一種用于叢式井組伴生氣回收裝置及其回收方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及井組伴生氣回收領(lǐng)域，特別是一種用于叢式井組伴生氣回收裝置及其回收方法。它包括由伴生氣輸入端至伴生氣輸出端之間依次通過(guò)管路連接的第一球閥、過(guò)濾器、增壓系統(tǒng)、第五球閥，其中增壓系統(tǒng)是由增壓裝置和4個(gè)止回閥構(gòu)成，過(guò)濾器分別通過(guò)第一止回閥和第二止回閥與增壓裝置一側(cè)上下兩進(jìn)氣口相連，增壓裝置另一側(cè)的上出氣口和下出氣口分別通過(guò)第三止回閥和第四止回閥連接至第五球閥，增壓裝置的活塞桿頂端與抽油機(jī)的游梁鉸接，所述的增壓系統(tǒng)與第五球閥之間設(shè)置有流量計(jì)，壓縮后的伴生氣油氣混輸至增壓點(diǎn)或接轉(zhuǎn)站，井場(chǎng)伴生氣得到充分回收。
【專利說(shuō)明】-種用于叢式井組伴生氣回收裝置及其回收方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及井組伴生氣回收領(lǐng)域，特別是一種用于叢式井組伴生氣回收裝置及其 回收方法。

【背景技術(shù)】
[0002] -般情況下，當(dāng)井底壓力降低到低于泡點(diǎn)壓力時(shí)，伴生氣會(huì)從原油中分離出來(lái)。 分離出的伴生氣一部分積聚在油套環(huán)形空間，迫使油井動(dòng)液面下降，使油井有效生產(chǎn)壓差 降低，產(chǎn)能下降，一部分隨液流進(jìn)入抽油泵泵腔，占據(jù)一定的泵腔空間，影響泵效，嚴(yán)重時(shí) 會(huì)發(fā)生"氣鎖"，使抽油泵無(wú)法工作。
[0003] 另外這部分伴生氣也會(huì)造成油氣混輸過(guò)程中，出現(xiàn)"段塞流"現(xiàn)象，極大地影響了 下游的集輸。本發(fā)明方法及裝置就是解決在叢式井場(chǎng)含油伴生氣回收的瓶頸。
[0004] 對(duì)于多以叢式井為主的井場(chǎng)中，叢式井是指一個(gè)井場(chǎng)或平臺(tái)上，鉆出若干口甚至 上百口井，各井井口位置相距不到數(shù)米，井底則伸向不同方位。叢式井可減少集輸流程，節(jié) 省人、財(cái)、物的投資。通常在采油生產(chǎn)過(guò)程中，單井井場(chǎng)伴生氣由于氣量小、分散，形不成經(jīng) 濟(jì)利用規(guī)模，大多被直接排放或燃燒，既浪費(fèi)了寶貴資源，又污染了環(huán)境。叢式井組在正常 情況下處于放空狀態(tài)，僅當(dāng)在冬季井場(chǎng)運(yùn)行溫度低的情況下，這些伴生氣直接供給站里原 油加熱，以減少外輸阻力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種用于叢式井組伴生氣回收裝置及其回收方法，能夠?qū)?式井組伴生氣回收，減少以前火炬放空，將過(guò)去被燒掉的資源綜合利用，起到了保護(hù)生態(tài)環(huán) 境的目的。
[0006] -種用于叢式井組伴生氣回收裝置，其特征是：它包括由伴生氣輸入端至伴生氣 輸出端之間依次通過(guò)管路連接的第一球閥、過(guò)濾器、增壓系統(tǒng)、第五球閥，其中增壓系統(tǒng)是 由增壓裝置和4個(gè)止回閥構(gòu)成，過(guò)濾器分別通過(guò)第一止回閥和第二止回閥與增壓裝置一側(cè) 上下兩進(jìn)氣口相連，增壓裝置另一側(cè)的上出氣口和下出氣口分別通過(guò)第三止回閥和第四止 回閥連接至第五球閥，增壓裝置的活塞桿頂端與抽油機(jī)的游梁鉸接，所述的增壓系統(tǒng)與第 五球閥之間設(shè)置有流量計(jì)。
[0007] 所述的增壓裝置為雙作用氣缸。
