CN212837755U - 放气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种放气装置，包括：第一筒体，第一筒体上设置有第一管口和第二管口；盖体，与第一筒体连接，盖体内与第一筒体内相连通，盖体的顶部设置有放气孔；第一过滤网，设置在盖体内；罩体，设置在盖体内，并位于放气孔和第一过滤网之间，罩体上设置有排气孔；球体，设置在罩体和放气孔之间，球体能够封堵或者打开放气孔。本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的定压放气阀将高温水蒸气和混合液一同放出的问题。

Description

放气装置

技术领域

本实用新型涉及油田开采领域，具体而言，涉及一种放气装置。

背景技术

稠油井套管气是指油井分离水蒸气通过套管引出至地面上。抽油井在生产过程中，套管内压力过高，迫使动液面下降。当动液面下降到泵的吸入口及以下时，汽体窜入抽油泵内，发生汽侵现象，使泵的效降低，油井产量下降。严重时发生汽锁现象，造成油井不出油，表现为无效生产。油井日常管理过程中，需不定期释放套管内的水蒸气，使套管内压力降低，动液面上升，以阻止汽体窜入泵内，从而实现油井稳产。在现场生产过程中，通常采用人工巡井时，手动释放套管内压力和安装定压放气阀等方式进行释放套管内压力。在生产运行中，均出现一些问题：

1、人工手动释放压力属于定时、周期性释放，因套周期内可能聚集过高，突然释放会出现套管内水蒸气急速膨胀，形成高速蒸汽流携带油水混合液一起排放。一方面易造成环境污染，另一方面套管内水蒸气中含有一定量的原油轻组分，存在安全隐患。

2、定压放气阀运行中，存在压力突然升高和低压释放不完两种不可控风险，具体情况如下：

①当稠油井的井与井之间发生汽窜时，极易引起地层高温水蒸气携带油、水、砂等混合液一同喷出，套管内压力会陡然升高。定压放气阀无法识别油水混合液，没有控制混合液，直接将其释放，在管道中高速流体形成摩擦和剪切作用，严重时可损坏管道，易发生泄漏，造成外界环境污染；或窜入集油系统，存在不可控风险。水蒸气包括高温水蒸气和含有油、水、砂的混合液。

②当稠油井内高温水蒸气压力较低时，如达不到放气阀开启压力，会造成套管内高温水蒸气不能完全释放，迫使油井内动液面下降，导致泵效降低、产量下降，存在油井生产效率低等不可控风险。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种放气装置，以解决相关技术中的定压放气阀将高温水蒸气和混合液一同放出的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种放气装置，放气装置包括：第一筒体，第一筒体上设置有第一管口和第二管口；盖体，与第一筒体连接，盖体内与第一筒体内相连通，盖体的顶部设置有放气孔；第一过滤网，设置在盖体内；罩体，设置在盖体内，并位于放气孔和第一过滤网之间，罩体上设置有排气孔；球体，设置在罩体和放气孔之间，球体能够封堵或者打开放气孔。

进一步地，放气装置还包括设置在第一筒体的内壁上的第一波纹板，第一波纹板的第一端与第一筒体的内壁连接，第一波纹板的第二端为自由端，第一波纹板的自由端斜向下延伸。

进一步地，放气装置还包括设置在第一筒体的内壁上的第二波纹板，第二波纹板的第一端与第一筒体的内壁连接，第二波纹板的第二端为自由端，第二波纹板的自由端斜向下延伸；第一波纹板的第一端与第二波纹板位于第一筒体的相对的两侧，第一波纹板的第一端位于第一管口的上方，第二波纹板的自由端朝向第一管口。

进一步地，放气装置还包括与盖体的顶部可拆卸地连接的管体，管体的内孔与放气孔相连通。

进一步地，管体内设置有第二过滤网。

进一步地，管体的内壁上设置有内螺纹。

进一步地，盖体包括盖本体和与盖本体连接的第二筒体，罩体连接在盖本体的内壁上，第一过滤网连接在第二筒体的内壁上，放气孔设置在盖本体的顶部。

进一步地，盖本体呈锥状，放气孔设置在盖本体的顶部上，在球体受到作用力的情况下，部分盖本体的内壁能够挡住球体，以使球体封堵放气孔。

进一步地，放气装置还包括设置在第一筒体上的第一法兰和设置在盖体上的第二法兰，第一法兰和第二法兰相连接；放气装置还包括设置在第一管口处的第一接头以及设置在第二管口处的第二接头。

