一种多功能智能采油井口的制作方法

文档序号:14893117发布日期:2018-07-07 20:15阅读:152来源:国知局

本发明涉及石油装备领域,名称为一种多功能智能采油井口。



背景技术:

在油田开发中,有自喷采油和机械采油两种方式。采油方式的选择主要是依据地层能量的大小而定,当地层压力不足以将原油举升至地面时,就必须依靠机械设备提供能量从而将地层中的原油举升到地面,这就是机械采油。在机械采油中所用的主要设备为有杆抽油设备,我国有杆抽油井占机械采油井总数的90%以上。机械采油井口是机械采油中连通地下和地面设备的通道,也是原油从地下向地面流动过程中的工艺控制装置,必须满足采样、光杆密封、井口压力显示、投球、工艺连接五大功能。现有的机械采油井口是由各种闸阀、盘根盒、压力表、堵头、管线短节通过焊接或丝扣、法兰连接而成。

目前在生产现场使用的机械采油井口主要存在以下不足:(1)各种闸阀无智能授权开关功能,常被不法分子恶意开关,特别是采样口、压力表接口、堵头等部位变成了盗油口。(2)丝扣、法兰连接简单,易拆易卸,易破坏。(3)井口无自对中功能,盘根盒与光杆对中功能有限,导致盘根盒中的机械密封磨损大寿命短,原油喷洒井场。特别是在斜井中,表现尤为突出。(4)光杆意外断脱落井时,井口不能实现自封。这些不足给实现数字化条件下的可控无人值守带来困难,也会次生安全环保隐患。



技术实现要素:

因此,为解决上述采油井口存在的技术问题,本申请设计了一种更加安全可靠、环保智能的采油井口。

一种多功能智能采油井口,包括自动对中液压密封装置、防盗采样装置、压力表防盗装置及防恶意操作球阀四个部分,自动对中液压密封装置套装在油井光杆上,压力表防盗装置安装在自动对中液压密封装置右侧,防恶意操作球阀安装在自动对中液压密封装置的正面,防盗采样装置安装在自动对中液压密封装置的背面。

自动对中液压密封装置,包括:螺纹堵头,封井滑塞,滑塞液缸,封井器主体,液缸封堵头,顶杆液缸,平衡顶杆,副密封活塞,副密封填料,固定滑板,内球形滑板,钢球,进油阀,出油阀,空心压帽,手压泵套,柱塞,主密封填料,副密封换向阀杆,滑环,滑环盖,主密封压套,主密封换向阀杆,浮动滑板,螺纹盖板;螺纹堵头安装在封井器主体右端,滑塞液缸安装在封井器主体右半部内侧,封井滑塞安装在滑塞液缸内侧,顶杆液缸安装在封井器主体左半部内侧,平衡顶杆安装在顶杆液缸内侧,封井器主体顶部安装液缸封堵头,液缸封堵头顶部安装副密封活塞,副密封活塞顶部安装副密封填料,副密封填料左侧安装固定滑板,固定滑板顶部安装内球形滑板,内球形滑板顶部左侧安装空心压帽,空心压帽右侧依次安装出油阀、进油阀和钢球,空心压帽顶部安装手压泵套,手压泵套左侧安装柱塞,柱塞向内相对的光杆外侧安装主密封填料,主密封填料左侧安装副密封换向阀杆,主密封填料顶部安装主密封压套,主密封填料右侧安装主密封换向阀杆,主密封压套外侧安装滑环盖,滑环盖底部安装滑环,滑环底部安装浮动滑板,浮动滑板底部安装螺纹盖板。

