CN106761633A - 一种石油油井采油举升高温注气阀 - Google Patents

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王金强
张明亮
雷德荣
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    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection

Abstract

本发明涉及石油油井采油技术领域，具体地说是一种石油油井高温注气阀。包括注气阀体、花键轴及注气阀门组件，其中注气阀体的上端部设有注气阀口，所述注气阀门组件容置于所述注气阀体内、且与所述注气阀体的内壁滑动连接，所述花键轴插设于所述注气阀门组件内、且可带动所述注气阀门组件上下移动，从而实现所述注气阀口的打开或关闭。本发明在高温注气时，不用提泵，可以连续反复注气，缩短作业时间，减少作业次数，减少工人劳动强度，提高产油效率。

Description

一种石油油井采油举升高温注气阀
技术领域
本发明涉及石油油井采油技术领域，具体地说是一种石油油井采油举升高温注气阀。
背景技术
我国面临着稠油井越来越多，地下储藏稠油面积比较大，还有好多采稠油矿没有开发，主要受现在采油工艺的限制。目前，对于高温热采的举升设备上没有高温注气阀。举升高温采油泵也只有往复泵一种，由于稠油热采温度高，抽油热伸长大，造成泵效率低。螺杆泵可以举升稠油，但是，螺杆泵定子是橡胶不耐高温，在需要高温注气降粘时，必须将泵提出来才能注气，注完气再将泵下到井里去。每口稠油井每年需要3-5轮注气降粘，就要反复提泵和下泵，修井费用高，工人劳动强度大，生产周期长。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种石油油井高温注气阀，以解决现有采油过程中反复提泵注气所带来的修井费用高，工人劳动强度大，生产周期长的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种石油油井采油举升高温注气阀，包括注气阀体、花键轴及注气阀门组件，其中注气阀体的上端部设有注气阀口，所述注气阀门组件容置于所述注气阀体内、且与所述注气阀体的内壁滑动连接，所述花键轴插设于所述注气阀门组件内、且可带动所述注气阀门组件上下移动，从而实现所述注气阀口的打开或关闭。
所述注气阀门组件包括均为中空结构的注气阀门和阀门座，所述注气阀门与阀门座螺纹连接、且与所述注气阀体的内壁滑动配合，所述花键轴贯穿于所述注气阀门和所述阀门座的中空腔体内，所述花键轴上设有用于与所述阀门座定位连接的花键轴连接部件，所述阀门座上设有进液口。
所述花键轴连接部件为花键轴卡簧，所述花键轴卡簧可与所述阀门座底部设有的通孔卡接。
所述花键轴上靠近上端部设有锥形密封面，所述注气阀门的上端面设有锥形密封槽，通过所述花键轴的锥形密封面与所述注气阀门的锥形密封槽配合，实现所述注气阀门内腔的密封。
所述阀门座的外圆周上设有用于与所述注气阀体定位连接的阀门定位连接部件，当所述注气阀门处于关闭所述注气阀口的位置时，所述阀门定位连接部件与所述注气阀体定位连接。
所述注气阀门的两端通过多个密封环与所述注气阀体的内壁密封配合。
所述阀门定位连接部件为注气阀门卡簧，所述注气阀门卡簧与所述注气阀体内壁上设有的环槽卡接。
所述注气阀体包括螺纹连接的上注气阀体和下注气阀体。所述上注气阀体上设有所述注气阀口，所述下注气阀体的底部设有用于所述注气阀门组件轴向限位的下注气阀体内止口。
所述上注气阀体的上端设有中空结构的上接头，所述上接头的内侧设有用于所述注气阀门组件轴向限位的上接头内止口。
所述上接头的外侧连接有注气阀罩，所述注气阀罩罩于所述注气阀口的外侧、且下端为敞开式结构。