进一步地，盖体与第一筒体可拆卸地连接；第一筒体包括筒部和与筒部连接的板体，板体上设置有环形楔块，第一管口设置在筒部上，第二管口设置在板体上并位于环形楔块的内侧。

应用本实用新型的技术方案，放气装置与主管和副管均连通。放气装置包括：第一筒体、盖体、第一过滤网、罩体和球体。第一筒体上设置有第一管口和第二管口，第一筒体通过第一管口与主管相连通，第一筒体通过第二管口与副管相连通。盖体与第一筒体连接。盖体内与第一筒体内相连通。盖体的顶部设置有放气孔。第一过滤网设置在盖体内。罩体设置在盖体内，并位于放气孔和第一过滤网之间。罩体上设置有排气孔。球体设置在罩体和放气孔之间，球体能够封堵或者打开放气孔。当套管内聚集水蒸气后，少量水蒸气经过主管从第一管口流进第一筒体内，或者少量水蒸气经过副管从第二管口进入至第一筒体内，水蒸气经过第一过滤网时，第一过滤网一方面能够过滤掉水蒸气内的混合液，另一方面能够阻碍水蒸气，降低水蒸气的流速。当水蒸气经过第一过滤网时产生的高温水蒸气从排气孔出汽时，高温水蒸气冲击球体，克服球体的重力做功，消耗高温水蒸气部分动能，从而降低高温水蒸气的流速，有效控制从放气孔外排的速度，从放气孔有序地放散出高温水蒸气。在水蒸气通过第一过滤网时，高温水蒸气携带混合液的能力降低，便可有效地过滤掉混合液，进而防止混合液外排。过滤后的混合液可以经第二管口从副管流会套管中。这样，本申请的放气装置能够避免相关技术中的定压放气阀将高温水蒸气和混合液一同放出。当套管内的水蒸气压力较大、且流速较快时，经过第一过滤网过滤后的高温水蒸气，能够克服球体的重力、在消耗高温水蒸气的部分动能时，球体被高温水蒸气顶起，球体与盖体的顶部接触，球体封堵放气孔，实现自动密封，阻止高温水蒸气外溢。伴随单井持续生产作业，第一筒体内的第一过滤网保持对混合液的过滤，以及高温水蒸气持续克服球体的重力做功，高温水蒸气的动能被消耗，携带混合液的能力持续降低，球体与盖体的顶部分离，打开放气孔。这样第一筒体内部能够实现压力平衡，过滤后的混合物可以经第二管口从副管流会套管中，进而能够平衡套管内的压力，进而高温水蒸气能够恢复到从放气孔正常排放，避免造成环境污染。因此，本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的定压放气阀将高温水蒸气和混合液一同放出的问题。

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放气装置的实施例的剖视示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一筒体；101、筒部；102、板体；103、环形楔块；11、第一管口；12、第二管口；20、盖体；21、放气孔；22、盖本体；23、第二筒体；30、第一过滤网；40、罩体；41、排气孔；50、球体；61、第一波纹板；62、第二波纹板；70、管体；71、第二过滤网；72、内螺纹；81、第一法兰；82、第二法兰。

具体实施方式

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，本实施例的放气装置包括：第一筒体10、盖体20、第一过滤网30、罩体40和球体50。第一筒体10上设置有第一管口11和第二管口12，第一筒体10通过第一管口 11与主管相连通，第一筒体通过第二管口12与副管相连通。盖体20与第一筒体10连接。盖体20内与第一筒体10内相连通。盖体20的顶部设置有放气孔21。第一过滤网30设置在盖体20内。罩体40设置在盖体20内，并位于放气孔21和第一过滤网30之间。罩体40上设置有排气孔41。球体50设置在罩体40和放气孔21之间，球体50能够封堵或者打开放气孔 21。

