一種反循環(huán)水力排液泵的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種反循環(huán)水力排液泵，屬于油氣田的排液求產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，主要解決了油氣井儲層改造后難以實現(xiàn)快速、高效排液的技術(shù)問題。該反循環(huán)水力排液泵包括泵筒、滑套和泵芯，在工作時采用反循環(huán)，動力液通過油套環(huán)空注入，經(jīng)噴嘴后形成高速射流，將地層液吸入，地層液和動力液在混合管混合后形成高速液流，通過油管返到地面。本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，操作簡便，排液能力強，快速及時，適用于大型體積壓裂施工井。
【專利說明】一種反循環(huán)水力排液泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于油氣田的排液求產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種油氣田壓裂改造后排液井下作業(yè)配套工具，特別涉及一種反循環(huán)水力排液泵。

【背景技術(shù)】
[0002]排液求產(chǎn)是試油施工過程中主要工序之一。如射孔后，尤其是酸化、壓裂施工后排液求產(chǎn)，要求及時快捷，達到求取產(chǎn)能、縮短周期、降低成本及認識儲層的目的。酸化、壓裂后及時排液可縮短作業(yè)液在油藏中滯留的時間，可最大限度地提高排液求產(chǎn)的效果。所以，工程上普遍要求排液及時、速度快、同時施工費用適中。
[0003]目前，低壓油(氣)田排液方法主要有抽汲排液，以及正循環(huán)水力泵排液工藝方法。這兩種工藝方法都存在著一定的局限性。抽汲排液工藝方法的缺陷主要體現(xiàn)在效率低、抽深淺、達不到深井抽汲的要求；排液速度慢，造成排液周期延長，影響施工進度；且抽汲排液工藝在井控安全、環(huán)保等方面存在一定的隱患。正循環(huán)水力泵排液工藝方法的效果受油套環(huán)空面積的影響，油套環(huán)空面積大，液體流速慢，攜液能力降低；且排液后易形成卡鉆。
[0004]因此，急需一種快速、連續(xù)、高效的排液工具，并且能夠滿足大規(guī)模體積壓裂后的壓裂液快速返排的技術(shù)要求。
實用新型內(nèi)容
[0005]為解決油氣井儲層改造后難以實現(xiàn)快速、高效排液的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種反循環(huán)水力排液泵，以適用于大型體積壓裂施工井。
[0006]本實用新型采取的技術(shù)方案是:
[0007]一種反循環(huán)水力排液泵包括泵筒、滑套和泵芯。
[0008]所述泵筒包括泵筒外套和下接頭；泵筒外套為中空管狀結(jié)構(gòu)；下接頭的上端套接在泵筒外套的內(nèi)部，且通過緊定螺釘與泵筒外套固定連接。
[0009]所述滑套為中空管狀結(jié)構(gòu)，且通過剪釘固定在泵筒外套的內(nèi)部，滑套的外表面設(shè)置有密封槽和剪切槽；密封槽內(nèi)安裝有密封圈。
[0010]所述泵芯包括壓套、壓蓋、鋼球座、定位螺釘、限位鋼球、混合管、硬質(zhì)合金管、噴嘴、絲堵、單流閥座、單流閥鋼球、卡簧、限位套、蝶形彈簧、防砂膠墊和單流閥下接頭。
[0011]其中，限位套、蝶形彈簧、防砂膠墊、鋼球座、定位螺釘、限位鋼球安裝在泵筒外套和混合管圍成的間隙中。
[0012]噴嘴、絲堵、單流閥座安裝在滑套的內(nèi)部。
[0013]混合管安裝在泵筒外套的內(nèi)部，且混合管的上端伸出泵筒外套，混合管的下部內(nèi)測安裝有硬質(zhì)合金管；
[0014]壓套套裝在混合管的外部，壓套的下端延伸至泵筒外套的內(nèi)部且置于限位套的內(nèi)部；限位套套接在壓套的外表面，且其下部與鋼球座相連接；定位螺釘安裝在鋼球座的中部，在定位螺釘?shù)南路皆O(shè)置有限位鋼球。
[0015]壓套的外表面開設(shè)有壓套槽一和壓套槽二 ；蝶形彈簧安裝在限位套的內(nèi)部，且蝶形彈簧的下端與壓套槽一連接；蝶形彈簧和限位套的上端安裝有壓蓋；防砂膠墊設(shè)置在壓蓋的內(nèi)測；
