CN105672964B - 一种u形管气举采液、排液的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油气开发的气举采液、排液泵类机械,特别适应油气开采的采液、排液等作业。本发明的目的是提供一种结构简单、工作可靠、操作方便,采用U形管结构阻止液体滑脱的U形管气举采液、排液的方法及装置。发明是这样实现的:采液管(2)主要是由排液控制阀(1)、U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)相互连接组成,在出液口处连接着排液控制阀(1)的采液管(2)位于地面上;连接着U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)的采液管(2)位于地面下的井筒(3)内,进液口(10)处在井液(5)里。在地面上供气管(7)的进气口处连接着供气控制阀(6),供气管(7)的出气口与井筒(3)连通或是与井筒(3)内采液管(2)上的注气阀(9)连通,构成了一种U形管气举采液、排液的方法及装置。
Description
本发明涉及油气开发的气举采液、排液泵类机械,特别适应于石油工业油田开采过程中的油气开采、措施井排液、气井排水及油、水井解堵等作业。
气举采液、排液过程中的主要难题是如何克服液体滑脱,目前解决液体滑脱的主要方法是柱塞式气举法,该方法是在气体和液柱之间增加一个固体的柱塞,柱塞作为一种固体的密封界面,将举升气体和被举升的液体分开,减少气体窜流和液体回落,利用气井内气体自身的能量推动油管内的柱塞举液,提高气举的效率。该方法的主要缺点是:柱塞机构复杂、对工作环境要求苛刻,地面设备投资大、操作管理难度大。
本发明的目的之一是提供一种结构简单、工作可靠、操作方便,采用U形管结构阻止液体滑脱的U形管气举采液、排液的方法及装置,从根本上解决气举采液、排液过程中的液体滑脱问题,同时解决蜡、垢对油井开采的影响并方便洗井等工艺措施,以适应各种条件下油井采液、气井排水等措施的要求;本发明的目的之二是提供一种与机械抽油泵及电潜泵配套使用的U形管气举采液、排液的方法及装置,以减小泵挂深度,方便开采。
发明是这样实现的:
采液管(2)主要是由排液控制阀(1)、U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)相互连接组成,在出液口处连接着排液控制阀(1)的采液管(2)位于地面上;连接着U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)的采液管(2)位于地面下的井筒(3)内,进液口(10) 处在井液(5)里。在地面上供气管(7)的进气口处连接着供气控制阀(6),供气管(7) 的出气口与井筒(3)连通或是与井筒(3)内采液管(2)上的注气阀(9)连通,构成了一种U形管气举采液、排液的方法及装置。在该装置中:采液管(2)上连接一个注气阀(9)和一个或一个以上的U形管(8)的结构为单管柱单级结构;采液管(2) 上连接一个以上的注气阀(9)和一个以上的U形管(8)的结构为单管柱多级结构;采液管(2)上连接一个注气阀(9)和一个或一个以上的U形管(8),注气阀(9)与供气管(7)连通的结构为多管柱单级结构;采液管(2)上连接一个以上的注气阀(9)和一个以上的U形管(8),注气阀(9)与供气管(7)连通的结构为多管柱多级结构。
采液管(2)的结构与作用:采液管(2)主要是由排液控制阀(1)、U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)相互连接组成,采液管(2)是井筒(3)内流体排出的通道。
U形管(8)的结构与作用:U形管(8)是由弯管或是环形管形成U形通道。在采液管(2)上连接着一个或一个以上的U形管(8)。当U形管(8)的数量为一个以上时,U形管(8)之间相隔数米至数十米以上的距离。
