CN113389526A - 一种采油井套管气回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采油井套管气回收领域，特别涉及一种采油井套管气回收装置。本发明包括储液单元，储液单元上端面设置有控制单元，储液单元一侧设置有输出单元，控制单元上部设置有储能单元，储能单元上部设置有节能单元。本发明采用三级式沉降罐，实现套管气内的气液分离，设置加压泵使第三收集罐内的套管气液具备压力，使回收使用时获得较高的效能；设置热力发电机和输液管，将压缩套管气转化为电能通过蓄电池存储，且连接外接设备，增加套管气的使用范围，实现节能减排；采用太阳能板实现环保，设置逆变器能够根据需求改变太阳能板和热力发电机产生的电能电压，使得输出电能在逆变器的作用下获得较高的使用范围。

Description

一种采油井套管气回收装置

技术领域

本发明涉及采油井套管气回收领域，特别是涉及一种采油井套管气回收装置。

背景技术

油井一般包括油管和套管两部分，油管用于在泵的作用下向地面输送流体，套管套设于油管外侧，用于支撑油井壁，在油井生产过程中，当油井的井底压力低于油井内流体压力的泡点压力时，油井内的流体会产生分离气体进入套管中，这部分气体被称为套管气，随着油井内流体产生分离气体的增多，套管气的压力会不断增大，套管气压力过高会使油井产生气锁现象，使泵不能正常收集油井流体，因此需要定期对套管气进行排放，以降低其压力。

目前油井常用的方法为直接对空排放，由于套管气主要成分为甲烷、一氧化碳、硫化氢等化合物，该方法不仅污染环境，还造成了大量资源的浪费，另一种方法为将套管和油管直接连通，将套管气直接排入油管中，该方法由于受油管回压的影响，无法将套管气彻底排出，因此需要一种采油井用的套管气回收装置。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种采油井套管气回收装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种采油井套管气回收装置，包括储液单元，所述储液单元上端面设置有控制单元，所述储液单元一侧设置有输出单元，所述控制单元上部设置有储能单元，所述储能单元上部设置有节能单元，所述控制单元与所述储能单元均固定安装于所述储液单元上端面；

所述控制单元包括控制器，所述控制器安装于所述储液单元包括的第三收集罐上端面，所述第三收集罐上端面还设置有温度传感器、压力传感器、报警器和信号传输模块；

所述输出单元包括两个输气管，其中一个所述输气管上设置有输气阀，另一所述输气管端部设置有热力发电机，所述热力发电机输出端设置有传输电线，所述热力发电机顶端一侧设置有排气管；

所述节能单元包括太阳能板，所述太阳能板设置于所述储能单元包括的蓄电池上端面，所述太阳能板通过支架安装于所述储液单元包括的储液罐上端面。

优选的：所述储液单元包括储液罐，所述储液罐上部设置有第一收集罐、第二收集罐和第三收集罐，所述第一收集罐、所述第二收集罐和所述第三收集罐均与所述储液罐通过输液管固定连接，所述输液管侧壁均设置有止回阀，所述储液罐输出端连接有排液管；

所述第一收集罐输入端连接有第一进气管，所述第一进气管上设置有第一进气阀，所述第一收集罐侧壁设置有第一液位传感器；

所述第二收集罐与所述第一收集罐通过第二进气管连通，所述第二进气管上设置有第二进气阀，所述第二收集罐侧壁设置有第二液位传感器；

所述第三收集罐与所述第二收集罐通过第三进气管连通，所述第三进气管中部设置有加压泵。

如此设置，采用三级式储液罐，更好的完成对于套管气的气液沉降，实现对于套管气内气液的分离，且通过液位传感器完成对于收集罐内的套管气沉降液体积的检测，进而判断输液管是否存在堵塞，由于止回阀的设置，无需工人手动排液。

优选的：所述储能单元包括蓄电池，所述蓄电池分别安装于所述第三收集罐、所述第二收集罐和所述第一收集罐上端面，所述蓄电池之间设置有逆变器，所述逆变器输出端连接有电极。

