CN207315302U - 注气保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种注气保护装置，包括：壳体，壳体的第一端用于与采油管柱的上部油管连接，壳体的第二端用于与采油管柱的下部油管连接，壳体内具有通孔，通孔由壳体的第一端延伸至壳体的第二端；滑杆，滑杆可移动地穿设在通孔内；封堵组件，封堵组件的至少部分设置在滑杆上，以在滑杆的带动下隔断通孔或使通孔导通；其中，上部油管上设置有用于使上部油管与油井的套管连通的开关阀，当采油管柱内注入蒸汽时，封堵组件使通孔隔断，上部管柱使开关阀打开，以使蒸汽通过开关阀进入套管内，并防止蒸汽通过通孔进入下部油管内。其解决了现有技术中在高温蒸汽通过抽油泵的泵筒时会使泵筒和柱塞表面的原油焦化而产生卡、埋抽油泵的问题。

Description

注气保护装置

技术领域

本实用新型涉及石油开采领域，具体而言，涉及一种注气保护装置。

背景技术

目前，稠油井热采一般采用注采一体化工艺，即采用有注汽通道的抽油泵在不动采油管柱的情况下实现蒸汽吞吐、焖井、防喷、采油的一体化工艺。注采一体化采油工艺方便、快捷、安全、经济的优点，成为稠油井热采首选工艺。

然而，但这些注采一体化配套设备和工具也存在许多不足，注采一体化抽油泵有上提柱塞和下放柱塞两种方式。上提柱塞注汽时，高温蒸汽通过抽油泵泵筒，会使泵筒和柱塞表面的原油焦化，形成硬质垢层，改变了泵筒和柱塞的配合间隙，下放柱塞注汽时，泵筒内表面也同样会产生硬质垢层，改变了泵筒和柱塞的配合间隙，使抽油泵挂抽复采时出现抽油泵柱塞不能进入泵筒或卡泵现象，从而造成频繁修井施工而影响油井正常生产。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种注气保护装置，以解决现有技术中在高温蒸汽通过抽油泵的泵筒时会使泵筒和柱塞表面的原油焦化而产生卡、埋抽油泵的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种注气保护装置，包括：壳体，壳体的第一端用于与采油管柱的上部油管连接，壳体的第二端用于与采油管柱的下部油管连接，壳体内具有通孔，通孔由壳体的第一端延伸至壳体的第二端；滑杆，滑杆可移动地穿设在通孔内；封堵组件，封堵组件的至少部分设置在滑杆上，以在滑杆的带动下隔断通孔或使通孔导通；其中，上部油管上设置有用于使上部油管与油井的套管连通的开关阀，当采油管柱内注入蒸汽时，封堵组件使通孔隔断，位于上部油管内的上部管柱形成预定的压力以使开关阀打开，以使蒸汽通过开关阀进入套管内，并防止蒸汽通过通孔进入下部油管内。