应用本实施例的技术方案，放气装置与主管和副管均连通。放气装置包括：第一筒体10、盖体20、第一过滤网30、罩体40和球体50。盖体20的顶部设置有放气孔21。第一过滤网30设置在盖体20内。罩体40设置在盖体20内，并位于放气孔21和第一过滤网30之间。罩体40上设置有排气孔41。球体50设置在罩体40和放气孔21之间，球体50能够封堵或者打开放气孔21。当套管内聚集水蒸气后，少量水蒸气经过主管从第一管口11流进第一筒体10 内，或者少量水蒸气经过副管从第二管口12进入至第一筒体10内，水蒸气经过第一过滤网 30时，第一过滤网30一方面能够过滤掉水蒸气内的混合液，另一方面能够阻碍水蒸气，降低水蒸气的流速。当水蒸气经过第一过滤网30时产生的高温水蒸气从排气孔41出汽时，高温水蒸气冲击球体50，克服球体50的重力做功，消耗高温水蒸气部分动能，从而降低高温水蒸气的流速，有效控制从放气孔21外排的速度，从放气孔21有序地放散出高温水蒸气。在水蒸气通过第一过滤网30时，高温水蒸气携带混合液的能力降低，便可有效地过滤掉混合液，进而防止混合液外排。过滤后的混合液可以经第二管口12从副管流会套管中。这样，本实施例的放气装置能够避免相关技术中的定压放气阀将高温水蒸气和混合液一同放出。当套管内的水蒸气压力较大、且流速较快时，经过第一过滤网30过滤后的高温水蒸气，能够克服球体的重力、在消耗高温水蒸气的部分动能时，球体50被高温水蒸气顶起，球体50与盖体20的顶部接触，球体50封堵放气孔21，实现自动密封，阻止高温水蒸气外溢。伴随单井持续生产作业，第一筒体10内的第一过滤网保持对混合液的过滤，以及高温水蒸气持续克服球体50 的重力做功，高温水蒸气的动能被消耗，携带混合液的能力持续降低，球体50与盖体20的顶部分离，打开放气孔21。这样第一筒体10内部能够实现压力平衡，过滤后的混合物可以经第二管口12从副管流会套管中，进而能够平衡套管内的压力，进而高温水蒸气能够恢复到从放气孔21正常排放，避免造成环境污染。因此，本实施例的技术方案有效地解决了相关技术中的定压放气阀将高温水蒸气和混合液一同放出的问题。

如图1所示，在本实施例中，放气装置还包括设置在第一筒体10的内壁上的第一波纹板 61。第一波纹板61的第一端与第一筒体10的内壁连接，第一波纹板61的第二端为自由端，第一波纹板61的自由端斜向下延伸。当套管内的水蒸气压力较大、且流速较快时，由于第一波纹板61的自由端斜向下延伸，以及第一过滤网30的阻挡，使得水蒸气在第一筒体10内能够产生旋转的流场，能够分离水蒸气中的高温水蒸气和混合液，这样有利于水蒸气实现汽液分离。在水蒸气自下向上经过第一波纹板61时，分离后的组分较重和大量混合液全部沿第一波纹板61和第一筒体10的内壁向下沉落。分离后的高温水蒸和少量的混合液经过第一过滤网30时能够进行再次的被过滤和分离。本实施例的第一波纹板61的自由端斜向下延伸还能够使分离后的组分较重和大量混合液容易下落。本实施例的第一过滤网30优选为捕雾网。

需要说明的是，本实施例的第一管口11为进汽口，在需要进汽时第二管口12为进汽口，在需要排液时第二管口12为出液口。

因此，本实施例的放气装置既能够释放套管内高温水蒸气、降低套管内压力保持稠油单井正常生产，又能预防发生突发状况时能够自动关闭的装置。同时还能对水蒸气进行汽液分离，上述“汽”是指高温水蒸气，“液”是指含有油、水、砂的混合液。选择性释放套管内高温水蒸气，并能够回收油水混合液。