注气阀(9)的结构与作用:注气阀(9)有直通阀、直通射流阀、单流阀与单流射流阀四种,根据不同井况选择不同种类的阀。在采液管(2)上连接的一个注气阀(9) 与一个或一个以上的U形管(8)的组合称为一级,在采液管(2)上只有一级的称为单级,在采液管(2)上有一级以上的称为多级;注气阀(9)与井筒(3)连通的结构称为单管注结构,注气阀(9)与供气管(7)连通的结构称为多管注结构,采液管(2)上注气阀(9)的个数就是级数,注气阀(9)上部的U环形管(8)的数量是一个或一个以上。有多个注气阀(9)时,各注气阀(9)的孔径也有差别。也可以将注气阀(9) 与U环形管(8)设计为一体阀。当注气阀(9)为一级以上时,最下一级注气阀(9)的下部与伸入井液(5)里的进液口(10)连接。注气阀(9)也可以采用偏心结构,使注入气的角度尽量与流体流出的方向一至。
排液控制阀(1)的结构与作用:排液控制阀(1)为时间或压力控制阀,作用是控制采液管(2)排液。
供气控制阀(6)的结构与作用:供气控制阀(6)为时间或压力控制阀,作用是控制注入的压缩气(4)的气压与气量。在单管柱结构中当本井气量不足或无气时供气控制阀(6)打开向井筒(3)内注气。
供气管(7)的作用:将压缩气(4)引入井筒(3)内或引入到注气阀(9)。
进液口(10)的作用:进液口(10)是井液(5)进入采液管(2)的入口。若在进液口(10)里安装单流阀则可以阻止液体回落到井筒(3)内。
U形管(8)和进气阀(9)组合的管柱在抽油泵或电潜泵配合使用时可以有效地减小泵挂深度,并解决气体对泵的影响。在抽油泵井里,U形管(8)和进气阀(9)组合的管柱的位置在抽油泵下;在电潜泵井里,U形管(8)和进气阀(9)组合的管柱可以同时或分别连接在电潜泵上、下的管柱上。
本发明的特点是:
a.结构简单、工作可靠、寿命长、维持生产的费用低。
本发明中通过简单的U形管(8)结构,有效地阻止了井液(5)的滑脱,并在采液管(2)中形成气柱、液柱和混合液柱的形态,以便气体推动液体上行。该方法及装置不但使井下结构变的简单、可靠、寿命长,而且有效地降低了气举采液、排液的压力和所需的气量,且能够自动调整用气量,达到最佳排量,从而降低了生产成本。
b.辅助抽油泵、电潜泵采液、排液。
U形管(8)和进气阀(9)组合的管柱与抽油泵或电潜泵配合使用时可以有效地减小泵挂深度,在提高抽油泵与电潜泵效率的同时,解决了蜡、垢的堵塞和气体对泵的影响。
c.适用范围广。
本发明不受被采流体的性质限定,可采粘稠液、乳化液、及高含水、含砂、含气液、不受井筒质量的限制,如可用于井筒弯曲,套管破损的井中,使采液、排液变的简单和容易。本发明提供一种U形管气举采液、排液的方法及装置的:单管柱单级结构、单管柱多级结构、多管柱单级结构和多管柱多级结构,针对不同的井况,既可以利用本井压缩气工作又可以利用外部压缩气工作。广泛应用于石油行业油井采油、气井排液及辅助抽油泵和电潜泵的采液、排液,以满足不同井况的要求。
发明一种U形管气举采液、排液的方法及装置的具体结构及工作原理由实施例及附图1~图6给出,以下将结合附图对本发明作进一步详细描述:
图中名称:(1).排液控制阀、(2).采液管、(3).井筒、(4).压缩气、(5).井液、(6).供气控制阀、(7).供气管、(8).U形管、(9).注气阀、(10).进液口
图1为本发明在实际应用中的单管柱单级结构的示意图。
参见附图1:采液管(2)主要是由排液控制阀(1)、U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)相互连接组成,在出液口处连接着排液控制阀(1)的采液管(2)位于地面上;连接着U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)的采液管(2)位于地面下的井筒(3)内,进液口(10)处在井液(5)里。在该结构中:U形管(8)的数量是一个或一个以上,注气阀(9)的数量是一个,注气阀(9)的位置在U形管(8)与进液口(10)之间,在地面上供气管(7)的进气口处连接着供气控制阀(6),供气管(7)的出气口与井筒(3)连通。
工作原理参照附图1:打开排液控制阀(1),井筒(3)内的压缩气(4)经注气阀(8)进入采液管(2)内,与采液管(2)内上行的井液(5)形成混合液后进入U形管(8)内,在U形管(8)内气体推动液体继续上行到上一级U形管(8)内,依次逐级将井液(5) 推举到地面上,完成排液过程。当本井无气或气量不足时,井筒(3)内的压缩气(4) 由供气管(7)注入。
