CN208220765U - 油井套管气放空控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种油井套管气放空控制装置，包括：下入到套管中的内管，其上端和下端分别连接上部油管和下部油管，上部油管和下部油管与套管之间形成油套环空；连接在上部油管下端且套设在内管外的排气短节，其外壁设置有排气孔；连接在下部油管上端且套设在内管外的进气短节，其外壁设置有进气孔；套设在内管外且连接在排气短节和进气短节之间的外管，其与内管之间形成有气液分离腔，外管的侧壁上设置有排液孔，进气孔、排气孔和排液孔与所述气液分离腔相连通；设置在内管外壁上且容置在气液分离腔中的螺旋翅片。本实用新型实施例的油井套管气放空控制装置可实现气液分离，减少单井套管气临时放空时对环境的污染。

Description

油井套管气放空控制装置

技术领域

本实用新型涉及火驱安全生产领域，尤其涉及一种油井套管气放空控制装置。

背景技术

本部分的描述仅提供与本实用新型公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

火驱是一种稠油热采技术，其主要操作方法是通过专门的注入井注入空气，点燃油层，然后持续不断的注入空气，维持地层中原油的高温氧化燃烧，燃烧掉原油中的重质组分，轻质组分随火线的逐步推进被驱替至生产井。

由于地层的非均质性，在前期蒸汽吞吐或注水开发过程中，一般会存在相对高渗的优势通道，随着驱替试验的逐步深入，气体会沿优势通道向生产井窜进，导致部分方向生产井产气量大幅增加。造成火驱尾气中甲烷含量不足10％，大量尾气进入气系统后，会影响整个气系统，导致天然气热值降低，影响各单井和站内加热炉的燃烧，对集输系统造成不利影响。

在火驱井组尾气集中处理装置投运之前，一般需要对产气量特别高且甲烷含量低的单井进行井口套管气紧急放空。另外，在这类油井作业之前，也需要对套管气进行放空。由于套管气冲混有原油，直接放空出现的雾状油滴会大面积污染井场及周围环境。因此，需要提前对套管气进行分离，处理掉其中的原油，降低套管气临时放空带来的环境污染。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本实用新型的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

实用新型内容

基于前述的现有技术缺陷，本实用新型实施例提供了一种油井套管气放空控制装置，套管气经过该装置时，可实现气液分离，减少单井套管气临时放空时对环境的污染。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案。

一种油井套管气放空控制装置，包括：

下入到套管中的内管，所述内管的上端和下端分别连接上部油管和下部油管，所述上部油管和下部油管与所述套管之间形成油套环空；

连接在所述上部油管下端且套设在所述内管外的排气短节，所述排气短节的侧壁设置有排气孔；

连接在所述下部油管上端且套设在所述内管外的进气短节，所述进气短节的侧壁设置有进气孔；

套设在所述内管外且连接在所述排气短节和进气短节之间的外管，所述外管与所述内管之间形成有气液分离腔，所述外管的侧壁上设置有排液孔，所述进气孔、排气孔和排液孔与所述气液分离腔相连通；

设置在所述内管外壁上的螺旋翅片，所述螺旋翅片容置在所述气液分离腔中。

优选地，所述螺旋翅片上设置有通气孔。

优选地，还包括：密封机构，所述密封机构坐封在所述套管的内壁上以密封封隔所述油套环空。

优选地，所述密封机构包括：连接在所述排气短节和所述外管之间第一密封组件，所述第一密封组件具有第一密封皮碗，所述第一密封皮碗的碗口向上，其与所述套管为过盈配合。

优选地，所述第一密封组件还包括：

第一中心管，所述第一密封皮碗套设在所述第一中心管外；

套设在所述第一中心管外且顶托在所述第一密封皮碗下端的第一压紧套，所述第一密封皮碗的下端插设在所述第一压紧套中；

套设在所述第一中心管外且插设在所述第一密封皮碗中的第一内隔套，所述第一内隔套的外侧壁向下倾斜设置以形成第一导斜面，所述第一导斜面顶触所述第一密封皮碗的内壁；

可移动的套设在所述第一中心管外且顶固在所述第一内隔套上端的第一调节环，所述第一调节环能向所述第一内隔套施加使其向下移动的力。

优选地，所述第一密封组件还包括：

连接在所述第一中心管上端的第一接箍；

连接在所述第一中心管下端的第一承托帽，所述第一压紧套的下端顶固在所述第一承托帽上。

优选地，所述密封机构还包括连接在所述第一密封组件和所述外管之间第二密封组件，所述第二密封组件具有第二密封皮碗，所述第二密封皮碗的碗口向下，其与所述套管为间隙配合。