如图1所示，在本实施例中，放气装置还包括设置在第一筒体10的内壁上的第二波纹板 62。第二波纹板62的第一端与第一筒体10的内壁连接，第二波纹板62的第二端为自由端，第二波纹板62的自由端斜向下延伸。第一波纹板61的第一端与第二波纹板62位于第一筒体 10的相对的两侧。第一波纹板61的第一端位于第一管口11的上方，第二波纹板62的自由端朝向第一管口11。这样，从第一管口11出来的水蒸气能够直接冲击到第二波纹板62上，由于第一波纹板61的第一端位于第一管口11的上方、第二波纹板62的自由端斜向下延伸以及第一过滤网30位于第一波纹板61的上方，便于在第一筒体10内形成旋转的流场，在水蒸气旋转的过程中，分别碰到第二波纹板62、第一筒体10、第一波纹板61以及第一过滤网30，这样能够有效地将水蒸气中的高温水蒸气和混合液分离出来，分离后的混合液集聚到第二波纹板62、第一筒体10、第一波纹板61以及第一过滤网30上，然后随着集聚量的逐渐增加，在重力的作用下，混合液落到第一筒体10的底部。在本实施例中，第二管口12设置在第一筒体10的底部，这样，混合液能够从第二管口12进入至副管中。第二波纹板62的自由端斜向下延伸还能够使分离后的组分较重和大量混合液容易下落。

如图1所示，在本实施例中，放气装置还包括与盖体20的顶部可拆卸地连接的管体70。管体70的内孔与放气孔21相连通。当稠油井的井与井之间发生汽窜时，套管内压力突然增大，球体50受带压的水蒸气的冲击，球体50快速地与盖体20的顶部接触，球体50封堵放气孔21，防止汽窜进一步扩大。另外，发生汽窜后，稠油井的井口温度升高，通过巡逻时或单井监控系统发现稠油井的井口温度升高后，通过管体70与压井作业车快速连接，实现快速套管内的压力快速被释放，可以有效降低产生的汽窜危害进一步扩散。这样能够解决相关技术中的正常状态下稠油井的井底压力因汽窜突然升高，引发大量油、汽、水、砂混合液从油井套管口喷出，造成大面积环境污染或损坏地面上的生产管道的问题。

如图1所示，在本实施例中，管体70内设置有第二过滤网71。第二过滤网71一方面能够对分离后的高温水蒸气进行再次过滤，另一方面能够防止外部的杂物通过放气孔21进入至盖体20内，避免影响球体50与盖体20接触后的密封效果。

如图1所示，在本实施例中，管体70的内壁上设置有内螺纹72。管体70上的内螺纹72 与压井作业车的管线的外螺纹连接，能够实现快速地连接。

如图1所示，在本实施例中，盖体20包括盖本体22和与盖本体22连接的第二筒体23。罩体40连接在盖本体22的内壁上。第一过滤网30连接在第二筒体23的内壁上，放气孔21设置在盖本体22的顶部。上述的结构简单，连接方便，容易加工。

如图1所示，在本实施例中，盖本体22呈锥状，放气孔21设置在盖本体22的顶部上，在球体50受到作用力的情况下，部分盖本体22的内壁能够挡住球体50，以使球体50封堵放气孔21。锥状的盖本体22在放气孔21处形成缩口，有效地阻挡了球体50向外脱离盖本体22。部分盖本体22的内壁面和球体50的表面采用表面防油处理，盖本体22和球体50的材质均选用耐磨金属或耐磨耐温耐压非金属材质。本实施例的排气孔41为多个。多个排气孔41便于高温水蒸气能够从罩体40上通过。本实施例的球体50包括多个不同重量的球体，这样可依据套管内不同压力等级选择不同重量的球体。

如图1所示，在本实施例中，放气装置还包括设置在第一筒体10上的第一法兰81和设置在盖体20上的第二法兰82。第一法兰81和第二法兰82相连接。第一法兰81和第二法兰82的设置便于第一筒体10和盖体20能够可拆卸地连接。在需要检查第一筒体10或者盖体20内的结构时，将第一法兰81和第二法兰82拆开，进行检查即可。放气装置还包括设置在第一管口11处的第一接头以及设置在第二管口12处的第二接头。第一接头的设置便于第一筒体10与主管实现可拆卸地连接。第二接头的设置便于第一筒体10与副管实现可拆卸地连接。

如图1所示，在本实施例中，盖体20与第一筒体10可拆卸地连接。第一筒体10包括筒部101和与筒部101连接的板体102，板体102上设置有环形楔块103。板体102第一管口11设置在筒部101上，第二管口12设置在板体102上并位于环形楔块103的内侧。环形楔块103的设置便于将分离后的混合液从聚集在环形楔块103的表面上流到板体102的中心位置处，以使混合液能够快速地从第二管口12处排出，避免在第一筒体10的底部长期汇集。