图2为本发明在实际应用中的单管柱多级结构的示意图。
参见附图2:采液管(2)主要是由排液控制阀(1)、U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)相互连接组成,在出液口处连接着排液控制阀(1)的采液管(2)位于地面上;连接着U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)的采液管(2)位于地面下的井筒(3) 内,进液口(10)处在井液(5)里。在该结构中:U形管(8)的数量是一个以上的,注气阀(9)的数量是一个以上,两级注气阀(9)之间的U形管(8)的数量是一个以上,最下一级注气阀(9)的位置在U形管(8)与进液口(10)之间,在地面上供气管(7)的进气口处连接着供气控制阀(6),供气管(7)的出气口与井筒(3)连通。
工作原理参照附图2:打开排液控制阀(1),井筒(3)内的压缩气(4)经各级注气阀(8)进入采液管(2)内,与采液管(2)内上行的井液(5)形成混合液后进入U形管(8) 内,在U形管(8)内气体推动液体继续上行到上一级U形管(8)内,依次逐级将井液 (5)推举到地面上,完成排液过程。当本井无气或气量不足时,井筒(3)内的压缩气(4) 由供气管(7)注入。
图3为本发明在实际应用中的多管柱单级结构的示意图。
参见附图3:采液管(2)主要是由排液控制阀(1)、U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)相互连接组成,在出液口处连接着排液控制阀(1)的采液管(2)位于地面上;连接着U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)的采液管(2)位于地面下的井筒(3) 内,进液口(10)处在井液(5)里。在该结构中:U形管(8)的数量是一个或一个以上的,注气阀(9)的数量是一个,注气阀(9)的位置在U形管(8)与进液口(10)之间,在地面上供气管(7)的进气口处连接着供气控制阀(6),供气管(7)的出气口与井筒(3) 内的注气阀(9)连通。
工作原理参照附图3:打开排液控制阀(1)与供气控制阀(6),供气管(7)内的压缩气(4)经注气阀(8)进入采液管(2)内,与采液管(2)内上行的井液(5)形成混合液后进入U形管(8)内,在U形管(8)内气体推动液体继续上行到上一级U形管(8)内,依次逐级将井液(5)推举到地面上,完成排液过程。
图4为本发明在实际应用中的多管柱多级结构的示意图。
参见附图4:采液管(2)主要是由排液控制阀(1)、U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)相互连接组成,在出液口处连接着排液控制阀(1)的采液管(2)位于地面上;连接着U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)的采液管(2)位于地面下的井筒(3) 内,进液口(10)处在井液(5)里。在该结构中:U形管(8)的数量是一个以上的,注气阀(9)的数量是一个以上,两级注气阀(9)之间的U形管(8)的数量是一个以上,最下一级注气阀(9)的位置在U形管(8)与进液口(10)之间,在地面上供气管(7)的进气口处连接着供气控制阀(6),供气管(7)的出气口与井筒(3)内的注气阀(9)连通。
工作原理参照附图4:打开排液控制阀(1)与供气控制阀(6),供气管(7)内的压缩气(4)经注气阀(8)进入采液管(2)内,与采液管(2)内上行的井液(5)形成混合液后进入U形管(8)内,在U形管(8)内气体推动液体继续上行到上一级U形管(8)内,依次逐级将井液(5)推举到地面上,完成排液过程。
图5为本发明在实际应用中利用本井气采液、排液的单管柱单级结构的示意图。
参见附图5:采液管(2)主要是由排液控制阀(1)、U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)相互连接组成,在出液口处连接着排液控制阀(1)的采液管(2)位于地面上;连接着U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)的采液管(2)位于地面下的井筒(3) 内,进液口(10)处在井液(5)里。在该结构中:U形管(8)的数量是一个或一个以上的,注气阀(9)的数量是一个,注气阀(9)的位置在U形管(8)与进液口(10)之间。