压力表防盗装置,包括:锥阀,压力表垫圈,玻璃压环,钢化玻璃,衔铁,十字槽小盘头螺钉,铁芯,轴向压力表,开槽平端紧定螺钉,压力表限流阀座,防拆销,压力表封头,内六角圆柱头螺钉,压力表保护套,压力表保护壳体,圆柱螺旋压缩弹簧,限流活塞,钢珠;压力表封头横向安装在油井的测量口右侧,压力表封头为中空的圆柱形结构,压力表封头中空部内侧安装压力表限流阀座,压力表限流阀座为中空结构,压力表限流阀座中空部左端安装限流活塞,限流活塞右端安装钢珠,钢珠右端安装圆柱螺旋压缩弹簧,圆柱螺旋压缩弹簧右端安装压力表垫圈,压力表垫圈右端安装轴向压力表,压力表垫圈底侧的压力表封头上竖向开孔,开孔内安装锥阀,轴向压力表外侧安装铁芯,铁芯右端开放且铁芯顶部由内六角圆柱头螺钉固定安装有衔铁,衔铁上开孔且孔内安装十字槽小盘头螺钉,能够将玻璃压环固定在衔铁上,玻璃压环右侧固定有钢化玻璃,铁芯左部竖向向下开孔,开孔内安装开槽平端紧定螺钉,铁芯左顶部横向安装防拆销,铁芯、衔铁和玻璃压环外部安装压力表保护套,压力表保护壳体安装在压力表保护套外侧,压力表保护壳体和压力表保护套电磁连接。

防恶意操作球阀,包括:球阀出口盖板,外密封套,外弧型座,阀球,通孔压帽,第一压缩弹簧,弹簧垫圈,球阀下盖板,单向阀,单向阀座,内密封套,井口,内弧型座,开槽平端紧定螺钉,组合磁柱,间隔座,球阀轴套,第二压缩弹簧,滑动阀,星型螺母,滑动阀座,球阀上盖板,六方套,插孔套,内转套,t型拉杆,圆头顶杆,铜环,压紧螺母,螺纹套,旋转防尘盖;井口为t型三通管状结构,在井口横向的右侧固定安装球阀出口盖板,球阀出口盖板左侧开设有弹簧槽,弹簧槽内安装第二压缩弹簧,第二压缩弹簧左侧安装外弧型座,外弧型座中心开孔且开孔内安装外密封套,外弧型座左侧安装阀球,阀球横向水平制有通孔,通孔内安装通孔压帽,通孔压帽内安装第一压缩弹簧,第一压缩弹簧左侧安装单向阀,单向阀左侧安装单向阀座,阀球底部安装弹簧垫圈,弹簧垫圈底侧安装球阀下盖板,阀球左侧安装内密封套,内密封套左侧安装内弧型座,阀球顶部纵向安装球阀轴套,阀球顶部中心纵向制有圆柱形槽,槽内安装圆头顶杆,圆头顶杆顶部安装间隔座,间隔座顶面安装t型拉杆,t型拉杆外侧安装内转套,内转套外侧安装插孔套,插孔套外侧安装球阀上盖板,插孔套底侧安装六方套,球阀上盖板左部横向开孔,孔内安装组合磁柱,组合磁柱左侧安装开槽平端紧定螺钉,阀球背面横向开孔,孔内底部安装滑动阀座,滑动阀座向开孔外的一侧安装滑动阀,滑动阀外侧安装星形螺母,阀球正面的井口开口内底部安装铜环,铜环向开口外的一侧安装压紧螺母,压紧螺母外侧安装螺纹盖,螺纹盖向开口外的一侧安装旋转防尘盖。

防盗采样装置,包括:取样衔铁,过流阀杆,盖型铜螺帽,线圈骨架,线圈,端盖,取样阀杆,取样管,取样管压帽,取样管垫圈,防爆控制电器盒,压紧螺母,圆柱螺旋压缩弹簧,三爪顶套,气孔护圈,取样铁芯,取样阀座,取样铁芯左侧安装取样衔铁,取样衔铁左侧安装端盖,取样衔铁外侧安装线圈骨架,线圈骨架外侧安装线圈,取样铁芯中心轴向开孔,取样铁芯开孔内左侧安装压紧螺母,压紧螺母内侧安装盖型铜螺帽,盖型铜螺帽右侧安装圆柱螺旋压缩弹簧,圆柱螺旋压缩弹簧右侧安装气孔护圈,气孔护圈右侧安装取样阀杆,取样阀杆右侧安装过流阀杆,压紧螺母右侧安装三爪顶套,三爪顶套右侧安装取样阀座,取样阀杆左端底部安装取样管,取样管顶段安装取样管垫圈和取样管压帽。

本装置实施中,它具有降低成本、使用周期长,安装方便、易操控、便于维修、保护环境等优点。特别是在低渗透油田边缘区块开发过程中,为单井采油集输和无人化值守输液,开辟了一条高效、低耗、安全环保的途径。

附图说明:

