单流阀连通；
油水分离器，用于分离混合油液以生成第一液体，和含水量高于所述第一液体的第二液体；所述油水分离器包括用于输入所述混合油液的入口、用于输出所述第一液体的中心出口，和用于输出所述第二液体的下出口；其中，所述入口与采油通道连通；所述中心出口与所述第一泵通过单流阀连通；所述下出口与所述第二泵通过单流阀连通；
其中，当所述游梁抽油机通过所述抽油杆柱拉动所述动筒向上运动时，所述第一泵内和所述第二泵内呈负压，进而通过所述采油通道将采油层的所述混合油液抽取至所述油水分离器以分离出所述第一液体和所述第二液体，所述第一液体通过所述中心出口进入所述第一泵，所述第二液体通过所述下出口进入所述第二泵；当所述游梁抽油机通过所述抽油杆柱推动所述动筒向下运动时，所述第一泵内和所述第二泵内增压，推动所述第一液体通过所述举升管柱流出，并推动所述第二液体通过所述注水通道注入注水层。
通过上述内容可以看出，所述同井采注装置，有效地利用现有的常规游梁抽油机作为采油动力，靠油水分离器把油水分开,再依靠地面常规游梁抽油机拉动井下的动筒双向复合泵实现同井低含水的油举升到地面，而高含水的液体增压注到同井所需注水层。一方面用常规游梁抽油机替代泵电机，降低了采油的能耗，另一方面，降低了生产成本。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
实施例一
在本实施例中，提供了一种同井采注装置，所述同井采注装置与游梁抽油机1连接进行同井采注，请参考图1，图1为本申请实施例中同井采注装置采下注上的结构示意图。如图1所示，所述同井采注装置包括：
举升管柱和注水通道；
动筒双向复合泵2，包括第一泵和第二泵，所述动筒双向复合泵2的动筒通过抽油杆柱与所述游梁抽油机1连接；所述第一泵与所述举升管柱通过单流阀连通；所述第二泵与所述注水通道通过单流阀连通；
油水分离器3，用于分离混合油液以生成第一液体，和含水量高于所述第一液体的第二液体；所述油水分离器3包括用于输入所述混合油液的入口、用于输出所述第一液体的中心出口，和用于输出所述第二液体的下出口；其中，所述入口与采油通道连通；所述中心出口与所述第一泵通过单流阀连通；所述下出口与所述第二泵通过单流阀连通；
其中，当所述游梁抽油机1通过所述抽油杆柱拉动所述动筒向上运动时，所述第一泵内和所述第二泵内呈负压，进而通过所述采油通道将采油层101的所述混合油液抽取至所述油水分离器3以分离出所述第一液体和所述第二液体，所述第一液体通过所述中心出口进入所述第一泵，所述第二液体通过所述下出口进入所述第二泵；当所述游梁抽油机1通过所述抽油杆柱推动所述动筒向下运动时，所述第一泵内和所述第二泵内增压，推动所述第一液体通过所述举升管柱流出，并推动所述第二液体通过所述注水通道注入注水层102。
在具体实施过程中，根据注水层102和采油层101的位置的不同，所述同井采注装置可以分为图1所示的采下注上型和图2所示的采上注下型。
下面将分别介绍同井采注装置的结构、同井采注装置的安装、采下注上型同井采注装置的工作原理和采上注下型同井采注装置的工作原理。
首先，介绍同井采注装置的结构。
在本申请实施例中，所述抽油杆柱的上端连接所述游梁抽油机1，油杆柱的下端连接所述动筒双向复合泵2的所述动筒，所述动筒即是所述第一泵的泵 桶，同时也是所述第二泵的柱塞；所述动筒上端装有凡尔做为游动阀，所述第一泵的柱塞与所述第二泵的泵桶固定，以使得当所述抽油杆柱带动所述动筒向上运动时，所述第一泵内和所述第二泵内均呈负压；当所述抽油杆柱带动所述动筒向下运动时，所述第一泵内和所述第二泵内压力均增强。
在具体实施过程中，所述第一泵的型号可以为￠44，所述第二泵的型号可以为￠70。
在具体实施过程中，可以在所述动筒上安装凡尔作为所述第一泵的固定阀，所述固定阀的进口与所述油水分离器3的所述中心出口连通，该凡尔还作为所述中心出口与所述第一泵之间的单流阀，以使所述第一泵内空间与所述中心出口连通。所述第二泵的内空间，即所述动筒与所述动筒双向复合泵2的外壳构成的容积空间，与所述流油水分离器3的下出口及注水通道同时连通。
