CN205000951U - 自控式油井套管气回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了自控式油井套管气回收装置，在串接式的活塞拉杆液压缸的前后端各连接一只进液三通及行程推杆密封器；有一个推杆换向摇臂架连接在行程推杆密封器与换向阀左、右端换向推杆密封器之间；在液压缸的下端设有A、B进排液管汇；有两个进气单向阀上部与液压缸的进气孔相连接，下部与井口采油树套管闸门相连接；两个排气单流阀上部与液压缸上的排气孔相连接，下部与换向阀T口处连接的排液三通管汇相连接；换向阀P口进液口的进液单流阀与井口采油树生产排液闸门相连接；换向阀T口排液管汇处的排液三通管汇与生产干线相连接。本实用新型可有效地解决油井套管气长期憋压，导致油井动液面下降产能降低和气锁的现象发生。

Description

自控式油井套管气回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种油田采油技术领域，特别是涉及套管气回收装置。

背景技术

在油田生产开发中后期很多采油区块都有一定量的低渗透储油结构的地质区块，主要特点是产量低、油井套管气压力低、在生产过程中套管燃气很难得到利用和回收，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。目前成熟应用的产品多为定压放气阀，成本低、结构简单，前提是必须在套管气长期憋压达到一定的压力才能进入油气生产干线中，达到瞬间排放，使套管气长期憋压直接影响油井产能。另外一种是将一个气缸安装在抽油机支架上，气缸拉杆固定在抽油机游梁上相互连接，实现往复运动，缺点是安装成本高、维修困难、有时会出现气缸停用将抽油机顶翻的致命缺点。

发明内容

本实用新型的目的是提供自控式油井套管气回收装置，在无需新的外动力能源的情况下，有效地解决油井套管气长期憋压，导致油井动液面下降产能降低和气锁的现象，有效的提高了油井产量，同时又能将宝贵而不可再生的燃气资源回收利用等技术问题。

为了实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

自控式油井套管气回收装置，包括串接式的活塞拉杆液压缸、进液三通、推杆换向摇臂架和换向阀；所述串接式的活塞拉杆液压缸为前后交错，往复抽排的工作模式，在液压缸的前后端各连接一只进液三通，在进液三通的第二端各连接一只行程推杆密封器；有一个推杆换向摇臂架上部分别与行程推杆密封器相连接，下部分别与换向阀左、右端换向推杆密封器相连接；在液压缸的下端设有A、B进排液管汇，所述A、B进排液管汇的上端分别与各液压缸的进液三通第三端相连接，下端分别与换向阀上部的A、B进排液孔相连接；有两个进气单向阀上部与串接式活塞拉杆液压缸的第一缸的活塞行程前方的进气孔和第二缸活塞行程后方的进气孔相连接，下部均与井口采油树套管闸门处的空心螺丝相连接；两个排气单流阀上部与串接式拉杆液压缸上另一侧所述排气孔相连接，下部均与换向阀T口处连接的排液三通管汇相连接；换向阀P口进液口的进液单流阀前端带有油壬一端分别与井口采油树生产排液闸门处的带有油壬一端的油壬相连接；换向阀T口排液管汇处的排液三通管汇带法兰的一端与生产干线的法兰相连接。

所述串接式的活塞拉杆液压缸的外部是由缸体法兰相连接，内部缸与缸之间是由过桥密封导套相连接，缸与缸之间的活塞是通过拉杆穿过过桥密封导套将活塞串接在一起。

在换向阀的底部中间设有，在油井不能正常排液时，按预先设定的压力值自动开启与进排液三通管汇相连通的过载保护器。

用于高压回油管线运行时，所述串接式的活塞拉杆液压缸的两端为大直径液压缸，中段为小直径双作用往复增压气缸构成的大推力，运行模式为前后交错往复抽排的结构。

用于中压回油管线时，所述串接式的活塞拉杆液压缸是由一个中段大直径缸和左、右两端的小直径缸构成，左、右两端的小直径缸分别与大直径缸，通过进油三通两端的法兰串接成为整体；两个小直径缸的拉杆各自从大直径缸的左右，进入进油三通处，通过拉杆穿过过桥密封导套与中段大直径缸活塞链接固定，使内部的活塞拉杆行程整体串接，其进油三通设在中段。