图1为一种多功能智能采油井口的结构主视图。

图2为一种多功能智能采油井口的结构左视图。

图3为图2a-a面的视图。

图中:球阀出口盖板1,外密封套2,外弧型座3,阀球4,通孔压帽5,第一压缩弹簧6,弹簧垫圈7,球阀下盖板8,单向阀9,单向阀座10,内密封套11,井口12,内弧型座13,开槽平端紧定螺钉14,组合磁柱15,间隔座16,球阀轴套17,第二压缩弹簧18,滑动阀19,星型螺母20,滑动阀座21,球阀上盖板22,六方套23,插孔套24,内转套25,t型拉杆26,圆头顶杆27,铜环28,压紧螺母29,螺纹套30,旋转防尘盖31,取样衔铁32,过流阀杆33,盖型铜螺帽34,线圈骨架35,线圈36,端盖37,取样阀杆38,取样管39,取样管压帽40,取样管垫圈41,防爆控制电器盒42,压紧螺母43,圆柱螺旋压缩弹簧44,三爪顶套45,气孔护圈47,取样铁芯48,取样阀座49,螺纹堵头119,封井滑塞122,滑塞液缸123,封井器主体124,液缸封堵头128,顶杆液缸131,平衡顶杆132,副密封活塞135,副密封填料139,固定滑板142,内球形滑板144,钢球147,进油阀148,出油阀149,空心压帽152,手压泵套154,柱塞155,主密封填料158,副密封换向阀杆162,滑环172,滑环盖174,主密封压套181,主密封换向阀杆187,浮动滑板189,螺纹盖板190,锥阀201,压力表垫圈202,玻璃压环203,钢化玻璃204,衔铁205,十字槽小盘头螺钉206,铁芯207,轴向压力表208,开槽平端紧定螺钉209,压力表限流阀座210,防拆销211,压力表封头212,内六角圆柱头螺钉213,压力表保护套214,圆柱螺旋压缩弹簧215,限流活塞216,钢珠217和压力表保护壳体218,

具体实施方式:

请参看如图1、图2和图3所示的一种多功能智能采油井口,包括:自动对中液压密封装置、防盗采样装置、压力表防盗装置及防恶意操作球阀四个部分,自动对中液压密封装置套装在油井光杆上,压力表防盗装置安装在自动对中液压密封装置右侧,防恶意操作球阀安装在自动对中液压密封装置的正面,防盗采样装置安装在自动对中液压密封装置的背面。

自动对中液压密封装置包括:螺纹堵头119,封井滑塞122,滑塞液缸123,封井器主体124,液缸封堵头128,顶杆液缸131,平衡顶杆132,副密封活塞135,副密封填料139,固定滑板142,内球形滑板144,钢球147,进油阀148,出油阀149,空心压帽152,手压泵套154,柱塞155,主密封填料158,副密封换向阀杆162,滑环172,滑环盖174,主密封压套181,主密封换向阀杆187,浮动滑板189,螺纹盖板190;螺纹堵头119安装在封井器主体124右端,滑塞液缸123安装在封井器主体124右半部内侧,封井滑塞122安装在滑塞液缸123内侧,顶杆液缸131安装在封井器主体124左半部内侧,平衡顶杆132安装在顶杆液缸131内侧,封井器主体124顶部安装液缸封堵头128,液缸封堵头128顶部安装副密封活塞135,副密封活塞135顶部安装副密封填料139,副密封填料139左侧安装固定滑板142,固定滑板142顶部安装内球形滑板144,内球形滑板144顶部左侧安装空心压帽152,空心压帽152右侧依次安装出油阀149、进油阀148和钢球147,空心压帽152顶部安装手压泵套154,手压泵套154左侧安装柱塞155,柱塞155向内相对的光杆外侧安装主密封填料158,主密封填料158左侧安装副密封换向阀杆162,主密封填料158顶部安装主密封压套181,主密封填料158右侧安装主密封换向阀杆187,主密封压套181外侧安装滑环盖174,滑环盖174底部安装滑环172,滑环172底部安装浮动滑板189,浮动滑板189底部安装螺纹盖板190。