工作原理参照附图5:打开排液控制阀(1),井筒(3)内的压缩气(4)经注气阀(8)进入采液管(2)内,与采液管(2)内上行的井液(5)形成混合液后进入U形管(8)内,在U形管(8)内气体推动液体继续上行到上一级U形管(8)内,依次逐级将井液(5) 推举到地面上,完成排液过程。
图6为本发明在实际应用中利用本井气采液、排液的单管柱多级结构的示意图。
参见附图6:采液管(2)主要是由排液控制阀(1)、U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)相互连接组成,在出液口处连接着排液控制阀(1)的采液管(2)位于地面上;连接着U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)的采液管(2)位于地面下的井筒(3) 内,进液口(10)处在井液(5)里。在该结构中:U形管(8)的数量是一个以上的,注气阀(9)的数量是一个以上,两级注气阀(9)之间的U形管(8)的数量是一个以上,最下一级注气阀(9)的位置在U形管(8)与进液口(10)之间。
工作原理参照附图6:打开排液控制阀(1),井筒(3)内的压缩气(4)经各级注气阀(8)进入采液管(2)内,与采液管(2)内上行的井液(5)形成混合液后进入U形管(8) 内,在U形管(8)内气体推动液体继续上行到上一级U形管(8)内,依次逐级将井液 (5)推举到地面上,完成排液过程。
Claims (10)
1.一种U形管气举采液、排液的装置包括:排液控制阀(1)、采液管(2)、井筒(3)、压缩气(4)、井液(5)、供气控制阀(6)、供气管(7)、U形管(8)、注气阀(9)、进液口(10),其特征是:采液管(2)主要是由排液控制阀(1)、U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)相互连接组成,在出液口处连接着排液控制阀(1)的采液管(2)位于地面上;连接着U形管(8)、注气阀(9)和进液口(10)的采液管(2)位于地面下的井筒(3)内,进液口(10)处在井液(5)里,在地面上供气管(7)的进气口处连接着供气控制阀(6),供气管(7)的出气口与井筒(3)连通或是与井筒(3)内采液管(2)上的注气阀(9)连通,构成了一种U形管气举采液、排液的装置,在该装置中:采液管(2)上连接一个注气阀(9)和一个或一个以上的U形管(8)的结构为单管柱单级结构;采液管(2)上连接一个以上的注气阀(9)和一个以上的U形管(8)的结构为单管柱多级结构;采液管(2)上连接一个注气阀(9)和一个或一个以上的U形管(8),注气阀(9)与供气管(7)连通的结构为多管柱单级结构;采液管(2)上连接一个以上的注气阀(9)和一个以上的U形管(8),注气阀(9)与供气管(7)连通的结构为多管柱多级结构。
2.按权利要求1规定的一种U形管气举采液、排液的装置其特征是:U形管(8)是由环形管形成U形通道。
3.按权利要求1规定的一种U形管气举采液、排液的装置其特征是:U形管(8)是由弯管形成U形通道。
4.按权利要求1规定的一种U形管气举采液、排液的装置其特征是:注气阀(9)与U形管(8)为一体阀。
5.按权利要求1规定的一种U形管气举采液、排液的装置其特征是:注气阀(9)为直通阀。
6.按权利要求1规定的一种U形管气举采液、排液的装置其特征是:注气阀(9)为射流阀。
7.按权利要求1规定的一种U形管气举采液、排液的装置其特征是:注气阀(9)为单流阀。
8.按权利要求1规定的一种U形管气举采液、排液的装置其特征是:进液口(10)里安装单流阀。
9.按权利要求1规定的一种U形管气举采液、排液的装置其特征是:U形管(8)和进气阀(9)组合的管柱与抽油泵配合使用。
10.按权利要求1规定的一种U形管气举采液、排液的装置其特征是:U形管(8)和进气阀(9)组合的管柱与电潜泵配合使用。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |