CN110778284A - 一种适用co2吞吐注采一体化的井口装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置及使用方法，包括抽油杆悬挂器、抽油杆防喷闸门、外输边接管线、两个油管闸门、两个套管闸门、大四通和小四通，其中大四通下端连接井筒，所述大四通上端通过油管连接小四通下端，其中油管中间位置设有抽油杆防喷闸门，所述小四通上端连接抽油杆悬挂器，其中抽油杆可悬挂于抽油杆悬挂器上，所述大四通两侧分别连接一个套管闸门，其中小四通两侧分别连接一个油管闸门，所述一个油管闸门外侧连接CO2注入管线，其中另一个油管闸门外侧连接外输边接管线。
Description
技术领域
本发明属于油田开发采油技术领域，尤其涉及一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置及使用方法。
背景技术
随着油田开发的深入，国内油田新增储量品位逐年变差，超低渗/特低渗透油藏注水困难，剖面矛盾突出,采收率低。国内外大量研究和实践表明，注入CO2可以使原油体积增大，粘度降低，萃取原油轻质烃类，从而使残余油饱和度明显降低，改善剖面矛盾。因此，CO2吞吐是一项既能提高采收率又能达到碳减排目的新技术。
CO2吞吐是将一定量的液态CO2在一定注入压力下注到目的层补充地层能量，焖井20~30天，使注入的二氧化碳与油藏流体在发生混相或近混相状态再开井生产。因此吞吐井即使注入井也是采油井，井口不但要满足注入条件，也要满足生产条件。
目前采油井均采用简易井口，结构简单，压力一般为14MPa，而且在开采过程中发生井控无法控制。
目前市面上的标准采油井口，一方面井口高度超过0.95m，对于无基础抽油机来说，正常生产时易发生抽油机和井口碰撞；另一方面不能实现不动管柱注入CO2的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置及使用方法，克服了现有技术中1：简易井口结构简单，压力一般为14MPa，而且在开采过程中发生井控无法控制；2：现有标准采油井口的井口高度超过0.95m，对于无基础抽油机来说，正常生产时易发生抽油机和井口碰撞；3：现有标准采油井口不能实现不动管柱注入CO2的要求等问题。
为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，包括抽油杆悬挂器、抽油杆防喷闸门、外输边接管线、两个油管闸门、两个套管闸门、大四通和小四通，其中大四通下端连接井筒，所述大四通上端通过油管连接小四通下端，其中油管中间位置设有抽油杆防喷闸门，所述小四通上端连接抽油杆悬挂器，其中抽油杆可悬挂于抽油杆悬挂器上，所述大四通两侧分别连接一个套管闸门，其中小四通两侧分别连接一个油管闸门，所述一个油管闸门外侧连接CO2注入管线，其中另一个油管闸门外侧连接外输边接管线。
优选的，所述油管闸门与外输边接管线之间设有压力表和高压截阀，利用压力表反映井口压力变化，利用高压截阀及时截断起到保护外输边接管线的作用。
优选的，所述套管闸门外侧设有定压放气阀，通过定压放气阀控制套压，调整井筒压力。
优选的，所述大四通上端设有上法兰，其中上法兰将油管与大四通上端连接，所述大四通下端设有下法兰，其中下法兰将套管扣与大四通下端连接，所述套管扣与套管头配合连接，其中套管头设置于井筒内部。
优选的，所述抽油杆防喷闸门包括第一闸门和第二闸门，其中第一闸门和第二闸门相对设置于油管的中间位置，所述第一闸门和第二闸门均包括手动闸门、手柄、壳体和环形密封件，其中手动闸门连接手柄，其中手柄穿过壳体连接环形密封件，所述环形密封件设置于壳体内部，其中环形密封件可通过手动闸门的转动进行左右移动从而开启/关闭抽油杆与油管之间的环形空间。
优选的，所述环形密封件包括橡胶密封环和弹簧，其中橡胶密封环为半圆形结构，其中橡胶密封环内部设有多个弹簧，所述相对设置的两个半圆形结构的橡胶密封环接触时可将抽油杆与油管之间的环形空间封堵，其中相对设置的两个半圆形结构的橡胶密封环远离时可将抽油杆与油管之间的环形空间开启。
优选的，所述弹簧沿油管的径向方向周向均匀设置于橡胶密封环内部，其中一个橡胶密封环内部设有4~8个弹簧。
优选的，所述抽油杆悬挂器为由上下两部分组成的圆盖结构，其中抽油杆悬挂器下部分内壁设有螺纹可连接小四通上端，所述抽油杆悬挂器上部分中心设有通孔，其中通孔内壁设有螺纹，其中抽油杆顶部可通过通孔内壁的螺纹悬挂于抽油杆悬挂器上。
优选的，所述井口装置的整体高度≤950mm，其中井口装置可承压≥21MPa。
优选的，一种如上任一项所述的适用CO2吞吐注采一体化的井口装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤1）当需要CO2注入时，打开与CO2注入管线连接的油管闸门，打开抽油杆防喷闸门并保持常开，关闭套管闸门，上提井筒内的抽油杆，打开正注通道，通过CO2注入管线注入CO2，CO2注入工作完成时，将抽油杆顶部与抽油杆悬挂器连接，关闭油管闸门，焖井20~30天；
步骤2）焖井结束后，打开套管闸门，卸掉抽油杆悬挂器，将抽油杆与光杆连接，其中光杆连接抽油器，下放抽油杆到预定位置完井，完井过程观察套管溢流变化，若有井喷现象迅速关闭抽油杆防喷闸门和套管闸门，开启定压放气阀控制套压，调整井筒压力，确保井口安全作业；
步骤3）若无井喷现象，正常生产时，打开与外输边接管线连接的油管闸门，关闭套管闸门，即可进行采油作业，压力表实时反映井口压力变化，当井口压力超过3MPa时，高压截阀立即截断起到保护外输边接管线的作用。
相对于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本发明井口装置设有抽油杆悬挂器，CO2注入前可以将生产管柱下入井内，并将抽油杆悬挂于抽油杆悬挂器上，可实现不动管柱正注CO2，本发明为一种CO2吞吐井口，井口安全可靠，实现了注采一体化；
（2）本发明井口装置的采油井口承受压力≥21MPa，井口装置的整体高度≤950mm，与原采油井口相比，压力等级提高一级，满足高压注入要求，并降低了井口高度，并在井口装置中设有抽油杆防喷闸门，在发生井下井喷等特殊事故时，能够紧急控制井口；
（3）本发明油管闸门高压与外输边接管线低压之间设计有高压截阀，由于外输边接管线最高工作压力为4MPa，因此超过3MPa时需要截断，保护外输边接管线，本发明适合CO2吞吐且采用无基础抽油机的采油井，即对井口高度有限制的采油井。
附图说明
图1、本发明一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置的结构示意图；
图2、本发明一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置抽油杆防喷闸门的结构示意图；
图3、本发明一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置环形密封件的结构示意图。
附图标记说明：
1、抽油杆悬挂器，2、压力表，3、高压截阀，4、抽油杆防喷闸门，5、外输边接管线，6、定压放气阀，7、油管闸门，8、套管闸门，9、下法兰，10、抽油杆，11、大四通，12、小四通，13、套管扣，14、套管头，15、井筒，16、油管，17、上法兰；
4-1、手动闸门，4-2、手柄，4-3、壳体，4-4、环形密封件；
4-4-1、橡胶密封环，4-4-2、弹簧。
具体实施方式
下面结合实施例描述本发明具体实施方式：
需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1所示，本发明公开了一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，包括抽油杆悬挂器1、抽油杆防喷闸门4、外输边接管线5、两个油管闸门7、两个套管闸门8、大四通11和小四通12，其中大四通11下端连接井筒15，所述大四通11上端通过油管16连接小四通12下端，其中油管16中间位置设有抽油杆防喷闸门4，所述小四通12上端连接抽油杆悬挂器1，其中抽油杆10可悬挂于抽油杆悬挂器1上，所述大四通11两侧分别连接一个套管闸门8，其中小四通12两侧分别连接一个油管闸门7，所述一个油管闸门7外侧连接CO2注入管线，其中另一个油管闸门7外侧连接外输边接管线5。
实施例2