如此设置，便于完成对于热力发电机和太阳能板电能的储存，且设置有逆变器，使得输出电能在所述逆变器的作用下获得较高的使用范围。

优选的：所述温度传感器与所述压力传感器输出端均贯穿所述第三收集罐上壁且延伸至所述第三收集罐内侧。

如此设置，便于完成对于所述第三收集罐内的压力和温度的检测，提升安全性能，且判断第三收集罐内套管气的气压是否可以应用于热力发电机的耗能。

优选的：所述信号传输模块采用4g传输模块，所述温度传感器、所述压力传感器、所述报警器和所述信号传输模块均与所述控制器电连接。

如此设置，便于实现远程控制，且在第三收集罐内的套管气压力温度异常时，实现声音报警和远程数据传输。

优选的：所述逆变器和所述太阳能板均与所述蓄电池通过输电线电连接，所述第二进气管分别与所述第一收集罐和所述第二收集罐焊接。

如此设置，便于完成对于电能的输送，提升所述第二进气管相较于所述第一收集罐和所述第二收集罐的连接强度。

优选的：所述输气管端部设置有流量传感器和安装法兰，所述热力发电机采用燃烧活塞式蒸汽发电机。

如此设置，便于完成对于输气管的流量测算，以及连接需要套管气的其他设备，采用燃烧套管气方式发电进行能源转化，避免了套管气浪费和污染环境。

优选的：所述第一液位传感器、所述第二液位传感器和所述第三液位传感器均采用压力式液位传感器，所述排液管上设置排液阀。

如此设置，采用压力式液位传感器，便于完成对于液位传感器的固定，便于完成对于所述储液罐的套管气沉降液的排放。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、采用三级式沉降罐，实现对于套管气内的气液分离，由于加压泵的设置，第三收集罐内的套管气液具备压力，应用于回收使用时获得较高的效能；

2、设置有热力发电机和输液管，将压缩套管气转化为电能通过蓄电池存储，且可以连接额外设备，提升套管气的使用范围，进一步的实现节能减排；

3、采用太阳能板实现环保，由于逆变器的设置，太阳能板和热力发电机产生的电能可以根据需求改变电压，提升了本装置输出能源的适用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述一种采油井套管气回收装置的第一结构视图；

图2是本发明所述一种采油井套管气回收装置的第二结构视图；

图3是本发明所述一种采油井套管气回收装置的主视图；

图4是本发明所述一种采油井套管气回收装置的第三结构视图；

图5是本发明所述一种采油井套管气回收装置“A”的局部剖视图。

附图标记说明如下：

1、第一收集罐；101、第一进气管；102、第一进气阀；103、第一液位传感器；2、第二收集罐；201、第二进气管；202、第二进气阀；203、第二液位传感器；3、第三收集罐；301、加压泵；302、第三进气管；4、储液罐；401、排液管；5、控制器；501、压力传感器；502、温度传感器；503、报警器；504、信号传输模块；6、输气管；601、热力发电机；602、排气管；603、输气阀；604、传输电线；7、蓄电池；701、逆变器；702、电极；703、太阳能板；8、输液管；801、止回阀；9、支架。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明作进一步说明：

参照图1-5所示，一种采油井套管气回收装置，包括储液单元，储液单元上端面设置有控制单元，储液单元一侧设置有输出单元，控制单元上部设置有储能单元，储能单元上部设置有节能单元，控制单元与储能单元均固定安装于储液单元上端面；

控制单元包括控制器5，控制器5安装于储液单元包括的第三收集罐3上端面，第三收集罐3上端面还设置有温度传感器502、压力传感器501、报警器503和信号传输模块504，控制单元包括的控制器5、温度传感器502、报警器503、压力传感器501和信号传输模块504均源于现有技术，不对其内部结构做具体描述；

输出单元包括两个输气管6，其中一个输气管6上设置有输气阀603，另一输气管6端部设置有热力发电机601，热力发电机601采用的燃烧活塞式蒸汽发电机源于现有技术，不对其工作原理做具体描述，热力发电机601输出端设置有传输电线604，热力发电机601顶端一侧设置有排气管602；

