CN105971564A - 集群式采油井套管伴生天然气调压增油装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到集群式采油井套管伴生天然气调压增油装置，采用一套三梁多柱液压双向进排气装置，包括至少一个液压油缸、至少一个双向真空压缩泵体、液压站、通向逐个采油井的进气管线和排气管线且将逐个进气管线连接在一起、再将逐个排气管线连接在一起，所有的液压油缸通过液压进油管以及液压回油管连接到液压站；特点是采用双向真空压缩泵，且活塞内部油道布局合理，活塞密封圈设计了定期涨紧装置。本发明属于集群式安装省时省工，大大提高工作效率，可设置在地面上，从而降低高空作业人员的风险，且提高排气能力，使得套压下降快、幅度大，油气水混合液向上运移流动阻力减小，动液面得到恢复，泵充满系数提高，从而提高液油产量。

Description

集群式采油井套管伴生天然气调压增油装置

技术领域

本发明提供了一种与油田的抽油机采油树配套使用的采油井增油装置，具体涉及到一种集群式采油井套管伴生天然气调压增油装置。

背景技术

国内大部分采油井已过了自喷采油阶段，目前正在经历水驱、气驱、化学驱、微生物驱等二次采油和三次采油的阶段。在这种开采条件下，大都是低渗透、特低渗透油气藏，开采难度越来越大。全球对石油资源的不断需求、各石油公司一直在提倡稳产、增产，为了这个目标，油田加大了对增油及增气的改造措施，使生产成本不断升高，在多种增油技术上有个共同的弊端、在油田采油时有伴生天然气同时被采上来、伴生天然气在井口和油液分离进入油井的套管内、伴生天然气在井下聚集、套管压力在增高、如不及时释放、可对井下产生气阻或气锁现象、可使动液面停止流动、使抽油泵效率下降、抽油井的电动机空自运作、增加了能耗、降低了采油的数量、很多方法都无法有效的回收或释放抽油井套管内超高压力的伴生天然气。

目前释放抽油井伴生天然气的方法有几种：1、套管内压力排空，使天然气不能回收利用，同时污染环境，可造成油田火灾。2、地面套管负压方法：采用气缸抽气方式，将气缸安装在摆动游梁的高空中，使安装、检修、保温都在空中作业存在安全隐患，而且排气量不够，达不到抽油机套压快速泄压的程度。3、油套联通，出油压力过大时单向阀不能启动，可造成憋泵及气堵的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种集群式采油井增油装置，目的是增油、环保、安全、节能。此套通过三梁多柱液压双向进排气式的设计，以及针对采油井管线设计，可调整上百台抽油机的套内伴生天然气压力，可供油田采油点的上百台抽油机使用。

为实现以上目的，采用以下技术方案：集群式采油井套管伴生天然气调压增油装置，包括一个或多个液压油缸、一个或多个双向真空压缩泵体、液压站、通向逐个采油井的进气管线和排气管线且将逐个进气管线连接在一起、再将逐个排气管线连接在一起；

还包括固定液压油缸及双向真空压缩泵体的装置框架，框架包括框架上梁、导向柱、框架下梁以及框架导向滑动梁，框架上梁、框架下梁固定安装在导向柱上，框架导向滑动梁活动连接在导向柱上，双向真空压缩泵体和液压油缸安装在框架下梁上，双向真空压缩泵体的活塞拉杆与液压油缸的活塞杆安装在框架的导向滑动梁上；由液压油缸来带动框架的导向滑动梁升降，从而驱使双向真空压缩泵体的泵室内的真空或压缩，将抽油井套管内的伴生天然气压力排入地面输油管线、进入油气分离站，每一个液压油缸至少驱动4个双向真空压缩泵体，每一个双向真空压缩泵体对应2—8抽油井。

所述的双向真空压缩泵体为气缸加以改进，在泵上盖分别设计上进气孔和上排气孔，泵下盖设计下进气孔和下排气孔，上进气孔、上排气孔、下进气孔和下排气孔分别都安装单向阀。活塞将双向真空压缩泵体分为上下泵室，当活塞上行可使下泵室产生真空，将伴生天然气自下进气孔吸入下泵室；活塞上行的同时上泵室产生压缩，将上泵室的伴生天然气自上排气孔排出至地面输油管线；活塞下行时上泵室产生真空伴生天然气自上进气孔吸入上泵室，活塞下行的同时下泵室产生压缩，将下泵室的伴生天然气自下排气孔排出至地面输油管线。在活塞做运动时，各单向阀控制上、下泵室的封闭。