用于低压回油管线时，所述串接式的活塞拉杆液压缸的两端均为等径缸，两缸中间的拉杆占有缸体活塞直径的有效面积。

所述换向阀为适用于稀油井使用的滑阀式换向阀，该滑阀式换向阀是通过换向推杆推动阀芯左右位移，实现切换开闭。

所述换向阀为适用于流动性差的稠油井使用的四通换向球阀，该四通球阀换向是通过换向推杆推动齿条，齿条带动齿轮左右移动，实现切换开闭。

本装置设有用于监控采集本装置排气压力的远程监控报警器，该远程监控报警器通过压力传感器与排气三通相连接，所述远程监控报警器的压力传感器采集的报警信号，直接通过无线远传发射到控制室。

本实用新型具有以下积极的效果：它利用油井抽油杆上冲程排液的液动力作为动力源驱动本装置来回往复运行，无需其它新的动力能源，达到油井油气同采，能使90％的低压油井套管气得到回收利用，杜绝了油井套管气的外排给大气带来的污染和对人类的伤害，做到了油井套管气零排放，实现了节能、降耗、减排、增效的工业生产开发的综合经济效益、社会效益、环保效益，达到了HSE的生产管理目标，低碳、绿色、安全环保。

附图说明

图1是本实用新型的用于高压回油管线的采用滑阀式换向阀的结构主视图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的俯视图。

图4是本实用新型的采用四通式换向球阀的结构主视图。

图5是本实用新型的滑阀式换向阀流向原理图。

图6是本实用新型的四通式换向球阀的立体结构示意图。

图7是本实用新型的四通式换向球阀的流向原理图。

图8是发明的用于中压回油管线的采用滑阀式换向阀的结构主视图。

图9是本实用新型的用于低压回油管线的采用滑阀式换向阀的结构主视图。

图中编号：1、右侧换向阀推杆密封器，2、过载保护器，3、P口进液孔，4、滑阀式换向阀，5、左侧换向阀推杆密封器，6、摇臂架保护罩，7、摇臂架，8、左进液三通，9、左活塞，10、过桥密封，11、左进气孔，12、中部活塞，13、右进气孔，14、过桥密封，15、右活塞，16、法兰，17、右进液三通，18、左空气消声器，19、A排液管汇，20、B排液管汇，21、右空气消声器，22、第一进气单流阀，23、第二进气单流阀，24、左侧行程推杆密封器，25、第一排气单流阀，26、第二排气单流阀，27、压力表，28、法兰，29、进液单流阀，30、油壬，31、T口排液三通，32、三通排气孔，33、右侧行程推杆密封器，34、P口法兰短节，35、四通换向球阀，36、齿轮齿条换向传动机构，37、T口。

具体实施方式

本实用新型的具体结构及工作原理参见图1、2、3、4所示。本实用新型是由串接式的活塞拉杆液压缸为前后交错，往复抽排的工作模式，液压缸的外部是由缸体法兰16相连接，内部缸与缸之间是由过桥密封10导套相连接，缸与缸之间的活塞9、活塞12、活塞15是通过拉杆穿过过桥密封导套将活塞串接在一起，并且在液压缸的前后端各设一只进液三通，即左进液三通8、右进液三通17，在进液三通的左右各设有一只行程推杆密封器24，在行程推杆密封器24的前后端各设有一只推杆换向摇臂架7，在液压缸的下端设有A、B进排液管汇19、20，进排液管汇的上端分别于液压缸的进液三通8、进液三通17相连接，下端分别于滑阀式换向阀4上部的进排液孔相连接，推杆换向摇臂架7上部分别于行程推杆密封器24、行程推杆密封器33相连接，下部分别于滑阀式换向阀4左右端换向推杆密封器5、换向推杆密封器1相连接，所述的进气单流阀22、进气单流阀23上部与串接式活塞拉杆缸上部相连接，下部与井口采油树套管闸门处的空心螺丝相连接，排气单流阀25、排气单流阀26上部与串接式拉杆缸相连接，下部与滑阀式换向阀T口37处的排液三通管汇相连接，滑阀式换向阀P口3进液口的进液单流阀29前端带有油壬30一端的分别于井口采油树生产排液闸门处的带有油壬一端的油壬相连接，滑阀式换向阀T口37排液管汇处的排液三通管汇带法兰的一端与生产干线的法兰相连接。