节能单元包括太阳能板703，太阳能板703设置于储能单元包括的蓄电池7上端面，太阳能板703通过支架9安装于储液单元包括的储液罐4上端面。

储液单元包括储液罐4，储液罐4上部设置有第一收集罐1、第二收集罐2和第三收集罐3，第一收集罐1、第二收集罐2和第三收集罐3均与储液罐4通过输液管8固定连接，输液管8侧壁均设置有止回阀801，储液罐4输出端连接有排液管401；

第一收集罐1输入端连接有第一进气管101，第一进气管101上设置有第一进气阀102，第一收集罐1侧壁设置有第一液位传感器103；

第二收集罐2与第一收集罐1通过第二进气管201连通，第二进气管201上设置有第二进气阀202，第二收集罐2侧壁设置有第二液位传感器203；

第三收集罐3与第二收集罐2通过第三进气管302连通，第三进气管302中部设置有加压泵301。

储能单元包括蓄电池7，蓄电池7分别安装于第三收集罐3、第二收集罐2和第一收集罐1上端面，蓄电池7之间设置有逆变器701，逆变器701输出端连接有电极702。

优选的：采用三级式储液罐4，更好的完成对于套管气的气液沉降，实现对于套管气内气液的分离，且通过液位传感器完成对于收集罐内的套管气沉降液体积的检测，进而判断输液管8是否存在堵塞，由于止回阀801的设置，无需工人手动排液，便于完成对于热力发电机601和太阳能板703电能的储存，且设置有逆变器701输出，使得输出电能在逆变器701的作用下获得较高的使用范围；温度传感器502与压力传感器501输出端均贯穿第三收集罐3上壁且延伸至第三收集罐3内侧，便于完成对于第三收集罐3内的压力和温度的检测，提升安全性能，且判断第三收集罐3内套管气的气压是否可以应用于热力发电机601的耗能；信号传输模块504采用4g传输模块，温度传感器502、压力传感器501、报警器503和信号传输模块504均与控制器5电连接，便于实现远程控制，且在第三收集罐3内的套管气压力温度异常时，实现声音报警和远程数据传输；逆变器701和太阳能板703均与蓄电池7通过输电线电连接，第二进气管201分别与第一收集罐1和第二收集罐2焊接，便于完成对于电能的输送，提升第二进气管201相较于第一收集罐1和第二收集罐2的连接强度；输气管6端部设置有流量传感器和安装法兰，热力发电机601采用燃烧活塞式蒸汽发电机，便于完成对于输气管6的流量测算，以及连接需要套管气的其他设备，采用燃烧套管气方式发电进行能源转化，避免了套管气浪费和污染环境；第一液位传感器103、第二液位传感器203和第三液位传感器均采用压力式液位传感器，排液管401上设置排液阀，采用压力式液位传感器，便于完成对于液位传感器的固定，便于完成对于储液罐4的套管气沉降液的排放。

工作原理：工作人员将本发明各元件组装，将第一进气管101连接于套管气排放口，套管气进入第一收集罐1，完成一级沉降，套管气内液体自然下沉，通过输液管8和止回阀801进入储液罐4内，气体进入第二收集罐2，完成二级沉降，套管气内液体自然下沉，通过输液管8和止回阀801进入储液罐4内，通过加压泵301加压后沿第三进气管302进入第三收集罐3内，自然沉降，第三收集罐3与储液罐4连接处为双向阀门，即第三收集罐3为密封罐体，由于加压泵301向第三收集罐3加压，进入第三收集罐3内的套管气气液完全分离，气体可以通过输气管6排出，且通过温度传感器502和压力传感器501检测第三收集罐3内温度和压力，如超过额定值，即通过报警器503和信号传输模块504完成报警，保障装置使用安全；

常规状态下，第三收集罐3内压缩套管气通过输气管6进入热力发电机601内，燃烧推动活塞完成发电，电能通过传输电线604传输至蓄电池7储存，且可以通过逆变器701排放，工作人员定期收集储液罐4内液体即可；