自动对中液压密封装置的主要特点是:利用固定滑板和内球形滑板联合作用实现密封器全方位自动对中调整偏心。利用手摇泵液压系统对井口密封盘根进行压紧,主密封为常规工作密封,副密封为不停井更换主密封的密封,主副密封通过人工调整期密封件中的换向阀杆的位置而发生作用。液压油同时对密封进行润滑。密封器下端设计封井机构,实现光杆意外脱落的自动关井。

自动对中液压密封装置,实施密封器全方位自动对中调偏。当驴头、光杆和井口不对中,不在一直线上或抽油杆与盘根自然位置不在同一条垂直线时,即存在偏心。内球形滑板可在固定滑板平面上移动,密封器与内球形滑板球面接触,进行球面滑动,球面滑动和平面滑动共同作用调整偏心。油井正常工作时,主密封处于工作状态,副密封处于解封状态,只有当主密封失效时,人工操作,使副密封工作,主密封泄压并进行更换。密封器的功能是这样实现的:人工摇动手摇泵柱塞,回路的液压油通过进油阀吸入手压泵泵腔,被柱塞同时通过出油阀泵入主油路,此时主密封的换向阀杆处于主油路于主密封连通状态,液压油进入主密封液缸,推动主密封活塞挤压密封填料,主密封工作;同时副密封换向阀处于于回路连通状态,副密封不工作。当主密封失效需更换时,人工切换两个换向阀干的位置,使副密封工作,实现不停井更换主密封。当油井光杆意外断脱落井时,封井器的封井滑塞和平衡顶杆在压缩弹簧力的作用下伸出,顶杆嵌入滑塞中,实现井口密封。在安装井口时,将主密封换向阀杆处于与封井器主油路连通位置,手摇泵打压,滑塞液缸与顶杆液缸同时作用,使滑塞与顶杆处于回收状态,确保光杆顺利通过。

压力表防盗装置,包括:锥阀201,压力表垫圈202,玻璃压环203,钢化玻璃204,衔铁205,十字槽小盘头螺钉206,铁芯207,轴向压力表208,开槽平端紧定螺钉209,压力表限流阀座210,防拆销211,压力表封头212,内六角圆柱头螺钉213,压力表保护套214,圆柱螺旋压缩弹簧215,限流活塞216,钢珠217和压力表保护壳体218,压力表封头212横向安装在油井的测量口右侧,压力表封头212为中空的圆柱形结构,压力表封头212中空部内侧安装压力表限流阀座210,压力表限流阀座210为中空结构,压力表限流阀座210中空部左端安装限流活塞216,限流活塞216右端安装钢珠217,钢珠217右端安装圆柱螺旋压缩弹簧215,圆柱螺旋压缩弹簧215右端安装压力表垫圈202,压力表垫圈202右端安装轴向压力表208,压力表垫圈202底侧的压力表封头212上竖向开孔,开孔内安装锥阀201,轴向压力表208外侧安装铁芯207,铁芯207右端开放且铁芯207顶部由内六角圆柱头螺钉213固定安装有衔铁205,衔铁205上开孔且孔内安装十字槽小盘头螺钉206,能够将玻璃压环203固定在衔铁205上,玻璃压环203右侧固定有钢化玻璃204,铁芯207左部竖向向下开孔,开孔内安装开槽平端紧定螺钉209,铁芯207左顶部横向安装防拆销211,铁芯207、衔铁205和玻璃压环203外部安装压力表保护套214,压力表保护壳体218安装在压力表保护套214外侧,压力表保护壳体218和压力表保护套214电磁连接。

压力表防盗装置的特点是:利用滑动活塞两个断面的压力差推动钢珠与阀座的启闭,换表时起开关作用。设置人工开启锥阀起双重开关作用。压力表的更换是通过授权解锁的。压力表受保护套和钢化玻璃保护,免遭人为破坏。油道曲线设置,即使未装压力表,外力无法推开钢珠,使原油流出。

工作状态时,滑动活塞在两端面压差作用下,被压缩的弹簧推动钢珠,离开阀座,油路连通,传递压力,压力表显示井口压力。更换压力表时,随着压力表的卸出,滑动活塞两端面压差发生变化,井口压力推动滑动活塞并压缩弹簧使钢珠坐回阀座,关闭油路。人工开启锥阀处于常开状态。需要更换压力表时,使用磁卡接通线圈电路,铁芯产生磁场和衔铁吸合成为一体,同时防拆销被吸离压力表封头解锁,用专用工具旋转表头即可拆换压力表。

