CN212840078U - 一种用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置，包括本体和套接于本体外的外筒，外筒上端与本体固定连接，所述的外筒与本体之间还连接有排气压力可调的排气阀，外筒、本体和排气阀之间的环空构成排气通道，排气通道与本体内腔连通。本实用新型是为了在油井生产中解决套管伴生气压力高于油管内回压，且当此压差达到设定值时，不需要其他额外动力作用排气阀打开，伴生气进入油管中与油流形成油气混合流体；当压差值接近排气阀开启压力时，排气阀自动关闭，集气过程终止，防止油管内油漏失而设计的。由于伴生气从高压状态快速泄放到低压状态时会吸收大量热量，易产生低温冰冻。

Description

一种用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置，属于油田井下小型工器具技术领域。

背景技术

目前，国内油井井口伴生气回收主要应用铺设管网集气和井口油气混输的工艺。井口油气混输通常采用在井口集油管汇上安装放气阀的工艺模式。阀体安装在集油管汇或吹扫头上，通过高压软管快速接头从井口套管头引气至放气阀进气口。当套管伴生气压力大于油管线回压时，放气阀凡尔打开，伴生气进入集油管线，油气混输，实现伴生气资源的回收利用。但该工艺在回收伴生气的同时出现诸多不足。由于冬季外界环境温度低及伴生气快速泄放吸热的原因，冬季时常出现地面集气管线凝液冻堵、放气阀凡尔冰冻、失效的问题。虽然部分特种放气阀针对性的开展了利用输送的油温加热保温、设置剐霜机构、增大进气管线管径，规范地面集气管线安装坡度避免积液等技术措施，但收效甚微。同时，由于井口流程的差异化，放气阀安装位置不统一，造成地面集气管线安装困难，美观性和规范性得不到保障。此外，修井作业时需要重复拆除和安装地面输气管线，大量连接丝扣、密封点、高压软管的寿命等存在较大的气体泄漏风险和偷盗隐患。此外，由于井口流程尺寸增大，部分油井防盗箱无法继续使用。

实用新型内容

为了克服常规地面放气阀、集气管线连接泄漏风险，管线、放气阀冬季冻堵隐患，修井作业重复拆装集气管线的施工困难的问题，本实用新型的目的在提供一种用于油田井筒内的套管伴生气回收装置。本实用新型简化地面伴生气集气回收工艺流程，不改变现有井口设施和地面集输工艺技术规范及管理习惯，在井口油管挂下新增油井套管伴生气集气回收装置，将常规井口地面集气回收模式改为井下井筒集气回收模式。本实用新型中的排气阀采用同心滑套式设计，密封接触面积大，开启、关闭灵敏，寿命长技术性能可靠。

本实用新型采用的技术方案为：

一种用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置，包括本体和套接于本体外的外筒，外筒上端与本体固定连接，所述的外筒与本体之间还连接有排气压力可调的排气阀，外筒、本体和排气阀之间的环空构成排气通道，排气通道与本体内腔连通。

所述的排气阀是同心滑套式排气阀，包括具有贯穿滑动腔体的排气阀本体以及滑动连接在排气阀本体的贯穿滑动腔体内的同心滑套，其中同心滑套位于排气通道的上端部与调压弹簧的一端固定连接，调压弹簧的另一端与本体固定连接，排气阀本体通过位置调整机构与本体连接。

所述的位置调整机构包括调压阀和调压螺纹滑轨，调压螺纹滑轨设在本体外表面上，且位于本体后部，所述的调压阀的前端位于外筒下端内且与排气阀本体下端固定连接，调压阀的后端延伸至外筒外且外侧壁与调压螺纹滑轨螺纹连接，调压阀沿轴向具有贯穿的进气通道，进气通道前端正对排气阀的同心滑套。

所述的进气通道进口端设有单流阀。

所述的调压螺纹滑轨上设有限位环，所述的限位环位于调压螺纹滑轨后部，调压阀位于调压螺纹滑轨后部接触限位环的位置处时，调压阀的前端仍位于外筒下端内。

所述的调压弹簧采用矩形直方弹簧。

所述的本体前端设有内螺纹，作为上接头，所述的本体后端设有外螺纹作为下接头。

所述的本体与外筒之间设有密封圈。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型装置集成度高，结构设计简洁合理，密封点少，密封工艺可靠，泄漏的风险较低。较常规地面集气放气阀相比，经济性能好，有较高的技术优越性。

附图说明

图1为油田井筒定压集气回收装置结构示意图。

图中，附图标记为：1、上接头；2、下接头；3、本体；4、外筒；5、限位环；6、排气阀；7、单流阀；8、调压阀；9、调压弹簧；10、进气通道；11、排气通道；12、调牙螺纹滑轨；13、密封圈。