进一步地，双向真空压缩泵体的活塞拉杆内设活塞杆内油道且外设活塞内孔注油杯，活塞杆内油道一端连接至活塞头，另一端连接至活塞内孔注油杯，活塞头内部的横截面方向设置环形米字油道，活塞杆内油道与环形米字油道连接且连通，环形米字油道与活塞头内、外环形油道连通。润滑油从活塞拉杆上的活塞内孔注油杯进入活塞头内部的环形米字油道，然后从环形米字形油道渗入活塞头的内、外环形油道，从而使密封圈得到充分润滑。

进一步地，双向真空压缩泵体的活塞头与泵壁之间设有活塞密封圈，活塞密封圈上、下设有活塞密封圈凸台涨紧盖，活塞涨紧螺栓套入活塞密封圈压簧贯穿活塞头将上、下活塞密封圈凸台涨紧盖紧固；所述的活塞密封圈凸台涨紧盖在与活塞密封圈接触处设计为凸起状。保养活塞密封圈时，只需将泵上盖打开，用扳手对活塞涨紧螺栓进行一次涨紧，延长密封圈使用寿命。

本发明有益效果：

1、本发明的单个双向真空压缩泵排气能力比现有技术提高3倍以上，使油井套管内的压力迅速降低达到预设压力，可实现抽油井套管内的压力降为低负压，而且随意调整排气速度。本装置可做到只抽出套内的伴生天然气，使油井内的油液不能抽入双向真空压缩泵中，提高产量，延长双向真空压缩泵的使用寿命。

2、本发明通过对双向真空压缩泵的密封圈设计了定期涨紧装置，可使原密封圈在使用到期时进行一次涨紧动作，延长密封圈的使用寿命，却不需将活塞从泵体中拉出，只需将泵盖打开，拧紧活塞密封圈螺栓，省工、省时、省件、降成本。

3、把油道改设在活塞杆及活塞头内，与整个上腔设置油道技术相比较，不用再向上腔注油，只需向活塞杆及活塞头内的油道注油，上腔可实现排气，整体实现双向真空压缩排气，并且能更好使密封圈得到充分的润滑。

4、本发明可以实际需求同时调整4—500台抽油机的套内伴生天然气压力，将所有油井套管内的伴生天然气压力全部得以调控，属于集群式安装、集群式使用、节省空间、使巡检人员节省了对每台抽油机都需要巡检的时间及巡检距离、从而节省了时间、节省了人工。

、本发明可设置在地面上，从而降低了高空作业人员的风险、改变了高空中安装设备所产生的安全隐患及安装难度，方便了设备维修保养、减少了大量工时费、升降机费、吊装费、高空保温作业费。

附图说明

图1为双向真空压缩泵体结构示意图；

图2为图1A部放大示意图；

图3为活塞头及活塞拉杆内部油道示意图；

图4为活塞头及活塞拉杆内部油道截面图；

图5为活塞头及活塞拉杆内部油道剖面图；

图6为本发明运行系统总装示意图；

图7为本发明总装示意图；

图8为本发明差动液压示意图。

如图所示：1、液压油缸；2、双向真空压缩泵体；3、液压站；4、进气管线；5、排气管线；6、框架上梁；7、导向柱；8、框架下梁；9、导向滑动梁；10、活塞拉杆；11、上进气孔；12、上排气孔；13、下进气孔；14、下排气孔；15、单向阀a；16、活塞杆内油道；17、活塞内孔注油杯；18、活塞头；19、环形米字油道；20、活塞密封圈；21、活塞密封圈凸台涨紧盖；22、活塞涨紧螺栓；23、活塞密封圈压簧；24、采油树；25、单向阀b；26、安全压力阀；27、压力表；28、压力传感元件；29、液压进油管；30、液压回油管；31、装置A；32、装置B。

具体实施方式

实施例

结合附图对本申请进一步说明，如图所示，至少一套三梁多柱液压双向进排气装置，其结构为框架上梁（6）、框架下梁（8）固定安装在导向柱（7）上，框架的导向滑动梁（9）活动连接在导向柱（7）上，双向真空压缩泵体（2）和液压油缸（1）安装在框架下梁（8）上，双向真空压缩泵体（2）的活塞拉杆（10）与液压油缸（1）的活塞杆安装在框架的导向滑动梁（9）上。

如图1所示，双向真空压缩泵体（2）的泵上盖分别设计上进气孔（11）和上排气孔（12），泵下盖设计下进气孔（13）和下排气孔（14），上进气孔（11）、上排气孔（12）、下进气孔（13）和下排气孔（14）分别都安装单向阀a（15）。此设计使双向真空压缩泵体进排气能力比现有技术前提高3倍，其原因是因单作用的气缸是气缸上部留有呼吸孔及密封圈润滑区域，所以1000mm的气缸行程只有500-600mm，而双作用真空压缩泵如1000mm的容积量工作行程可至950mm，且双向工作，所以进排气量是普通气缸的3倍、从而节省大量的投资及使用成本、使工作效率提高3倍。