防恶意操作球阀,包括:球阀出口盖板1,外密封套2,外弧型座3,阀球4,通孔压帽5,第一压缩弹簧6,弹簧垫圈7,球阀下盖板8,单向阀9,单向阀座10,内密封套11,井口12,内弧型座13,开槽平端紧定螺钉14,组合磁柱15,间隔座16,球阀轴套17,第二压缩弹簧18,滑动阀19,星型螺母20,滑动阀座21,球阀上盖板22,六方套23,插孔套24,内转套25,t型拉杆26,圆头顶杆27,铜环28,压紧螺母29,螺纹套30,旋转防尘盖31;井口12为t型三通管状结构,在井口12横向的右侧固定安装球阀出口盖板1,球阀出口盖板1左侧开设有弹簧槽,弹簧槽内安装第二压缩弹簧18,第二压缩弹簧18左侧安装外弧型座3,外弧型座3中心开孔且开孔内安装外密封套2,外弧型座3左侧安装阀球4,阀球4横向水平制有通孔,通孔内安装通孔压帽5,通孔压帽5内安装第一压缩弹簧6,第一压缩弹簧6左侧安装单向阀9,单向阀9左侧安装单向阀座10,阀球4底部安装弹簧垫圈7,弹簧垫圈7底侧安装球阀下盖板8,阀球4左侧安装内密封套11,内密封套11左侧安装内弧型座13,阀球4顶部纵向安装球阀轴套17,阀球4顶部中心纵向制有圆柱形槽,槽内安装圆头顶杆27,圆头顶杆27顶部安装间隔座16,间隔座16顶面安装t型拉杆26,t型拉杆26外侧安装内转套25,内转套25外侧安装插孔套24,插孔套24外侧安装球阀上盖板22,插孔套24底侧安装六方套23,球阀上盖板22左部横向开孔,孔内安装组合磁柱15,组合磁柱15左侧安装开槽平端紧定螺钉14,阀球4背面横向开孔,孔内底部安装滑动阀座21,滑动阀座21向开孔外的一侧安装滑动阀19,滑动阀19外侧安装星形螺母20,阀球4正面的井口12开口内底部安装铜环28,铜环28向开口外的一侧安装压紧螺母29,压紧螺母29外侧安装螺纹盖30,螺纹盖30向开口外的一侧安装旋转防尘盖31。

防恶意操作球阀的主要特点是:利用授权专用工具与t型拉杆特殊螺纹连接上提拉杆解锁内转套,旋转内转套,两级复合磁柱发生作用,插孔套解锁,下压,t型拉杆、内转套、插孔套、六方套下移与球阀转轴联结,实现油井开关操作。利用单向阀防止油井故障不出油时,流程中的原油倒流。利用螺纹套一端实现工艺联接,吹扫管线,并与滑动阀配合实现井口投球。

防盗采样装置,包括:取样衔铁32,过流阀杆33,盖型铜螺帽34,线圈骨架35,线圈36,端盖37,取样阀杆38,取样管39,取样管压帽40,取样管垫圈41,防爆控制电器盒42,压紧螺母43,圆柱螺旋压缩弹簧44,三爪顶套45,气孔护圈47,取样铁芯48,取样阀座49,取样铁芯48左侧安装取样衔铁32,取样衔铁32左侧安装端盖37,取样衔铁32外侧安装线圈骨架35,线圈骨架35外侧安装线圈36,取样铁芯48中心轴向开孔,取样铁芯48开孔内左侧安装压紧螺母43,压紧螺母43内侧安装盖型铜螺帽34,盖型铜螺帽34右侧安装圆柱螺旋压缩弹簧44,圆柱螺旋压缩弹簧44右侧安装气孔护圈47,气孔护圈47右侧安装取样阀杆38,取样阀杆38右侧安装过流阀杆33,压紧螺母43右侧安装三爪顶套45,三爪顶套45右侧安装取样阀座49,取样阀杆38左端底部安装取样管39,取样管39顶段安装取样管垫圈41和取样管压帽40。

本领域技术人员可以理解,在本说明书的指导下,可以对本发明做出一些修改和调整。这些修改和调整也应当在本发明权利要求所限定的范围内。

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