具体实施方式

实施例1：

为了克服常规地面放气阀、集气管线连接泄漏风险，管线、放气阀冬季冻堵隐患，修井作业重复拆装集气管线的施工困难的问题，本实用新型的目的在提供如图1所示的一种用于油田井筒内的套管伴生气回收装置及方法。本实用新型简化地面伴生气集气回收工艺流程，不改变现有井口设施和地面集输工艺技术规范及管理习惯，在井口油管挂下新增油井套管伴生气集气回收装置，将常规井口地面集气回收模式改为井下井筒集气回收模式。本实用新型中的排气阀采用同心滑套式设计，密封接触面积大，开启、关闭灵敏，寿命长技术性能可靠。

一种用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置，包括本体3和套接于本体3外的外筒4，外筒4上端与本体3固定连接，所述的外筒4与本体3之间还连接有排气压力可调的排气阀6，外筒4、本体3和排气阀6之间的环空构成排气通道11，排气通道11与本体3内腔连通。

本实用新型再工作时，套管环空中伴生气将压力作用在排气压力可调的排气阀6上；当气压大于装置油管内回压和排气阀6设定的压力时，排气阀6开启，伴生气由排气通道11进入油管内，实现伴生气井筒内密闭回收工艺过程；当套管环空内伴生气压力降低，小于油管回压和排气阀6设定的压力时，排气阀6关闭；伴生气回收装置停止工作，井筒套管环空伴生气压力恢复，进入憋压期，周而复始的实现套管环空伴生气憋压、高压泄放、再憋压的回收工艺过程。

本实用新型公开了一种油井井筒内套管伴生气集气回收装置，是在油井正常生产过程中，将井底分离的原油伴生气在井口回收，再次进入集油流程，混输至下游站点而设计。装置满足井下工具附件的抗拉强度、承压要求、防倒流以及油井生产对工具的最小内径、最大外径和使用寿命的技术要求，当油套环空伴生气压力高于油管内回压和装置启动压力要求的情况下，最大限度的回收伴生气。本实用新型可以较好的解决常规地面放气阀、集气管线连接泄漏风险，管线、放气阀冬季冻堵隐患，修井作业重复拆装集气管线的施工困难等问题。

本实用新型装置集成度高，结构设计简洁合理，密封点少，密封工艺可靠，泄漏的风险较低。较常规地面集气放气阀相比，经济性能好，有较高的技术优越性。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，所述的排气阀6是同心滑套式排气阀，包括具有贯穿滑动腔体的排气阀本体以及滑动连接在排气阀本体的贯穿滑动腔体内的同心滑套，其中同心滑套位于排气通道11的上端部与调压弹簧9的一端固定连接，调压弹簧9的另一端与本体3固定连接，排气阀本体通过位置调整机构与本体3连接。

优选地，所述的位置调整机构包括调压阀8和调压螺纹滑轨12，调压螺纹滑轨12设在本体3外表面上，且位于本体3后部，所述的调压阀8的前端位于外筒4下端内且与排气阀本体下端固定连接，调压阀8的后端延伸至外筒4外且外侧壁与调压螺纹滑轨12螺纹连接，调压阀8沿轴向具有贯穿的进气通道10，进气通道10前端正对排气阀6的同心滑套。

优选地，所述的进气通道10进口端设有单流阀7。

优选地，所述的调压螺纹滑轨12上设有限位环5，所述的限位环5位于调压螺纹滑轨12后部，调压阀8位于调压螺纹滑轨12后部接触限位环5的位置处时，调压阀8的前端仍位于外筒4下端内。

优选地，所述的调压弹簧9采用矩形直方弹簧。

优选地，所述的本体3前端设有内螺纹，作为上接头1，所述的本体3后端设有外螺纹作为下接头2。

优选地，所述的本体3与外筒4之间设有密封圈13。

一种用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气方法，套管环空中伴生气将压力作用在排气压力可调的排气阀6上；

当气压大于装置油管内回压和排气阀6设定的压力时，排气阀6开启，伴生气由排气通道11进入油管内，实现伴生气井筒内密闭回收工艺过程；

当套管环空内伴生气压力降低，小于油管回压和排气阀6设定的压力时，排气阀6关闭；伴生气回收装置停止工作，井筒套管环空伴生气压力恢复，进入憋压期，周而复始的实现套管环空伴生气憋压、高压泄放、再憋压的回收工艺过程。

所述的排气压力可调的排气阀6的调节方法是，通过调整调压阀8与外筒4在调压螺纹滑轨12的相对位置，调整与调压阀8固定连接的排气阀本体的位置，从而调整排气阀本体与滑动连接在其贯穿滑动腔体内的同心滑套之间的相对位置，进而调整调压弹簧9的压缩行程，从而调整排气阀6的排气压力。

