專利名稱：注空氣增壓采油和排液采氣裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別適用于無(wú)高壓天然氣、氮?dú)鈿庠淳牟捎秃团乓翰蓺獾难b置及方法，屬于石油和天然氣開(kāi)采領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在開(kāi)采石油和天然氣過(guò)程中，當(dāng)?shù)貙幽芰砍渥銜r(shí)，油氣井可采用自噴方式進(jìn)行生產(chǎn)；當(dāng)?shù)貙幽芰拷档秃秃噬仙蛔阋跃S持自噴生產(chǎn)時(shí)，需要補(bǔ)充能量轉(zhuǎn)為人工舉升方式開(kāi)采。常用的人工舉升方式有有桿泵、氣舉、電潛泵、水力活塞泵、水力噴射泵、氣體噴射泵、水力氣動(dòng)泵、泡沫排液等。目前國(guó)內(nèi)外廣泛使用的氣舉采油和排液采氣的高壓氣是天然氣、氮?dú)獾炔灰妆ǖ臍怏w，注空氣氣舉易爆炸，不安全，目前禁止使用。其原因是注人井內(nèi)的空氣與井中的油氣接觸和混合，當(dāng)混合比例達(dá)到空氣的爆炸極限，就會(huì)產(chǎn)生爆炸，造成事故。但是很多地區(qū)天然氣缺乏，氮?dú)庑枰嘿F的制氮設(shè)備，而且維護(hù)費(fèi)用高?？諝鈿庠磸V，利用國(guó)產(chǎn)壓縮機(jī)就可獲得一定壓力的空氣。本發(fā)明人已提出地面注氣增壓采油和排液采氣裝置及方法，是利用地面注入氣驅(qū)井下氣體增壓泵，注入的高壓氣只能是天然氣或氮?dú)獾炔灰妆ǖ臍怏w。解決注入空氣采油和排液采氣，而且又不易爆炸，是當(dāng)前急待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于以提高油氣藏采收率為目標(biāo)，將氣舉井的井底壓力降到更低的水平，針對(duì)無(wú)高壓天然氣、氮?dú)鈿庠吹挠蜌饩靥岢鲆环N注空氣增壓采油和排液采氣裝置及方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明通過(guò)采用獨(dú)立的空氣注入采出系統(tǒng)，利用液體和氣體的密度差，用低壓空氣就可推動(dòng)井下氣體增壓泵的多個(gè)氣動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)泵活塞運(yùn)動(dòng)，將泵筒中液體排出井口，整個(gè)過(guò)程中不讓空氣與井中流體接觸，從而解決了注空氣采油和排液采氣易爆炸的問(wèn)題。
注空氣增壓采油和排液采氣裝置，是由井口、套管、同心雙油管、封隔器、氣體增壓泵、采出管組成，其特征是高壓空氣管通過(guò)地面注氣管與井口套管相連，井下注氣管可以是油管或油套管環(huán)行空間；套管從井口延伸到井底，同心雙油管位于套管中，油套管在井口與采油樹(shù)相連，井下油管有封隔器將油套管環(huán)空與井底和油管分隔；氣體增壓泵在油管上封隔器位置處，油套環(huán)空中的注入空氣能進(jìn)入泵馬達(dá)的動(dòng)力氣入口，泵端與井底相通；采出管位于井口，一端與井口油管連接，另一端與地面集輸管相連。
本發(fā)明的裝置及方法，其工作過(guò)程是利用液體和氣體的密度差，采用地面注入空氣推動(dòng)井下氣體增壓泵的多個(gè)氣動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)泵活塞運(yùn)動(dòng)，將泵筒中液體排出井口。高壓空氣按一定注氣壓力和注氣量通過(guò)地面注氣管到達(dá)井口，注入油套環(huán)空，到達(dá)井下氣體增壓泵動(dòng)力氣入口；注入高壓空氣進(jìn)入增壓泵多個(gè)氣動(dòng)馬達(dá)的一端，推動(dòng)馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)活塞的另一端將乏氣從空氣排出口排出，馬達(dá)排出的乏空氣通過(guò)同心雙油管的環(huán)空排到地面；馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)泵活塞運(yùn)動(dòng)，泵吸入端的吸入閥打開(kāi)，井液進(jìn)入泵筒吸入端，同時(shí)泵排出端的排出閥打開(kāi)，泵活塞運(yùn)動(dòng)將泵排出端井液壓入泵排出口，泵排出的井液排到內(nèi)油管并從內(nèi)油管排到井口采出管；當(dāng)馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)到馬達(dá)一端的終點(diǎn)時(shí)，注入氣進(jìn)入馬達(dá)活塞的另一端，馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)換向，如此循環(huán)，從而完成采油和排液采氣。當(dāng)?shù)貙託怏w對(duì)泵的效率影響較大時(shí)，應(yīng)采用并下氣錨，并安裝排氣管，將井下分離出的氣體直接排到地面。同心雙油管的環(huán)空也可作注氣管，這時(shí)油套環(huán)空和內(nèi)油管分別作空氣排出管和采出管；內(nèi)油管也可作注氣管，這時(shí)油套環(huán)空和同心雙油管的環(huán)空分別作采出管和空氣排出管。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(1)采用獨(dú)立的空氣注入采出系統(tǒng)，不讓空氣與井中流體接觸，從而解決了注空氣采油和排液采氣易爆炸的問(wèn)題；(2)具有有桿泵的優(yōu)點(diǎn)，能將井底壓力降低比氣舉更低的水平，對(duì)低壓低產(chǎn)能油氣井條件具有較強(qiáng)的適用性；(3)可以采用鋼絲或氣壓循環(huán)投撈作業(yè)，操作管理方便。