因此，本实施例的放气装置能够提高单井的生产效率、提高油井地面上的生产设备、设施。本实施例的放气装置为纯机械结构，使用安全、能够防止环境污染、符合环保清洁生产。适用于各种不同类型的稠油机生产单井，通过提高装置防控能力和汽液分离，最大限度的提高单井的产量，减少套管内的水蒸气释放过程中对环境造成污染风险。同时降低了人工放套管内的高温水蒸气操作带来的劳动强度和操作风险，以符合国家安全环保法律法规和新要求，具有很好的社会效益和经济效益。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

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)

1.一种放气装置，其特征在于，所述放气装置包括：

第一筒体(10)，所述第一筒体(10)上设置有第一管口(11)和第二管口(12)；

盖体(20)，与所述第一筒体(10)连接，所述盖体(20)内与所述第一筒体(10)内相连通，所述盖体(20)的顶部设置有放气孔(21)；

第一过滤网(30)，设置在所述盖体(20)内；

罩体(40)，设置在所述盖体(20)内，并位于所述放气孔(21)和所述第一过滤网(30)之间，所述罩体(40)上设置有排气孔(41)；

球体(50)，设置在所述罩体(40)和放气孔(21)之间，所述球体(50)能够封堵或者打开所述放气孔(21)。

2.根据权利要求1所述的放气装置，其特征在于，所述放气装置还包括设置在所述第一筒体(10)的内壁上的第一波纹板(61)，所述第一波纹板(61)的第一端与所述第一筒体(10)的内壁连接，所述第一波纹板(61)的第二端为自由端，所述第一波纹板(61)的自由端斜向下延伸。

3.根据权利要求2所述的放气装置，其特征在于，

所述放气装置还包括设置在所述第一筒体(10)的内壁上的第二波纹板(62)，所述第二波纹板(62)的第一端与所述第一筒体(10)的内壁连接，所述第二波纹板(62)的第二端为自由端，所述第二波纹板(62)的自由端斜向下延伸；

所述第一波纹板(61)的第一端与所述第二波纹板(62)位于所述第一筒体(10)的相对的两侧，所述第一波纹板(61)的第一端位于所述第一管口(11)的上方，所述第二波纹板(62)的自由端朝向所述第一管口(11)。

4.根据权利要求1所述的放气装置，其特征在于，所述放气装置还包括与所述盖体(20)的顶部可拆卸地连接的管体(70)，所述管体(70)的内孔与所述放气孔(21)相连通。

5.根据权利要求4所述的放气装置，其特征在于，所述管体(70)内设置有第二过滤网(71)。

6.根据权利要求4所述的放气装置，其特征在于，所述管体(70)的内壁上设置有内螺纹(72)。

7.根据权利要求1所述的放气装置，其特征在于，所述盖体(20)包括盖本体(22)和与所述盖本体(22)连接的第二筒体(23)，所述罩体(40)连接在所述盖本体(22)的内壁上，所述第一过滤网(30)连接在所述第二筒体(23)的内壁上，所述放气孔(21)设置在所述盖本体(22)的顶部。

8.根据权利要求7所述的放气装置，其特征在于，所述盖本体(22)呈锥状，所述放气孔(21)设置在所述盖本体(22)的顶部上，在所述球体(50)受到作用力的情况下，部分所述盖本体(22)的内壁能够挡住所述球体(50)，以使所述球体(50)封堵所述放气孔(21)。

9.根据权利要求1所述的放气装置，其特征在于，所述放气装置还包括设置在所述第一筒体(10)上的第一法兰(81)和设置在所述盖体(20)上的第二法兰(82)，所述第一法兰(81)和所述第二法兰(82)相连接；所述放气装置还包括设置在所述第一管口(11)处的第一接头以及设置在所述第二管口(12)处的第二接头。

10.根据权利要求1所述的放气装置，其特征在于，所述盖体(20)与所述第一筒体(10)可拆卸地连接；所述第一筒体(10)包括筒部(101)和与所述筒部(101)连接的板体(102)，所述板体(102)上设置有环形楔块(103)，所述第一管口(11)设置在所述筒部(101)上，所述第二管口(12)设置在所述板体(102)上并位于所述环形楔块(103)的内侧。

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