CN2148821Y - 一种油井数控分采井口装置 - Google Patents

Abstract

一种油井数控分采井口装置，可用于普通不能自 喷抽油机抽油井的井口。它有采油管输出口，采油管 输出控制阀门，封堵环3，其特征在于：封堵环上开有 气相流体输出口，并在其上接有输出控制阀门及压力 传感器，在采油管输出口部接有压力传感器，油井近 旁有标准工业控制介面，其内插有与测量适配模块和 控制适配模块，它串口与可共用的中央控制计算机相 连。它采用使液气混合液在井下分离并从采油管与 生产套管之间把气体引出的方法。使抽油泵筒的容 积效率大大提高。

Description

一种油井数控分采井口装置，它属于采油设备，可用于普通不能自喷抽油机抽油井的井口，特别适合于高含气油井的开采使用。

现在的采油井井口，都是将中心的抽油管体做为唯一的生产流道，而把抽油管与外面生产套管间的环形通道封住，从油层中产出的液气混合物全部通过抽油管流出井口。这种方法虽可以简化采油控制条件。但是，由于液气混合物在抽取过程中外界条件的变化，其状态会发生很大变化，干扰了产油作业。例如由于压力降低，液气混合物中的一部分气体就会分离出来而产生气阻，加大了采油阻力。同时，对于容积式抽油机械，也大大降低了抽液效率。

本实用新型的目的是发明一种油井数控分采井口装置，它通过从采油管中得到液相物质，而从采油管与套管之间输出气相物质，提高抽采设备的效率。

本实用新型如附图1所示，它有中间采油管输出口1，采油管输出控制阀门2，采油管与生产套管间的封堵环3，其特征在于：在采油管和生产套管间的封堵环3上开有气相流体输出口4，并在气相流体输出口4上接有气体输出控制阀门5，在采油管输出口1处接有液体压力传感器6，在采油管与生产套管间口部接有气体压力传感器7，在油井近旁装有标准工业控制介面8，其内插有与液体压力传感器6和气体压力传感器7相连的测量适配模块9和10以及和采油管输出控制阀门2和气体输出控制阀门5相连并对其进行控制的控制适配模块11和13，标准工业控制介面8通过标准串行通讯接口与可和其它设备共用的中央控制计算机12相连。

附图1为本实用新型结构示意图。

在现在的采油井中，由于井口处采油管和生产套管之间是封死的，因而当油层中的混合体渗到采油管和生产套管之间后，其压力与地层压力基本相等（井口生产套管内气压加上在采油管和生产套管间环形腔的液柱压力等于井下油层压力）。因而混合液还保持油层中的混合状态，气体和液体同时进入抽油机泵筒。这样，虽然简化了控制方法，只要根据地层压力以及渗透率确定抽取流量和提升功率。但由于混合液进入抽油机泵筒中后，抽油机活塞运动破坏了混合液的压力平衡，其内的轻组分气体大量析出，使泵筒容积效率大大降低。而采用本实用新型的井口装置，由于通过封堵环3上的气相流体输出口4输出气体，由产油层中渗出的混合液进入生产套筒与采油管之间的环形腔后，就被减压，其中的轻组分气体析出，并不断被采走，而剩下的液相流体才进入下面抽油机泵筒中。由于进入泵筒中的液体已基本不含气体，因而泵筒的容积效率可以很高，提高了抽油机效率。

本实用新型的工作原理如下，本实用新型采用中央控制计算机通过标准工业控制介面测控的标准机电一体化模式。由可共用的中央控制计算机12定时通过标准串行通讯接口发出选通测量适配模块9或10的信号。标准工业控制介面8在接收到地选信号后，根据传入的地址值选通相应的测量适配模块9或10。选通后，测量适配模块9或10把由压力传感器6或7测得的井口液体输出口压力值或气体输出压力值经A／D变换后反送给中央控制计算机12。中央控制计算机12在采得两压力值后，再依据由中央控制计算机12控制的采油管输出控制阀门2和气体输出控制阀门4的开度值以及抽油机工况值（阻力、速度等），可以计算出井下产油层位置处生产套管中的压力以及在生产套管和采油管之间环形腔中的液柱高度。把这些参数与标准控制模型进行比较。当比较后需要调整采油管输出控制阀门2的开度时，中央控制计算机12通过标准串行通讯接口发出选通控制适配模块11的地址选通信号。标准工业控制介面8在收到地选信号后，选通相应的控制适配模块11。然后中央控制计算机12发出新的采油管输出控制阀门2开度值数据，由控制适配模块11接收锁存并经D／A变换后控制采油管输出控制阀门2的执行。当需要调整气体输出控制阀门5的开度时，与上述的调整采油管输出控制阀门2开度一样，由中央控制计算机12通过标准串行通讯接口选通相应的控制适配模块13，并发出相应的开度值，由其锁存并D／A变换后，驱动气体输出阀门5动作。

本实用新型采用在采油井口处装有开有气相流体输出口以及相应的控制阀门和测控器件的方法，使从油层中渗出的液气混合液在井下分离并从采油管与生产套管之间把气体引出。只有脱气后的液体进入抽油泵筒中，使抽油泵筒的容积效率大大提高，从而提高抽油效率，降低能耗。本实用新型由于采用了由可共用的中央控制计算机、标准工业控制介面加各种适配模块和由适配模块驱动动的各种测量执行装置，这种机电一体化方式，结构简单，便于扩充。

在本实用新型中，油井的钻进与生产套管1的安装与普通采油井一样。一般的采油井也有一个超钻深度，其井深也大于产油层深度。加长抽油管2，使抽油泵筒3入口低于产油层。一般为比产油层深100～500米，具体尺寸可以根据地质条件而定。抽油机动力装置4和抽油泵筒3可以使用普通油田采用的抽油机。也可以如专利申请号为CN92100003的数控抽油机，整个系统由计算机进行控制。

在本实用新型中，标准工业控制介面8可以选用美国ME公司（MECHATRONICEQUIPMENT INC.）的I／O32，或是美国OPTO22公司的PB16AH。中央控制计算机12可以选用美国OPTO22公司的LC4控制器，也可以选用美国ME公司的PCS－1工业过程控制工作站，还可以选用普通PC计算机。适配模块9和10可以采用OPTO22公司的AD3或类似的A／D转换模块。适配模块11和12可选用OPTO22公司的DA3或类似的D／A转换模块。

Claims (1)

1、一种油井数控分采井口装置，它有中间采油管输出口(1)，采油管输出控制阀门(2)，采油管与生产套管间的封堵环(3)，其特征在于：在采油管和生产套管间的封堵环(3)上开有气相流体输出口(4)，并在气相流体输出口(4)上接有气体输出控制阀门(5)，在采油管输出口(1)处接有液体压力传感器(6)，在采油管与生产套管间口部接有气体压力传感器(7)，在油井近旁装有标准工业控制介面(8)，其内插有与液体压力传感器(6)和气体压力传感器(7)相连的测量适配模块(9)和(10)以及和采油管输出控制阀门(2)和气体输出控制阀门5相连并对其进行控制的控制适配模块(11)和(13)，标准工业控制介面(8)通过标准串行通讯接口与可和其它设备共用的中央控制计算机(12)相连。

Images