[0016]噴嘴與混合管的下端相連接，噴嘴的下端連接有絲堵。
[0017]單向閥座安裝在絲堵的下方，單向閥座的上部安裝在滑套的內(nèi)部，單向閥座的下部置于下接頭的內(nèi)部；單向閥座的中部設(shè)置單向閥鋼球；單向閥鋼球的上部安裝有卡簧；單向閥座的下端套接單向閥下接頭。
[0018]單向閥座的下部開設(shè)地層液進口，且地層液進口位于單向閥鋼球與單向閥下接頭之間。
[0019]在混合管與單向閥座之間設(shè)置有地層液通道，且地層液通道位于噴嘴和絲堵的同一側(cè)。
[0020]所述泵筒外套、滑套和泵芯上均開設(shè)有動力液進口，其中，泵筒外套、滑套上的動力液進口分別設(shè)置在其中部；泵芯上的動力液進口與絲堵相連通。
[0021]作為優(yōu)選，所述泵筒外套、滑套上的動力液進口為4個，且動力液進口對稱分布。
[0022]作為優(yōu)選，所述泵芯上的動力液進口為3個，且呈120°均布。
[0023]作為優(yōu)選，所述地層液通道為3組，每組有2個地層液通道，且3組地層液通道呈120°均布。
[0024]作為優(yōu)選，所述滑套的外表面設(shè)置有9個密封槽，I個剪切槽。
[0025]作為優(yōu)選，所述剪釘?shù)募羟袎毫??5MPa。
[0026]本實用新型的優(yōu)點是:
[0027]1.本實用新型的反循環(huán)水力排液泵在工作時采用反循環(huán)，動力液通過油套環(huán)空注入，經(jīng)噴嘴后形成高速射流，并在噴嘴附近形成負壓，將地層液吸入，地層液和動力液在混合管混合后形成高速液流，通過油管返到地面，油管截面相對較小，液體流動速度快，排液強度大、快速及時。
[0028]2.本實用新型的反循環(huán)水力排液泵的混合管由硬質(zhì)的合金材料制成，具有較好的強度和抗沖蝕性。
[0029]3.本實用新型的反循環(huán)水力排液泵在工作時采用反循環(huán)，地層返排液不進入封隔器以上環(huán)空，能夠有效避免沉砂卡鉆現(xiàn)象的發(fā)生。
[0030]4.本實用新型的反循環(huán)水力排液泵能夠?qū)崿F(xiàn)泵芯投放工具解除鎖定，通過反循環(huán)反洗出泵芯，沒有增加過多工作量，操作簡便。
[0031]5.本實用新型的反循環(huán)水力排液泵為滑套式結(jié)構(gòu)，可以同步進行壓裂、沖砂、排液施工，縮短工期。壓裂、沖砂施工結(jié)束后，從油管內(nèi)投入泵芯，泵芯下端坐在滑套上，正循環(huán)打壓3-5MPa，剪斷滑套固定剪釘，滑套下移，連通滑套與泵筒之間進液孔通道，進行反循環(huán)排液。
[0032]6.本實用新型的反循環(huán)水力排液泵的泵芯下部設(shè)置的單流閥座和單流閥球，可防止當排液中途停泵時，管柱內(nèi)液面重新回落至地層。
[0033]7.本實用新型的反循環(huán)水力排液泵的泵芯下端還可連接壓力計，排液作業(yè)時可記錄井底壓力及產(chǎn)液情況。
[0034]以下將結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是反循環(huán)水力排液泵的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖2是泵筒結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖3是滑套結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖4是泵芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖5是泵芯A-A剖視圖。
[0040]圖6是壓套結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖7是反循環(huán)水力排液泵的入井坐封前狀態(tài)示意圖。
[0042]圖8是反循環(huán)水力排液泵的滑套到位狀態(tài)示意圖。
[0043]圖9是反循環(huán)水力排液泵的排液工作狀態(tài)示意圖。