如图1所示，本发明公开了一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，包括抽油杆悬挂器1、抽油杆防喷闸门4、外输边接管线5、两个油管闸门7、两个套管闸门8、大四通11和小四通12，其中大四通11下端连接井筒15，所述大四通11上端通过油管16连接小四通12下端，其中油管16中间位置设有抽油杆防喷闸门4，所述小四通12上端连接抽油杆悬挂器1，其中抽油杆10可悬挂于抽油杆悬挂器1上，所述大四通11两侧分别连接一个套管闸门8，其中小四通12两侧分别连接一个油管闸门7，所述一个油管闸门7外侧连接CO2注入管线，其中另一个油管闸门7外侧连接外输边接管线5。
优选的，如图1所示，所述油管闸门7与外输边接管线5之间设有压力表2和高压截阀3，利用压力表2反映井口压力变化，利用高压截阀3及时截断起到保护外输边接管线5的作用。
实施例3
如图1所示，本发明公开了一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，包括抽油杆悬挂器1、抽油杆防喷闸门4、外输边接管线5、两个油管闸门7、两个套管闸门8、大四通11和小四通12，其中大四通11下端连接井筒15，所述大四通11上端通过油管16连接小四通12下端，其中油管16中间位置设有抽油杆防喷闸门4，所述小四通12上端连接抽油杆悬挂器1，其中抽油杆10可悬挂于抽油杆悬挂器1上，所述大四通11两侧分别连接一个套管闸门8，其中小四通12两侧分别连接一个油管闸门7，所述一个油管闸门7外侧连接CO2注入管线，其中另一个油管闸门7外侧连接外输边接管线5。
优选的，如图1所示，所述油管闸门7与外输边接管线5之间设有压力表2和高压截阀3，利用压力表2反映井口压力变化，利用高压截阀3及时截断起到保护外输边接管线5的作用。
优选的，如图1所示，所述套管闸门8外侧设有定压放气阀6，通过定压放气阀6控制套压，调整井筒15压力。
实施例4
如图1所示，本发明公开了一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，包括抽油杆悬挂器1、抽油杆防喷闸门4、外输边接管线5、两个油管闸门7、两个套管闸门8、大四通11和小四通12，其中大四通11下端连接井筒15，所述大四通11上端通过油管16连接小四通12下端，其中油管16中间位置设有抽油杆防喷闸门4，所述小四通12上端连接抽油杆悬挂器1，其中抽油杆10可悬挂于抽油杆悬挂器1上，所述大四通11两侧分别连接一个套管闸门8，其中小四通12两侧分别连接一个油管闸门7，所述一个油管闸门7外侧连接CO2注入管线，其中另一个油管闸门7外侧连接外输边接管线5。
优选的，如图1所示，所述油管闸门7与外输边接管线5之间设有压力表2和高压截阀3，利用压力表2反映井口压力变化，利用高压截阀3及时截断起到保护外输边接管线5的作用。
优选的，如图1所示，所述套管闸门8外侧设有定压放气阀6，通过定压放气阀6控制套压，调整井筒15压力。
优选的，如图1所示，所述大四通11上端设有上法兰17，其中上法兰17将油管16与大四通11上端连接，所述大四通11下端设有下法兰9，其中下法兰9将套管扣13与大四通11下端连接，所述套管扣13与套管头14配合连接，其中套管头14设置于井筒15内部。
实施例5
如图1所示，本发明公开了一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，包括抽油杆悬挂器1、抽油杆防喷闸门4、外输边接管线5、两个油管闸门7、两个套管闸门8、大四通11和小四通12，其中大四通11下端连接井筒15，所述大四通11上端通过油管16连接小四通12下端，其中油管16中间位置设有抽油杆防喷闸门4，所述小四通12上端连接抽油杆悬挂器1，其中抽油杆10可悬挂于抽油杆悬挂器1上，所述大四通11两侧分别连接一个套管闸门8，其中小四通12两侧分别连接一个油管闸门7，所述一个油管闸门7外侧连接CO2注入管线，其中另一个油管闸门7外侧连接外输边接管线5。
优选的，如图1所示，所述油管闸门7与外输边接管线5之间设有压力表2和高压截阀3，利用压力表2反映井口压力变化，利用高压截阀3及时截断起到保护外输边接管线5的作用。