本装置设有远程监控报警器，该远程监控报警器通过压力传感器与排气三通相连接，用于监控报警采集压力信号，跟预先设定好的压力信号，判断本装置运行状态是否正常，如采集到的信号与预先设定好的信号不符，报警器就会发出报警信号，报警信号直接通过无线远传发射到中控室，中控室收到信号会及时判断本装置是否运行正常，所设远程监控报警器目的是便于管理。

参见图5所示，所述换向阀为适用于稀油井使用的滑阀式换向阀，该滑阀式换向阀是通过换向推杆推动阀芯左右位移，实现切换开闭。

参见图6、7所示，所述换向阀为适用于流动性差的稠油井使用的四通换向球阀，该四通球阀35换向是通过换向推杆推动齿条，齿条带动齿轮左右移动，实现切换开闭。

使用滑阀式换向阀的结构参见图1所示。使用四通球阀换的结构参见图4所示。

本装置在滑阀式换向阀的底部中间设有过载保护器2，当本装置某部件出现问题，不能正常运行，导致油井不能正常排液，这时候过载保护器按预先设定的压力值自动开启，与进排液三通管汇相连通保证油井正常排液。

为适应不同油井的回压高低，本实用新型装置设有高中低压三种不同形式的装置，其原理与运行模式相同，不同之处在于缸体直径的变化和组配方式差异化，形成高中低压的区别，如图1、图8、图9所示，呈现的图1，属高压型，图8，属中压型，图9，属低压型。

所述A型其两端为大直径液压缸，中段为小直径双作往复增压气缸，因两端大直径油缸与增压气缸有明显的面积变径差异，在运行中有较大的推力，使增压气缸有有效的压缩能力，能顺利将气体排入高压回油管线中。运行模式为前后交错往复抽排。

B型装置所述串接式的活塞拉杆液压缸是由一个中段大直径缸和左、右两端的小直径缸构成，左、右两端的小直径缸分别与大直径缸，通过进油三通两端的法兰串接成为整体；两个小直径缸的拉杆各自从大直径缸的左右，进入进油三通处，通过拉杆穿过过桥密封导套与中段大直径缸活塞链接固定，使内部的活塞拉杆行程整体串接，其进油三通设在中段；在压缩推力上略小于A型装置，本装置适用于中压回油管线的使用，此装置为中压装置。

C型装置两端均为等径缸，两缸中间的拉杆占有缸体活塞直径的有效面积，在压缩推力上略小于B型装置，此装置适用于低回压油井干线的使用，本装置为低压装置。

ABC三种形式的技术差异变化可满足不同压力工况的油井使用，解决了同功效产品的技术差异。

参见图1所示，A型装置为高压回油干线油井配置使用，其运行模式为前后交错往复抽排运行模式，利用抽油机上冲程排液的液动力驱动本装置串接式拉杆活塞缸前后交错抽排往复运行，本装置带有油壬一端的单向阀管汇与井口采油树生产排液闸门处的油壬管汇相连接，本装置T口排液三通管汇的法兰与生产干线相连接，当抽油机运行至上冲程时，油井处于排液期间，油井的液体通过生产闸门进入本装置前端的单向阀管汇中，通过滑阀式换向阀P口进入换向阀内，首先按设定好的程序通过A进排液管汇进入第一缸体内，液体驱动第一缸体活塞前行，在第一缸体活塞前行的同时增压缸的活塞和第二缸的活塞同时前行，此时的运行模式为一缸进液，二缸排液，增压气缸排气进气。当二缸活塞预完成设定行程时，二缸的活塞已在做欲压缩行程推杆密封器中的推杆前行，当二缸完成设定行程时，行程推杆密封器中的推杆同时完成压缩行程，将行程推杆的力传至换向摇臂架上，换向摇臂架同时将作用力反方向传至滑阀式换向阀的换向推杆上，换向推杆前移迅速完成切换AB进排液管汇的切换，将A进液管汇切换改为排液管汇，将B排液管汇切换，改为进液管汇，此时的运行模式为B管进液，A管排液，增压气缸同为进排气，所排液体通过滑阀式换向阀的通道从T口排入排液三通管汇中进入油井干线，增压缸内的气体通过单向阀直接排入三通排液管汇中，与油液一起混合，进入生产干线，一同进入集中联合站集中回收利用。在油井正常运行中本装置依次往复运行；