进一步地，滑杆的两端均设置有用于与抽油杆连接的滑杆接箍。

进一步地，封堵组件包括浮阀，浮阀套设在滑杆上，通孔内设置有固定阀座，浮阀坐封在固定阀座上或在抽油泵的抽吸力的作用下与固定阀座分离以使通孔导通。

进一步地，封堵组件还包括与浮阀相配合的滑阀，滑阀沿滑杆的延伸方向可移动地设置在滑杆上，滑阀压设在浮阀上。

进一步地，浮阀具有连通孔，滑杆穿设在连通孔内，滑杆的杆壁与连通孔的内壁之间形成供流体通过的环形间隙，滑阀封堵在环形间隙处。

进一步地，滑阀远离浮阀的一侧设置有滑阀挡板，滑阀挡板压设在滑阀上。

进一步地，滑杆上设置有弹性件，弹性件的一端与滑阀挡板连接，以使滑阀挡板在弹性件的作用下压设在滑阀上。

进一步地，壳体包括过渡接头，固定阀座设置在过渡接头上，过渡接头上设置有用于与下部油管连接的螺纹孔。

进一步地，壳体还包括支撑接头，支撑接头的至少部分位于过渡接头内并压设在固定阀座上。

进一步地，壳体还包括变径接箍，变径接箍的一端与过渡接头连接，变径接箍的另一端设置有用于与上部油管连接的螺纹孔。

本实用新型的注气保护装置可加装在普通管式抽油泵或螺杆泵上方，在使用泵上通道注汽时，该注气保护装置对抽油泵起到保护作用。注气保护装置包括壳体、滑杆和封堵组件30，其中，壳体的第一端用于与采油管柱的上部油管连接，壳体的第二端用于与采油管柱的下部油管连接，壳体内具有通孔，通孔由壳体的第一端延伸至壳体的第二端；滑杆可移动地穿设在通孔内；封堵组件的至少部分设置在滑杆上，以在滑杆的带动下隔断通孔或使通孔导通；此外，上部油管上设置有用于使上部油管与油井的套管连通的开关阀，当采油管柱内注入蒸汽时，开关阀打开以使蒸汽通过开关阀进入套管内，封堵组件使通孔隔断以防止蒸汽通过通孔进入下部油管内。

在注入蒸汽时，该注气保护装置通过滑杆和封堵组件的配合，可以保证封堵组件封堵住通孔，蒸汽无法进入下部油管和抽油泵中，避免了高温蒸汽使泵筒和柱塞表面的原油焦化，形成硬质垢层，进而避免了改变泵筒和柱塞的配合间隙，解决了抽油泵挂抽复采时出现抽油泵柱塞不能进入泵筒或卡泵现象，从而造成频繁修井施工而影响油井正常生产的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的注气保护装置的实施例的剖视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；11、通孔；12、过渡接头；121、止挡部；13、支撑接头；14、变径接箍；20、滑杆；21、滑杆接箍；22、弹性件；30、封堵组件；31、浮阀；311、连通孔；32、滑阀；33、滑阀挡板；40、固定阀座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型提供了一种注气保护装置，请参考图1，注气保护装置包括：壳体10，壳体10的第一端用于与采油管柱的上部油管连接，壳体10的第二端用于与采油管柱的下部油管连接，壳体10内具有通孔11，通孔11由壳体10的第一端延伸至壳体10的第二端；滑杆20，滑杆20可移动地穿设在通孔11内；封堵组件30，封堵组件30的至少部分设置在滑杆20上，以在滑杆20的带动下隔断通孔11或使通孔11导通；其中，上部油管上设置有用于使上部油管与油井的套管连通的开关阀，当采油管柱内注入蒸汽时，封堵组件使通孔隔断，位于上部油管内的上部管柱形成预定的压力以使开关阀打开，以使蒸汽通过开关阀进入套管内，并防止蒸汽通过通孔11进入下部油管内。

本实用新型的注气保护装置可加装在普通管式抽油泵或螺杆泵上方，在使用泵上通道注汽时，该注气保护装置对抽油泵起到保护作用。注气保护装置包括壳体10、滑杆20和封堵组件30，其中，壳体10的第一端用于与采油管柱的上部油管连接，壳体10的第二端用于与采油管柱的下部油管连接，壳体10内具有通孔11，通孔11由壳体10的第一端延伸至壳体10的第二端；滑杆20可移动地穿设在通孔11内；封堵组件30的至少部分设置在滑杆20上，以在滑杆20的带动下隔断通孔11或使通孔11导通；此外，上部油管上设置有用于使上部油管与油井的套管连通的开关阀，当采油管柱内注入蒸汽时，开关阀打开以使蒸汽通过开关阀进入套管内，封堵组件30使通孔11隔断以防止蒸汽通过通孔11进入下部油管内。

封堵组件30使通孔11隔断下方通孔，并使油管柱内保持恒定的压力，促使开关阀在设定的压力值打开，以使蒸汽通过开关阀进入套管内，同时防止蒸汽通过通孔进入下部油管内，以保护下部抽油泵受到热损害，停止泵抽时，封堵组件凭借管柱内的液体压力和弹簧的推力复位封堵通孔，使油管柱内的沉积物不能进入下方的抽油泵内，从而避免卡、埋抽油泵。

在注入蒸汽时，该注气保护装置通过滑杆20和封堵组件30的配合，可以保证封堵组件30封堵住通孔11，蒸汽无法进入下部油管和抽油泵中，避免了高温蒸汽使泵筒和柱塞表面的原油焦化，形成硬质垢层，进而避免了改变泵筒和柱塞的配合间隙，解决了抽油泵挂抽复采时出现抽油泵柱塞不能进入泵筒或卡泵现象，从而造成频繁修井施工而影响油井正常生产的问题。

