一种油井增压集气与加药集成装置的制作方法

本申请涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种油井增压集气与加药集成装置。

背景技术：

石油开采中，井口向外部的连通管路通常包括油管和套管，油管用于输送原油，而套管则常用于输送天然气。油管中的原油在地层原油压力和抽油机的抽汲作用下往往具备一定的压力，而套管中的天然气却常常压力不足，不利于输送天然气。

为了克服这一难题，行业内通常采用增压机对套管内的天然气进行增压，此方法虽然缓解了压力不足造成输送不便的现状，但是额外增加了经济成本和时间成本，增压机的配置需要不菲的资金，同时还需要有专门的工作人员对仪器进行管理、操作以及养护，油田员工也需耗费大量时间完成这项工作。

此外，套管作业中，为了达到某种目的，通常需要在套管中加入对应的化学药剂，如清蜡剂、降粘剂等。目前通常采取设置加药罐的方式进行套管加药操作，此方法需要额外设置加药罐和驱动装置，通过驱动装置将加药罐内的药剂压入套管，操作繁琐且成本较高。

技术实现要素：

本申请提供了一种油井增压集气与加药集成装置，以解决当前无法低成本且便捷地同时实现套管天然气增压和加药的问题。

本申请采用的技术方案如下：

一种油井增压集气与加药集成装置，包括换向驱动部、压力传导部以及流体增压部；

所述换向驱动部包括换向阀，所述换向阀通过进油口与待接入油管连通，所述换向阀通过出油口与待接出油管连通，所述换向阀通过依次相连的第一液压管和第一换向节与第一油腔相连，所述换向阀通过依次相连的第二液压管和第二换向节与第二油腔相连，所述第一换向节和所述第二换向节的第一柱塞杆和第二柱塞杆设置在靠近所述第一油腔和所述第二油腔的端头，所述换向阀通过第一连接管和第二连接管分别与所述第一油腔和所述第二油腔连通；

所述压力传导部包括壳体、柱塞滑块以及封隔环，所述壳体被柱塞滑块和封隔环分割出第一油腔、第一气腔、第二油腔以及第二气腔，所述第一气腔和所述第二气腔分别通过所述封隔环上的通道口与所述流体增压部连通；

所述流体增压部包括进口管道、出口管道，所述进口管道与第一进口止逆阀以及第二进口止逆阀相连通，所述出口管道与第一出口止逆阀以及第二出口止逆阀连通，所述第一进口止逆阀与所述第一出口止逆阀相连，所述第二进口止逆阀与所述第二出口止逆阀相连，所述封隔环上连接所述第一气腔的通道口与所述第一进口止逆阀的出口以及所述第一出口止逆阀的进口连通，所述封隔环上连接所述第二气腔的通道口与所述第二进口止逆阀以及所述第二出口止逆阀的进口连通。

可选的，所述壳体为圆柱形，所述柱塞滑块沿壳体滑动方向的端部为圆柱形，所述柱塞滑块与所述封隔环紧密连接的中部为圆柱形。

可选的，所述壳体为长方体形，所述柱塞滑块沿壳体滑动方向的端部为长方体形，所述柱塞滑块与所述封隔环紧密连接的中部为长方体形。

可选的，所述柱塞滑块为工字形结构，所述柱塞滑块沿壳体滑动方向的端部外周缘与所述壳体的内壁紧密接触，所述柱塞滑块的中部为空心管状结构，所述柱塞滑块的中部外壁与所述封隔环的内环壁紧密接触。

可选的，所述柱塞滑块包括驱动杆和两个滑动端部，所述滑动端部的外周缘与所述壳体的内壁紧密连接，所述驱动杆穿过所述封隔环的内环孔硬连接所述两个滑动端部，所述驱动杆的外壁与所述封隔环的内环孔的内壁紧密相连。