本发明的优点及有益效果是：
1.本发明在高温注气时，不用提泵，可以连续反复注气，缩短作业时间，减少作业次数，减少工人劳动强度，提高产油效率。
2.本发明在注气阀门打开时，同时也将叶片泵工作腔封闭，避免高压气体损伤叶片泵，避免油管内渣滓进入叶片泵内，减少叶片泵损坏。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明注气阀门打开状态的结构示意图。
其中：1为上注气阀体，2为花键轴，3为注气阀口，4为注气阀门，5为密封环，6为花键轴卡簧，7为注气阀门卡簧，8为注气阀罩，9为下注气阀体，10为阀门座，11为上接头，A为阀门座下止口，B为下注气阀体内止口，C为上接头内止口，D为注气阀门上端面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示，本发明提供的一种石油油井采油举升高温注气阀，包括注气阀体、花键轴2及注气阀门组件，其中注气阀体的上端部设有注气阀口3，注气阀门组件容置于注气阀体内、且与注气阀体的内壁滑动连接，花键轴2插设于注气阀门组件内、且可带动注气阀门组件上下移动，从而实现注气阀口3的打开或关闭。
所述注气阀体包括螺纹连接的上注气阀体1和下注气阀体9，上注气阀体1上设有注气阀口3，下注气阀体9的底部设有用于注气阀门组件轴向限位的下注气阀体内止口B。
本发明的一实施例中，上注气阀体1上对称设有多个注气阀口3，注气阀口3为沿轴向开设的长方形结构。
所述注气阀门组件包括均为中空结构的注气阀门4和阀门座10，注气阀门4与阀门座10螺纹连接、且与注气阀体的内壁滑动配合，注气阀门4的两端通过密封环5与注气阀体的内壁密封配合。花键轴2贯穿于注气阀门4和阀门座10的中空腔体内，花键轴2上靠近下端的位置设有用于与阀门座10定位连接的花键轴连接部件，阀门座10上设有进液口。
本发明的一实施例中，所述花键轴连接部件为花键轴卡簧6，花键轴卡簧6可与阀门座10底部设有的通孔卡接。
花键轴2上靠近上端部设有锥形密封面，注气阀门4的上端面设有锥形密封槽，通过花键轴2的锥形密封面与注气阀门4的锥形密封槽配合，实现注气阀门4内腔的密封。
进一步地，阀门座10的外圆周上设有用于与注气阀体定位连接的阀门定位连接部件，当注气阀门4处于关闭注气阀口3的位置时，阀门定位连接部件与注气阀体定位连接。
本发明的一实施例中，所述阀门定位连接部件为注气阀门卡簧7，当注气阀门4处于关闭注气阀口3的位置时，注气阀门卡簧7与下注气阀体9的内壁上设有的环槽卡接，同时注气阀门4的两端的密封环5位于注气阀口3的两侧。
密封环5采用径向弹簧密封环，根据压力不同，注气阀门4的两端采用多个径向弹簧密封环，保证密封可靠。
上注气阀体1的上端设有中空结构的上接头11，上接头11的内侧设有用于注气阀门组件轴向限位的上接头内止口C。
上接头11的外侧连接有注气阀罩8，注气阀罩8罩于注气阀口3的外侧、且下端为敞开式结构。
本发明的工作原理是：
本发明装在采油叶片泵的上端，当需要往井下注气时，花键轴2受抽油杆的重力向移动，花键轴2的锥形密封面压在注气阀门4上端的锥形密封槽上，注气阀门4一起向下移动，直到阀门座下止口A和下注气阀体内止口B相接触为止，此时注气阀口3被打开，如图2所示。高压蒸气将从注气阀口3进入地下稠油、高凝油层内，在高温气体的作用下，融化地下稠油、高凝油。
每次注气大约15天左右，为了进一步将稠油、高凝油融化，提高举升效率，需要闷井一周时间。由于高温、高压注气融化地下原油消耗了一部分热量和压力，地下仍有一定压力。需要打开井口阀门开始采油，井下压力高于地面计量站系统压力，井下原油会自动喷出来，由于井下压力高，喷出的液体流速高，携砂严重，不允许喷出的液体进入泵腔内，喷出的液体从泵上的注气阀口3流出。
