【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气田开采，特别涉及一种空心螺杆驱动环喷射流排采系统及使用方法。
技术介绍
1、在现有的天然气井和煤层气井的动液面距地面大于4000米的深井排采中，仅采用单级泵不能达到这样高的举升扬程，难以将深井中的地层产液正常举升至地面。若采用现有两种串联接力式泵举升工艺，则存在低效率、高能耗、管理难度大、投入大、故障率高的局限，尤其是对于举升液含固相颗粒高的大斜度井、水平井，故障率与能耗更高。虽然，螺杆泵可以满足举升液含固相颗粒高的竖直井，但是不能满足深井和大斜度井的需要；现有射流泵举升扬程和系统效率也难以满足深抽排采的需要。所以，现有的举升装置不能满足地层供液能力前高后低的生产与节能需求，尤其是压裂后需要深抽排采含砂的油气井、深层煤层气井，缺乏理想的深井排采装置。
2、本公司于2024年1月19日申请的中国专利申请号为cn 2024100801342，专利名称为《一种螺杆泵驱动高扬程射流排采装置及使用方法》。其技术方案是：在大四通上部安装驱动头，螺杆泵通过油管连接到井下的套管内腔，所述螺杆泵的外侧安装回流罩，螺杆泵的下方通过油管连接锚定器和射流泵，通过锚定器与套管的内壁锚定，通过射流泵与螺杆泵串接，且射流泵位于螺杆泵的下方一段距离。该专利技术依据深层油气井排采的需求，将螺杆泵与射流泵有机串接为一体式，靠调整螺杆泵的转速而优化系统运行，集成了螺杆泵泵效高、好管理、可抽吸含固液体、易计量的优势，又利用了射流泵的无运动件、工作制度灵活易调、更适于大斜度井抽吸复杂介质的优点。
3、但是，上述射流泵采用常规的射
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种空心螺杆驱动环喷射流排采系统及使用方法，通过设计全新的杆式环喷射流泵来应用于结垢情况严重和固体颗粒及杂质在停电停泵时沉积堵塞喷射泵的井，且杆式泵芯的外径小，能由地面井口送入到井下的杆式环喷射流泵内，并且杆式泵芯内腔充填有气体，可保持低的自身密度并提高其浮力，避免杆式泵芯在井下结垢卡死和内流道被堵的情况，也提高了耐磨性，使得射流泵继续保持已有的免起管柱即可检换泵芯的优势，满足深井排采的需要。
2、本专利技术提到的一种空心螺杆驱动环喷射流排采系统，其技术方案是：包括螺杆泵驱动头，还包括空心杆、螺杆泵定子、空心转子、导流孔、导流泵罩、大油管、小油管、油管锚定器、杆式环喷射流泵、可洗井固定阀，在井口装置的上部安装螺杆泵驱动头，螺杆泵驱动头的下端通过空心杆连接到空心转子，空心转子安装在倒置的螺杆泵定子内，在倒置安装的螺杆泵定子和空心转子的外部安装导流泵罩，且通过导流孔连通到大油管与小油管的环空；所述螺杆泵定子的下端通过小油管连接到井内下方的杆式环喷射流泵，所述大油管的外壁通过油管锚定器固定在井壁上，所述杆式环喷射流泵的下端通过短节连接可洗井固定阀，且杆式环喷射流泵的杆式泵芯的外径小于空心转子、空心杆和螺杆泵驱动头的空心轴联管的内径，且所述的杆式泵芯的内腔设有高压气体腔，高压气体腔填充有气体，且杆式泵芯与泵筒内壁形成环喷式结构的喷嘴。
3、优选的，上述杆式环喷射流泵包括动力液入口、杆式泵芯、喉部表面硬化层、扩散管表面硬化层、泵筒、地层液入口、混合液出口、泵芯支撑座，所述泵筒的内腔上部设有凸出喉部，用于与杆式泵芯的外凸出部形成环喷式结构的喷嘴；在凸出喉部的上方设有动力液入口，在凸出喉部的下方设有混合腔，混合腔的下部设有扩散管，在扩散管的下侧设有混合液出口；在泵筒的内腔下部设有泵芯支撑座，用于与杆式泵芯支撑配合，所述泵芯支撑座与泵筒的内壁之间设有地层液入口，地层液沿着泵筒底部进入到地层液入口。
