專利名稱：原油溶解氣井下收集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田原油生產(chǎn)過程中的溶解氣收集技術(shù)，具體地說是原油溶解氣井下收集裝置。
背景技術(shù)：
原油里含有相當(dāng)數(shù)量溶解天然氣，在開采過程中，這些溶解氣會(huì)逐漸以氣體形式揮發(fā)出來形成自由氣。這些自由氣的一部分會(huì)隨井液一起被抽油泵抽出，剩余部分則集聚在油套環(huán)空中。大量貯存于套管中的溶解氣，會(huì)壓迫油井動(dòng)液面并對(duì)原油生產(chǎn)產(chǎn)生較大影響。傳統(tǒng)的處理方式是打開套管閘門排入大氣中，不但造成資源的浪費(fèi)，而且還對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染。目前現(xiàn)有的原油溶解氣收集工藝技術(shù)比較多，其中發(fā)明包括CN101871335 A、CN 101705805 A、CN 101915074 A 等三項(xiàng)；實(shí)用新型包括 CN 2811563、CN 201778783U、CN201943669U、CN 201714356U、CN 201377302等五項(xiàng)；非專利文獻(xiàn)包括廉火升、代旭升以及王雪梅等人先后在雜志文獻(xiàn)中介紹的三項(xiàng)技術(shù)。所有這些原油溶解氣收集的方法可以區(qū)分為地面收集和井下收集兩種方式，都屬于地面收集方式，這些收集技術(shù)盡管具體采用的裝置存在差別，但都存在易受到人為破壞的不足。在非專利文獻(xiàn)中，廉火升、代旭升所介紹的兩種技術(shù)也屬于地面收集方式。廉火升等人在《石油鉆采工藝》1994年第6期的76-80頁(yè)介紹了用單流閥回收套管氣的技術(shù)。該技術(shù)將單流閥連接于出油管線和套管環(huán)形空間出口之間，以便回收套管氣。該方法該屬于對(duì)溶解氣進(jìn)行地面收集的一種 技術(shù)，已被較多的油田現(xiàn)場(chǎng)單位采用，但是存在會(huì)影響抽油泵的充滿度，降低泵效以及易受到人為破壞等不足。代旭升在《勝利油田職工大學(xué)學(xué)報(bào)》2005年第I期的19-20頁(yè)介紹了移動(dòng)式油井套管氣回收裝置，該裝置解決了油套連通憋壓使套壓上升影響深井泵正常生產(chǎn)的問題，同時(shí)也避免了天然氣資源的浪費(fèi)。該技術(shù)也屬于地面收集方式，它雖然實(shí)現(xiàn)了原油溶解氣的有效回收，但是增加了設(shè)備投資和人為管理，復(fù)雜的井口設(shè)備使得日常設(shè)備管理難度增大，且該方式不適用于野外生產(chǎn)使用，局限性較大。目前只有王雪梅等人在《石油機(jī)械》2005年第8期的55-56頁(yè)介紹的一種油套連通式可洗井防盜氣裝置屬于溶解氣的井下收集裝置。該裝置可以實(shí)現(xiàn)井口套壓為零，達(dá)到了防盜氣目的，并有效地消除了氣體對(duì)泵效的影響，還可以直接進(jìn)行反洗井作業(yè)。該裝置在洗井過程中采用高壓液體壓縮單向密封膠筒密封單向閥的方式保證洗井作業(yè)順利進(jìn)行，但在使用該裝置后不能測(cè)量油井動(dòng)液面這一重要的常規(guī)參數(shù)，故生產(chǎn)中并不實(shí)用。有鑒于此，針對(duì)上述問題，提出一種設(shè)計(jì)合理且有效改善上述缺失的原油溶解氣井下收集裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供原油溶解氣井下收集裝置，解決了目前國(guó)內(nèi)的溶解氣收集裝置仍存在著會(huì)降低泵效、易受人為破壞、影響洗井作業(yè)及測(cè)量動(dòng)液面等問題，在不影響抽油井產(chǎn)量和正常維護(hù)作業(yè)的前提下，實(shí)現(xiàn)溶解氣的高效、安全收集。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供了原油溶解氣井下收集裝置，包括安裝在抽油泵下方的原油溶解氣泵下收集裝置和/或安裝在抽油泵上方的原油溶解氣泵上收集裝置；所述抽油泵設(shè)置在油管中，油管外側(cè)是套管，所述套管和油管之間形成環(huán)形空間即為油套環(huán)空。