CN103244077B - 原油溶解气井下收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供原油溶解气井下收集装置，包括两套分别在泵上和泵下收集溶解气的收集装置，针对不同的油井选用适合的收集装置。泵上收集装置，在井口附近利用密封胶筒封闭油套环空，气体通过单向阀进入油管收集；洗井时高压洗井液使密封胶筒内收，从而继续下行，推动密封套封闭单向阀，洗井液不能通过单向阀进入油管，保证洗井顺利进行；测量动液面时，对密封胶筒上部的油套环空加压，浮动阀下移，打开密封胶筒内孔，形成声波传播通道。泵下收集溶解气的收集装置，利用封隔器封闭泵下的油套环空，气体进泵收集，液体通过封隔器上方油套连通阀进入油套环空形成动液面。两套收集装置都不影响洗井和液面测量等油井日常维护工作。

Description

原油溶解气井下收集装置

技术领域

本发明涉及油田原油生产过程中的溶解气收集技术，具体地说是原油溶解气井下收集装置。

背景技术

原油里含有相当数量溶解天然气，在开采过程中，这些溶解气会逐渐以气体形式挥发出来形成自由气。这些自由气的一部分会随井液一起被抽油泵抽出，剩余部分则集聚在油套环空中。大量贮存于套管中的溶解气，会压迫油井动液面并对原油生产产生较大影响。传统的处理方式是打开套管闸门排入大气中，不但造成资源的浪费，而且还对大气造成严重污染。

目前现有的原油溶解气收集工艺技术比较多，其中发明包括CN 101871335 A、CN101705805 A、CN 101915074 A等三项；实用新型包括CN 2811563、CN 201778783U、CN201943669U、CN 201714356U、CN 201377302等五项；非专利文献包括廉火升、代旭升以及王雪梅等人先后在杂志文献中介绍的三项技术。

所有这些原油溶解气收集的方法可以区分为地面收集和井下收集两种方式，都属于地面收集方式，这些收集技术尽管具体采用的装置存在差别，但都存在易受到人为破坏的不足。

在非专利文献中，廉火升、代旭升所介绍的两种技术也属于地面收集方式。廉火升等人在《石油钻采工艺》1994年第6期的76-80页介绍了用单流阀回收套管气的技术。该技术将单流阀连接于出油管线和套管环形空间出口之间，以便回收套管气。该方法该属于对溶解气进行地面收集的一种技术，已被较多的油田现场单位采用，但是存在会影响抽油泵的充满度，降低泵效以及易受到人为破坏等不足。代旭升在《胜利油田职工大学学报》2005年第1期的19-20页介绍了移动式油井套管气回收装置，该装置解决了油套连通憋压使套压上升影响深井泵正常生产的问题，同时也避免了天然气资源的浪费。该技术也属于地面收集方式，它虽然实现了原油溶解气的有效回收，但是增加了设备投资和人为管理，复杂的井口设备使得日常设备管理难度增大，且该方式不适用于野外生产使用，局限性较大。

目前只有王雪梅等人在《石油机械》2005年第8期的55-56页介绍的一种油套连通式可洗井防盗气装置属于溶解气的井下收集装置。该装置可以实现井口套压为零,达到了防盗气目的,并有效地消除了气体对泵效的影响，还可以直接进行反洗井作业。该装置在洗井过程中采用高压液体压缩单向密封胶筒密封单向阀的方式保证洗井作业顺利进行，但在使用该装置后不能测量油井动液面这一重要的常规参数，故生产中并不实用。

有鉴于此，针对上述问题，提出一种设计合理且有效改善上述缺失的原油溶解气井下收集装置。

发明内容

本发明的目的在于提供原油溶解气井下收集装置，解决了目前国内的溶解气收集装置仍存在着会降低泵效、易受人为破坏、影响洗井作业及测量动液面等问题，在不影响抽油井产量和正常维护作业的前提下，实现溶解气的高效、安全收集。

为了达成上述目的，本发明提供了原油溶解气井下收集装置，包括安装在抽油泵下方的原油溶解气泵下收集装置和/或安装在抽油泵上方的原油溶解气泵上收集装置；所述抽油泵设置在油管中，油管外侧是套管，所述套管和油管之间形成环形空间即为油套环空。

