CN109209294B - 水平井油气管自动排气装置及水平井输油排气管道 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水平井油气管自动排气装置及水平井输油排气管道。水平井输油排气管道包括输油管，输油管上密封安装有自动排气装置，自动排气装置包括与输油管密封连接的排气管，排气管上设有控制其通断的排气阀，排气阀的阀芯连有浮球，且在浮球被输油管内聚集的伴生气体挤压而向下移动时带动阀芯动作使排气阀导通。当输油管内上方气体聚集至一定程度时，浮球将被气体推着向下移动而带动阀芯动作使排气阀导通，气体排出输油管外，随着气体向外排出浮球所受向上的力逐渐增大，直到浮球向上移动带动阀芯向上动作使排气阀关闭，浮球随输油管中气体含量变化上下移动而将气体自动排出输油管外，从而有效避免了输油管内气体聚集导致抽油泵气锁。

Description

水平井油气管自动排气装置及水平井输油排气管道

技术领域

本发明涉及水平井油气管自动排气装置及水平井输油排气管道。

背景技术

水平井是指最大井斜角达到或接近90°，并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井。在生产过程中，水平井段常会出现井眼扭曲变形而在扭曲处产生伴生气体。伴生气体位于液面上方，虽然能够与井中液体分离，但并不能自动流入套管空间内。使用抽油泵进行抽吸时，这些伴生气体将在泵筒中聚集形成气垫。随着抽吸动作的往复运行，气垫越来越厚，抽油量越来越少，直至抽不出油，这种现象称为“气锁”。抽油泵气锁后活塞上下运动只对其中的气体进行挤压、释放而抽不出油，严重影响油井产量，同时增加油井作业费用，增加作业人员的劳动强度。

发明内容

本发明提供了一种能够使水平井输油管中的气体及时排出的水平井油气管自动排气装置；同时，本发明还提供了一种安装有该自动排气装置的水平井输油排气管道。

为实现上述目的，本发明的水平井油气管自动排气装置包括使用时密封安装在输油管上的排气管，排气管上设有控制其通断的排气阀，排气阀的阀芯连有浮球，且在浮球被输油管内聚集的伴生气体挤压而向下移动时带动阀芯动作使排气阀导通。抽油泵抽油过程中输油管中的伴生气体持续在输油管内上方聚集，输油管中的液体给浮球提供向上的力使浮球漂浮在输油管内上方位置，当输油管内上方气体聚集至一定程度、气体作用在浮球上向下的作用力大于浮球所受浮力时，浮球将被气体推着向下移动从而带动阀芯动作使排气阀导通，气体从排气管流出输油管外，随着气体向外排出，浮球所受向上的力逐渐增大，直到浮球再次向上移动带动阀芯向上动作使排气阀关闭，如此循环，浮球随输油管中气体含量变化而上下移动，将气体自动排出输油管外，从而有效避免了输油管内气体聚集导致抽油泵气锁。

所述排气管具有竖直段，浮球沿上下方向滑动安装在所述竖直段上。

所述排气阀是截门阀，阀芯通过浮球的上下动作而在上下方向发生动作实现排气阀的开闭。结构简单，使用方便。

在上述基本方案的基础上，所述水平井油气管自动排气装置还包括用于与输油管密封连接的堵塞器，排气管穿过堵塞器并伸出输油管外。

进一步地，所述排气管还具有连接在竖直段下端的水平段，水平段穿过堵塞器并伸出输油管外，竖直段的上端开口为供输油管内的气体向外排出的进气口，排气阀位于竖直段上端开口的下侧。输油管的直径有限，排气管的竖直段位于输油管内沿输油管径向延伸，因此，排气管的长度也会受限，通过在竖直段下端连接水平段，可以使输油管中的气体先经过竖直段然后经过水平段后向外排出后进行处理，更加方便。

更进一步地，所述排气管伸出堵塞器的外端连接有外接头，外接头连接有在装置发生故障而导致油液进入排气管时保证管路密封的截止阀。通过设置外接头可以将排气管与外部高压软管相连通，将气体引入高压软管中进行后续处理，而同时还设有截止阀，以便在装置发生故障而导致油液进入排气管时可以将排气管出口封闭，避免油液外泄。