[0044]圖10是反循環(huán)水力排液泵的解鎖待沖出狀態(tài)示意圖。
[0045]附圖標記說明:1、壓套；2、壓蓋；3、鋼球座；4、定位螺釘；5、限位鋼球；6、混合管；
7、硬質(zhì)合金管；8、噴嘴；9、滑套；10、絲堵；11、剪釘；12、單流閥座；13、緊定螺釘；14、下接頭；15、單流閥鋼球；16、卡簧；17、泵筒外套；18、限位套；19、蝶形彈簧；20、防砂膠墊；21、地層液通道；22、動力液進口 ；23、密封槽；24、剪切槽；25、單向閥下接頭；26、壓套槽一；27、壓套槽二 ；28、地層液進口。

【具體實施方式】
[0046]排液求產(chǎn)是試油施工過程中主要工序之一。當前,低壓油(氣)田的排液求產(chǎn)工藝主要有抽汲排液和正循環(huán)水力泵排液方法。這兩種工藝方法都存在著一定的局限性。為此，本實用新型提供了一種反循環(huán)水力排液泵。從整體結(jié)構(gòu)而言，該排液泵包括泵筒、滑套9和泵芯三部分。
[0047]如圖1和圖2所示，所述的泵筒包括泵筒外套17和下接頭14。泵筒外套17為中空管狀結(jié)構(gòu)，泵筒外套17的下端與下接頭14相連接。下接頭14的上端套接在泵筒外套17的內(nèi)部，且通過緊定螺釘13與泵筒外套17固定連接。
[0048]所述滑套9為中空管狀結(jié)構(gòu)，滑套9設(shè)置在泵筒外套17的內(nèi)部，且通過剪釘11固定在泵筒外套17的內(nèi)部。如圖3所示，需要說明的是，滑套9的外表面設(shè)置有密封槽23和剪切槽24 ;其中，密封槽23內(nèi)安裝有密封圈。特別地，滑套9的外表面設(shè)置有9個密封槽和I個剪切槽。還有，剪釘11的剪切壓力為3?5MPa。
[0049]所述泵芯安裝在反循環(huán)水力排液泵的內(nèi)部。本實用新型的反循環(huán)水力排液泵的泵芯下端還可連接壓力計，排液作業(yè)時可記錄井底壓力及產(chǎn)液情況。
[0050]如圖4所示，泵芯包括壓套1、壓蓋2、鋼球座3、定位螺釘4、限位鋼球5、混合管6、硬質(zhì)合金管7、噴嘴8、絲堵9、單流閥座12、單流閥鋼球15、卡簧16、限位套18、蝶形彈簧19、防砂膠墊20和單流閥下接頭25等部件。其中，限位套18、蝶形彈簧19、防砂膠墊20、鋼球座3、定位螺釘4、限位鋼球5安裝在泵筒外套17和混合管6圍成的間隙中。進一步地，噴嘴8、絲堵9、單流閥座12安裝在滑套9的內(nèi)部。
[0051]混合管6安裝在泵筒外套17的內(nèi)部，且混合管6的上端伸出泵筒外套17，混合管6的下部內(nèi)測安裝有硬質(zhì)合金管7。值得說明的是，硬質(zhì)合金管7和混合管6由硬質(zhì)的合金材料制成，使其具有較好的強度和抗沖蝕性能。
[0052]壓套I套裝在混合管6的外部，壓套I的下端延伸至泵筒外套17的內(nèi)部且置于限位套18的內(nèi)部。限位套18套接在壓套I的外表面，且其下部與鋼球座3相連接。定位螺釘4安裝在鋼球座3的中部，在定位螺釘4的下方設(shè)置有限位鋼球5。
[0053]如圖6所示，壓套I的外表面開設(shè)有壓套槽一 26和壓套槽二 27。蝶形彈簧19安裝在限位套18的內(nèi)部，且蝶形彈簧19的下端與壓套槽一 26連接。蝶形彈簧19和限位套18的上端安裝有壓蓋2。防砂膠墊20設(shè)置在壓蓋2的內(nèi)測。
[0054]噴嘴8與混合管6的下端相連接，噴嘴8的下端連接有絲堵10。
[0055]單向閥座12安裝在絲堵10的下方，單向閥座12的上部安裝在滑套9的內(nèi)部，單向閥座12的下部置于下接頭14的內(nèi)部。單向閥座12的中部設(shè)置單向閥鋼球15。單向閥鋼球15的上部安裝有卡簧16 ;單向閥座12的下端套接單向閥下接頭25。
[0056]需要指出的是，單向閥座12和單向閥鋼球15的設(shè)置，可防止當排液中途停泵時，管柱內(nèi)液面重新回落至地層。
[0057]單向閥座12的下部開設(shè)地層液進口 28，需要指出的是，地層液進口 28位于單向閥鋼球15與單向閥下接頭25之間。
[0058]如圖5所示，在混合管6與單向閥座12之間設(shè)置有地層液通道21，且地層液通道21位于噴嘴8和絲堵10的同一側(cè)。特別地，地層液通道21為3組，每組有2個地層液通道21，且3組地層液通道21呈120°均布。