优选的，如图1所示，所述套管闸门8外侧设有定压放气阀6，通过定压放气阀6控制套压，调整井筒15压力。
优选的，如图1所示，所述大四通11上端设有上法兰17，其中上法兰17将油管16与大四通11上端连接，所述大四通11下端设有下法兰9，其中下法兰9将套管扣13与大四通11下端连接，所述套管扣13与套管头14配合连接，其中套管头14设置于井筒15内部。
优选的，如图2所示，所述抽油杆防喷闸门4包括第一闸门和第二闸门，其中第一闸门和第二闸门相对设置于油管16的中间位置，所述第一闸门和第二闸门均包括手动闸门4-1、手柄4-2、壳体4-3和环形密封件4-4，其中手动闸门4-1连接手柄4-2，其中手柄4-2穿过壳体4-3连接环形密封件4-4，所述环形密封件4-4设置于壳体4-3内部，其中环形密封件4-4可通过手动闸门4-1的转动进行左右移动从而开启/关闭抽油杆10与油管16之间的环形空间。
实施例6
如图1所示，本发明公开了一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，包括抽油杆悬挂器1、抽油杆防喷闸门4、外输边接管线5、两个油管闸门7、两个套管闸门8、大四通11和小四通12，其中大四通11下端连接井筒15，所述大四通11上端通过油管16连接小四通12下端，其中油管16中间位置设有抽油杆防喷闸门4，所述小四通12上端连接抽油杆悬挂器1，其中抽油杆10可悬挂于抽油杆悬挂器1上，所述大四通11两侧分别连接一个套管闸门8，其中小四通12两侧分别连接一个油管闸门7，所述一个油管闸门7外侧连接CO2注入管线，其中另一个油管闸门7外侧连接外输边接管线5。
优选的，如图1所示，所述油管闸门7与外输边接管线5之间设有压力表2和高压截阀3，利用压力表2反映井口压力变化，利用高压截阀3及时截断起到保护外输边接管线5的作用。
优选的，如图1所示，所述套管闸门8外侧设有定压放气阀6，通过定压放气阀6控制套压，调整井筒15压力。
优选的，如图1所示，所述大四通11上端设有上法兰17，其中上法兰17将油管16与大四通11上端连接，所述大四通11下端设有下法兰9，其中下法兰9将套管扣13与大四通11下端连接，所述套管扣13与套管头14配合连接，其中套管头14设置于井筒15内部。
优选的，如图2所示，所述抽油杆防喷闸门4包括第一闸门和第二闸门，其中第一闸门和第二闸门相对设置于油管16的中间位置，所述第一闸门和第二闸门均包括手动闸门4-1、手柄4-2、壳体4-3和环形密封件4-4，其中手动闸门4-1连接手柄4-2，其中手柄4-2穿过壳体4-3连接环形密封件4-4，所述环形密封件4-4设置于壳体4-3内部，其中环形密封件4-4可通过手动闸门4-1的转动进行左右移动从而开启/关闭抽油杆10与油管16之间的环形空间。
优选的，如图3所示，所述环形密封件4-4包括橡胶密封环4-4-1和弹簧4-4-2，其中橡胶密封环4-4-1为半圆形结构，其中橡胶密封环4-4-1内部设有多个弹簧4-4-2，所述相对设置的两个半圆形结构的橡胶密封环4-4-1接触时可将抽油杆10与油管16之间的环形空间封堵，其中相对设置的两个半圆形结构的橡胶密封环4-4-1远离时可将抽油杆10与油管16之间的环形空间开启。
实施例7
如图1所示，本发明公开了一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，包括抽油杆悬挂器1、抽油杆防喷闸门4、外输边接管线5、两个油管闸门7、两个套管闸门8、大四通11和小四通12，其中大四通11下端连接井筒15，所述大四通11上端通过油管16连接小四通12下端，其中油管16中间位置设有抽油杆防喷闸门4，所述小四通12上端连接抽油杆悬挂器1，其中抽油杆10可悬挂于抽油杆悬挂器1上，所述大四通11两侧分别连接一个套管闸门8，其中小四通12两侧分别连接一个油管闸门7，所述一个油管闸门7外侧连接CO2注入管线，其中另一个油管闸门7外侧连接外输边接管线5。
优选的，如图1所示，所述油管闸门7与外输边接管线5之间设有压力表2和高压截阀3，利用压力表2反映井口压力变化，利用高压截阀3及时截断起到保护外输边接管线5的作用。
优选的，如图1所示，所述套管闸门8外侧设有定压放气阀6，通过定压放气阀6控制套压，调整井筒15压力。