在上述基本方案的基础上，所述排气管上设有用于在使用时减小输油管进口液体冲击力的稳定护板。稳定护板阻挡输油管进口液体直接冲击浮球并稳定液面。

本发明的水平井输油排气管道包括输油管，输油管上密封安装有自动排气装置，所述自动排气装置包括与输油管密封连接的排气管，排气管上设有控制其通断的排气阀，排气阀的阀芯连有浮球，且在浮球被输油管内聚集的伴生气体挤压而向下移动时带动阀芯动作使排气阀导通。抽油泵抽油过程中输油管中的伴生气体持续在输油管内上方聚集，输油管中的液体给浮球提供向上的力使浮球漂浮在输油管内上方位置，当输油管内上方气体聚集至一定程度、气体作用在浮球上向下的作用力大于浮球所受浮力时，浮球将被气体推着向下移动从而带动阀芯动作使排气阀导通，气体从排气管流出输油管外，随着气体向外排出，浮球所受向上的力逐渐增大，直到浮球再次向上移动带动阀芯向上动作使排气阀关闭，如此循环，浮球随输油管中气体含量变化而上下移动，将气体自动排出输油管外，从而有效避免了输油管内气体聚集导致抽油泵气锁。

所述排气管具有竖直段，浮球沿上下方向滑动安装在所述竖直段上。

所述排气阀是截门阀，阀芯通过浮球的上下动作而在上下方向发生动作实现排气阀的开闭。结构简单，使用方便。

在上述基本方案的基础上，所述输油管为T形管，T形管的其中一个水平管段和竖直管段为输油管段，另一水平管段上连接所述自动排气装置。

进一步地，所述自动排气装置还包括堵塞器，堵塞器与所述T形管的另一水平管段密封连接，排气管穿过堵塞器并伸出输油管外。

更进一步地，所述排气管还具有连接在竖直段下端的水平段，水平段穿过堵塞器并伸出所述T形管的另一水平管段，竖直段的上端开口为供输油管内的气体向外排出的进气口，排气阀位于竖直段上端开口的下侧。输油管的直径有限，排气管的竖直段位于输油管内沿输油管径向延伸，因此，排气管的长度也会受限，通过在竖直段下端连接水平段，可以使输油管中的气体先经过竖直段然后经过水平段后向外排出后进行处理，更加方便。

更进一步地，所述排气管伸出堵塞器的外端连接有外接头，外接头连接有在自动排气装置发生故障而导致油液进入排气管时保证管路密封的截止阀。通过设置外接头可以将排气管与外部高压软管相连通，将气体引入高压软管中进行后续处理，而同时还设有截止阀，以便在装置发生故障而导致油液进入排气管时可以将排气管出口封闭，避免油液外泄。

在上述基本方案的基础上，所述输油管内在浮球一侧设有用于减小输油管进口液体冲击力的稳定护板。稳定护板阻挡输油管进口液体直接冲击浮球并稳定液面。

附图说明

图1为本发明的水平井输油排气管道的实施例9的结构示意图；

图2为本发明的水平井输油排气管道的实施例9中自动排气装置的结构示意图；

图3为图2的主视图；

图4为图3中浮球的主视图；

图5为图3中浮球的左视图；

图6为图3中浮球的俯视图；

图7为图3中堵塞器与外接头的安装结构示意图；

图8为图7中堵塞器与外接头的内部结构示意图；

图9为图7的右视图；

图10为图3中排气管与阀座的安装结构示意图；

图11为图10的左视图；

图12为图10的俯视图；

图13为图3中阀芯与连杆的安装结构示意图；

图14为图13的左视图；

图15为图13的俯视图；

图中：1、排气管；11、水平段排气管；12、竖直段排气管；21、浮球；22、连杆；23、阀芯；24、阀座；3、堵塞器；4、外接头；5、稳定护板；6、输油管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明提供了水平井输油排气管道的多种实施方式。比如实施例1，水平井输油排气管道包括输油管，输油管上密封安装有自动排气装置，自动排气装置包括与输油管密封连接的排气管，排气管上设有控制其通断的排气阀，排气阀的阀芯连有浮球，且在浮球被输油管内聚集的伴生气体挤压而向下移动时带动阀芯动作使排气阀导通。