[0059]需要強調(diào)的是，所述泵筒外套17、滑套9和泵芯上均開設(shè)有動力液進口 22。其中，泵筒外套17、滑套9上的動力液進口 22分別設(shè)置在其中部；泵芯上的動力液進口 22與絲堵10相連通。作為優(yōu)選，所述泵筒外套17、滑套9上的動力液進口 22為4個，且動力液進口 22對稱分布。如圖5所示，所述泵芯上的動力液進口 22為3個，且呈120°均布。
[0060]本實用新型提供的一種反循環(huán)水力排液泵的具體施工可以分為不同的階段:
[0061](I)下泵筒
[0062]壓裂、沖砂作業(yè)時，先將滑套9固定在泵筒上，隨后將泵筒和滑套9隨壓裂管一起下入井下預(yù)定位置，泵筒的下接頭14連接施工管柱。壓裂、沖砂施工時不投泵芯，保證液體順利通過泵筒進入地層或返出井口。泵筒上的滑套9保證壓裂、沖砂施工過程中油套不通。
[0063](2)下泵芯
[0064]壓裂、沖砂施工結(jié)束后，進行排液時，將泵芯從油管內(nèi)投入，泵芯噴嘴8向上，使其自由下落，泵芯帶有限位鋼球5，入位后蝶形彈簧19卡到壓套I的壓套槽一 26上，限位鋼球5坐到鋼球座3上，定位螺釘4限定限位鋼球5的運動，泵芯下端坐在滑套9上。此時，反循環(huán)水力排液泵的工作狀態(tài)如圖7所示。
[0065](3)打滑套
[0066]從油管正循環(huán)打壓，泵壓達到3_5MPa時，剪斷滑套9與泵筒外套17的剪釘11，滑套9下移，泵筒、滑套9、泵芯上的動力液入口 22聯(lián)通。此時，反循環(huán)水力排液泵的工作狀態(tài)如圖8所示。
[0067](4)反循環(huán)排液
[0068]由地面動力泵通過油套環(huán)空注入動力液，經(jīng)過噴嘴8形成高速射流，在噴嘴腔形成負壓，地層液在地層壓力作用下通過單流閥鋼球15，進入地層液通道21，在混合管6中與動力液混合，通過油管排出，實現(xiàn)反循環(huán)排液。此時，反循環(huán)水力排液泵的工作狀態(tài)如圖9所示。
[0069](5)起泵芯
[0070]排液結(jié)束后，投38mm鋼球，正循環(huán)打壓，壓套I帶動泵芯向下移動，蝶形彈簧19相對上移至壓套I的壓套槽二 27，限位鋼球5解鎖，反循環(huán)洗出泵芯。此時，反循環(huán)水力排液泵的工作狀態(tài)如圖10所示。
[0071]本實用新型的反循環(huán)水力排液泵在工作時采用反循環(huán)，動力液通過油套環(huán)空注入，經(jīng)噴嘴后形成高速射流，并在噴嘴附近形成負壓，將地層液吸入，地層液和動力液在混合管混合后形成高速液流，通過油管返到地面，油管截面相對較小，液體流動速度快，排液強度大、快速及時。同時，工作時采用反循環(huán)，地層返排液不進入封隔器以上環(huán)空，能夠有效避免沉砂卡鉆現(xiàn)象的發(fā)生。
[0072]本實用新型的反循環(huán)水力排液泵能夠?qū)崿F(xiàn)泵芯投放工具解除鎖定，通過反循環(huán)反洗出泵芯，沒有增加過多工作量，操作簡便。并且，該排液泵為滑套式結(jié)構(gòu)，可以同步進行壓裂、沖砂、排液施工，縮短工期。壓裂、沖砂施工結(jié)束后，從油管內(nèi)投入泵芯，泵芯下端坐在滑套上，正循環(huán)打壓3_5MPa，剪斷滑套固定剪釘，滑套下移，連通滑套與泵筒之間進液孔通道，進行反循環(huán)排液。
[0073]上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作了說明，但本實用新型并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種反循環(huán)水力排液泵，其特征在于包括泵筒、滑套(9)和泵芯； 所述泵筒包括泵筒外套(17)和下接頭(14);泵筒外套(17)為中空管狀結(jié)構(gòu)；下接頭(14)的上端套接在泵筒外套(17)的內(nèi)部，且通過緊定螺釘(13)與泵筒外套(17)固定連接；所述滑套(9)為中空管狀結(jié)構(gòu)，且通過剪釘(11)固定在泵筒外套(17)的內(nèi)部，滑套(9)的外表面設(shè)置有密封槽(23)和剪切槽(24);密封槽(23)內(nèi)安裝有密封圈； 