在本实施例中，滑杆20的两端均设置有用于与抽油杆连接的滑杆接箍21，滑杆接箍21外周面上设置有螺纹，以实现与抽油杆的连接。

为了使滑杆接箍21与滑杆20固定连接，滑杆20的两端的外周面设置有外螺纹，滑杆接箍21通过内螺纹孔与滑杆20的外螺纹配合连接，并且滑杆接箍21的直径大于滑杆20的直径，以使滑杆接箍21实现对封堵组件30的限位作用。

为了实现通孔11的封堵或导通，封堵组件30包括浮阀31和与浮阀31相配合的滑阀32，浮阀31固定在通孔11内，滑阀32沿滑杆的延伸方向可移动地设置在滑杆20上，滑阀32压设在浮阀31上。

在本实施例中，通孔11内设置有固定阀座40，浮阀31设置在固定阀座40上，固定阀座40与封堵组件30的配合实现了对下部油管和抽油泵的封堵。在常态下，浮阀31坐封在固定阀座40上，当抽油泵进行抽油时，抽油泵的抽吸力的作用下与固定阀座40分离以使通孔11导通。

具体实施时，如图1所示，浮阀31具有连通孔311，滑杆20穿设在连通孔311内，滑杆20的杆壁与连通孔311的内壁之间形成供流体通过的环形间隙，滑阀32封堵在环形间隙处。

连通孔311所形成的环形空间主要作用是避免杆柱在油管柱内不居中引起浮阀31不能和滑阀32以及固定阀座40形成密封隔断，浮阀31下端的光滑球面和固定阀座40上端面的内孔交界处的凡尔线可以自由找到一个密封位置，同样浮阀31的上端锥面凡尔线与滑阀的下端光滑球面也可以自由找到一个密封位置。

浮阀31实际是一个过渡阀，主要作用是克服螺杆泵泵抽时杆柱旋转时偏心距以及整筒式往复抽油泵杆柱不居中时封堵组件不能实现密封隔断。而真正流体通过的空间是浮阀31下端球面和固定阀座40在抽上来的液体作用下分开，即液体流经浮阀外侧与支撑接头13之间的环空上行，一旦停抽或没有抽吸力，封堵组件在液柱压力和弹簧推力下自动关闭。

具体实施时，滑阀32具有安装孔，滑阀32通过安装孔套设在滑杆20上，滑阀32与滑杆20过度配合，即过盈配合，保证滑阀32与滑杆20的密封。

在本实施例中，滑阀32远离浮阀31的一侧设置有滑阀挡板33，滑阀挡板33压设在滑阀32上，以确保滑阀32与浮阀31的密封。

在本实施例中，滑杆20上设置有弹性件22，弹性件22的一端与滑阀挡板33连接，以使滑阀挡板33在弹性件22的作用下压设在滑阀32上，弹性件22套设在滑杆20上，当抽油杆带动滑杆20移动，滑杆接箍21压缩弹性件22，弹性件22释放压缩力推动滑阀挡板33、滑阀32、浮阀31在滑杆20上形成组合密封。

优选地，弹性件22为高温波簧。

在本实施例中，浮阀31与固定阀座40接触的一端为球形密封面，浮阀31与滑阀32接触的一端为锥形凡尔密封线，浮阀31通过连通孔311套设在滑杆20上，沿滑杆20径向移动，并且，浮阀31受到滑杆20下端的滑杆接箍21的限位作用。

具体实施时，浮阀31在抽油杆柱重力和弹性件22推力的作用下可以绕抽油杆柱上做径向移动和圆周摆动，和固定阀座40形成一个配合密封，隔断采油管柱和抽油泵的通道，解决了抽油杆柱在采油管柱内不可能完全居中的问题。

优选地，弹性件22为弹簧。弹簧在蒸汽注入式和抽油泵泵抽时，始终推动滑阀压在浮阀31上面，弹簧的设计推力小于抽油泵的抽吸力，而上行的液体作用在浮阀31上的面积最大，首先是浮阀31下端球面和固定阀座40上端面与内孔处凡尔线脱开并压缩弹簧，从而形成油流通道。