所述原油溶解氣泵下收集裝置包括氣液分離器、油套連通閥、封隔器、氣液收集器；所述氣液收集器安設(shè)在抽油泵正下方的油管上，在氣液收集器的上方油管和套管之間的油套環(huán)空中安設(shè)封隔器；在封隔器上方的油管內(nèi)設(shè)置有氣液分離器，該氣液分離器上端連接至抽油泵，下端則通過油套連通閥連接至封隔器上方的油套環(huán)空。所述原油溶解氣泵上收集裝置包括密封膠筒、浮動(dòng)閥、密封套、單向閥、氣液分離器；所述氣液分離器安設(shè)在抽油泵正下方的油管上，而在抽油泵的上方接近井口的油管上設(shè)置有單向閥，單向閥外設(shè)有密封套，單向閥上部安設(shè)有呈喇叭口向下開狀的密封膠筒；所述密封膠筒內(nèi)設(shè)有上下貫通的孔，密封膠筒下方裝有浮動(dòng)閥；浮動(dòng)閥上端面粘有環(huán)狀密封膠圈。所述單向閥由閥體、閥套和閥芯組成，閥體外圓上開有周向的槽，閥體上端面開有向下的孔并與外圓周向的槽相通形成溶解氣進(jìn)入油管的通道，單向閥所處的油管對(duì)應(yīng)閥體上端面處開有徑向的進(jìn)氣孔。

所述閥體上端面開有兩個(gè)周向的槽，分列在端面所開孔的近軸端與遠(yuǎn)軸端，兩個(gè)周向的槽安裝密封圈，對(duì)閥芯進(jìn)行端面密封。所述閥體與閥套由絲扣相連接。所述閥體、閥套與油管相配合的內(nèi)圓上開有周向的槽并安裝密封圈。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明對(duì)于原油中氣液比較小且含水較高的油井，采用原油溶解氣泵下收集裝置，原油溶解氣全部進(jìn)泵且不會(huì)使泵內(nèi)氣液比和油井泵效有較大的變化；對(duì)于原油中氣液比較大且含水較小的油井中，如原油溶解氣全部進(jìn)泵有可能造成抽油泵氣鎖，導(dǎo)致泵效大幅度降低，此類油井應(yīng)采用原油溶解氣泵上收集裝置進(jìn)行收集，減小溶解氣收集對(duì)泵效的影響；同時(shí)，兩種收集方案，都不影響油井的日常生產(chǎn)管理(熱洗、加藥、動(dòng)液面測(cè)量等)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原油溶解氣的全部收集，降低資源浪費(fèi)，降低大氣污染。其中，原油溶解氣泵下收集裝置施工簡(jiǎn)單，符合油田安全生產(chǎn)的技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)溶解氣的有效收集，收集效率可達(dá)98%以上，井口套壓為零。同時(shí)，不影響油井的日常生產(chǎn)管理(洗井、加藥、動(dòng)液面測(cè)量等)。其中，原油溶解氣泵上收集裝置對(duì)于含氣量大的油井，防止了抽油泵的氣鎖，提高了泵效，并且實(shí)現(xiàn)了溶解氣的有效收集，收集效率可達(dá)98%以上，井口套壓為零，同時(shí)，不影響油井的日常生產(chǎn)管理(洗井、加藥、動(dòng)液面測(cè)量等)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例(泵上、泵下兩種收集裝置的集成)的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明實(shí)施例原油溶解氣泵下收集裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例原油溶解氣泵上收集裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)造 圖4是本發(fā)明實(shí)施例原油溶解氣泵上收集裝置單向閥的結(jié)構(gòu) 圖5是本發(fā)明實(shí)施例原油溶解氣泵上收集裝置密封膠筒的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，配合

