本发明涉及井口采油,是一种油井新型多功能套管定压放气阀。
背景技术:
1、机械采油方式中不管是有杆泵采油还是电潜泵采油,为防止气体对抽油泵的影响,均采用在井底进行油气分离分别采出的方法采油,油进入泵内,从油管排出;气从油套环空自压排出,在井口采油树内重新汇合,进入单井生产管线。油气混合时为了防止液体从油套环空倒流入井筒,采用套管定压放气阀进行放气。
2、传统式套管定压放气阀是由固定式阀座、阀球、弹簧、堵头、上接头五部分连接组合而成。其工作原理是用弹簧将阀球压在阀座上,调控堵头调整设定弹簧的弹力,当套管内气体压力超过设定弹簧弹力时,气体克服阀上弹簧的弹力,推动阀球离开阀座,使套管内气体经过阀座和上接头内的通道进入生产管线。套管定压放气阀的阀座由于阀球的往复机械运动经常损坏,会造成放气阀不严,而阀座的一端与上接头通过外部丝扣连接在一起,另一端用卡箍连接在套管闸门上,因此,更换阀座必须停井通过动火作业将放气阀从丝扣处整体切割拆除才能进行更换,加之焊接非标准可靠的连接方式,使放气阀的拆装工作强度巨大,工作效率很低。此外,传统放气阀上接头与阀座丝扣连接处油气泄露污染环境的现象亦时有发生。
3、地温梯度一般为6℃/100m左右,井下流体产出到地面后都有一定的温度,特别是自产深井的流体到达井口后一般在20℃至60℃左右。所以油井油管产出的流体一般不冻堵,而套管产出的气体因为膨胀吸热的原因使温度下降,容易导致套管定压放气阀的冻堵,密封阀球和球座冻结在一起。特别是有凝析油析出、套压不稳定或套压较低暂时不放气时,加重了放气阀的冻堵。吐哈油田冬季温度通常在-20℃左右,导致放气阀经常冻堵,不能及时放气,造成抽油泵受气体影响,甚至发生气锁不出油的情况,给油田冬季原油生产带来很大影响。
4、针对冬季油井套管定压放气阀冻堵问题分析,对保温的位置设置精准,是提高保温效果的有力保障。油井井口采油树的油管产出部分冬季一般不冻堵,这是因为井下产出流体都有一定的温度,带有一定的热量,分析套管定压放气阀容易冻堵是因为气体通过时的膨胀吸热降温导致的。因此气生产流程阀前未节流部分的管线不需要保温,阀座气出口以后弹簧、堵头这部分本体易发生冻堵。
5、解决油井套管定压放气阀冻堵的传统方法有:用保温材料包裹、电伴热、热水管线伴热、冻堵后的热水淋浇解冻等等。在使用过程中存在诸多问题:保温材料包裹法防冻效果差,气温低于-10℃即失去保温效果;固定式电伴热成本高,不经济实用;移动式电伴热存在静电积累和产生电弧安全隐患;热水管线伴热法成本更高;冻堵后的热水淋浇解冻法占用大量人力,增加人工成本。所以,套管定压放气阀冻堵问题长期困扰着冬季油井正常生产。
技术实现思路
1、本发明提供了一种油井新型多功能套管定压放气阀,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有油井套管定压放气阀存在的防冻效果差、成本高以及存在安全隐患的问题。
2、本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种油井新型多功能套管定压放气阀,包括上接头、下接头、堵丝、保温套、阀座、压缩弹簧和阀球,下接头上端与上接头下端固定安装在一起,下接头上端内侧可拆卸密封安装有阀座,阀座内有上下贯通的过气通道,阀座上端设有用于启闭过气通道的阀球,上接头上端内侧可拆卸密封安装有堵丝,堵丝下端与阀球之间设有压缩弹簧,保温套下端内侧与下接头上部外侧密封固定连接,保温套上端内侧与上接头的中部外侧密封固定连接,保温套内侧、下接头上部外侧以及上接头下部外侧形成保温腔,对应阀座上方位置的上接头下部内侧设有与保温腔连通的出气孔,保温套中部外侧沿圆周均布有两个内外连通的保温孔。
3、下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