在本实施例中，滑阀32与浮阀31接触的一端为球形密封面，滑阀32的球形密封面与浮阀31的锥形凡尔密封线配合密封，以保证滑阀32与浮阀31的密封。滑阀32与滑阀挡板33接触的一端为锥形密封，滑阀挡板33套入滑杆20压在滑阀32的密封面。

在本实施例中，壳体10包括过渡接头12，固定阀座40设置在过渡接头12上，过渡接头12上设置有用于与下部油管连接的螺纹孔，螺纹孔设置在过渡接头12的下端，过渡接头12与下部油管通过螺纹连接实现过渡接头12与下部油管的密封，进而实现了与采油管柱和抽油泵的连接。

在本实施例中，壳体10还包括支撑接头13，支撑接头13的至少部分位于过渡接头12内并压设在固定阀座40上。

在本实施例中，壳体10还包括变径接箍14，变径接箍14的一端与过渡接头12连接，变径接箍14的另一端设置有用于与上部油管连接的螺纹孔，螺纹孔设置在变径接箍14的上端，变径接箍14与上部油管通过螺纹连接实现变径接箍14与上部油管的密封，进而实现了与采油管柱的连接。

具体实施时，过渡接头12上设置有安装固定阀座40的阀座孔，固定阀座40安装在阀座孔内，固定阀座40的一端与过渡接头12上的止挡部121贴合，过渡接头12的上端设置有内螺纹孔，支撑接头13上设置有用于与过渡接头12内螺纹孔连接的外螺纹，支撑接头13与固定阀座40的另一端贴合，通过过渡接头12的内螺纹和支撑接头13的外螺纹的配合，将支撑接头旋紧按压在固定阀座40上，形成不受重力、拉力的密封失效的过渡密封。

具体实施时，过渡接头12的上端的外周面设置有外螺纹，变径接箍14的下端设置有与过渡接头12连接的螺纹孔，过渡接头12与变径接箍14通过螺纹连接实现密封。

本实用新型还具有如下有益效果，当采用泵上采油管柱通道注蒸汽时，受到固定阀座40、滑阀32和浮阀31的配合密封作用，蒸汽无法直接通过抽油泵或螺杆泵，该装置以下的油、水不会远低于蒸汽温度，起到了一定的隔热作用；高温蒸汽通过油管柱注入时，高粘度原油被稀释，会使井筒内壁上的异物和高粘度原油携带的细微砂粒下沉，落在该注气保护装置上方，避免了砂埋、砂卡现象，有效的保护了抽油泵，避免了油井频繁的施工作业，节省大量的修井费用。

本实施例中的注汽保护装置主要有三个作用：

1、注入蒸汽，蒸汽压力和弹簧的推动(符合佰努利流体力学原理)，滑阀32、固定阀座40在浮阀31的浮动下克服了管柱偏心和不居中，实现密封隔断上部油管管柱，使上部油管柱内的压力稳定，保证恒定的压力打开注汽开关阀，(如果不能密封隔断，蒸汽会下行，出现抽油泵热损害和压力外泄现象)。

2、保护功能：形成密封隔断，保护下部抽油泵的热损害，解决了现有技术中在高温蒸汽通过抽油泵的泵筒时会使泵筒和柱塞表面的原油焦化而产生卡、埋抽油泵的问题。

3、停抽后，会自动形成密封隔断，油管柱内的沉积物不会进入抽油泵，避免了卡、埋抽油泵的情况。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的注气保护装置可加装在普通管式抽油泵或螺杆泵上方，在使用泵上通道注汽时，该注气保护装置对抽油泵起到保护作用。注气保护装置包括壳体10、滑杆20和封堵组件30，其中，壳体10的第一端用于与采油管柱的上部油管连接，壳体10的第二端用于与采油管柱的下部油管连接，壳体10内具有通孔11，通孔11由壳体10的第一端延伸至壳体10的第二端；滑杆20可移动地穿设在通孔11内；封堵组件30的至少部分设置在滑杆20上，以在滑杆20的带动下隔断通孔11或使通孔11导通；此外，上部油管上设置有用于使上部油管与油井的套管连通的开关阀，当采油管柱内注入蒸汽时，开关阀打开以使蒸汽通过开关阀进入套管内，封堵组件30使通孔11隔断以防止蒸汽通过通孔11进入下部油管内。