优选地，所述第二密封组件还包括：

第二中心管，所述第二密封皮碗套设在所述第二中心管外；

套设在所述第二中心管外且顶托在所述第二密封皮碗上端的第二压紧套，所述第二密封皮碗的上端插设在所述第二压紧套中；

套设在所述第二中心管外且插设在所述第二密封皮碗中的第二内隔套，所述第二内隔套的外侧壁向上倾斜设置以形成第二导斜面，所述第二导斜面顶触所述第二密封皮碗的内壁；

可移动的套设在所述第二中心管外且顶固在所述第二内隔套下端的第二调节环，所述第二调节环能向所述第二内隔套施加使其向上移动的力。

优选地，所述第二密封组件还包括：

连接在所述第二中心管下端的第二接箍；

连接在所述第二中心管上端的第二承托帽，所述第二压紧套的上端顶固在所述第二承托帽上。

优选地，所述第二密封机构和所述外管之间连接有扶正器，所述扶正器上设置有透气孔。

本实用新型实施例的油井套管气放空控制装置，通过在内管的两端分别连接进气短节和排气短节，并在内管外套设位于进气短节和排气短节之间的外管。在对套管气进行放空时，套管气可以经进气短节侧壁上的进气孔进入到外管和内管之间的气液分离腔中，并沿着设置在内管外壁上的螺旋翅片上行。由于气体及液体的密度差异，液体被甩至螺旋翅片的外沿，并从设置在外管侧壁上的排液孔排出进入油套环空。而气体则沿着螺旋翅片上行，并经设置在排气短节侧壁上的排气孔排出至油套环空，并进一步排出至井口，从而实现了气液分离，保证套管气气体放空时只携带极少量的液体，减少单井套管气临时放空时对环境的污染。

此外，本实用新型实施例的油井套管气放空控制装置还可用于反洗井从油套环空掺稀油作业。具体的，油套环空中的稀油和洗井液可以设置在排气短节侧壁上的排气孔进入到气液分离腔中，沿着螺旋翅片下行，并从设置在进气短节侧壁上的进气孔排出，即可实现正常的掺稀或者反洗井操作。

本实用新型实施例的油井套管气放空控制装置具有如下优点：

1、安装在井筒内即可实现气液分离，与地面气液分离设备相比，不需要建设配套工艺流程，维护简单甚至不需要维护；

2、该装置安装后，油井反洗井、掺稀等重要操作不受影响。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施例，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施例在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施例包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，与其它实施例中的特征相组合，或替代其它实施例中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。在附图中：

图1为本实用新型实施例的油井套管气放空控制装置的结构示意图；

图2为图1中螺纹翅片的局部放大结构示意图；

图3为第一密封组件的结构示意图；

图4为第二密封组件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种油井套管气放空控制装置，其可以包括：下入到套管1中的内管2，内管2的上端和下端分别连接上部油管3和下部油管4，上部油管3和下部油管4与套管1之间形成油套环空134；连接在上部油管3下端且套设在内管2外的排气短节5，排气短节5的侧壁设置有排气孔501；连接在下部油管4上端且套设在内管2外的进气短节6，进气短节6的侧壁设置有进气孔601；套设在内管2外且连接在排气短节5和进气短节6之间的外管7，外管7与内管2之间形成有气液分离腔207，外管7的侧壁上设置有排液孔701，排气孔501、进气孔601和排液孔701与气液分离腔207相连通；设置在内管2外壁上的螺旋翅片8，螺旋翅片8容置在气液分离腔207中。

在本实施例中，内管2的上端以及排气短节5通过双扣接头与上部油管3相连接，其下端以及进气短节6也通过双扣接头与下部油管4相连接，以实现内管2、进气短节6、排气短节5与上部油管3和下部油管4之间的可拆卸连接。

螺旋翅片8以焊接的方式固定设置在内管2的外壁，其螺旋上升，从而可以引导套管气向上排出，并增大套管气与螺旋翅片8的接触面积。进一步地，为了减小套管气的上行阻力，螺旋翅片8上可以设置有通气孔801,通气孔801的数量为多个，并靠近内侧即靠近内管2设置。

进一步地，为了防止套管气经油套环空134溢出，套管1的内壁上坐封有密封机构9，以密封封隔油套环空134。并且，封隔油套环空134的密封机构9还可以起到防止分离后的、经排液孔701排出液体再次与已经分离后的气体再次混合，使得分离后的液体只能回落至油套环空134的下方。

结合图3和图4所示，密封机构9可以包括连接在排气短节5和外管7之间第一密封组件91，以及，连接在第一密封组件91和外管7之间第二密封组件92。其中，第一密封组件91和第二密封组件92分别具有第一密封皮碗911和第二密封皮碗921，第一密封皮碗911的碗口向上，其与套管1为过盈配合；第二密封皮碗921的碗口向下，其与套管1为间隙配合。

在本实施例中，第一密封皮碗911和第二密封皮碗921均由柔性材料例如橡胶制成，从而其具有遇热膨胀的性质。第一密封皮碗911的碗口朝上，通过调整使其碗口外径略大于套管1内径，可与套管1内壁形成过盈配合。第二密封皮碗921的碗口朝下，通过调整使其碗口外径略小于套管1内径，避免在下入套管1中时碗口被损坏。在进行套管气放空时，温度较高的气体向上冲击第二密封皮碗921，会使其碗口扩张，从而可以坐封在套管1的内壁上，在达到进一步提高密封效果的同时，还可以减少气体对第二密封皮碗921的冲击，提高密封的稳定性。

进一步地，第二密封机构9和外管7之间可以连接设置有透气孔101的扶正器10，可以起到扶正管柱和进一步保护第二密封皮碗921的作用，防止第二密封皮碗921在下入套管1的过程中损坏。

如图3所示，第一密封组件91还可以包括：第一中心管912，第一密封皮碗911套设在第一中心管912外；套设在第一中心管912外且顶托在第一密封皮碗911下端的第一压紧套913，第一密封皮碗911的下端插设在第一压紧套913中；套设在第一中心管912外且插设在第一密封皮碗911中的第一内隔套914，第一内隔套914的外侧壁向下倾斜设置以形成第一导斜面914a，第一导斜面914a顶触第一密封皮碗911的内壁；可移动的套设在第一中心管912外且顶固在第一内隔套914上端的第一调节环915，第一调节环915能向第一内隔套914施加使其向下移动的力。

在本实施例中，第一中心管912的上端可以连接有第一接箍916，第一接箍916与排气短节5的下端相连接。第一中心管912的下端可以连接有第一承托帽917，第一压紧套913的下端顶固在第一承托帽917上，并且第一承托帽917与第二密封组件92相连接(具体为与下文提及的第二接箍926相连接)。

第一调节环915与第一中心管912螺纹配合，从而其可以在第一中心管912的外壁上移动，以顶推第一内隔套914上下移动。并通过第一调节环915上下移动距离的不同，使得第一内隔套914插入第一密封皮碗911中的深度有所不同，进而调节第一密封皮碗911的径向膨胀量。

第二密封组件92为第一密封组件91的倒置，两者的结构相同。

具体的，如图4所示，第二密封组件92还可以包括：第二中心管922，第二密封皮碗921套设在第二中心管922外；套设在第二中心管922外且顶托在第二密封皮碗921上端的第二压紧套923，第二密封皮碗921的上端插设在第二压紧套923中；套设在第二中心管922外且插设在第二密封皮碗921中的第二内隔套924，第二内隔套924的外侧壁向上倾斜设置以形成第二导斜面924a，第二导斜面924a顶触第二密封皮碗921的内壁；可移动的套设在第二中心管922外且顶固在第二内隔套924下端的第二调节环925，第二调节环925能向第二内隔套924施加使其向上移动的力。

第二中心管922下端连接有第二接箍926，第二接箍926与第一承托帽917相连接。第二中心管922的上端连接有第二承托帽927，第二压紧套923的上端顶固在第二承托帽927上，并且第二承托帽927与扶正器10相连接

本实用新型实施例的油井套管气放空控制装置，通过在内管2的两端分别连接进气短节6和排气短节5，并在内管2外套设位于进气短节6和排气短节5之间的外管7。在对套管气进行放空时，套管气可以经进气短节6侧壁上的进气孔601进入到外管7和内管2之间的气液分离腔207中，并沿着设置在内管2外壁上的螺旋翅片8上行。由于气体及液体的密度差异，液体被甩至螺旋翅片8的外沿，并从设置在外管7侧壁上的排液孔701排出进入油套环空134。而气体则沿着螺旋翅片8上行，并经设置在排气短节5侧壁上的排气孔501排出至油套环空134，并进一步排出至井口，从而实现了气液分离，保证套管气气体放空时只携带极少量的液体，减少单井套管气临时放空时对环境的污染。