优选的，如图1所示，所述大四通11上端设有上法兰17，其中上法兰17将油管16与大四通11上端连接，所述大四通11下端设有下法兰9，其中下法兰9将套管扣13与大四通11下端连接，所述套管扣13与套管头14配合连接，其中套管头14设置于井筒15内部。
优选的，如图2所示，所述抽油杆防喷闸门4包括第一闸门和第二闸门，其中第一闸门和第二闸门相对设置于油管16的中间位置，所述第一闸门和第二闸门均包括手动闸门4-1、手柄4-2、壳体4-3和环形密封件4-4，其中手动闸门4-1连接手柄4-2，其中手柄4-2穿过壳体4-3连接环形密封件4-4，所述环形密封件4-4设置于壳体4-3内部，其中环形密封件4-4可通过手动闸门4-1的转动进行左右移动从而开启/关闭抽油杆10与油管16之间的环形空间。
优选的，如图3所示，所述环形密封件4-4包括橡胶密封环4-4-1和弹簧4-4-2，其中橡胶密封环4-4-1为半圆形结构，其中橡胶密封环4-4-1内部设有多个弹簧4-4-2，所述相对设置的两个半圆形结构的橡胶密封环4-4-1接触时可将抽油杆10与油管16之间的环形空间封堵，其中相对设置的两个半圆形结构的橡胶密封环4-4-1远离时可将抽油杆10与油管16之间的环形空间开启。
优选的，如图3所示，所述弹簧4-4-2沿油管16的径向方向周向均匀设置于橡胶密封环4-4-1内部，其中一个橡胶密封环4-4-1内部设有4~8个弹簧4-4-2。
实施例8
如图1所示，本发明公开了一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，包括抽油杆悬挂器1、抽油杆防喷闸门4、外输边接管线5、两个油管闸门7、两个套管闸门8、大四通11和小四通12，其中大四通11下端连接井筒15，所述大四通11上端通过油管16连接小四通12下端，其中油管16中间位置设有抽油杆防喷闸门4，所述小四通12上端连接抽油杆悬挂器1，其中抽油杆10可悬挂于抽油杆悬挂器1上，所述大四通11两侧分别连接一个套管闸门8，其中小四通12两侧分别连接一个油管闸门7，所述一个油管闸门7外侧连接CO2注入管线，其中另一个油管闸门7外侧连接外输边接管线5。
优选的，如图1所示，所述油管闸门7与外输边接管线5之间设有压力表2和高压截阀3，利用压力表2反映井口压力变化，利用高压截阀3及时截断起到保护外输边接管线5的作用。
优选的，如图1所示，所述套管闸门8外侧设有定压放气阀6，通过定压放气阀6控制套压，调整井筒15压力。
优选的，如图1所示，所述大四通11上端设有上法兰17，其中上法兰17将油管16与大四通11上端连接，所述大四通11下端设有下法兰9，其中下法兰9将套管扣13与大四通11下端连接，所述套管扣13与套管头14配合连接，其中套管头14设置于井筒15内部。
优选的，如图2所示，所述抽油杆防喷闸门4包括第一闸门和第二闸门，其中第一闸门和第二闸门相对设置于油管16的中间位置，所述第一闸门和第二闸门均包括手动闸门4-1、手柄4-2、壳体4-3和环形密封件4-4，其中手动闸门4-1连接手柄4-2，其中手柄4-2穿过壳体4-3连接环形密封件4-4，所述环形密封件4-4设置于壳体4-3内部，其中环形密封件4-4可通过手动闸门4-1的转动进行左右移动从而开启/关闭抽油杆10与油管16之间的环形空间。
优选的，如图3所示，所述环形密封件4-4包括橡胶密封环4-4-1和弹簧4-4-2，其中橡胶密封环4-4-1为半圆形结构，其中橡胶密封环4-4-1内部设有多个弹簧4-4-2，所述相对设置的两个半圆形结构的橡胶密封环4-4-1接触时可将抽油杆10与油管16之间的环形空间封堵，其中相对设置的两个半圆形结构的橡胶密封环4-4-1远离时可将抽油杆10与油管16之间的环形空间开启。
优选的，如图3所示，所述弹簧4-4-2沿油管16的径向方向周向均匀设置于橡胶密封环4-4-1内部，其中一个橡胶密封环4-4-1内部设有4~8个弹簧4-4-2。
优选的，如图1所示，所述抽油杆悬挂器1为由上下两部分组成的圆盖结构，其中抽油杆悬挂器1下部分内壁设有螺纹可连接小四通12上端，所述抽油杆悬挂器1上部分中心设有通孔，其中通孔内壁设有螺纹，其中抽油杆10顶部可通过通孔内壁的螺纹悬挂于抽油杆悬挂器1上。