可选的，所述壳体与所述封隔环为一体成型结构，所述柱塞滑块为一体成型结构。

可选的，所述壳体与所述柱塞滑块的接触部位设置密封圈，所述柱塞滑块与所述封隔环的接触部位设置密封圈。

可选的，所述第一换向节和第二换向节分别设有第一流量调节阀和第二流量调节阀。

可选的，所述壳体还包括法兰，所述壳体与所述封隔环接触的部位近端设有凸出部，所述法兰固定连接位于封隔环两侧的所述突出部。

可选的，在所述进口管道的进口端设置三通阀，在所述出口管道的出口端设置三通阀。

采用本申请技术方案的有益效果如下：

本申请的油井增压集气与加药集成装置，包括换向驱动部、压力传导部以及流体增压部；通过将油井油管中的原油引入换向驱动部，进一步将原油导入第一油腔或第二油腔，利用油管中原油本身的压力推动柱塞滑块移动，压缩第一气腔或第二气腔，并通过流体增压部将压缩过的天然气输送回套管，实现了对套管天然气的增压；另外，通过流体增压部的四个止逆阀分别与第一气腔和第二气腔连接，在进口管道的进口端进行加药，利用原油压力的驱动力可将药剂加压推入套管，从而实现了对套管的加药作业。

本申请利用原油自身压力提供驱动力，可对套管天然气和/或药剂进行增压，并将其输送至套管中，达到了本申请的目的。同时，本申请由于采用集成式设置，成本较低，由于换向阀的设置，可实现自动换向，无需人工操作，方便快捷，适于行业内推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的部分结构示意图；

图2为本申请实施例的另一部分结构示意图；

图3为本申请另一实施例的结构示意图；

图4为本申请又一实施例的结构示意图。

图示说明：

其中，1-换向驱动部、10-换向阀、11-出油口、12-进油口、13-第一液压管、14-第二液压管、15-第一连接管、16-第二连接管、17-第一换向节、171-第一柱塞杆、172-第一流量调节阀、18-第二换向节、181-第二柱塞杆、182-第二流量调节阀、2-压力传导部、21-第一油腔、22-柱塞滑块、23-第一气腔、24-封隔环、25-第二气腔、26-第二油腔、27-驱动杆、3-流体增压部、31-出口管道、32-进口管道、33-第一出口止逆阀、34-第一进口止逆阀、35-第二出口止逆阀、36-第二进口止逆阀、37-出口三通阀、38-进口三通阀。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

参见图1和图2，为一种油井增压集气与加药集成装置的两部分的结构示意图。

本申请提供的一种油井增压集气与加药集成装置，包括换向驱动部1、压力传导部2以及流体增压部3；

所述换向驱动部1包括换向阀10，所述换向阀10通过进油口12与待接入油管连通，所述换向阀10通过出油口11与待接出油管连通，所述换向阀10通过依次相连的第一液压管13和第一换向节17与第一油腔21相连，所述换向阀10通过依次相连的第二液压管14和第二换向节18与第二油腔26相连，所述第一换向节17和所述第二换向节18的第一柱塞杆171和第二柱塞杆181设置在靠近所述第一油腔21和所述第二油腔26的端头，所述换向阀10通过第一连接管15和第二连接管16分别与所述第一油腔21和所述第二油腔26连通；

所述压力传导部2包括壳体、柱塞滑块22以及封隔环24，所述壳体被柱塞滑块22和封隔环24分割出第一油腔21、第一气腔23、第二油腔26以及第二气腔25，所述第一气腔23和所述第二气腔25分别通过所述封隔环24上的通道口与所述流体增压部3连通；

所述流体增压部3包括进口管道32、出口管道31，所述进口管道32与第一进口止逆阀34以及第二进口止逆阀36相连通，所述出口管道31与第一出口止逆阀33以及第二出口止逆阀35连通，所述第一进口止逆阀34与所述第一出口止逆阀33相连，所述第二进口止逆阀36与所述第二出口止逆阀35相连，所述封隔环24上连接所述第一气腔23的通道口与所述第一进口止逆阀34的出口以及所述第一出口止逆阀33的进口连通，所述封隔环24上连接所述第二气腔25的通道口与所述第二进口止逆阀36以及所述第二出口止逆阀35的进口连通。