4、优选的，上述的杆式泵芯包括打捞头、泵芯主体、外凸出部、耐磨硬化层、高压气体腔、导向头，泵芯主体的顶部设有打捞头，泵芯主体的下端设有导向头，泵芯主体的内腔设有高压气体腔，在泵芯主体的顶端设有单向气嘴，所述泵芯主体的外壁的中上部设有外凸出部。
5、优选的，上述外凸出部为圆柱形结构，其外径大于泵芯主体的外径，且小于泵筒内的凸出喉部的内径，在杆式泵芯坐在泵筒的泵芯支撑座后，外凸出部与凸出喉部形成环形的腔体，高压引射液沿着环形的腔体向下喷出，带动地层液沿着地层液入口进入到混合腔，再沿着扩散管向下经过混合液出口排出。
6、优选的，上述的杆式泵芯的下端的导向头的外径小于泵芯主体的外径，且泵芯支撑座的中心设有锥形孔，导向头插入到锥形孔中，通过泵芯主体与导向头之间的锥形面支撑泵芯主体。
7、优选的，上述螺杆泵定子硫化在螺杆泵主体内壁，所述空心转子安装在螺杆泵定子内腔，所述的空心转子的上端通过空心转子接头连接空心杆，空心转子的下端与圆孔定位器活动连接，在螺杆泵主体的底部设有螺杆泵下接头；通过螺杆泵驱动头带动空心杆和空心转子旋转，进而使高压引射液从地面被加压到井下的杆式环喷射流泵内，进而带动杆式环喷射流泵工作。
8、优选的，上述螺杆泵驱动头包括驱动头主体、变速箱、联轴器、空心轴电机、空心轴联管、泵芯捕捉器、出油口，所述驱动头主体上安装空心轴电机，空心轴电机的输出端通过联轴器连接变速箱，在变速箱的外侧设有出油口，所述驱动头主体内设有空心轴联管，空心轴联管的上端设有泵芯捕捉器，下端穿过联轴器、变速箱连接到井下的空心杆。
9、优选的，在杆式环喷射流泵的凸出喉部的外缘设有喉部表面硬化层，在扩散管的上部内壁设有扩散管表面硬化层；且杆式泵芯的外凸出部和泵芯主体的中部外壁设有耐磨硬化层。
10、本专利技术提到的空心螺杆驱动环喷射流排采系统的使用方法，包括以下步骤：
11、一、在井下安装好装置后，启动井口安装的螺杆泵驱动头，空心轴电机带动联轴器和空心杆旋转，空心杆带动井下的螺杆泵定子内的空心转子旋转，油管内的水通过空心转子与倒置的螺杆泵定子之间的相对转动向下加压，经过螺杆泵加压后的水沿着小油管的内腔向下继续运动，并进入到杆式环喷射流泵，在水的压力作用下，杆式泵芯坐封在泵筒下部的泵芯支撑座上，且杆式泵芯与泵筒内壁形成环喷式结构的喷嘴，高压的水向下沿着环喷式结构的喷嘴喷下，引射来自油层的地层液，在负压的作用下，驱动地层液沿着地层液入口进入到混合腔，再沿着扩散管向下经过混合液出口排出，形成的混合液再沿着杆式环喷射流泵与大油管之间的环空上行，经过螺杆泵下方的导流孔再进入到螺杆泵与导流泵罩形成的环空，再沿着螺杆泵上方的导流孔进入到空心杆与油管之间的环空，一部分作为杆式环喷射流泵本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种空心螺杆驱动环喷射流排采系统，包括螺杆泵驱动头（1），其特征是：还包括空心杆（3）、螺杆泵定子（4）、空心转子（5）、导流孔（6）、导流泵罩（7）、大油管（8）、小油管（9）、油管锚定器（10）、杆式环喷射流泵（11）、可洗井固定阀（12），在井口装置（2）的上部安装螺杆泵驱动头（1），螺杆泵驱动头（1）的下端通过空心杆（3）连接到空心转子（5），空心转子（5）安装在倒置的螺杆泵定子（4）内，在倒置安装的螺杆泵定子（4）和空心转子（5）的外部安装导流泵罩（7），且通过导流孔（6）连通到大油管（8）与小油管（9）的环空；所述螺杆泵定子（4）的下端通过小油管（9）连接到井内下方的杆式环喷射流泵（11），所述大油管（8）的外壁通过油管锚定器（10）固定在井壁上，所述杆式环喷射流泵（11）的下端通过短节连接可洗井固定阀（12），且杆式环喷射流泵（11）的杆式泵芯（11.2）的外径小于空心转子（5）、空心杆（3）和螺杆泵驱动头（1）的空心轴联管（1.5）的内径，且所述的杆式泵芯（11.2）的内腔设有高压气体腔（11.2.5），高压气体腔（11.2.5）填充有气体，且杆式泵芯（11.