附圖為本發(fā)明注空氣增壓采油和排液采氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.采出管，2.內(nèi)油管，3.地面注氣管，4.外油管，5.套管，6.封隔器，7.氣體增壓泵，8.產(chǎn)層，9.乏空氣出口。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
高壓空氣按一定注氣壓力和注氣量通過(guò)地面注氣管3注入油套(4，5間)環(huán)空，到達(dá)井下封隔器6處的氣體增壓泵7的動(dòng)力氣入口；注入高壓空氣進(jìn)入氣體增壓泵7的多個(gè)氣動(dòng)馬達(dá)的一端，推動(dòng)馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)活塞的另一端將乏氣從空氣排出口排出，排出的乏空氣通過(guò)同心雙油管的環(huán)空(2，4間)排到地面乏空氣出口9，注入空氣系統(tǒng)不與井液接觸。馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)泵活塞運(yùn)動(dòng)，泵吸入端的吸入閥打井，井液從產(chǎn)層8進(jìn)入氣體增壓泵7的泵筒吸入端，同時(shí)泵排出端的排出閥打開(kāi)，泵活塞運(yùn)動(dòng)將泵排出端井液壓入泵排出口，泵排出的井液排到內(nèi)油管2，并從內(nèi)油管2排到井口采出管1。當(dāng)馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)到馬達(dá)一端的終點(diǎn)時(shí)，注入空氣進(jìn)入馬達(dá)活塞的另一端，馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)換向，如此循環(huán)，從而完成采油和排液采氣。
權(quán)利要求
1.一種注空氣增壓采油和排液采氣裝置及方法，其特征是高壓空氣管通過(guò)地面注氣管與井口套管相連，井下注氣管可以是油管或油套管環(huán)行空間；套管從井口延伸到井底，同心雙油管位于套管中，油套管在井口與采油樹(shù)相連，井下油管有封隔器將油套管環(huán)空與井底和油管分隔；氣體增壓泵在油管上封隔器位置處，油套環(huán)空中的注入空氣能進(jìn)入泵馬達(dá)的動(dòng)力氣入口，泵端與井底相通；采出管位于井口，一端與井口油管連接，另一端與地面集輸管相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置和方法，其特征是高壓空氣通過(guò)地面注氣管到達(dá)井口，注入油套環(huán)空，到達(dá)井下氣體增壓泵動(dòng)力氣入口；注入高壓空氣進(jìn)入增壓泵多個(gè)氣動(dòng)馬達(dá)的一端，推動(dòng)馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)活塞的另一端將乏空氣通過(guò)同心雙油管的環(huán)空排到地面；馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)泵活塞運(yùn)動(dòng)，井液進(jìn)入泵筒吸入端，同時(shí)泵活塞運(yùn)動(dòng)將井液壓入泵排出口，井液排到內(nèi)油管并從內(nèi)油管排到井口采出管；注入空氣與井液不接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置和方法，其特征是同心雙油管的環(huán)空也可作注氣管，這時(shí)油套環(huán)空和內(nèi)油管分別作空氣排出管和采出管；內(nèi)油管也可作注氣管，這時(shí)油套環(huán)空和同心雙油管的環(huán)空分別作采出管和空氣排出管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置和方法，其特征是當(dāng)?shù)貙託怏w對(duì)泵的效率影響較大時(shí)，應(yīng)采用井下氣錨，并安裝排氣管，將井下分離出的氣體直接排到地面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于無(wú)高壓天然氣、氮?dú)鈿庠淳牟捎秃团乓翰蓺庋b置及方法。它以提高油氣藏采收率為目標(biāo)，將氣舉井的井底壓力降到更低的水平。采用獨(dú)立的空氣注入采出系統(tǒng)，整個(gè)過(guò)程不讓空氣與井中流體接觸。其技術(shù)特征是高壓空氣通過(guò)地面注氣管到達(dá)井口，注入油套環(huán)空，進(jìn)入增壓泵多個(gè)氣動(dòng)馬達(dá)的一端，推動(dòng)馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)活塞的另一端將乏空氣通過(guò)同心雙油管的環(huán)空排到地面；馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)泵活塞運(yùn)動(dòng)，井液進(jìn)入泵筒吸入端，同時(shí)泵活塞運(yùn)動(dòng)將井液壓入泵排出口，井液排到內(nèi)油管并從內(nèi)油管排到井口采出管。本發(fā)明采用獨(dú)立的空氣注入采出系統(tǒng)，解決了注空氣采油和排液采氣易爆炸的問(wèn)題。它對(duì)低壓低產(chǎn)能油氣井條件具有較強(qiáng)的適用性。
文檔編號(hào)E21B43/16GK1648405SQ200410081589
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者劉建儀, 杜志敏, 孫瑜, 賈春生 申請(qǐng)人:西南石油學(xué)院