CN115506751A - 一种串联式防冻堵定压放气装置及套管气回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种串联式防冻堵定压放气装置及套管气回收方法,该装置包括本体,本体内设有过流通道,本体一侧密封连接贯穿本体的阀体,另一侧密封连接贯穿本体的限位阀托;阀体的一端端部设有进气口,另一端伸入本体内并与过流通道连通,阀体内壁上装有阀杆座,阀杆座与进气口之间设有单流阀组件;阀杆座上活动连接有定压阀杆,阀杆座与定压阀杆之间的空隙形成了排气口,排气口处于过流通道中;限位阀托外部密封连接有驱动定压阀杆在阀杆座和限位阀托内往复移动的调压组件。本装置核心部件全部浸入原油,工作过程中借助现场原油的热量伴热,装置开启排气时,整个过程都由原油温度保温,从而完全解决气体释放时的吸热效应及冬季冻堵问题。

Description

一种串联式防冻堵定压放气装置及套管气回收方法
技术领域
本发明属于伴生气回收技术领域,具体涉及一种串联式防冻堵定压放气装置及套管气回收方法。
背景技术
油井口由油管和套管组成,油田原油开采时,原油经抽油机从油管中抽出外输,在进入油田开发的中后期时,往往会出现产量低、套管气压力低、生产过程中套管气很难得到利用和回收的问题,部分天然气积聚在油套环形空间中,造成了油井憋压产能下降,严重时会造成“气锁”现象,外排又会造成对大气的污染,同时也浪费了宝贵而不可再生的清洁资源,形成了恶性循环,同时也是油区安全隐患。
目前,国内油田套管气回收工艺主要采用井口定压阀集气混输。定压阀在气体释放时吸热,开启排气的同时产生凝结水,易在气路中聚集冻堵,导致阀芯冻堵而无法使用;另外井口定压阀安装在井口三通处,进行热洗等相关井口作业时需要拆下,完成作业后再行安装。
如公开号为CN108457623A的发明专利公开了的套管气回收装置,包括气体压缩缸体,所述气体压缩缸体的顶部设有密封法兰,所述气体压缩缸体的底端的中部设有与气体压缩缸体连通的排液缸体,所述压缩缸体内设有上活塞,所述排液缸体内设有下活塞,所述排液缸体的外壁的上部设有排液管,所述排液管上设有排液单流阀,所述排液缸体的底部设有进液阀,所述进液阀远离排液缸体的一端设有进液管线,所述气体压缩缸体的底端设有四通,所述四通的第一个接口与气体压缩缸体连通。该套管气回收装置在无需新的外部动力能源的情况下,实现了对油井套管气的回收,解决了气锁现象。但是该种回收装置在工作中每个工作节拍下仅能够回收一定量的套管气,套管气回收量与原油开采量的比值固定,然而在实际的应用过程中,由于套管气的排气量并非固定不变,由于特殊的地质环境,套管中气体的压力升高时,在原有开采量不变的情况下,若不及时提高套管气的回收量,会因为套管中压力升高造成危险。
发明内容
本发明目的在于提供一种串联式防冻堵定压放气装置及套管气回收方法,以克服上述技术缺陷。
为实现上述目的,本发明提供了一种串联式防冻堵定压放气装置,包括本体,所述本体内设有沿其轴向延伸的供原油流动的过流通道,所述本体上连接有径向贯穿本体的套管气回收系统,所述套管气回收系统包括阀体、阀杆座、定压阀杆及限位阀托,
本体的一侧密封连接阀体,阀体的一端端部设有进气口,阀体的另一端伸入本体内并与所述过流通道连通,阀体伸入本体内的一端内壁上安装有阀杆座,阀杆座与进气口之间设置有防止原油逆流的单流阀组件;阀杆座前端活动连接有定压阀杆,所述阀杆座与定压阀杆之间留有空隙,空隙形成了排气口,所述排气口处于过流通道中;
本体的另一侧密封连接限位阀托,限位阀托内设有供定压阀杆穿过的通孔,限位阀托外部密封连接有驱动定压阀杆在阀杆座和限位阀托内往复移动的调压组件。
进一步地,所述单流阀组件包括安装于阀体内壁上的阀座,阀座前端装有单流阀元件,阀座后端连接有丝堵。
优选地,所述阀杆座后端连接有支承座,支承座中间设有圆形气体通道。
进一步地,所述支承座与单流阀元件的阀球之间设置有弹簧。
优选地,所述阀杆座通过丝扣与支承座相连。
进一步地,所述调压组件包括调压杆、定压帽、调压手轮及弹簧套,所述弹簧套的一端与所述本体固定连接,所述弹簧套的另一端与所述定压帽密封连接,弹簧套内设有调压弹簧,调压弹簧的一端与定压阀杆连接,调压弹簧的另一端与调压杆接触连接,调压杆的另一端穿过定压帽并向外延伸,所述调压手轮套装在定压帽上并绕着调压杆转动。
优选地,所述弹簧套内还安装有阀杆垫,阀杆垫的前端与调压弹簧相抵接,阀杆垫的后端与定压阀杆接触连接。
进一步地,所述调压杆伸出定压帽的一端端部连接有调压帽。
优选地,所述调压帽通过止头螺钉固定在调压杆上。
一种套管气回收方法,包括以下步骤:
S1,设定压力值:转动调压手轮,带动调压杆和定压阀杆沿本体径向移动,并压缩调压弹簧;然后通过定压阀杆调节排气孔的压力,压力值直接显示在定压帽上,完成压力设定;
S2,回收套管气:当气体通过进气口进入阀体,且压力大于S1设定的压力值时,气体推动单流阀元件的阀球离开阀座,然后推动定压阀杆向远离阀杆座的方向移动,定压阀杆离开阀杆座后,排气孔开启,套管气通过排气孔进入过流通道中,即实现套管气的完全回收。
本发明的有益效果如下:
本装置串联安装在油井井口生产流程中工作,装置替代一段生产流程,核心部件全部浸入原油,工作过程中装置可借助现场原油的热量伴热,装置开启排气时,整个过程都由原油温度保温,从而完全解决气体释放时的吸热效应及冬季冻堵问题;同时单向阀能够防止原油流入套管。
为让本发明的上述内容能更明显易懂,下文特举优选实施例,并结合附图,作详细说明如下。
附图说明
图1是串联式防冻堵定压放气装置结构示意图。
附图标记说明:
1.单流阀元件;2.本体;3.调压帽;4.止头螺钉;5.调压杆;6.定压帽;7.调压手轮;8.弹簧套;9.阀杆垫;10.调压弹簧;11.定压阀杆;12.过流通道;13.排气口;14.限位阀托;15.阀杆座;16.阀体;17.支承座;18.弹簧;19.丝堵;20.阀座;21.短节;22.阀球;23.进气口。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
现参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
第一实施方式
本实施方式涉及一种串联式防冻堵定压放气装置,如图1所示,该定压放气装置包括本体2,本体2内设有沿其轴向延伸的供原油流动的过流通道12,本体2径向上连接有贯穿本体2的套管气回收系统,套管气回收系统包括阀体16、阀杆座15、定压阀杆11及限位阀托14,本体2的一侧密封连接阀体16(具体地,阀体16通过密封圈与本体2密封连接),本体2的一侧密封连接阀体16,阀体16的一端端部设有进气口23,阀体16的另一端伸入本体2内并与所述过流通道12连通,阀体16伸入本体2内的一端内壁上安装有阀杆座15,优选地,阀杆座15通过密封圈套装在阀体16内壁;阀杆座15与进气口23之间设置有防止原油逆流的单流阀组件;进一步地,阀杆座15前端活动连接有定压阀杆11,定压阀杆11处于过流通道12中,且阀杆座15与定压阀杆11之间留有空隙,空隙形成了排气口13,排气口13处于过流通道12中。本体2的另一侧密封连接限位阀托14,限位阀托14内设有供定压阀杆11穿过的通孔,限位阀托14外部密封连接有驱动定压阀杆11在阀杆座15和限位阀托14内往复移动的调压组件。
进一步地,单流阀组件包括安装于阀体16内壁上的阀座20,优选地,阀座20通过密封圈套装在阀体16内壁。阀座20前端装有单流阀元件1,单向阀元件1能够防止原油流入套管。阀座20后端连接有丝堵19。
优选地,所述阀杆座15后端通过丝扣连接有支承座17,支承座17中间设有圆形气体通道。进一步地,所述支承座17与单流阀元件1的阀球22之间设置有弹簧18。气体通过进气口23进入阀体16,并推动单流阀元件1的阀球22离开阀座20,阀球22开启后,气体进一步通过圆形气体通道推动定压阀杆11离开阀杆座15,最后气体通过排气口13进入过流通道12,排入生产流程中。
进一步地,调压组件包括调压杆5、定压帽6、调压手轮7及弹簧套8,具体地,弹簧套8的一端通过螺栓与本体2固定连接,弹簧套8的另一端与定压帽6静密封连接,弹簧套8内设有调压弹簧10,调压弹簧10的一端与定压阀杆11连接,调压弹簧10的另一端与调压杆5接触连接,调压杆5的另一端穿过定压帽6并向外延伸,调压手轮7套装在定压帽6上并绕着调压杆5转动。优选地,定压帽6上可以直接显示压力值。
优选地,弹簧套8内还安装有阀杆垫9,阀杆垫9的前端与调压弹簧10相抵接,阀杆垫9的后端与定压阀杆11接触连接。
进一步地,调压杆5伸出定压帽6的一端端部连接有调压帽3。
优选地,调压帽3通过止头螺钉4固定在调压杆5上。
本装置是为了解决定压放气阀冬季冻堵问题,完全回收套管气而设计的。本装置通过与短节21螺纹连接串联在生产流程中,替代油井井口一段油管,装置的核心部件全部浸入原油,装置开启排气时,先开启单向阀元件,再开启定压阀杆,整个过程都由原油温度保温,从而完全解决气体释放时的吸热效应及冬季冻堵问题;同时单向阀能够防止原油流入套管,不影响油井热洗、投球等作业。
第二实施方式
本实施方式涉及一种套管气回收方法,包括以下步骤:
S1,设定压力值:转动调压手轮7,带动调压杆5和定压阀杆11沿本体2径向移动,并压缩调压弹簧10;然后通过定压阀杆11调节排气孔13的压力,压力值直接显示在定压帽6上,完成压力设定;