所述原油溶解气泵下收集装置包括气液分离器、油套连通阀、封隔器、气液收集器；所述气液收集器安设在抽油泵正下方的油管上，在气液收集器的上方油管和套管之间的油套环空中安设封隔器；在封隔器上方的油管内设置有气液分离器，该气液分离器上端连接至抽油泵，下端则通过油套连通阀连接至封隔器上方的油套环空。

所述原油溶解气泵上收集装置包括密封胶筒、浮动阀、密封套、单向阀、气液分离器；所述气液分离器安设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设置有单向阀，单向阀外设有密封套，单向阀上部安设有呈喇叭口向下开状的密封胶筒；所述密封胶筒内设有上下贯通的孔，密封胶筒下方装有浮动阀；浮动阀上端面粘有环状密封胶圈。

所述单向阀由阀体、阀套和阀芯组成，阀体外圆上开有周向的槽，阀体上端面开有向下的孔并与外圆周向的槽相通形成溶解气进入油管的通道，单向阀所处的油管对应阀体上端面处开有径向的进气孔。

所述阀体上端面开有两个周向的槽，分列在端面所开孔的近轴端与远轴端，两个周向的槽安装密封圈，对阀芯进行端面密封。

所述阀体与阀套由丝扣相连接。

所述阀体、阀套与油管相配合的内圆上开有周向的槽并安装密封圈。

相较于现有技术，本发明对于原油中气液比较小且含水较高的油井，采用原油溶解气泵下收集装置，原油溶解气全部进泵且不会使泵内气液比和油井泵效有较大的变化；对于原油中气液比较大且含水较小的油井中，如原油溶解气全部进泵有可能造成抽油泵气锁，导致泵效大幅度降低，此类油井应采用原油溶解气泵上收集装置进行收集，减小溶解气收集对泵效的影响；同时，两种收集方案，都不影响油井的日常生产管理（热洗、加药、动液面测量等），从而实现对原油溶解气的全部收集，降低资源浪费，降低大气污染。

其中，原油溶解气泵下收集装置施工简单，符合油田安全生产的技术要求，实现溶解气的有效收集，收集效率可达98%以上，井口套压为零。同时，不影响油井的日常生产管理（洗井、加药、动液面测量等）。

其中，原油溶解气泵上收集装置对于含气量大的油井，防止了抽油泵的气锁，提高了泵效，并且实现了溶解气的有效收集，收集效率可达98%以上，井口套压为零，同时，不影响油井的日常生产管理（洗井、加药、动液面测量等）。

附图说明

图1是本发明实施例（泵上、泵下两种收集装置的集成）的结构示意图；

图2是本发明实施例原油溶解气泵下收集装置结构构造图；

图3是本发明实施例原油溶解气泵上收集装置结构构造图；

图4是本发明实施例原油溶解气泵上收集装置单向阀的结构图；

图5是本发明实施例原油溶解气泵上收集装置密封胶筒的结构图。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

参见图1，原油溶解气井下收集装置，包括安装在抽油泵下方的原油溶解气泵下收集装置和/或安装在抽油泵上方的原油溶解气泵上收集装置；所述抽油泵设置在油管中，油管外侧是套管，所述套管和油管之间形成环形空间即为油套环空。

参见图2，是本发明原油溶解气井下收集装置的泵下收集装置，本装置主要包括气液分离器10、油套连通阀11、封隔器12及气液收集器13等元件。在抽油泵9下部安设有气液收集器13，在气液收集器13上部，油管2与套管1之间的环形空间为油套环空3中安设封隔器12，在封隔器12上部安设气液分离器10，气液分离器10上安设有油套连通阀11，气液分离器10上部与抽油泵9相连。井液从油层流入套管1后，由于封隔器12对油套环空3的封堵， 经气液收集器13一起进入到油管2内，经过气液分离器10的分离，液体与溶解气分离，液体经油套连通阀11进入封隔器12上部的油套环空3，形成动液面，而经气液分离器10分离后的溶解气与未被分离的气液一起进入抽油泵9被抽至地面。而当进行洗井作业时，油套环空3内的洗井液可通过油套连通阀11进入油管2，再进入抽油泵9返至地面，既而可正常洗井。