如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。參見圖1，原油溶解氣井下收集裝置，包括安裝在抽油泵下方的原油溶解氣泵下收集裝置和/或安裝在抽油泵上方的原油溶解氣泵上收集裝置；所述抽油泵設(shè)置在油管中，油管外側(cè)是套管，所述套管和油管之間形成環(huán)形空間即為油套環(huán)空。參見圖2，是本發(fā)明原油溶解氣井下收集裝置的泵下收集裝置，本裝置主要包括氣液分離器10、油套連通閥11、封隔器12及氣液收集器13等元件。在抽油泵9下部安設(shè)有氣液收集器13，在氣液收集器13上部，油管2與套管I之間的環(huán)形空間為油套環(huán)空3中安設(shè)封隔器12，在封隔器12上部安設(shè)氣液分離器10，氣液分離器10上安設(shè)有油套連通閥11，氣液分離器10上部與抽油泵9相連。井液從油層流入套管I后，由于封隔器12對(duì)油套環(huán)空3的封堵，經(jīng)氣液收集器13 —起進(jìn)入到油管2內(nèi)，經(jīng)過氣液分離器10的分離，液體與溶解氣分離，液體經(jīng)油套連通閥11進(jìn)入封隔器12上部的油套環(huán)空3，形成動(dòng)液面，而經(jīng)氣液分離器10分離后的溶解氣與未被分離的氣液一起進(jìn)入抽油泵9被抽至地面。而當(dāng)進(jìn)行洗井作業(yè)時(shí)，油套環(huán)空3內(nèi)的洗井液可通過油套連通閥11進(jìn)入油管2，再進(jìn)入抽油泵9返至地面，既而可正常洗井。參見圖3、圖4及圖5，是本發(fā)明原油溶解氣井下收集裝置的泵上收集裝置及單向閥的結(jié)構(gòu)原理圖，本裝置主要包括密封膠筒4、浮動(dòng)閥5、密封套6、彈簧7、單向閥8及氣液分離器10等元件。在抽油泵9下部安設(shè)有氣液分離器10，油管2接近井口的位置設(shè)有單向閥8，單向閥8外設(shè)有密封套6，單向閥8上部設(shè)有密封膠筒4，呈喇叭口向下開狀，密封膠筒4內(nèi)設(shè)有上下貫通的孔，下方裝有浮動(dòng)閥5，浮動(dòng)閥5上端面設(shè)有環(huán)狀密封膠圈。油井生產(chǎn)時(shí)，泵下的氣液分離器10將進(jìn)入油管2的氣液混合物分離，溶解氣被分離到油套環(huán)空3內(nèi)，進(jìn)入抽油泵9的油液含氣量降低，防止了氣鎖，提高了泵效；由于密封膠筒4張開緊貼套管I壁，浮動(dòng)閥5上的密封膠圈封堵住密封膠筒4內(nèi)貫通孔22，分離出的溶解氣被封堵在油套環(huán)空3內(nèi)密封膠筒4以下，不能到達(dá)井口，溶解氣在油套環(huán)空3內(nèi)不斷積聚，當(dāng)油套環(huán)空3內(nèi)的氣體壓力大于油管2內(nèi)油液的壓力時(shí)，閥芯15上移，即單向閥8開啟，油套環(huán)空3內(nèi)的溶解氣經(jīng)閥體18上的外周向槽20及端面開設(shè)的軸向孔19，經(jīng)油管2上的孔16進(jìn)入油管2內(nèi)腔，實(shí)現(xiàn)溶解氣收集；當(dāng)油套環(huán)空3內(nèi)溶解氣的壓力小于等于油管2內(nèi)的油液壓力時(shí)，閥芯15在重力及油管2內(nèi)油液壓力作用下，向下移，壓緊閥體18上端面的密封圈17，將閥體18上端面開的軸向孔19封閉，即單向閥8關(guān)閉，油管2內(nèi)的油液無法進(jìn)入油套環(huán)空3 ;當(dāng)進(jìn)行洗井作業(yè)時(shí)，洗井液由井口注入油套環(huán)空3，密封膠筒4在壓力作用下收縮，與套管I內(nèi)壁產(chǎn)生縫隙，洗井液由此進(jìn)入油套環(huán)空3繼續(xù)下行，密封套6在流體的沖擊作用下向下移動(dòng)，內(nèi)圓與單向閥8最大外徑處的密封圈相密封，封閉單向閥8，洗井液無法通過單向閥8進(jìn)入油管2，洗井液繼續(xù)下行并 在泵吸入口進(jìn)入油管2返回地面，完成洗井過程，洗井完成后，密封膠筒4回彈，貼緊套管I內(nèi)壁，重新封閉油套環(huán)空3，密封套6在彈簧7作用下向上復(fù)位，單向閥8外露，恢復(fù)正常工作狀態(tài)；當(dāng)需要測(cè)量動(dòng)液面時(shí)，對(duì)密封膠筒4上部油套環(huán)空3加壓，密封膠筒4上下壓力平衡后，浮動(dòng)閥5由于自身重力下移，密封膠筒4內(nèi)的貫通孔22打開，做為測(cè)量動(dòng)液面時(shí)的聲波通道，可以對(duì)動(dòng)液面進(jìn)行測(cè)量，動(dòng)液面測(cè)量結(jié)束后，釋放密封膠筒4上部油套環(huán)空3的壓力至大氣壓，由于密封膠筒4下壓力較上部大氣壓大，溶解氣預(yù)通過密封膠筒4貫通孔22向外擴(kuò)散，貫通孔22內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大氣流，浮動(dòng)閥5在此氣流氣沖出作用下上移，將貫通孔22封堵，恢復(fù)正常生產(chǎn)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，非用以限定本發(fā)明的專利范圍，其他運(yùn)用本發(fā)明的專利精神的等效 變化，均應(yīng)俱屬本發(fā)明的專利范圍。