参见图8所示，B型装置为中压装置，用于中压回油干线油井，运行模式前后交错往复抽排，B型装置为中压回油干线油井配置使用，其运行模式为前后交错往复抽排运行模式，利用抽油机上冲程排液的液动力驱动本装置串接式拉杆活塞缸前后交错抽排往复运行，本装置带有油壬一端的单向阀管汇与井口采油树生产排液闸门处的油壬管汇相连接，本装置T口排液三通管汇的法兰与生产干线相连接，当抽油机运行至上冲程时，油井处于排液期间，油井的液体通过生产闸门进入本装置前端的单向阀管汇中，通过滑阀式换向阀P口进入换向阀内，首先按设定好的程序通过A进排液管汇进入中段的双作用液压缸内，液体推动双作用液压缸活塞前行，活塞后端为进液，活塞前端为排液。在双作用缸活塞前行的时候，两端的增压气缸运行模式是左端增压气缸排气，右端增压气缸进气，换向切换后的模式为活塞前端为进液，活塞后端为排液，增压气缸右端为排气，左端为进气，运行原理与A型相同；

参见图9所示，C型装置为低压回油干线油井配置使用，其运行模式为前后交错往复抽排运行模式，利用抽油机上冲程排液的液动力驱动本装置串接式拉杆活塞缸前后交错抽排往复运行，本装置带有油壬一端的单向阀管汇与井口采油树生产排液闸门处的油壬管汇相连接，本装置T口排液三通管汇的法兰与生产干线相连接，当抽油机运行至上冲程时，油井处于排液期间，油井的液体通过生产闸门进入本装置前端的单向阀管汇中，通过滑阀式换向阀P口进入换向阀内，首先按设定好的程序通过A进排液管汇进入一缸缸体内，液体驱动活塞前行，当一缸活塞前行的同时，二缸活塞也在前行，此时的运行模式为一缸进液排气，二缸进气排液，切换后的模式为二缸进液排气，一缸进气排液，运行原理与AB相同。本实用新型装置的换向阀分为两种：稠油和稀油，因油井地质情况的不同，油井的液体含蜡程度不同，含蜡质较少的油液流动性较好为稀油井，含蜡质较多的油液流动性差为粘稠油井。为适应稀油和稠油两种特殊工况的油井，本装置换向阀分为AB型两种，A型为滑阀式液压换向阀，因它流道的特殊设计结构和技术限制，流量较小适用于稀油井使用，故为A型。B型为四通换向球阀因它的流量较大，适用于流动性差的稠油井使用，故为B型。两阀的换向原理不同之处在于，滑阀式换向阀是通过换向推杆推动阀芯左右位移，实现切换开闭。球阀换向是通过换向推杆推动齿条，齿条带动齿轮左右移动，实现切换开闭。两阀的结构不同，其运行模式均为左右往复切换开闭，实现流道流体的方向改变为目的。

本实用新型装置ABC三种形式的串接式活塞拉杆缸外部由缸体法兰相连接，内部设有过桥密封导套，拉杆穿过过桥密封导套，将前后和中间的活塞串接而成，在串接式的拉杆缸前后设有进液三通和推杆密封器及换向推杆摇臂架、进排液AB管汇上部同跟进油三通相连接，下部与滑阀式换向阀上部的AB排液孔相连接，换向摇臂架上部与行程推杆密封器相连接，下部与滑阀式换向阀左右端的换向推杆密封器相连接，进气阀上部与增压气缸相连接，下部与井口采油树套管阀门处的空心螺丝相连接，排气阀与滑阀式换向阀T口处的排液三通相连接，C型进排气单向阀与一缸二缸中部相连接，其他同AB相同，本装置滑阀式换向阀的进液P口前端的单流阀管汇与油井生产闸门带油壬一端相连接，滑套式换向阀T口的排液三通法兰与进站管线相连接，可呈现本实用新型所述的运行工作模式在油井上冲程排液时完成本装置进排液和抽排气双向交错往复运行，AB进排液管汇换向切换，实现了本实用新型所设计的油气同采的自控综合功能，达到了油井套管气回收的目的。