在注入蒸汽时，该注气保护装置通过滑杆20和封堵组件30的配合，可以保证封堵组件30封堵住通孔11，蒸汽无法进入下部油管和抽油泵中，避免了高温蒸汽使泵筒和柱塞表面的原油焦化，形成硬质垢层，进而避免了改变泵筒和柱塞的配合间隙，解决了抽油泵挂抽复采时出现抽油泵柱塞不能进入泵筒或卡泵现象，从而造成频繁修井施工而影响油井正常生产的问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种注气保护装置，其特征在于，包括：

壳体(10)，所述壳体(10)的第一端用于与采油管柱的上部油管连接，所述壳体(10)的第二端用于与采油管柱的下部油管连接，所述壳体(10)内具有通孔(11)，所述通孔(11)由所述壳体(10)的第一端延伸至所述壳体(10)的第二端；

滑杆(20)，所述滑杆(20)可移动地穿设在所述通孔(11)内；

封堵组件(30)，所述封堵组件(30)的至少部分设置在所述滑杆(20)上，以在所述滑杆(20)的带动下隔断所述通孔(11)或使所述通孔(11)导通；

其中，所述上部油管上设置有用于使所述上部油管与油井的套管连通的开关阀，当所述采油管柱内注入蒸汽时，所述封堵组件(30)使所述通孔(11)隔断，位于所述上部油管内的上部管柱形成预定的压力以使所述开关阀打开，以使所述蒸汽通过所述开关阀进入所述套管内，并防止所述蒸汽通过所述通孔(11)进入所述下部油管内。

2.根据权利要求1所述的注气保护装置，其特征在于，所述滑杆(20)的两端均设置有用于与抽油杆连接的滑杆接箍(21)。

3.根据权利要求1所述的注气保护装置，其特征在于，所述封堵组件(30)包括浮阀(31)，

所述浮阀(31)套设在所述滑杆(20)上，所述通孔(11)内设置有固定阀座(40)，所述浮阀(31)坐封所述固定阀座(40)上或在抽油泵的抽吸力的作用下与所述固定阀座(40)分离以使所述通孔(11)导通。

4.根据权利要求3所述的注气保护装置，其特征在于，所述封堵组件(30)还包括与所述浮阀(31)相配合的滑阀(32)，所述滑阀(32)沿所述滑杆(20)的延伸方向可移动地设置在所述滑杆(20)上，所述滑阀(32)压设在所述浮阀(31)上。

5.根据权利要求4所述的注气保护装置，其特征在于，所述浮阀(31)具有连通孔(311)，

所述滑杆(20)穿设在所述连通孔(311)内，所述滑杆(20)的杆壁与所述连通孔(311)的内壁之间形成供流体通过的环形间隙，所述滑阀(32)封堵在所述环形间隙处。

6.根据权利要求4所述的注气保护装置，其特征在于，所述滑阀(32)远离所述浮阀(31)的一侧设置有滑阀挡板(33)，所述滑阀挡板(33)压设在所述滑阀(32)上。

7.根据权利要求6所述的注气保护装置，其特征在于，所述滑杆(20)上设置有弹性件(22)，

所述弹性件(22)的一端与所述滑阀挡板(33)连接，以使所述滑阀挡板(33)在所述弹性件(22)的作用下压设在所述滑阀(32)上。

8.根据权利要求3所述的注气保护装置，其特征在于，所述壳体(10)包括过渡接头(12)，

所述固定阀座(40)设置在所述过渡接头(12)上，所述过渡接头(12)上设置有用于与下部油管连接的螺纹孔。

9.根据权利要求8所述的注气保护装置，其特征在于，所述壳体(10)还包括支撑接头(13)，所述支撑接头(13)的至少部分位于所述过渡接头(12)内并压设在所述固定阀座(40)上。

10.根据权利要求8所述的注气保护装置，其特征在于，所述壳体(10)还包括变径接箍(14)，所述变径接箍(14)的一端与所述过渡接头(12)连接，所述变径接箍(14)的另一端设置有用于与所述上部油管连接的螺纹孔。