实施例9
如图1所示，本发明公开了一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，包括抽油杆悬挂器1、抽油杆防喷闸门4、外输边接管线5、两个油管闸门7、两个套管闸门8、大四通11和小四通12，其中大四通11下端连接井筒15，所述大四通11上端通过油管16连接小四通12下端，其中油管16中间位置设有抽油杆防喷闸门4，所述小四通12上端连接抽油杆悬挂器1，其中抽油杆10可悬挂于抽油杆悬挂器1上，所述大四通11两侧分别连接一个套管闸门8，其中小四通12两侧分别连接一个油管闸门7，所述一个油管闸门7外侧连接CO2注入管线，其中另一个油管闸门7外侧连接外输边接管线5。
优选的，如图1所示，所述油管闸门7与外输边接管线5之间设有压力表2和高压截阀3，利用压力表2反映井口压力变化，利用高压截阀3及时截断起到保护外输边接管线5的作用。
优选的，如图1所示，所述套管闸门8外侧设有定压放气阀6，通过定压放气阀6控制套压，调整井筒15压力。
优选的，如图1所示，所述大四通11上端设有上法兰17，其中上法兰17将油管16与大四通11上端连接，所述大四通11下端设有下法兰9，其中下法兰9将套管扣13与大四通11下端连接，所述套管扣13与套管头14配合连接，其中套管头14设置于井筒15内部。
优选的，如图2所示，所述抽油杆防喷闸门4包括第一闸门和第二闸门，其中第一闸门和第二闸门相对设置于油管16的中间位置，所述第一闸门和第二闸门均包括手动闸门4-1、手柄4-2、壳体4-3和环形密封件4-4，其中手动闸门4-1连接手柄4-2，其中手柄4-2穿过壳体4-3连接环形密封件4-4，所述环形密封件4-4设置于壳体4-3内部，其中环形密封件4-4可通过手动闸门4-1的转动进行左右移动从而开启/关闭抽油杆10与油管16之间的环形空间。
优选的，如图3所示，所述环形密封件4-4包括橡胶密封环4-4-1和弹簧4-4-2，其中橡胶密封环4-4-1为半圆形结构，其中橡胶密封环4-4-1内部设有多个弹簧4-4-2，所述相对设置的两个半圆形结构的橡胶密封环4-4-1接触时可将抽油杆10与油管16之间的环形空间封堵，其中相对设置的两个半圆形结构的橡胶密封环4-4-1远离时可将抽油杆10与油管16之间的环形空间开启。
优选的，如图3所示，所述弹簧4-4-2沿油管16的径向方向周向均匀设置于橡胶密封环4-4-1内部，其中一个橡胶密封环4-4-1内部设有4~8个弹簧4-4-2。
如图3所示，当两个半圆形结构的橡胶密封环4-4-1接触时挤压油管16，橡胶密封环4-4-1受到沿油管16径向的力（如图3中箭头所示），弹簧4-4-2也按照受力方向设置，增大了橡胶密封环4-4-1的形变量，增加了封堵效果。
优选的，如图1所示，所述抽油杆悬挂器1为由上下两部分组成的圆盖结构，其中抽油杆悬挂器1下部分内壁设有螺纹可连接小四通12上端，所述抽油杆悬挂器1上部分中心设有通孔，其中通孔内壁设有螺纹，其中抽油杆10顶部可通过通孔内壁的螺纹悬挂于抽油杆悬挂器1上。
优选的，所述井口装置的整体高度≤950mm，其中井口装置可承压≥21MPa。
优选的，一种如上任一项所述的适用CO2吞吐注采一体化的井口装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤1）当需要CO2注入时，打开与CO2注入管线连接的油管闸门7，打开抽油杆防喷闸门4并保持常开，关闭套管闸门8，上提井筒15内的抽油杆10，打开正注通道，通过CO2注入管线注入CO2，CO2注入工作完成时，将抽油杆10顶部与抽油杆悬挂器1连接，关闭油管闸门7，焖井20~30天；
步骤2）焖井结束后，打开套管闸门8，卸掉抽油杆悬挂器1，将抽油杆10与光杆连接，其中光杆连接抽油器，下放抽油杆10到预定位置完井，完井过程观察套管溢流变化，若有井喷现象迅速关闭抽油杆防喷闸门4和套管闸门8，开启定压放气阀6控制套压，调整井筒15压力，确保井口安全作业；
步骤3）若无井喷现象，正常生产时，打开与外输边接管线5连接的油管闸门7，关闭套管闸门8，即可进行采油作业，压力表2实时反映井口压力变化，当井口压力超过3MPa时，高压截阀3立即截断起到保护外输边接管线5的作用。