Claims (9)

1.自控式油井套管气回收装置，其特征在于，包括串接式的活塞拉杆液压缸、进液三通、推杆换向摇臂架和换向阀；所述串接式的活塞拉杆液压缸为前后交错，往复抽排的工作模式，在液压缸的前后端各连接一只进液三通，在进液三通的第二端各连接一只行程推杆密封器；有一个推杆换向摇臂架上部分别与行程推杆密封器相连接，下部分别与换向阀左、右端换向阀推杆密封器相连接；在液压缸的下端设有A、B进排液管汇，所述A、B进排液管汇的上端分别与各液压缸的进液三通第三端相连接，下端分别与换向阀上部的A、B进排液孔相连接；有两个进气单向阀上部与串接式活塞拉杆液压缸的第一缸的活塞行程前方的进气孔和第二缸活塞行程后方的进气孔相连接，下部均与井口采油树套管闸门处的空心螺丝相连接；两个排气单流阀上部与串接式拉杆液压缸上另一侧所述排气孔相连接，下部均与换向阀T口处连接的排液三通管汇相连接；换向阀P口进液口的进液单流阀前端带有油壬一端分别与井口采油树生产排液闸门处的带有油壬一端的油壬相连接；换向阀T口排液管汇处的排液三通管汇带法兰的一端与生产干线的法兰相连接。

2.根据权利要求1所述的自控式油井套管气回收装置，其特征在于，所述串接式的活塞拉杆液压缸的外部是由缸体法兰相连接，内部缸与缸之间是由过桥密封导套相连接，缸与缸之间的活塞是通过拉杆穿过过桥密封导套将活塞串接在一起。

3.根据权利要求1所述的自控式油井套管气回收装置，其特征在于，在换向阀的底部中间设有，在油井不能正常排液时，按预先设定的压力值自动开启与进排液三通管汇相连通的过载保护器。

4.根据权利要求1所述的自控式油井套管气回收装置，其特征在于，用于高压回油管线运行时，所述串接式的活塞拉杆液压缸的两端为大直径液压缸，中段为小直径双作用往复增压气缸构成的大推力，运行模式为前后交错往复抽排的结构。

5.根据权利要求1所述的自控式油井套管气回收装置，其特征在于，用于中压回油管线时，所述串接式的活塞拉杆液压缸是由一个中段大直径缸和左、右两端的小直径缸构成，左、右两端的小直径缸分别与大直径缸，通过进油三通两端的法兰串接成为整体；两个小直径缸的拉杆各自从大直径缸的左右，进入进油三通处，通过拉杆穿过过桥密封导套与中段大直径缸活塞链接固定，使内部的活塞拉杆行程整体串接，其进油三通设在中段。

6.根据权利要求1所述的自控式油井套管气回收装置，其特征在于，用于低压回油管线时，所述串接式的活塞拉杆液压缸的两端均为等径缸，两缸中间的拉杆占有缸体活塞直径的有效面积。

7.根据权利要求1或3所述的自控式油井套管气回收装置，其特征在于，所述换向阀为适用于稀油井使用的滑阀式换向阀，该滑阀式换向阀是通过换向推杆推动阀芯左右位移，实现切换开闭。

8.根据权利要求1或3所述的自控式油井套管气回收装置，其特征在于，所述换向阀为适用于流动性差的稠油井使用的四通换向球阀，该四通球阀换向是通过换向推杆推动齿条，齿条带动齿轮左右移动，实现切换开闭。

9.根据权利要求1所述的自控式油井套管气回收装置，其特征在于，本装置设有用于监控采集本装置排气压力的远程监控报警器，该远程监控报警器通过压力传感器与两个排气单流阀下端相连接，所述远程监控报警器的压力传感器采集的报警信号，直接通过无线远传发射到控制室。