本装置下井前，根据以往油井伴生气产气能力、套管憋压能力及地面集油管线正常生产回压情况，确定合理的排气阀开启压力值。具体是可通过调整调压阀8与外筒4在调压螺纹滑轨12的相对位置，调整调压弹簧9的压缩行程，设置排气阀6开启压力。修井作业时将装置上接头1与油井井口管挂相连，下接头2与井下油管柱连接，完成装置下井。完井后关闭井口套管地面集气、放空流程，观察井口套管伴生气气压与油井井口回压的差值，判断装置是否在预设的工作开启压力正常工作。当套管伴生气压力高于井口油管回压且小于设定的装置排气阀6开启压力时，装置工作正常，伴生气可通过装置排气通道11进入油管中，实现油气混输。装置的排气阀6开启压力设置是为合理控制油井套压生产设计的功能，应用在油井产气能力强，套管憋压生产压力高的油井。对于部分产气能力弱的油井，为保证伴生气在较低压差进入油管中，此功能可以设置较低值，将调压阀8通过调压螺纹滑轨12设置至限位环5处，仅保留较弱的排气阀6启动压力，起到防止原油泄漏、倒流作用。

本回收装置的工作过程如下：

如图1所示，装置下井完成后关闭井口套管地面流程，憋压。在套管伴生气气压上升的过程中，套管环空中伴生气通过进气单流阀7及进气通道10将压力作用在排气阀6上，当气压大于油管内回压和调压弹簧9设定的压力及装置预设启动压力时，排气阀6上移开启，伴生气由排气通道11进入油管内，实现伴生气井筒内密闭回收工艺过程。当套管环空内伴生气压力降低，小于油管回压和调压弹簧9设定的压力及装置预设启动压力时，排气阀6下移关闭，防止油管内原油倒流；进气通道10内残留的气体余压与进气单流阀7预设的启动压力之和大于套管伴生气的压力时，单流阀7关闭，伴生气回收装置停止工作。套管环空伴生气周而复始的实现憋压、高压泄放进入油管、再憋压的全密闭伴生气回收工艺过程，整个过程在油井井筒内完成，油井地面工艺流程无任何改变。装置在整个工作过程中无需任何额外操作和管理维护。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的装置结构及方法均为本行业的公知技术和常用方法，这里不再一一叙述。

Claims (8)

1.用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置，其特征在于：包括本体（3）和套接于本体（3）外的外筒（4），外筒（4）上端与本体（3）固定连接，所述的外筒（4）与本体（3）之间还连接有排气压力可调的排气阀（6），外筒（4）、本体（3）和排气阀（6）之间的环空构成排气通道（11），排气通道（11）与本体（3）内腔连通。

2.根据权利要求1所述的用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置，其特征在于：所述的排气阀（6）是同心滑套式排气阀，包括具有贯穿滑动腔体的排气阀本体以及滑动连接在排气阀本体的贯穿滑动腔体内的同心滑套，其中同心滑套位于排气通道（11）的上端部与调压弹簧（9）的一端固定连接，调压弹簧（9）的另一端与本体（3）固定连接，排气阀本体通过位置调整机构与本体（3）连接。

3.根据权利要求2所述的用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置，其特征在于：所述的位置调整机构包括调压阀（8）和调压螺纹滑轨（12），调压螺纹滑轨（12）设在本体（3）外表面上，且位于本体（3）后部，所述的调压阀（8）的前端位于外筒（4）下端内且与排气阀本体下端固定连接，调压阀（8）的后端延伸至外筒（4）外且外侧壁与调压螺纹滑轨（12）螺纹连接，调压阀（8）沿轴向具有贯穿的进气通道（10），进气通道（10）前端正对排气阀（6）的同心滑套。

4.根据权利要求3所述的用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置，其特征在于：所述的进气通道（10）进口端设有单流阀（7）。

5.根据权利要求3所述的用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置，其特征在于：所述的调压螺纹滑轨（12）上设有限位环（5），所述的限位环（5）位于调压螺纹滑轨（12）后部，调压阀（8）位于调压螺纹滑轨（12）后部接触限位环（5）的位置处时，调压阀（8）的前端仍位于外筒（4）下端内。

6.根据权利要求2所述的用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置，其特征在于：所述的调压弹簧（9）采用矩形直方弹簧。

7.根据权利要求1所述的用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置，其特征在于：所述的本体（3）前端设有内螺纹，作为上接头（1），所述的本体（3）后端设有外螺纹作为下接头（2）。

8.根据权利要求1所述的用于油田井筒内回收套管伴生气的定压集气装置，其特征在于：所述的本体（3）与外筒（4）之间设有密封圈（13）。

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