所述压力表、高压截阀、外输边接管线、定压放气阀、油管闸门、套管闸门、法兰、大四通、小四通和套管头均为现有技术。
本发明的工作原理如下：
如图1~3所示，本发明井口装置的套管扣13与井筒15内的套管头14连接，通过下法兰9将大四通11下端与套管扣13连接，两个套管闸门8与大四通11两翼卡箍连接，套管闸门8外侧安装定压放气闸6，大四通11上端通过油管16连接小四通12，大四通11和小四通12中间设计有抽油杆防喷闸门4，抽油杆防喷闸门4是关闭抽油杆10与油管16的环形空间，防止井控事件发生的重要部件，主要由手动闸门4-1、手柄4-2、壳体4-3和环形密封件4-4组成，其中环形密封件4-4由半圆形的橡胶密封环4-4-1和内部增加件弹簧4-4-2组成，小四通12两翼卡箍分别连接油管闸门7，小四通12与外输边接管线5之间分别安装压力表2和高压截阀3；CO2吞吐前，打开油管闸门7，并将其端与CO2注入管线连接，打开抽油杆防喷闸门4，并让其保持常开，关闭套管闸门8；注入CO2时，上提井筒内抽油杆10，打开正注通道，注入工作完成时，抽油杆10顶部与抽抽杆悬挂器1连接，关闭油管闸门7，焖井；焖井结束后，打开套管闸门8，卸掉抽抽杆悬挂器1，将抽油杆10与光杆连接，光杆连接抽油器，下放抽油杆柱到预定位置完井，完井过程观察套管溢流变化，若有井喷现象迅速关闭抽油杆防喷闸门4，关闭套管闸门8，同时利用定压放气阀6控制套压，保持井筒15压力在一个合理范围，确保井口安全作业；
正常生产时，打开油管闸门7，关闭套管闸门8，井口压力表2实时反映井口压力变化，当井口压力超过设计压力3MPa时，高压截阀3就立即截断，起到保护外输边接管线（外输边接管线最高工作压力4MPa）的作用，本发明井口装置安全可靠，即实现了注入，又可满足采出，实现了注采一体化。
本发明井口装置设有抽油杆悬挂器，CO2注入前可以将生产管柱下入井内，并将抽油杆悬挂于抽油杆悬挂器上，可实现不动管柱正注CO2，本发明为一种CO2吞吐井口，井口安全可靠，实现了注采一体化；本发明井口装置的采油井口承受压力≥21MPa，井口装置的整体高度≤950mm，与原采油井口相比，压力等级提高一级，满足高压注入要求，并降低了井口高度，并在井口装置中设有抽油杆防喷闸门，实现了紧急情况有效控制井口，在发生井下井喷等特殊事故时，能够紧急控制井口。
本发明油管闸门高压与外输边接管线低压之间设计有高压截阀，由于外输边接管线最高工作压力为4MPa，因此超过3MPa时需要截断，保护外输边接管线，本发明适合CO2吞吐且采用无基础抽油机的采油井，即对井口高度有限制的采油井。
上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (10)
1.一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，其特征在于：包括抽油杆悬挂器（1）、抽油杆防喷闸门（4）、外输边接管线（5）、两个油管闸门（7）、两个套管闸门（8）、大四通（11）和小四通（12），其中大四通（11）下端连接井筒（15），所述大四通（11）上端通过油管（16）连接小四通（12）下端，其中油管（16）中间位置设有抽油杆防喷闸门（4），所述小四通（12）上端连接抽油杆悬挂器（1），其中抽油杆（10）可悬挂于抽油杆悬挂器（1）上，所述大四通（11）两侧分别连接一个套管闸门（8），其中小四通（12）两侧分别连接一个油管闸门（7），所述一个油管闸门（7）外侧连接CO2注入管线，其中另一个油管闸门（7）外侧连接外输边接管线（5）。
2.根据权利要求1所述的一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，其特征在于：所述油管闸门（7）与外输边接管线（5）之间设有压力表（2）和高压截阀（3），利用压力表（2）反映井口压力变化，利用高压截阀（3）及时截断起到保护外输边接管线（5）的作用。
3.根据权利要求1所述的一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，其特征在于：所述套管闸门（8）外侧设有定压放气阀（6），通过定压放气阀（6）控制套压，调整井筒（15）压力。