如图1、图3、图4、图5所示，双向真空压缩泵体（2）的活塞拉杆（10）内设活塞杆内油道（16）且外设活塞内孔注油杯（17），活塞杆内油道（16）一端连接至活塞头（18），另一端连接至活塞内孔注油杯（17），活塞头（18）内部横截面设置环形米字油道（19），活塞杆内油道（16）与环形米字油道（19）连接且连通，环形米字油道（19）与活塞头内、外油道连通。如图2所示，双向真空压缩泵体（2）的活塞头（18）与泵壁之间设有活塞密封圈（20），活塞密封圈（20）上、下设有活塞密封圈凸台涨紧盖（21），活塞涨紧螺栓（22）套入活塞密封圈压簧（23）贯穿活塞头将上、下活塞密封圈凸台涨紧盖（21）紧固，活塞密封圈凸台涨紧盖（21）在与活塞密封圈（20）接触处设计为凸起状，活塞密封圈凸台涨紧盖（21）压的尺寸比活塞密封圈（20）的尺寸要大。

由图6所示，至少一个采油树（24）通过进气管线（4）连接到双向真空压缩泵体（2）的上进气孔（11）和下进气孔（13）的单向阀a（15），且通过排气管线（5）连接到双向真空压缩泵体（2）的上排气孔（12）和下排气孔（14）的单向阀a（15），各采油树（24）的排气管线（5）上都设有单向阀b（25），双向真空压缩泵体（2）泵下盖还设有安全压力阀（26），采油树（24）与单向阀b（25）之间安装压力表（27），各采油树（24）与对应采油井采套管之间安装有压力传感元件（28），从而达到整个采油点的采油井套管压力得到统一调控，达到各油井压力高低不同的互补目的。

如图7所示，所有的液压油缸（2）通过液压进油管（29）以及液压回油管（30）连接到液压站（3）。进一步如图8所示，装置A（31）液压油缸的下缸进油，液压油缸带动导向滑动梁升起，此时液压油缸上缸的液压回油管的液压油进入装置B（32）的液压油缸的上缸进油孔，同时装置B（32）的液压油缸带动导向滑动梁向下工作，将装置B（32）的液压油进入液压站（3），一个循环结束，这样使装置A（31）和装置B（32）的工作程序变成差动顺序，这种工作方式可以减少液压泵的排量，从而使电动机功率减少。如果装置A（31）和装置B（32）同时上升或下降，液压泵的选型排量将比以上方法大出一倍，而电动机功率是随着液压泵的排量和压力来配比的，以上方法电动机可以节能一倍。

Claims (3)

1.集群式采油井套管伴生天然气调压增油装置，其特征在于，包括一个或多个液压油缸（1）、一个或多个双向真空压缩泵体（2）、液压站（3）、通向逐个采油井的进气管线（4）和排气管线（5）且将逐个进气管线（4）连接在一起、再将逐个排气管线（5）连接在一起；

还包括固定液压油缸（1）及双向真空压缩泵体（2）的装置框架，框架包括框架上梁（6）、导向柱（7）、框架下梁（8）以及框架的导向滑动梁（9），框架上梁（6）、框架下梁（8）固定安装在导向柱（7）上，框架的导向滑动梁（9）活动连接在导向柱（7）上，双向真空压缩泵体（2）和液压油缸（1）安装在框架下梁（8）上，双向真空压缩泵体（2）的活塞拉杆（10）与液压油缸（1）的活塞杆安装在框架的导向滑动梁（9）上；

所述的双向真空压缩泵体（2）为气缸加以改进，在泵上盖分别设计上进气孔（11）和上排气孔（12），泵下盖设计下进气孔（13）和下排气孔（14），上进气孔（11）、上排气孔（12）、下进气孔（13）和下排气孔（14）分别都安装单向阀a（15）。

2.根据权利要求1所述的集群式采油井套管伴生天然气调压增油装置，其特征在于，所述的双向真空压缩泵体（2）的活塞拉杆（10）内设活塞杆内油道（16）且外设活塞内孔注油杯（17），活塞杆内油道（16）一端连接至活塞头（18），另一端连接至活塞内孔注油杯（17），活塞头（18）内部的横截面方向设置环形米字油道（19），活塞杆内油道（16）与环形米字油道（19）连接且连通，环形米字油道（19）与活塞头外油道连通。

3.根据权利要求2所述的集群式采油井套管伴生天然气调压增油装置，其特征在于，所述的双向真空压缩泵体（2）的活塞头（18）与泵壁之间设有活塞密封圈（20），活塞密封圈（20）上、下设有活塞密封圈凸台涨紧盖（21），活塞涨紧螺栓（22）套入活塞密封圈压簧（23）贯穿活塞头将上、下活塞密封圈凸台涨紧盖（21）紧固；所述的活塞密封圈凸台涨紧盖（21）在与活塞密封圈（20）接触处设计为凸起状。