權(quán)利要求
1.原油溶解氣井下收集裝置，其特征在于，包括安裝在抽油泵下方的原油溶解氣泵下收集裝置和/或安裝在抽油泵上方的原油溶解氣泵上收集裝置；所述抽油泵設(shè)置在油管中，油管外側(cè)是套管，所述套管和油管之間形成環(huán)形空間即為油套環(huán)空。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油溶解氣井下收集裝置，其特征在于，所述原油溶解氣泵下收集裝置包括氣液分離器、油套連通閥、封隔器、氣液收集器；所述氣液收集器安設(shè)在抽油泵正下方的油管上，在氣液收集器的上方油管和套管之間的油套環(huán)空中安設(shè)封隔器；在封隔器上方的油管內(nèi)設(shè)置有氣液分離器，該氣液分離器上端連接至抽油泵，下端則通過油套連通閥連接至封隔器上方的油套環(huán)空。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油溶解氣井下收集裝置，其特征在于，所述原油溶解氣泵上收集裝置包括密封膠筒、浮動(dòng)閥、密封套、單向閥；在抽油泵的上方接近井口的油管上設(shè)置有單向閥，單向閥外設(shè)有密封套，單向閥上部設(shè)有呈喇叭口向下開狀的密封膠筒；所述密封膠筒內(nèi)設(shè)有上下貫通的孔，密封膠筒下方裝有浮動(dòng)閥；浮動(dòng)閥上端面設(shè)有環(huán)狀密封膠圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的原油溶解氣井下收集裝置，其特征在于，所述單向閥由閥體、閥套和閥芯組成，閥體外圓上開有周向的槽，閥體上端面開有向下的孔并與外圓周向的槽相通形成溶解氣進(jìn)入油管的通道，單向閥所處的油管對(duì)應(yīng)閥體上端面處開有徑向的進(jìn)氣孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的原油溶解氣井下收集裝置，其特征在于，所述閥體上端面開有兩個(gè)周向的槽，分列在端面所開孔的近軸端與遠(yuǎn)軸端，兩個(gè)周向的槽安裝密封圈，對(duì)閥芯進(jìn)行端面密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的原油溶解氣井下收集裝置，其特征在于，所述閥體與閥套由絲扣相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的原油溶解氣井下收集裝置，其特征在于，所述閥體、閥套與油管相配合的內(nèi)圓上開有周向的槽并安 裝密封圈。
全文摘要
本發(fā)明提供原油溶解氣井下收集裝置，包括兩套分別在泵上和泵下收集溶解氣的收集裝置，針對(duì)不同的油井選用適合的收集裝置。泵上收集裝置，在井口附近利用密封膠筒封閉油套環(huán)空，氣體通過單向閥進(jìn)入油管收集；洗井時(shí)高壓洗井液使密封膠筒內(nèi)收，從而繼續(xù)下行，推動(dòng)密封套封閉單向閥，洗井液不能通過單向閥進(jìn)入油管，保證洗井順利進(jìn)行；測(cè)量動(dòng)液面時(shí)，對(duì)密封膠筒上部的油套環(huán)空加壓，浮動(dòng)閥下移，打開密封膠筒內(nèi)孔，形成聲波傳播通道。泵下收集溶解氣的收集裝置，利用封隔器封閉泵下的油套環(huán)空，氣體進(jìn)泵收集，液體通過封隔器上方油套連通閥進(jìn)入油套環(huán)空形成動(dòng)液面。兩套收集裝置都不影響洗井和液面測(cè)量等油井日常維護(hù)工作。
文檔編號(hào)E21B43/00GK103244077SQ20121002482
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者沈國(guó)華, 劉雨文, 馬增海, 王亞洲, 段忠習(xí), 徐宏國(guó), 牛孝海 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司濱南采油廠