CN1648405A - 注空气增压采油和排液采气装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于无高压天然气、氮气气源井的采油和排液采气装置及方法。它以提高油气藏采收率为目标，将气举井的井底压力降到更低的水平。采用独立的空气注入采出系统，整个过程不让空气与井中流体接触。其技术特征是：高压空气通过地面注气管到达井口，注入油套环空，进入增压泵多个气动马达的一端，推动马达活塞运动，马达活塞的另一端将乏空气通过同心双油管的环空排到地面；马达活塞运动带动泵活塞运动，井液进入泵筒吸入端，同时泵活塞运动将井液压入泵排出口，井液排到内油管并从内油管排到井口采出管。本发明采用独立的空气注入采出系统，解决了注空气采油和排液采气易爆炸的问题。它对低压低产能油气井条件具有较强的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种特别适用于无高压天然气、氮气气源井的采油和排液采气的装置及方法，属于石油和天然气开采领域。
背景技术
在开采石油和天然气过程中，当地层能量充足时，油气井可采用自喷方式进行生产；当地层能量降低和含水率上升不足以维持自喷生产时，需要补充能量转为人工举升方式开采。常用的人工举升方式有：有杆泵、气举、电潜泵、水力活塞泵、水力喷射泵、气体喷射泵、水力气动泵、泡沫排液等。目前国内外广泛使用的气举采油和排液采气的高压气是天然气、氮气等不易爆炸的气体，注空气气举易爆炸，不安全，目前禁止使用。其原因是注人井内的空气与井中的油气接触和混合，当混合比例达到空气的爆炸极限，就会产生爆炸，造成事故。但是很多地区天然气缺乏，氮气需要昂贵的制氮设备，而且维护费用高。空气气源广，利用国产压缩机就可获得一定压力的空气。本发明人已提出地面注气增压采油和排液采气装置及方法，是利用地面注入气驱井下气体增压泵，注入的高压气只能是天然气或氮气等不易爆炸的气体。解决注入空气采油和排液采气，而且又不易爆炸，是当前急待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于：以提高油气藏采收率为目标，将气举井的井底压力降到更低的水平，针对无高压天然气、氮气气源的油气井，特提出一种注空气增压采油和排液采气装置及方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明通过采用独立的空气注入采出系统，利用液体和气体的密度差，用低压空气就可推动井下气体增压泵的多个气动马达带动泵活塞运动，将泵筒中液体排出井口，整个过程中不让空气与井中流体接触，从而解决了注空气采油和排液采气易爆炸的问题。
注空气增压采油和排液采气装置，是由井口、套管、同心双油管、封隔器、气体增压泵、采出管组成，其特征是：高压空气管通过地面注气管与井口套管相连，井下注气管可以是油管或油套管环行空间；套管从井口延伸到井底，同心双油管位于套管中，油套管在井口与采油树相连，井下油管有封隔器将油套管环空与井底和油管分隔；气体增压泵在油管上封隔器位置处，油套环空中的注入空气能进入泵马达的动力气入口，泵端与井底相通；采出管位于井口，一端与井口油管连接，另一端与地面集输管相连。
本发明的装置及方法，其工作过程是：利用液体和气体的密度差，采用地面注入空气推动井下气体增压泵的多个气动马达带动泵活塞运动，将泵筒中液体排出井口。高压空气按一定注气压力和注气量通过地面注气管到达井口，注入油套环空，到达井下气体增压泵动力气入口；注入高压空气进入增压泵多个气动马达的一端，推动马达活塞运动，马达活塞的另一端将乏气从空气排出口排出，马达排出的乏空气通过同心双油管的环空排到地面；马达活塞运动带动泵活塞运动，泵吸入端的吸入阀打开，井液进入泵筒吸入端，同时泵排出端的排出阀打开，泵活塞运动将泵排出端井液压入泵排出口，泵排出的井液排到内油管并从内油管排到井口采出管；当马达活塞运动到马达一端的终点时，注入气进入马达活塞的另一端，马达活塞运动换向，如此循环，从而完成采油和排液采气。当地层气体对泵的效率影响较大时，应采用并下气锚，并安装排气管，将井下分离出的气体直接排到地面。同心双油管的环空也可作注气管，这时油套环空和内油管分别作空气排出管和采出管；内油管也可作注气管，这时油套环空和同心双油管的环空分别作采出管和空气排出管。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)采用独立的空气注入采出系统，不让空气与井中流体接触，从而解决了注空气采油和排液采气易爆炸的问题；(2)具有有杆泵的优点，能将井底压力降低比气举更低的水平，对低压低产能油气井条件具有较强的适用性；(3)可以采用钢丝或气压循环投捞作业，操作管理方便。
附图说明
附图为本发明注空气增压采油和排液采气装置的结构示意图。
图中：1.采出管，2.内油管，3.地面注气管，4.外油管，5.套管，6.封隔器，7.气体增压泵，8.产层，9.乏空气出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
高压空气按一定注气压力和注气量通过地面注气管3注入油套(4，5间)环空，到达井下封隔器6处的气体增压泵7的动力气入口；注入高压空气进入气体增压泵7的多个气动马达的一端，推动马达活塞运动，马达活塞的另一端将乏气从空气排出口排出，排出的乏空气通过同心双油管的环空(2，4间)排到地面乏空气出口9，注入空气系统不与井液接触。马达活塞运动带动泵活塞运动，泵吸入端的吸入阀打井，井液从产层8进入气体增压泵7的泵筒吸入端，同时泵排出端的排出阀打开，泵活塞运动将泵排出端井液压入泵排出口，泵排出的井液排到内油管2，并从内油管2排到井口采出管1。当马达活塞运动到马达一端的终点时，注入空气进入马达活塞的另一端，马达活塞运动换向，如此循环，从而完成采油和排液采气。
Claims (4)
1.一种注空气增压采油和排液采气装置及方法，其特征是：高压空气管通过地面注气管与井口套管相连，井下注气管可以是油管或油套管环行空间；套管从井口延伸到井底，同心双油管位于套管中，油套管在井口与采油树相连，井下油管有封隔器将油套管环空与井底和油管分隔；气体增压泵在油管上封隔器位置处，油套环空中的注入空气能进入泵马达的动力气入口，泵端与井底相通；采出管位于井口，一端与井口油管连接，另一端与地面集输管相连。
2.根据权利要求1所述的装置和方法，其特征是：高压空气通过地面注气管到达井口，注入油套环空，到达井下气体增压泵动力气入口；注入高压空气进入增压泵多个气动马达的一端，推动马达活塞运动，马达活塞的另一端将乏空气通过同心双油管的环空排到地面；马达活塞运动带动泵活塞运动，井液进入泵筒吸入端，同时泵活塞运动将井液压入泵排出口，井液排到内油管并从内油管排到井口采出管；注入空气与井液不接触。
3.根据权利要求1所述的装置和方法，其特征是：同心双油管的环空也可作注气管，这时油套环空和内油管分别作空气排出管和采出管；内油管也可作注气管，这时油套环空和同心双油管的环空分别作采出管和空气排出管。
4.根据权利要求1所述的装置和方法，其特征是：当地层气体对泵的效率影响较大时，应采用井下气锚，并安装排气管，将井下分离出的气体直接排到地面。
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