4.根据权利要求1所述的一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，其特征在于：所述大四通（11）上端设有上法兰（17），其中上法兰（17）将油管（16）与大四通（11）上端连接，所述大四通（11）下端设有下法兰（9），其中下法兰（9）将套管扣（13）与大四通（11）下端连接，所述套管扣（13）与套管头（14）配合连接，其中套管头（14）设置于井筒（15）内部。
5.根据权利要求1所述的一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，其特征在于：所述抽油杆防喷闸门（4）包括第一闸门和第二闸门，其中第一闸门和第二闸门相对设置于油管（16）的中间位置，所述第一闸门和第二闸门均包括手动闸门（4-1）、手柄（4-2）、壳体（4-3）和环形密封件（4-4），其中手动闸门（4-1）连接手柄（4-2），其中手柄（4-2）穿过壳体（4-3）连接环形密封件（4-4），所述环形密封件（4-4）设置于壳体（4-3）内部，其中环形密封件（4-4）可通过手动闸门（4-1）的转动进行左右移动从而开启/关闭抽油杆（10）与油管（16）之间的环形空间。
6.根据权利要求5所述的一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，其特征在于：所述环形密封件（4-4）包括橡胶密封环（4-4-1）和弹簧（4-4-2），其中橡胶密封环（4-4-1）为半圆形结构，其中橡胶密封环（4-4-1）内部设有多个弹簧（4-4-2），所述相对设置的两个半圆形结构的橡胶密封环（4-4-1）接触时可将抽油杆（10）与油管（16）之间的环形空间封堵，其中相对设置的两个半圆形结构的橡胶密封环（4-4-1）远离时可将抽油杆（10）与油管（16）之间的环形空间开启。
7.根据权利要求6所述的一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，其特征在于：所述弹簧（4-4-2）沿油管（16）的径向方向周向均匀设置于橡胶密封环（4-4-1）内部，其中一个橡胶密封环（4-4-1）内部设有4~8个弹簧（4-4-2）。
8.根据权利要求1所述的一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，其特征在于：所述抽油杆悬挂器（1）为由上下两部分组成的圆盖结构，其中抽油杆悬挂器（1）下部分内壁设有螺纹可连接小四通（12）上端，所述抽油杆悬挂器（1）上部分中心设有通孔，其中通孔内壁设有螺纹，其中抽油杆（10）顶部可通过通孔内壁的螺纹悬挂于抽油杆悬挂器（1）上。
9.根据权利要求1所述的一种适用CO2吞吐注采一体化的井口装置，其特征在于：所述井口装置的整体高度≤950mm，其中井口装置可承压≥21MPa。
10.一种如权利要求1~9任一项所述的适用CO2吞吐注采一体化的井口装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）当需要CO2注入时，打开与CO2注入管线连接的油管闸门（7），打开抽油杆防喷闸门（4）并保持常开，关闭套管闸门（8），上提井筒（15）内的抽油杆（10），打开正注通道，通过CO2注入管线注入CO2，CO2注入工作完成时，将抽油杆（10）顶部与抽油杆悬挂器（1）连接，关闭油管闸门（7），焖井20~30天；
步骤2）焖井结束后，打开套管闸门（8），卸掉抽油杆悬挂器（1），将抽油杆（10）与光杆连接，其中光杆连接抽油器，下放抽油杆（10）到预定位置完井，完井过程观察套管溢流变化，若有井喷现象迅速关闭抽油杆防喷闸门（4）和套管闸门（8），开启定压放气阀（6）控制套压，调整井筒（15）压力，确保井口安全作业；
步骤3）若无井喷现象，正常生产时，打开与外输边接管线（5）连接的油管闸门（7），关闭套管闸门（8），即可进行采油作业，压力表（2）实时反映井口压力变化，当井口压力超过3MPa时，高压截阀（3）立即截断起到保护外输边接管线（5）的作用。
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