当井下压力小于地面计量站系统压力，开始人工举升液体时，抽油杆带动花键轴2向上移动，当花键轴2上的花键轴卡簧6移动至阀门座10底部的通孔处时，花键轴卡簧6与该通孔卡接，从而花键轴2通过花键轴卡簧6带动注气阀门4向上移动，直到注气阀门上端面D与上接头内止口C相接触，注气阀门4处入关闭状态，如图1所示。此时，注气阀门4两端的密封环5位于注气阀口3的两侧，起到密封作用；注气阀门卡簧7与下注气阀体9的内壁上设有的环槽卡接，实现所述注气阀门组件的定位。
综上所述，上提和下放花键轴2是一轮完整注气工作流程。在需要高温注气时，注气阀门4在注气阀体内上下移动，达到关闭和开启注气阀口3的目的，保证举升液体和注气正常工作。
本发明是在举升稠油，高凝高温注气时专用的油井高温注气阀，在不需要注气时，注气阀门处于关闭状态；当井下稠油，高凝油粘度高于3000mPa.s时，需要注气降粘，将注气阀门打开注入高温蒸气，或注入降粘化学液体，从而保证油井举升液体顺畅。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种石油油井采油举升高温注气阀，其特征在于，包括注气阀体、花键轴(2)及注气阀门组件，其中注气阀体的上端部设有注气阀口(3)，所述注气阀门组件容置于所述注气阀体内、且与所述注气阀体的内壁滑动连接，所述花键轴(2)插设于所述注气阀门组件内、且可带动所述注气阀门组件上下移动，从而实现所述注气阀口(3)的打开或关闭。
2.根据权利要求1所述的石油油井采油举升高温注气阀，其特征在于，所述注气阀门组件包括均为中空结构的注气阀门(4)和阀门座(10)，所述注气阀门(4)与阀门座(10)螺纹连接、且与所述注气阀体的内壁滑动配合，所述花键轴(2)贯穿于所述注气阀门(4)和所述阀门座(10)的中空腔体内，所述花键轴(2)上设有用于与所述阀门座(10)定位连接的花键轴连接部件，所述阀门座(10)上设有进液口。
3.根据权利要求2所述的石油油井采油举升高温注气阀，其特征在于，所述花键轴连接部件为花键轴卡簧(6)，所述花键轴卡簧(6)可与所述阀门座(10)底部设有的通孔卡接。
4.根据权利要求2所述的石油油井采油举升高温注气阀，其特征在于，所述花键轴(2)上靠近上端部设有锥形密封面，所述注气阀门(4)的上端面设有锥形密封槽，通过所述花键轴(2)的锥形密封面与所述注气阀门(4)的锥形密封槽配合，实现所述注气阀门(4)内腔的密封。
5.根据权利要求2所述的石油油井采油举升高温注气阀，其特征在于，所述阀门座(10)的外圆周上设有用于与所述注气阀体定位连接的阀门定位连接部件，当所述注气阀门(4)处于关闭所述注气阀口(3)的位置时，所述阀门定位连接部件与所述注气阀体定位连接。
6.根据权利要求2所述的石油油井采油举升高温注气阀，其特征在于，所述注气阀门(4)的两端通过多个密封环(5)与所述注气阀体的内壁密封配合。
7.根据权利要求6所述的石油油井采油举升高温注气阀，其特征在于，所述阀门定位连接部件为注气阀门卡簧(7)，所述注气阀门卡簧(7)与所述注气阀体内壁上设有的环槽卡接。
8.根据权利要求1所述的石油油井采油举升高温注气阀，其特征在于，所述注气阀体包括螺纹连接的上注气阀体(1)和下注气阀体(9)，所述上注气阀体(1)上设有所述注气阀口(3)，所述下注气阀体(9)的底部设有用于所述注气阀门组件轴向限位的下注气阀体内止口(B)。
9.根据权利要求8所述的石油油井采油举升高温注气阀，其特征在于，所述上注气阀体(1)的上端设有中空结构的上接头(11)，所述上接头(11)的内侧设有用于所述注气阀门组件轴向限位的上接头内止口(C)。
10.根据权利要求9所述的石油油井采油举升高温注气阀，其特征在于，所述上接头(11)的外侧连接有注气阀罩(8)，所述注气阀罩(8)罩于所述注气阀口(3)的外侧、且下端为敞开式结构。
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