本实施例中，换向驱动部1主要提供驱动压力，其动力来源于井口油管的原油压力，利用油管中原油自身的压力，推动压力传导部2中的柱塞滑块22移动，与此同时，第一气腔23或第二气腔25将受到压缩，体积变小、压力增大，气腔中的天然气被加压推入套管中，实现了套管天然气的增压效果。本实施例不需要额外的动力，节约了成本，简化了设备。当推动压力传导部2中的柱塞滑块22到达一定程度时，柱塞滑块22的端部接触换向节的柱塞杆，并推动柱塞杆缩回换向节，此时，液压管中的液压油被驱动发生位移，当位移量达到一定程度时，换向阀10中的与第一连接管15和第二连接管16的接口发生调换，接口之前为出口的，调换成进口，接口之前为进口的，现在调换成出口，实现了原油在本实施例中的油路的换向。整个换向过程是由于原油自身驱动的，因此，自动完成不需要借助额外动力。换向使整个工作过程不间断运行，原油源源不断地通过本实施例的装置，对油管中原油的影响并不大，而通过利用原油的压力，可持续对套管中的天然气进行加压操作，整个运行过程自动且高效。

在本实施例中，流体增压部3与封隔环24上的通道口连通，也就是说，流体增压部3至少有两个作用，一个是提供增压对象，包括但不限于套管天然气以及药剂等；另一个作用是循环，即提供了一个完整的增压对象的进口以及出口回路，并且整个回路由于采用了止逆阀只能单向流动，确保了增压对象从进口进入、从出口回流进套管。

可选的，所述壳体为圆柱形，所述柱塞滑块22沿壳体滑动方向的端部为圆柱形，所述柱塞滑块22与所述封隔环24紧密连接的中部为圆柱形。

本实施例中，将壳体设置为圆柱形，将柱塞滑块22沿壳体滑动方向的端部设置为圆柱形，将柱塞滑块22与封隔环24紧密连接的中部设置为圆柱形，首先圆柱形的标准在工艺上比较容易实现，其次，由于柱塞滑块22工作时需要在壳体的腔道内往复式滑动，圆滑的内壁有利于满足密闭性的要求，同时，滑动更加顺畅，使用寿命更长，效果更好。

可选的，所述壳体为长方体形，所述柱塞滑块22沿壳体滑动方向的端部为长方体形，所述柱塞滑块22与所述封隔环24紧密连接的中部为长方体形。

参见图3，作为本申请壳体的另一个实施例，将壳体设置为长方体形，同时将柱塞滑块22也设置为长方体形，长方体形的壳体更便于抓握，更加便于设备的运输。

可选的，所述柱塞滑块22为工字形结构，所述柱塞滑块22沿壳体滑动方向的端部外周缘与所述壳体的内壁紧密接触，所述柱塞滑块22的中部为空心管状结构，所述柱塞滑块22的中部外壁与所述封隔环24的内环壁紧密接触。

可选的，所述柱塞滑块22包括驱动杆27和两个滑动端部，所述滑动端部的外周缘与所述壳体的内壁紧密连接，所述驱动杆27穿过所述封隔环24的内环孔硬连接所述两个滑动端部，所述驱动杆27的外壁与所述封隔环24的内环孔的内壁紧密相连。

参见图4，将柱塞滑块22设置为驱动杆27和两个滑动端部，一方面是柱塞滑块22更加简洁，进一步降低重量，节约材料；另一方面，可以进一步增加第一气腔23和第二气腔25的容量，当容纳的是套管天然气时，增加本申请的天然气容纳量，当容纳的是加入套管的药剂时，更加高效地实现加药工作。

可选的，所述壳体与所述封隔环24为一体成型结构，所述柱塞滑块22为一体成型结构。

本实施例中，将壳体与封隔环24设置为一体成型结构，将柱塞滑块22设置为一体成型结构，在工艺结构上更加容易实现，使生产过程更简便，节约成本。

可选的，所述壳体与所述柱塞滑块22的接触部位设置密封圈，所述柱塞滑块22与所述封隔环24的接触部位设置密封圈。

本实施例中，在壳体与柱塞滑块22的接触部位设置密封圈，在柱塞滑块22与封隔环24的接触部位设置密封圈，由于柱塞滑块22在工作时需要在壳体的腔道内滑动，相对移动的部件之间容易出现密封性问题，为了避免泄漏，设置密封圈可有效解决密封性不足的问题。

