[发明专利]一种井下泵机组及井下排液测试系统

说明书

本申请公开了一种井下泵机组和井下排液测试系统，井下泵机组包括下入井下套管内的由油管、泵座和封隔器组成的作业管柱，还包括下入作业管柱内的排液管柱；所述封隔器位于所述泵座下方；所述排液管柱包括坐入泵座内的泵芯和连接在泵芯顶端的空心抽油杆。本申请的技术方案可将动力液与地层液分开，且可实现井下关井和稠油加热。

技术领域

本公开一般涉及油井试油、测试技术领域，具体涉及采用水力驱动、封闭式循环的井下泵机组及井下排液测试系统。

背景技术

目前，在油气井试油、测试技术领域，地层排液常采用水力泵排液或螺杆泵排液，其中水力泵主要有水力射流泵和水力活塞泵。

目前常用的水力泵，无论是射流泵，还是活塞泵，其工作方式都是在作业管柱内投入泵芯，作业管柱自上而下至少应由油管、泵座和封隔器等组成，通过地面泵将泵芯送入井下的泵座，然后提高泵压，驱动井下泵工作，将地层液与动力液一起从油管与套管之间的环形空间(简称油-套环空)返出地面，经地面分离计量后，将一部分混合液分离出来再用作动力液泵入井下，驱动井下泵工作。起泵时从油-套环空泵入液体，从作业油管内返出，将泵芯冲出井口。也即正循环下泵并排液，反循环起泵。这种工作方式十分简单、方便，所以得到了较普遍的应用。但它们的共同缺点都是地层液与动力液混合在一起排出，这对地层液的真实液性不好判断。

螺杆泵排液可获得单纯的地层流体，但由于抽油杆的扭矩限制以及螺杆与泵筒之间的动密封漏失，其举升能力有限，一般不超过10MPa的压差。另外，对稠油热采的应用也有很大的局限性。

采用水力活塞泵排液是可以将动力液与地层液分开的，也就是动力液封闭循环，要想将动力液与地层液分开，就必须为动力液再提供一个循环通道。通常的做法是在大油管内再下一层小油管，形成同心管柱，排液时将活塞泵泵芯投入到小油管内并泵送入座，继续增压驱动泵芯内的活塞组往复运动后，乏动力液从小油管与大油管之间的环形空间返回地面，形成动力液封闭循环。地层液则从大油管与套管之间的环形空间排出地面。起泵时需从小油管与大油管之间的环形空间泵入液体就可将泵芯冲出井口。如刊登于《石油机械》杂志2002年第7期上的一篇文章《同心管柱闭式水力活塞泵的开发应用》中介绍的那样。

上述同心管柱闭式水力活塞泵主要用于采油工艺，要用于试油、测试排液主要存在以下几方面的问题：

一是从中心管内起下泵芯，势必要求中心管具有足够的内通径，如果内通径太小则泵芯将更小，这样不但增加了泵芯的加工难度，而且排液量也势必减小。如果在5¹/₂″套管内作业，中心管最大只能选用2³/₈″油管(内径50.8mm)，外层管最大只能选用3¹/₂″油管(内径76mm)，泵芯的最大外径不能超过50mm。这样5¹/₂″套管作业最常用的2⁷/₈″油管都用不上，需要更换所有的作业油管，成本高、通用性差。

二是动力液通道与地层液通道之间隔着一层乏动力液通道，如遇稠油，加热动力液的热能不能直接作用于稠油使其融化。也就是说地层液通道与动力液通道不紧邻，不利于稠油热采的实现。

三是泵芯本身不能实现井下关井，不具备测试功能。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可将动力液与地层液分开、泵芯排量大、成本低、能够方便井下关井且可实现稠油加热的井下泵机组及井下排液测试系统。

第一方面，本申请提供一种井下泵机组，包括下入井下套管内的由油管、泵座和封隔器组成的作业管柱和下入到作业管柱内的排液管柱；所述泵座位于所述封隔器上方；所述排液管柱包括坐入泵座内的泵芯和连接在泵芯顶端的空心抽油杆。