进一步，为了使所述同井采注装置在采油及注水的过程中，装置中的所述混合油液、所述第一液体和所述第二液体均保持单向流动，而不会出现倒流导致各种液体混合，设置：
所述第一泵与所述举升管柱通过单流阀连通；其中，所述第一泵与所述举升管柱之间的单流阀只允许液体从所述第一泵流入所述举升管柱；以通过所述举升管柱将所述第一液体抽到地面；
所述第二泵与所述注水通道通过单流阀连通；其中，所述第二泵与所述注水通道之间的单流阀只允许液体从所述第二泵流入所述注水通道；以通过所述注水通道将所述第二液体注入到所述注水层。
所述中心出口与所述第一泵通过单流阀连通；其中，所述中心出口与所述第一泵之间的单流阀只允许液体从所述油水分离器流入所述第一泵；
所述下出口与所述第二泵通过单流阀连通；其中，所述下出口与所述第二泵之间的单流阀只允许液体从所述油水分离器流入所述第二泵。
在本申请实施例中，所述油水分离器3可以为旋流油水分离器，即当所述混合油液抽入所述油水分离器3时，所述油水分离器3旋转，以分离出所述第 一液体和所述第二液体。
具体来讲，所述第一液体可以为含水量小于10％的油液，所述第二液体可以为含水量高于95％的油液。
当然，在具体实施过程中，所述油水分离器3也可以为其他分离器，在此不作限制。
在本申请实施例中，所述同井采注装置，还可以包括：双通道过流桥4，所述双通道过流桥4的第一通道为所述采油通道，所述双通道过流桥的第二通道为所述注水通道。
具体来讲，当所述装置为采下注上型时，所述双通道过流桥4的所述注水通道的出口在位于上方的注水层；所述双通道过流桥4的采油通道的入口在位于下方采油层；当所述装置为采上注下型时，所述双通道过流桥4的所述注水通道的出口在位于下方的注水层；所述双通道过流桥4的采油通道的入口在位于上方采油层。
具体来讲，通过所述双通道过流桥4隔离出所述采油通道和所述注水通道，在避免了所述采油通道中的所述混合油液和所述注水通道中的所述第二液体的混合的基础上，便于所述采油通道和所述注水通道的安装。
在本申请实施例中，所述同井采注装置，还可以包括：插入式带锚定封隔器5，所述插入式带锚定封隔器5与所述注水通道和所述采油通道连接，用于分隔和密封所述采油层和所述注水层。避免所述采油层和所述注水层的液体渗透。
在本申请实施例中，所述同井采注装置，还可以包括：托砂皮碗6，固定在所述插入式带锚定封隔器5的上侧，以防止砂石卡住所述插入式带锚定封隔器5，提高装置可靠性。
在本申请实施例中，所述同井采注装置，还可以包括：锚定器7，与所述举升管柱连接，用于防止所述举升管柱的摇动和蠕动，避免摇动导致的装置损坏，提高装置可靠性。
接下来，介绍同井采注装置的安装。
所述同井采注装置的安装至少分三步施工工序：
第一步，先把所述插入式带锚定封隔器5依靠之前插入的管柱下到预先确定的需要密封隔离的位置，再从地面通过管柱通道打压、坐封和锚定所述插入式带锚定封隔器5。
第二步，按照下述先后顺序依次下井安装：所述插入式带锚定封隔器5的密封管、所述托砂皮碗6、所述双通道过流桥4、所述油水分离器3、所述动筒双向复合泵2、泵上的油管锚定器和油管至井口的油管挂。
第三步，下入所述抽油杆柱，所述抽油杆柱的最下端与所述动筒双向复合泵2的所述动筒连接，具体可以是通过配套的脱卡器接头连接。
再下来，介绍采下注上型同井采注装置的工作原理。
当地面的所述游梁抽油机1拉动井内的所述抽油杆柱做向上运动时，抽油杆柱下端拉动所述动筒双向复合泵2的动筒同时向上移动举升泵上液柱。此时，所述第一泵和所述第二泵的腔体内有负压形成。
在负压抽吸作用下，所述第一泵与所述中心出口之间的单流阀开启，所述第一泵与所述举升管柱之间的单流阀关闭；所述第二泵与所述下出口之间的单流阀开启，所述第二泵与所述注水通道之间的单流阀关闭。