此外，本实用新型实施例的油井套管气放空控制装置还可用于反洗井从油套环空134掺稀油作业。具体的，油套环空134中的稀油和洗井液可以经设置在排气短节5侧壁上的排气孔501进入到气液分离腔207中，沿着螺旋翅片8下行，并从设置在进气短节6侧壁上的进气孔601排出，即可实现正常的掺稀或者反洗井操作。

本实用新型实施例的油井套管气放空控制装置具有如下优点：

1、安装在井筒内即可实现气液分离，与地面气液分离设备相比，不需要建设配套工艺流程，维护简单甚至不需要维护；

2、该装置安装后，油井反洗井、掺稀等重要操作不受影响。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

Claims (10)

1.一种油井套管气放空控制装置，其特征在于，包括：

下入到套管中的内管，所述内管的上端和下端分别连接上部油管和下部油管，所述上部油管和下部油管与所述套管之间形成油套环空；

连接在所述上部油管下端且套设在所述内管外的排气短节，所述排气短节的侧壁设置有排气孔；

连接在所述下部油管上端且套设在所述内管外的进气短节，所述进气短节的侧壁设置有进气孔；

套设在所述内管外且连接在所述排气短节和进气短节之间的外管，所述外管与所述内管之间形成有气液分离腔，所述外管的侧壁上设置有排液孔，所述进气孔、排气孔和排液孔与所述气液分离腔相连通；

设置在所述内管外壁上的螺旋翅片，所述螺旋翅片容置在所述气液分离腔中。

2.如权利要求1所述的油井套管气放空控制装置，其特征在于，所述螺旋翅片上设置有通气孔。

3.如权利要求1所述的油井套管气放空控制装置，其特征在于，还包括：密封机构，所述密封机构坐封在所述套管的内壁上以密封封隔所述油套环空。

4.如权利要求3所述的油井套管气放空控制装置，其特征在于，所述密封机构包括：连接在所述排气短节和所述外管之间第一密封组件，所述第一密封组件具有第一密封皮碗，所述第一密封皮碗的碗口向上，其与所述套管为过盈配合。

5.如权利要求4所述的油井套管气放空控制装置，其特征在于，所述第一密封组件还包括：

第一中心管，所述第一密封皮碗套设在所述第一中心管外；

套设在所述第一中心管外且顶托在所述第一密封皮碗下端的第一压紧套，所述第一密封皮碗的下端插设在所述第一压紧套中；

套设在所述第一中心管外且插设在所述第一密封皮碗中的第一内隔套，所述第一内隔套的外侧壁向下倾斜设置以形成第一导斜面，所述第一导斜面顶触所述第一密封皮碗的内壁；

可移动的套设在所述第一中心管外且顶固在所述第一内隔套上端的第一调节环，所述第一调节环能向所述第一内隔套施加使其向下移动的力。

6.如权利要求5所述的油井套管气放空控制装置，其特征在于，所述第一密封组件还包括：

连接在所述第一中心管上端的第一接箍；

连接在所述第一中心管下端的第一承托帽，所述第一压紧套的下端顶固在所述第一承托帽上。

7.如权利要求4所述的油井套管气放空控制装置，其特征在于，所述密封机构还包括连接在所述第一密封组件和所述外管之间第二密封组件，所述第二密封组件具有第二密封皮碗，所述第二密封皮碗的碗口向下，其与所述套管为间隙配合。

8.如权利要求7所述的油井套管气放空控制装置，其特征在于，所述第二密封组件还包括：

第二中心管，所述第二密封皮碗套设在所述第二中心管外；

套设在所述第二中心管外且顶托在所述第二密封皮碗上端的第二压紧套，所述第二密封皮碗的上端插设在所述第二压紧套中；

套设在所述第二中心管外且插设在所述第二密封皮碗中的第二内隔套，所述第二内隔套的外侧壁向上倾斜设置以形成第二导斜面，所述第二导斜面顶触所述第二密封皮碗的内壁；

可移动的套设在所述第二中心管外且顶固在所述第二内隔套下端的第二调节环，所述第二调节环能向所述第二内隔套施加使其向上移动的力。

9.如权利要求8所述的油井套管气放空控制装置，其特征在于，所述第二密封组件还包括：

连接在所述第二中心管下端的第二接箍；

连接在所述第二中心管上端的第二承托帽，所述第二压紧套的上端顶固在所述第二承托帽上。

10.如权利要求7所述的油井套管气放空控制装置，其特征在于，所述第二密封机构和所述外管之间连接有扶正器，所述扶正器上设置有透气孔。