冬季或其他需要燃料情况下，将需求设备连接于输气管6，打开输气阀603，即可取用第三收集罐3内压缩套管气，用于取暖或其他燃烧需求；

由于太阳能板703的设置，本发明在套管气热力发电之外，还具备环保的太阳能发电，由于电能充盈，因此配备有逆变器701，便于完成对于设备的电能供应，使得输出电能在逆变器701的作用下获得较高的使用范围，由于收集罐侧壁均设置有液位传感器，无需工作人员在运行过程中进行多次质检，如发生积液状况，即通过信号传输模块504和报警器503警示工作人员，对装置进行检修，且由于各收集罐间设置阀门，可以由工人手动操作，完成更为细化的气液分离，更好的实现套管气回收，避免能源浪费和污染环境。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种采油井套管气回收装置，包括储液单元，其特征在于：所述储液单元上端面设置有控制单元，所述储液单元一侧设置有输出单元，所述控制单元上部设置有储能单元，所述储能单元上部设置有节能单元，所述控制单元与所述储能单元均固定安装于所述储液单元上端面；

所述控制单元包括控制器（5），所述控制器（5）安装于所述储液单元包括的第三收集罐（3）上端面，所述第三收集罐（3）上端面还设置有温度传感器（502）、压力传感器（501）、报警器（503）和信号传输模块（504）；

所述输出单元包括两个输气管（6），其中一个所述输气管（6）上设置有输气阀（603），另一所述输气管（6）端部设置有热力发电机（601），所述热力发电机（601）输出端设置有传输电线（604），所述热力发电机（601）顶端一侧设置有排气管（602）；

所述节能单元包括太阳能板（703），所述太阳能板（703）设置于所述储能单元包括的蓄电池（7）上端面，所述太阳能板（703）通过支架（9）安装于所述储液单元包括的储液罐（4）上端面。

2.根据权利要求1所述的一种采油井套管气回收装置，其特征在于：所述储液单元包括所述储液罐（4），所述储液罐（4）上部设置有第一收集罐（1）、第二收集罐（2）和所述第三收集罐（3），所述第一收集罐（1）、所述第二收集罐（2）和所述第三收集罐（3）均与所述储液罐（4）通过输液管（8）固定连接，所述输液管（8）侧壁均设置有止回阀（801），所述储液罐（4）输出端连接有排液管（401）；

所述第一收集罐（1）输入端连接有第一进气管（101），所述第一进气管（101）上设置有第一进气阀（102），所述第一收集罐（1）侧壁设置有第一液位传感器（103）；

所述第二收集罐（2）与所述第一收集罐（1）通过第二进气管（201）连通，所述第二进气管（201）上设置有第二进气阀（202），所述第二收集罐（2）侧壁设置有第二液位传感器（203）；

所述第三收集罐（3）与所述第二收集罐（2）通过第三进气管（302）连通，所述第三进气管（302）中部设置有加压泵（301）。

3.根据权利要求2所述的一种采油井套管气回收装置，其特征在于：所述储能单元包括所述蓄电池（7），所述蓄电池（7）分别安装于所述第三收集罐（3）、所述第二收集罐（2）和所述第一收集罐（1）上端面，所述蓄电池（7）之间设置有逆变器（701），所述逆变器（701）输出端连接有电极（702）。

4.根据权利要求1所述的一种采油井套管气回收装置，其特征在于：所述温度传感器（502）与所述压力传感器（501）输出端均贯穿所述第三收集罐（3）上壁且延伸至所述第三收集罐（3）内侧。

5.根据权利要求1所述的一种采油井套管气回收装置，其特征在于：所述信号传输模块（504）采用4g传输模块，所述温度传感器（502）、所述压力传感器（501）、所述报警器（503）和所述信号传输模块（504）均与所述控制器（5）电连接。

6.根据权利要求3所述的一种采油井套管气回收装置，其特征在于：所述逆变器（701）和所述太阳能板（703）均与所述蓄电池（7）通过输电线电连接，所述第二进气管（201）分别与所述第一收集罐（1）和所述第二收集罐（2）焊接。

7.根据权利要求1所述的一种采油井套管气回收装置，其特征在于：所述输气管（6）端部设置有流量传感器和安装法兰，所述热力发电机（601）采用燃烧活塞式蒸汽发电机。

8.根据权利要求2所述的一种采油井套管气回收装置，其特征在于：所述第一液位传感器（103）和所述第二液位传感器（203）均采用压力式液位传感器，所述排液管（401）上设置排液阀。

Images