所述泵芯包括壓套(I)、壓蓋(2)、鋼球座(3)、定位螺釘(4)、限位鋼球(5)、混合管(6)、硬質(zhì)合金管(7)、噴嘴(8)、絲堵(10)、單流閥座(12)、單流閥鋼球(15)、卡簧(16)、限位套(18)、蝶形彈簧(19)、防砂膠墊(20)和單流閥下接頭(25)； 其中，限位套(18 )、蝶形彈簧(19 )、防砂膠墊(20 )、鋼球座(3 )、定位螺釘(4)、限位鋼球(5)安裝在泵筒外套(17)和混合管(6)圍成的間隙中； 噴嘴(8)、絲堵(10)、單流閥座(12)安裝在滑套(9)的內(nèi)部； 混合管(6)安裝在泵筒外套(17)的內(nèi)部，且混合管(6)的上端伸出泵筒外套(17)，混合管(6)的下部內(nèi)測安裝有硬質(zhì)合金管(7)；壓套(I)套裝在混合管(6)的外部，壓套(I)的下端延伸至泵筒外套(17)的內(nèi)部且置于限位套(18)的內(nèi)部；限位套(18)套接在壓套(I)的外表面，且其下部與鋼球座(3)相連接；定位螺釘(4)安裝在鋼球座(3)的中部，在定位螺釘(4)的下方設(shè)置有限位鋼球(5)；壓套(I)的外表面開設(shè)有壓套槽一(26)和壓套槽二(27);蝶形彈簧(19)安裝在限位套(18)的內(nèi)部，且蝶形彈簧(19)的下端與壓套槽一(26)連接；蝶形彈簧(19)和限位套(18)的上端安裝有壓蓋(2);防砂膠墊(20)設(shè)置在壓蓋(2)的內(nèi)測； 噴嘴(8)與混合管(6)的下端相連接，噴嘴(8)的下端連接有絲堵(10)；單向閥座(12 )安裝在絲堵(10 )的下方，單向閥座(11)的上部安裝在滑套(9 )的內(nèi)部，單向閥座(11)的下部置于下接頭(14)的內(nèi)部；單向閥座(11)的中部設(shè)置單向閥鋼球(15 );單向閥鋼球(15)的上部安裝有卡簧(16);單向閥座(11)的下端套接單向閥下接頭(25)；單向閥座(11)的下部開設(shè)地層液進口(28)，且地層液進口(28)位于單向閥鋼球(15)與單向閥下接頭(25)之間； 在混合管(6)與單向閥座(12)之間設(shè)置有地層液通道(21)，且地層液通道(21)位于噴嘴(8)和絲堵(10)的同一側(cè)； 所述泵筒外套(17)、滑套(9)和泵芯上均開設(shè)有動力液進口(22)，其中，泵筒外套(17)、滑套(9)上的動力液進口(22)分別設(shè)置在其中部；泵芯上的動力液進口(22)與絲堵(10)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反循環(huán)水力排液泵，其特征在于，所述泵筒外套(17)、滑套(9)上的動力液進口(22)為4個，且動力液進口(22)對稱分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反循環(huán)水力排液泵，其特征在于，所述泵芯上的動力液進口(22)為3個，且呈120°均布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反循環(huán)水力排液泵，其特征在于，所述地層液通道(21)為3組，每組有2個地層液通道(21)，且3組地層液通道(21)呈120°均布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反循環(huán)水力排液泵，其特征在于，所述滑套(9)的外表面設(shè)置有9個密封槽(23)，I個剪切槽(24)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反循環(huán)水力排液泵，其特征在于，所述剪釘(11)的剪切壓力 為3?5MPa。
【文檔編號】F04F5/10GK203962512SQ201420335549
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】鄧繼學(xué), 韓靜靜, 景志明, 侯光東, 徐迎新, 謝濤, 席仲琛, 李景彬, 劉研言 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術(shù)作業(yè)公司