4、上述阀座下部外侧可与下接头上部内侧螺接,阀座中部外侧与下接头上端内侧之间上下间隔设有至少一个第一密封圈,过气通道中部内侧固定有拆装环台,拆装环台中央有上下贯通且截面为正六边形的拆装孔。
5、上述过气通道上端内壁可为上大下小的锥面,阀球座于过气通道上端,过气通道下部内壁上有连接螺纹。
6、上述堵丝上端中央可固定有上端位于上接头上方的拆装柱,拆装柱为四方结构,堵丝上部外侧与上接头上端内侧螺接,堵丝下部外侧与上接头上部内侧之间上下间隔设有至少一个第二密封圈,堵丝下端中央固定有导向柱,压缩弹簧上部套装于导向柱外侧。
7、上述对应每个保温孔位置保温套外侧均可密封固定安装有连接短节,每个连接短节远离保温套外侧的端部均固定有连接法兰。
8、本发明结构合理而紧凑,使用方便,在保温套的外侧开两个保温孔,一个为进口,与油井油管产出流程相连,另一个为出口,与单井生产管线相连,这样就可以实现油井自身产出流体对套管定压放气阀的不间断保温,能够一劳永逸地解决冬季油井套管定压放气阀冻堵问题,力求简单易行、成本低廉,减少或消除冬季套管定压放气阀冻堵给油井生产带来的影响,在应用于特殊套管气大的井时,能够解决放气阀的阀座和阀球接触面由于高频往复机械碰撞导致阀座使用周期缩短、过气通道密封不严的问题,与常规放气阀及其传统保温相比具有简单易行、成本低廉、保温效果优秀、性能可靠,使用成本低以及维护方便的优点。
1.一种油井新型多功能套管定压放气阀,其特征在于包括上接头、下接头、堵丝、保温套、阀座、压缩弹簧和阀球,下接头上端与上接头下端固定安装在一起,下接头上端内侧可拆卸密封安装有阀座,阀座内有上下贯通的过气通道,阀座上端设有用于启闭过气通道的阀球,上接头上端内侧可拆卸密封安装有堵丝,堵丝下端与阀球之间设有压缩弹簧,保温套下端内侧与下接头上部外侧密封固定连接,保温套上端内侧与上接头的中部外侧密封固定连接,保温套内侧、下接头上部外侧以及上接头下部外侧形成保温腔,对应阀座上方位置的上接头下部内侧设有与保温腔连通的出气孔,保温套中部外侧沿圆周均布有两个内外连通的保温孔。
2.根据权利要求1所述的油井新型多功能套管定压放气阀,其特征在于阀座下部外侧与下接头上部内侧螺接,阀座中部外侧与下接头上端内侧之间上下间隔设有至少一个第一密封圈,过气通道中部内侧固定有拆装环台,拆装环台中央有上下贯通且截面为正六边形的拆装孔。
3.根据权利要求1或2所述的油井新型多功能套管定压放气阀,其特征在于过气通道上端内壁为上大下小的锥面,阀球座于过气通道上端,过气通道下部内壁上有连接螺纹。
4.根据权利要求1或2所述的油井新型多功能套管定压放气阀,其特征在于堵丝上端中央固定有上端位于上接头上方的拆装柱,拆装柱为四方结构,堵丝上部外侧与上接头上端内侧螺接,堵丝下部外侧与上接头上部内侧之间上下间隔设有至少一个第二密封圈,堵丝下端中央固定有导向柱,压缩弹簧上部套装于导向柱外侧。
5.根据权利要求3所述的油井新型多功能套管定压放气阀,其特征在于堵丝上端中央固定有上端位于上接头上方的拆装柱,拆装柱为四方结构,堵丝上部外侧与上接头上端内侧螺接,堵丝下部外侧与上接头上部内侧之间上下间隔设有至少一个第二密封圈,堵丝下端中央固定有导向柱,压缩弹簧上部套装于导向柱外侧。
6.根据权利要求1或2或5所述的油井新型多功能套管定压放气阀,其特征在于对应每个保温孔位置保温套外侧均密封固定安装有连接短节,每个连接短节远离保温套外侧的端部均固定有连接法兰。
7.根据权利要求3所述的油井新型多功能套管定压放气阀,其特征在于对应每个保温孔位置保温套外侧均密封固定安装有连接短节,每个连接短节远离保温套外侧的端部均固定有连接法兰。
8.根据权利要求4所述的油井新型多功能套管定压放气阀,其特征在于对应每个保温孔位置保温套外侧均密封固定安装有连接短节,每个连接短节远离保温套外侧的端部均固定有连接法兰。