在负压抽吸作用下，所述动筒双向复合泵2对位于下方的采油层101产生吸力，混合油液在吸力作用下，依次通过所述插入式带锚定封隔器5的中心通道、所述封隔器的插入密封管和所述托砂皮碗6的中心管后，流入所述双通道过流桥4的外通道，即采油通道，再进入所述旋转式油水分离器的堆型旋流分离腔室进行旋流，所述旋转式油水分离器由于抽吸作用，增加了所述混合油液进入所述油水分离器的流速，流速的增加提高了所述混合油液在所述油水分离器内的旋转速度，所述混合油液经过旋流分离由于离心力和重力的作用，低密度的含水量低的第一液体从所述中心出口的单流阀抽入所述第一泵的腔室内；高密度的含水量高的第二液体从外围向下旋转沉积通过所述下出口的单流阀 抽入所述第二泵的腔室内。
当地面的所述游梁抽油机1推动井内的所述抽油杆柱做向下运动时，抽油杆柱下端推动所述动筒双向复合泵2的动筒向下移动，此时，所述第一泵和所述第二泵的腔体内压强增加。
在高压推动作用下，所述第一泵与所述中心出口之间的单流阀关闭，所述第一泵与所述举升管柱之间的单流阀开启；所述第二泵与所述下出口之间的单流阀关闭，所述第二泵与所述注水通道之间的单流阀开启。
在高压推动作用下，所述第一液体通过所述举升管道的单流阀从所述第一泵的腔室内排到举升管柱内并举升到地面；同时第二液体通过所述注水通道的单流阀进入所述双通道过流桥4的中心通道，即所述注水通道，再排出到位于上方的注水层102。
重复上述步骤，实现持续的采下注上型同井采注。
最后，介绍采上注下型同井采注装置的工作原理。
当地面的所述游梁抽油机1拉动井内的所述抽油杆柱做向上运动时，抽油杆柱下端拉动所述动筒双向复合泵2的动筒同时向上移动举升泵上液柱。此时，所述第一泵和所述第二泵的腔体内有负压形成。
在负压抽吸作用下，所述第一泵与所述中心出口之间的单流阀开启，所述第一泵与所述举升管柱之间的单流阀关闭；所述第二泵与所述下出口之间的单流阀开启，所述第二泵与所述注水通道之间的单流阀关闭。
在负压抽吸作用下，所述动筒双向复合泵2对位于上方的采油层101产吸力，混合油液在吸力作用下，通过所述双通道过流桥4的外通道，即采油通道，进入所述旋转式油水分离器的堆型旋流分离腔室进行旋流，所述混合油液经过旋流分离由于离心力和重力的作用，低密度的含水量低的第一液体从所述中心出口的单流阀抽入所述第一泵的腔室内；高密度的含水量高的第二液体从外围向下旋转沉积通过所述下出口的单流阀抽入所述第二泵的腔室内。
当地面的所述游梁抽油机1推动井内的所述抽油杆柱做向下运动时，抽油 杆柱下端推动所述动筒双向复合泵2的动筒向下移动，此时，所述第一泵和所述第二泵的腔体内压强增加。
在高压推动作用下，所述第一泵与所述中心出口之间的单流阀关闭，所述第一泵与所述举升管柱之间的单流阀开启；所述第二泵与所述下出口之间的单流阀关闭，所述第二泵与所述注水通道之间的单流阀开启。
在高压推动作用下，所述第一液体通过所述举升管道的单流阀从所述第一泵的腔室内排到举升管柱内并举升到地面；同时第二液体通过所述注水通道的单流阀进入所述双通道过流桥4的中心通道，即所述注水通道，再依次通过所述托砂皮碗6的中心管、所述封隔器的插入密封管和所述插入式带锚定封隔器5的中心通道后，注入位于下方的注水层102。
重复上述步骤，实现持续的采上注下型同井采注。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
1、本申请实施例提供的同井采注装置，有效地利用现有的常规游梁抽油机作为采油动力，靠油水分离器把油水分开,再依靠地面常规游梁抽油机拉动井下的动筒双向复合泵实现同井低含水的油举升到地面，而高含水的液体增压注到同井所需注水层。一方面用常规游梁抽油机替代泵电机，降低了采油的能耗，另一方面，降低了生产成本。
2、本申请实施例提供的同井采注装置，采用插入式带锚定封隔器来分离密封采油层和注水层，有效防止注水层和采油层的渗透。
3、本申请实施例提供的同井采注装置，采用锚定器，与所述举升管柱连接，来防止所述举升管柱的摇动，避免摇动导致的装置损坏，提高装置可靠性。
4、本申请实施例提供的同井采注装置，在所述插入式带锚定封隔器的上侧固定托砂皮碗，以防止砂石卡住所述插入式带锚定封隔器，提高装置可靠性。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。