2.根据权利要求1所述的空心螺杆驱动环喷射流排采系统，其特征是：所述杆式环喷射流泵（11）包括动力液入口（11.1）、杆式泵芯（11.2）、喉部表面硬化层（11.3）、扩散管表面硬化层（11.4）、泵筒（11.5）、地层液入口（11.6）、混合液出口（11.7）、泵芯支撑座（11.8），所述泵筒（11.5）的内腔上部设有凸出喉部（11.9），用于与杆式泵芯（11.2）的外凸出部（11.2.3）形成环喷式结构的喷嘴；在凸出喉部（11.9）的上方设有动力液入口（11.1），在凸出喉部（11.9）的下方设有混合腔（11.10），混合腔（11.10）的下部设有扩散管（11.11），在扩散管（11.11）的下侧设有混合液出口（11.7）；在泵筒（11.5）的内腔下部设有泵芯支撑座（11.8），用于与杆式泵芯（11.2）支撑配合，所述泵芯支撑座（11.8）与泵筒（11.5）的内壁之间设有地层液入口（11.6），地层液沿着泵筒（11.5）底部进入到地层液入口（11.6）。
3.根据权利要求2所述的空心螺杆驱动环喷射流排采系统，其特征是：所述的杆式泵芯（11.2）包括打捞头（11.2.1）、泵芯主体（11.2.2）、外凸出部（11.2.3）、耐磨硬化层（11.2.4）、高压气体腔（11.2.5）、导向头（11.2.6），泵芯主体（11.2.2）的顶部设有打捞头（11.2.1），泵芯主体（11.2.2）的下端设有导向头（11.2.6），泵芯主体（11.2.2）的内腔设有高压气体腔（11.2.5），在泵芯主体（11.2.2）的顶端设有单向气嘴（11.2.7），所述泵芯主体（11.2.2）的外壁的中上部设有外凸出部（11.2.3）。
4.根据权利要求3所述的空心螺杆驱动环喷射流排采系统，其特征是：所述外凸出部（11.2.3）为圆柱形结构，其外径大于泵芯主体（11.2.2）的外径，且小于泵筒（11.5）内的凸出喉部（11.9）的内径，在杆式泵芯（11.2）坐在泵筒（11.5）的泵芯支撑座（11.8）后，外凸出部（11.2.3）与凸出喉部（11.9）形成环形的腔体，高压引射液沿着环形的腔体向下喷出，带动地层液沿着地层液入口（11.6）进入到混合腔（11.10），再沿着扩散管（11.11）向下经过混合液出口（11.7）排出。
5.根据权利要求4所述的空心螺杆驱动环喷射流排采系统，其特征是：所述的杆式泵芯（11.2）的下端的导向头（11.2.6）的外径小于泵芯主体（11.2.2）的外径，且泵芯支撑座（11.8）的中心设有锥形孔，导向头（11.2.6）插入到锥形孔中，通过泵芯主体（11.2.2）与导向头（11.2.6）之间的锥形面支撑泵芯主体（11.2.2）。
6.根据权利要求5所述的空心螺杆驱动环喷射流排采系统，其特征是：所述螺杆泵定子（4）硫化在螺杆泵主体（4.2）内壁，所述空心转子（5）安装在螺杆泵定子（4）内腔，所述的空心转子（5）的上端通过空心转子接头（4.1）连接空心杆（3），空心转子（5）的下端与圆孔定位器（4.3）活动连接，在螺杆泵主体（4.2）的底部设有螺杆泵下接头（4.4）；通过螺杆泵驱动头（1）带动空心杆（3）和空心转子（5）旋转，进而使高压引射液从地面被加压到井下的杆式环喷射流泵（11）内，进而带动杆式环喷射流泵（11）工作。
7.根据权利要求6所述的空心螺杆驱动环喷射流排采系统，其特征是：所述螺杆泵驱动头（1）包括驱动头主体（1.1...