可选的，所述第一换向节17和第二换向节18分别设有第一流量调节阀172和第二流量调节阀182。

本实施例中，通过在第一换向节17和第二换向节18分别设有第一流量调节阀172和第二流量调节阀182，流量调节阀设置在换向节的端部，靠近液压油管一侧。换向节包括流量调节阀、柱塞杆滑槽和柱塞杆，流量调节阀与柱塞杆滑槽螺纹连接，通过旋转流量调节阀，推动柱塞杆滑槽向压力传导部2移动，从而使得柱塞杆也向压力传导部2方向移动。移动后的柱塞杆更容易被柱塞滑块22碰触，从而比之前更早地实现换向，这样做的好处是：更早换向使得扩张的气腔并没有过大，从而在换向后使得气腔内的天然气被压缩而产生更大的压力，增压效果更好。

可选的，所述壳体还包括法兰，所述壳体与所述封隔环24接触的部位近端设有凸出部，所述法兰固定连接位于封隔环24两侧的所述突出部。

本实施例中，通过在壳体上设置法兰，更加有利于壳体整体结构的稳定性，由于柱塞滑块22工作状态时在壳体的往复的多次运动，对壳体的稳固性存在一定程度的考验，设置法兰对壳体进行加固，提升了本实施例的耐久性和可靠性。

可选的，在所述进口管道32的进口端设置进口三通阀38，在所述出口管道31的出口端设置出口三通阀37。

本实施例中，通过在进口管道32的进口端设置三通阀，在出口管道31的出口端设置三通阀，可将套管天然气和药剂的进出口进行区分，通过三通阀的开闭，将天然气和药剂的分别从各自的阀口添加和导出，避免相互干扰。

本申请实际使用的过程如下：

首先，将井口的油管接入本申请中的换向驱动部1的进油口12，再由出油口11连接回油管；当抽油机工作且油路通畅时，原油从井底被抽汲出来到达井口，然后从本申请的进油口12进入换向驱动部1，通过连接管进入油腔，虽然在本申请中将两个连接管分别命名为第一连接管15和第二连接管16，目的只是为了区分清楚，实际上，由于本申请的装置具备一定的对称性，两边的设备基本相同，因此，为了便于理解，在解释工作原理时，并不需要严格区分具体从哪一边进入的，因为从任何一边进入，其原理均相同。原油不断进入油腔并充满油腔，随后由于原油压力的存在，推动柱塞滑块22顺着壳体内壁滑动，实际上，应该理解壳体为一种桶形结构，并不严格唯一的限定为圆柱体。适应性地，柱塞滑块22的形状应该满足能严密的封隔壳体。柱塞滑块22滑动过程中，靠近的气腔被压缩后天然气被增压推入流体增压部3然后进入套管，相对远一些的气腔体积会扩大并开始从流体增压部3吸入来自套管中的天然气，实现了对套管天然气的增压。类似的，当流体增压部3接入的是药剂时，工作流程也类似天然气的增压过程。

本申请的油井增压集气与加药集成装置，包括换向驱动部1、压力传导部2以及流体增压部3；通过将油井油管中的原油引入换向驱动部1，进一步将原油导入第一油腔21或第二油腔26，利用油管中原油本身的压力推动柱塞滑块22移动，压缩第一气腔23或第二气腔25，并通过流体增压部3将压缩过的天然气输送回套管，实现了对套管天然气的增压；另外，通过流体增压部3的四个止逆阀分别与第一气腔23和第二气腔25连接，在进口管道32的进口端进行加药，利用原油压力的驱动力可将药剂加压推入套管，从而实现了对套管的加药作业。

本申请利用原油自身压力提供驱动力，可对套管天然气和/或药剂进行增压，并将其输送至套管中，达到了本申请的目的。同时，本申请由于采用集成式设置，成本较低，由于换向阀10的设置，可实现自动换向，无需人工操作，方便快捷，适于行业内推广应用。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。