参见图3、图4及图5，是本发明原油溶解气井下收集装置的泵上收集装置及单向阀的结构原理图，本装置主要包括密封胶筒4、浮动阀5、密封套6、弹簧7、单向阀8及气液分离器10等元件。在抽油泵9下部安设有气液分离器10，油管2接近井口的位置设有单向阀8，单向阀8外设有密封套6，单向阀8上部设有密封胶筒4，呈喇叭口向下开状，密封胶筒4内设有上下贯通的孔，下方装有浮动阀5，浮动阀5上端面设有环状密封胶圈。油井生产时，泵下的气液分离器10将进入油管2的气液混合物分离，溶解气被分离到油套环空3内，进入抽油泵9的油液含气量降低，防止了气锁，提高了泵效；由于密封胶筒4张开紧贴套管1壁，浮动阀5上的密封胶圈封堵住密封胶筒4内贯通孔22，分离出的溶解气被封堵在油套环空3内密封胶筒4以下，不能到达井口，溶解气在油套环空3内不断积聚，当油套环空3内的气体压力大于油管2内油液的压力时，阀芯15上移，即单向阀8开启，油套环空3内的溶解气经阀体18上的外周向槽20及端面开设的轴向孔19，经油管2上的孔16进入油管2内腔，实现溶解气收集；当油套环空3内溶解气的压力小于等于油管2内的油液压力时，阀芯15在重力及油管2内油液压力作用下，向下移，压紧阀体18上端面的密封圈17，将阀体18上端面开的轴向孔19封闭，即单向阀8关闭，油管2内的油液无法进入油套环空3；当进行洗井作业时，洗井液由井口注入油套环空3，密封胶筒4在压力作用下收缩，与套管1内壁产生缝隙，洗井液由此进入油套环空3继续下行，密封套6在流体的冲击作用下向下移动，内圆与单向阀8最大外径处的密封圈相密封，封闭单向阀8，洗井液无法通过单向阀8进入油管2，洗井液继续下行并在泵吸入口进入油管2返回地面，完成洗井过程，洗井完成后，密封胶筒4回弹，贴紧套管1内壁，重新封闭油套环空3，密封套6在弹簧7作用下向上复位，单向阀8外露，恢复正常工作状态；当需要测量动液面时，对密封胶筒4上部油套环空3加压，密封胶筒4上下压力平衡后，浮动阀5由于自身重力下移，密封胶筒4内的贯通孔22打开，做为测量动液面时的声波通道，可以对动液面进行测量，动液面测量结束后，释放密封胶筒4上部油套环空3的压力至大气压，由于密封胶筒4下压力较上部大气压大，溶解气预通过密封胶筒4贯通孔22向外扩散，贯通孔22内产生强大气流，浮动阀5在此气流气冲出作用下上移，将贯通孔22封堵，恢复正常生产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (1)

1.原油溶解气井下收集装置，其特征在于，包括安装在抽油泵下方的原油溶解气泵下收集装置和安装在抽油泵上方的原油溶解气泵上收集装置；所述抽油泵设置在油管中，油管外侧是套管，所述套管和油管之间形成环形空间即为油套环空；所述原油溶解气泵上收集装置包括密封胶筒、浮动阀、密封套、单向阀；在抽油泵的上方接近井口的油管上设置有单向阀，单向阀外设有密封套，单向阀上部设有呈喇叭口向下开状的密封胶筒；所述密封胶筒内设有上下贯通的孔，密封胶筒下方装有浮动阀；浮动阀上端面设有环状密封胶圈；所述单向阀由阀体、阀套和阀芯组成，阀体外圆上开有周向的槽，阀体上端面开有向下的孔并与外圆周向的槽相通形成溶解气进入油管的通道，单向阀所处的油管对应阀体上端面处开有径向的进气孔；所述原油溶解气泵下收集装置包括气液分离器、油套连通阀、封隔器、气液收集器；所述气液收集器安设在抽油泵正下方的油管上，在气液收集器的上方油管和套管之间的油套环空中安设封隔器；在封隔器上方的油管内设置有气液分离器，该气液分离器上端连接至抽油泵，下端则通过油套连通阀连接至封隔器上方的油套环空；所述阀体上端面开有两个周向的槽，分列在端面所开孔的近轴端与远轴端，两个周向的槽安装密封圈，对阀芯进行端面密封；所述阀体与阀套由丝扣相连接；所述阀体、阀套与油管相配合的内圆上开有周向的槽并安装密封圈。