实施例2：在实施例1的基础上，排气管具有竖直段，浮球沿上下方向滑动安装在该竖直段上。在其他实施例中，排气管也可以具有倾斜段，浮球中部设为与该倾斜段倾斜角度一致的倾斜结构而沿上下方向滑动安装在该倾斜段上。当然，浮球还可以以其他形式安装，只要保证浮球能够在输油管内液体及气体的作用力下上下移动即可。

实施例3：在实施例2的基础上，将排气阀设为截门阀，阀芯通过浮球的上下动作而在上下方向发生动作实现排气阀的开闭。排气阀的结构有很多，在其他实施例中还可以设为旋塞阀等。

实施例4：在上述任意一种实施例的基础上，输油管为T形管，T形管的其中一个水平管段和竖直管段为输油管段，另一水平管段上连接自动排气装置。

实施例5：在实施例4的基础上，自动排气装置还包括堵塞器，堵塞器与T形管的另一水平管段密封连接，排气管穿过堵塞器并伸出输油管外。

实施例6对实施例5进行了进一步优化，在竖直段排气管下端还连接有水平段，水平段与竖直段共同构成排气管，水平段穿过堵塞器并伸出T形管的另一水平管段，竖直段的上端开口形成供输油管内的气体向外排出的进气口，排气阀位于竖直段上端开口的下侧。

实施例7在实施例6的基础上进一步优化，在排气管伸出堵塞器的外端连接外接头，外接头连接有在自动排气装置发生故障而导致油液进入排气管时保证管路密封的截止阀。

实施例8在上述任意一种实施例的基础上，还在输油管内在浮球一侧设有用于减小输油管进口液体冲击力的稳定护板。稳定护板可以设在输油管上，或者设在排气管上。

将上述多种实施例中的多种优选方式结合起来，本发明还提供了水平井输油排气管道的实施例9。如图1所示，水平井输油排气管道包括输油管6，输油管为T形管，T形管的其中一个水平管段和竖直管段为输油管段，另一个水平管段上密封连接有自动排气装置。如图2至图3所示，自动排气装置包括排气管1，排气管包括竖直段排气管12和连接在竖直段排气管下端的水平段排气管11，竖直段排气管12的上端开口为供输油管6内的气体向外排出的进气口，竖直段排气管12上端开口的下侧设有排气阀。排气阀采用截门阀，排气阀的阀芯23连有浮球21，如图4至图6所示，浮球21为椭圆形，浮球21沿上下方向滑动安装在竖直段排气管12上，当浮球21被输油管6内聚集的伴生气体挤压而向下移动时带动阀芯23动作使排气阀导通。竖直段排气管12上朝向输油管6进口的一侧设有稳定护板5。自动排气装置还包括堵塞器3，排气管的水平段穿过堵塞器3并伸出输油管6外，堵塞器3与输油管6密封连接。如图7至图9所示，排气管1伸出堵塞器3的外端连接有外接头4，外接头4连接有在自动排气装置发生故障而导致油液进入排气管时保证管路密封的截止阀（图中未显示）。排气阀的阀座24设在竖直段排气管12内，如图10至图12所示。排气阀的阀芯23通过连杆22与浮球21相连，如图13至图15所示，浮球21沿竖直段排气管上下移动进而带动阀芯23上下动作实现排气阀的开闭。

本发明的水平井输油排气管道在使用时，抽油泵抽油过程中输油管中的伴生气体持续在输油管内上方聚集，输油管中的液体给浮球提供向上的力使浮球漂浮在输油管内上方位置，当输油管内上方气体聚集至一定程度、气体作用在浮球上向下的作用力大于浮球所受浮力时，浮球将被气体推着向下移动从而带动阀芯动作使排气阀导通，气体从排气管流出输油管外，随着气体向外排出，浮球所受向上的力逐渐增大，直到浮球再次向上移动带动阀芯向上动作使排气阀关闭，如此循环，浮球随输油管中气体含量变化而上下移动，将气体自动排出输油管外，从而有效避免了输油管内气体聚集导致抽油泵气锁。