【技术特征摘要】
1.一种空心螺杆驱动环喷射流排采系统，包括螺杆泵驱动头（1），其特征是：还包括空心杆（3）、螺杆泵定子（4）、空心转子（5）、导流孔（6）、导流泵罩（7）、大油管（8）、小油管（9）、油管锚定器（10）、杆式环喷射流泵（11）、可洗井固定阀（12），在井口装置（2）的上部安装螺杆泵驱动头（1），螺杆泵驱动头（1）的下端通过空心杆（3）连接到空心转子（5），空心转子（5）安装在倒置的螺杆泵定子（4）内，在倒置安装的螺杆泵定子（4）和空心转子（5）的外部安装导流泵罩（7），且通过导流孔（6）连通到大油管（8）与小油管（9）的环空；所述螺杆泵定子（4）的下端通过小油管（9）连接到井内下方的杆式环喷射流泵（11），所述大油管（8）的外壁通过油管锚定器（10）固定在井壁上，所述杆式环喷射流泵（11）的下端通过短节连接可洗井固定阀（12），且杆式环喷射流泵（11）的杆式泵芯（11.2）的外径小于空心转子（5）、空心杆（3）和螺杆泵驱动头（1）的空心轴联管（1.5）的内径，且所述的杆式泵芯（11.2）的内腔设有高压气体腔（11.2.5），高压气体腔（11.2.5）填充有气体，且杆式泵芯（11.2）与泵筒（11.5）内壁形成环喷式结构的喷嘴。
2.根据权利要求1所述的空心螺杆驱动环喷射流排采系统，其特征是：所述杆式环喷射流泵（11）包括动力液入口（11.1）、杆式泵芯（11.2）、喉部表面硬化层（11.3）、扩散管表面硬化层（11.4）、泵筒（11.5）、地层液入口（11.6）、混合液出口（11.7）、泵芯支撑座（11.8），所述泵筒（11.5）的内腔上部设有凸出喉部（11.9），用于与杆式泵芯（11.2）的外凸出部（11.2.3）形成环喷式结构的喷嘴；在凸出喉部（11.9）的上方设有动力液入口（11.1），在凸出喉部（11.9）的下方设有混合腔（11.10），混合腔（11.10）的下部设有扩散管（11.11），在扩散管（11.11）的下侧设有混合液出口（11.7）；在泵筒（11.5）的内腔下部设有泵芯支撑座（11.8），用于与杆式泵芯（11.2）支撑配合，所述泵芯支撑座（11.8）与泵筒（11.5）的内壁之间设有地层液入口（11.6），地层液沿着泵筒（11.5）底部进入到地层液入口（11.6）。
3.根据权利要求2所述的空心螺杆驱动环喷射流排采系统，其特征是：所述的杆式泵芯（11.2）包括打捞头（11.2.1）、泵芯主体（11.2.2）、外凸出部（11.2.3）、耐磨硬化层（11.2.4）、高压气体腔（11.2.5）、导向头（11.2.6），泵芯主体（11.2.2）的顶部设有打捞头（11.2.1），泵芯主体（11.2.2）的下端设有导向头（11.2.6），泵芯主体（11.2.2）的内腔设有高压气体腔（11.2.5），在泵芯主体（11.2.2）的顶端设有单向气嘴（11.2.7），所述泵芯主体（11.2....
【专利技术属性】
技术研发人员：张广卿，高俊民，矫恒德，张志远，
申请(专利权)人：山东成林石油工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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