S2,回收套管气:当气体通过进气口23进入阀体16,且压力大于S1设定的压力值时,气体推动单流阀元件1的阀球22离开阀座20,然后推动定压阀杆11向远离阀杆座15的方向移动,定压阀杆11离开阀杆座15后,排气孔13开启,套管气通过排气孔13进入过流通道12中,即实现套管气的完全回收。
值得一提的是,本装置可借助现场原油的热量伴热,装置开启排气时,整个过程都由原油温度保温,从而完全解决气体释放时的吸热效应及冬季冻堵问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说,在本申请公开、附图和权利要求的范围内,可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外,对于本领域技术人员来说,其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种串联式防冻堵定压放气装置,包括本体(2),所述本体(2)内设有沿其轴向延伸的供原油流动的过流通道(12),其特征在于:所述本体(2)上连接有径向贯穿本体(2)的套管气回收系统,所述套管气回收系统包括阀体(16)、阀杆座(15)、定压阀杆(11)及限位阀托(14),
本体(2)的一侧密封连接阀体(16),阀体(16)的一端端部设有进气口(23),阀体(16)的另一端伸入本体(2)内并与所述过流通道(12)连通,阀体(16)伸入本体(2)内的一端内壁上安装有阀杆座(15),阀杆座(15)与进气口(23)之间设置有防止原油逆流的单流阀组件;阀杆座(15)前端活动连接有定压阀杆(11),所述阀杆座(15)与定压阀杆(11)之间留有空隙,空隙形成了排气口(13),所述排气口(13)处于过流通道(12)中;
本体(2)的另一侧密封连接限位阀托(14),限位阀托(14)内设有供定压阀杆(11)穿过的通孔,限位阀托(14)外部密封连接有驱动定压阀杆(11)在阀杆座(15)和限位阀托(14)内往复移动的调压组件。
2.如权利要求1所述的串联式防冻堵定压放气装置,其特征在于:所述单流阀组件包括安装于阀体(16)内壁上的阀座(20),阀座(20)前端装有单流阀元件(1),阀座(20)后端连接有丝堵(19)。
3.如权利要求1所述的串联式防冻堵定压放气装置,其特征在于:所述阀杆座(15)后端连接有支承座(17),支承座(17)中间设有圆形气体通道。
4.如权利要求3所述的串联式防冻堵定压放气装置,其特征在于:所述支承座(17)与单流阀元件(1)的阀球(22)之间设置有弹簧(18)。
5.如权利要求3所述的串联式防冻堵定压放气装置,其特征在于:所述阀杆座(15)通过丝扣与支承座(17)相连。
6.如权利要求1所述的串联式防冻堵定压放气装置,其特征在于:所述调压组件包括调压杆(5)、定压帽(6)、调压手轮(7)及弹簧套(8),所述弹簧套(8)的一端与所述本体(2)固定连接,所述弹簧套(8)的另一端与所述定压帽(6)密封连接,弹簧套(8)内设有调压弹簧(10),调压弹簧(10)的一端与定压阀杆(11)连接,调压弹簧(10)的另一端与调压杆(5)接触连接,调压杆(5)的另一端穿过定压帽(6)并向外延伸,所述调压手轮(7)套装在定压帽(6)上并绕着调压杆(5)转动。
7.如权利要求4所述的串联式防冻堵定压放气装置,其特征在于:所述弹簧套(8)内还安装有阀杆垫(9),阀杆垫(9)的前端与调压弹簧(10)相抵接,阀杆垫(9)的后端与定压阀杆(11)接触连接。
8.如权利要求4所述的串联式防冻堵定压放气装置,其特征在于:所述调压杆(5)伸出定压帽(6)的一端端部连接有调压帽(3)。
9.如权利要求6所述的串联式防冻堵定压放气装置,其特征在于:所述调压帽(3)通过止头螺钉(4)固定在调压杆(5)上。
10.一种套管气回收方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,设定压力值:转动调压手轮(7),带动调压杆(5)和定压阀杆(11)沿本体(2)径向移动,并压缩调压弹簧(10);然后通过定压阀杆(11)调节排气孔(13)的压力,压力值直接显示在定压帽(6)上,完成压力设定;
S2,回收套管气:当气体通过进气口(23)进入阀体(16),且压力大于S1设定的压力值时,气体推动单流阀元件(1)的阀球(22)离开阀座(20),然后推动定压阀杆(11)向远离阀杆座(15)的方向移动,定压阀杆(11)离开阀杆座(15)后,排气孔(13)开启,套管气通过排气孔(13)进入过流通道(12)中,即实现套管气的完全回收。
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