本发明还提供了一种水平井油气管自动排气装置的实施例，其具体结构与上述水平井输油排气管道的各实施例中自动排气装置的结构相同，此处不再赘述。

Claims (11)

1.水平井油气管自动排气装置，其特征是，包括使用时密封安装在输油管上的排气管，所述排气管具有竖直段，所述竖直段位于所述输油管内，所述竖直段内部设有控制所述排气管通断的排气阀，所述排气阀的阀芯连有浮球，所述浮球沿上下方向滑动安装在所述竖直段上；抽油泵抽油过程中输油管中的伴生气体持续在输油管内上方聚集，输油管中的液体给浮球提供向上的力使浮球漂浮在输油管内上方位置，且在所述浮球被输油管内聚集的伴生气体挤压而向下移动时带动阀芯动作使排气阀导通；所述排气阀是截门阀，阀芯通过浮球的上下动作而在上下方向发生动作实现排气阀的开闭。

2.根据权利要求1所述的水平井油气管自动排气装置，其特征是，所述水平井油气管自动排气装置还包括用于与输油管密封连接的堵塞器，排气管穿过堵塞器并伸出输油管外。

3.根据权利要求2所述的水平井油气管自动排气装置，其特征是，所述排气管还具有连接在竖直段下端的水平段，水平段穿过堵塞器并伸出输油管外，竖直段的上端开口为供输油管内的气体向外排出的进气口，排气阀位于竖直段上端开口的下侧。

4.根据权利要求3所述的水平井油气管自动排气装置，其特征是，所述排气管伸出堵塞器的外端连接有外接头，外接头连接有在所述水平井油气管自动排气装置发生故障而导致油液进入排气管时保证管路密封的截止阀。

5.根据权利要求1所述的水平井油气管自动排气装置，其特征是，所述排气管上设有用于在使用时减小输油管进口液体冲击力的稳定护板。

6.水平井输油排气管道，其特征是，包括输油管，输油管上密封安装有自动排气装置，所述自动排气装置包括与所述输油管密封连接的排气管，所述排气管具有竖直段，所述竖直段位于所述输油管内，所述竖直段内部设有控制所述排气管通断的排气阀，所述排气阀的阀芯连有浮球，所述浮球沿上下方向滑动安装在所述竖直段上；抽油泵抽油过程中输油管中的伴生气体持续在输油管内上方聚集，输油管中的液体给浮球提供向上的力使浮球漂浮在输油管内上方位置，且在所述浮球被输油管内聚集的伴生气体挤压而向下移动时带动阀芯动作使排气阀导通；所述排气阀是截门阀，阀芯通过浮球的上下动作而在上下方向发生动作实现排气阀的开闭。

7.根据权利要求6所述的水平井输油排气管道，其特征是，所述输油管为T形管，T形管的其中一个水平管段和竖直管段为输油管段，另一水平管段上连接所述自动排气装置。

8.根据权利要求要求7所述的水平井输油排气管道，其特征是，所述自动排气装置还包括堵塞器，堵塞器与所述T形管的所述另一水平管段密封连接，排气管穿过堵塞器并伸出输油管外。

9.根据权利要求8所述的水平井输油排气管道，其特征是，所述排气管还具有连接在竖直段下端的水平段，水平段穿过堵塞器并伸出所述T形管的另一水平管段，竖直段的上端开口为供输油管内的气体向外排出的进气口，排气阀位于竖直段上端开口的下侧。

10.根据权利要求9所述的水平井输油排气管道，其特征是，所述排气管伸出堵塞器的外端连接有外接头，外接头连接有在所述自动排气装置发生故障而导致油液进入排气管时保证管路密封的截止阀。

11.根据权利要求6所述的水平井输油排气管道，其特征是，所述输油管内在浮球一侧设有用于减小输油管进口液体冲击力的稳定护板。

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