[0008] 所述的增壓系統(tǒng)經(jīng)第二球閥與流量計(jì)通過(guò)管路連接，流量計(jì)又經(jīng)第四球閥與伴生 氣輸出端的第五球閥通過(guò)管路連接，流量計(jì)與控制箱電連接。
[0009] 所述的增壓系統(tǒng)還通過(guò)第三球閥直接連接至第五球閥。
[0010] 所述的第一球閥與過(guò)濾器之間設(shè)置有第一壓力變送器，第五球閥前還設(shè)置有第二 壓力變送器，第一壓力變送器和第二壓力變送器均與控制箱電連接。
[0011] 所述的伴生氣增壓裝置通過(guò)測(cè)定抽油機(jī)油梁的上、下死點(diǎn)位置，將增壓裝置的缸 體部分與抽油機(jī)支架鉸接，增壓裝置的活塞桿上部與抽油機(jī)的游梁鉸接。
[0012] 所述的增壓系統(tǒng)輸出端還設(shè)置有安全閥。
[0013] 所述的第一球閥前端的伴生氣輸入端與第五球閥后端的伴生氣輸出端之間還通 過(guò)管路連接有第六閥門(mén)。
[0014] 一種用于叢式井組伴生氣回收方法，伴生氣輸入至增壓裝置內(nèi)，通過(guò)抽油機(jī)上下 作用時(shí)經(jīng)抽油機(jī)游梁帶動(dòng)增壓裝置的活塞桿上下作用，使增壓裝置隨著抽油機(jī)循環(huán)往復(fù)運(yùn) 行，對(duì)增壓裝置上下缸內(nèi)的伴生氣交錯(cuò)增壓后輸出，它包括以下步驟，打開(kāi)第一球閥，伴生 氣經(jīng)第一球閥后通過(guò)過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，當(dāng)抽油機(jī)從上止點(diǎn)往下止點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，增壓裝置上進(jìn) 氣口處的第一止回閥打開(kāi)，第二止回閥關(guān)閉，井口伴生氣進(jìn)入氣缸，與此同時(shí)氣缸內(nèi)活塞桿 在往下運(yùn)行時(shí)，又同時(shí)壓縮同側(cè)氣缸的伴生氣，下出氣口處的第三止回閥打開(kāi)，第四止回閥 關(guān)閉，下側(cè)缸體內(nèi)的伴生氣通過(guò)增壓系統(tǒng)增壓后輸出；當(dāng)抽油機(jī)從下止點(diǎn)往上止點(diǎn)運(yùn)行時(shí)， 增壓裝置下側(cè)氣缸進(jìn)氣口處的第二止回閥打開(kāi)，第一止回閥關(guān)閉，伴生氣進(jìn)入下側(cè)氣缸，與 此同時(shí)，活塞桿向上運(yùn)行，壓縮上側(cè)氣缸的伴生氣，上出氣口處的第四止回閥打開(kāi)，第三止 回閥關(guān)閉，上側(cè)缸體內(nèi)的伴生氣通過(guò)增壓系統(tǒng)增壓后輸出；第二球閥、第四球閥以及第五球 閥均呈開(kāi)啟狀態(tài)，增壓后的伴生氣經(jīng)過(guò)第二球閥，再經(jīng)過(guò)流量計(jì)計(jì)量，然后分別通過(guò)第四球 閥和第五球閥外輸，最后與原油混輸至下游。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是本伴生氣回收裝置以抽油機(jī)上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)增壓裝置運(yùn)動(dòng)，使 增壓裝置隨著抽油機(jī)循環(huán)往復(fù)運(yùn)行，從而對(duì)增壓裝置上下缸內(nèi)的伴生氣交錯(cuò)增壓后輸出， 壓縮后的伴生氣油氣混輸至增壓點(diǎn)或接轉(zhuǎn)站，井場(chǎng)伴生氣得到充分回收，由于套管內(nèi)伴生 氣的回收，使得套管壓力減小、油層動(dòng)液面上升、沉沒(méi)度增加、從而有效降低了伴生氣對(duì)油 層液面的回壓、克服了"氣鎖"，提高泵效，起到叢式井增油增產(chǎn)的效果，還由于將叢式井組 伴生氣回收，減少以前火炬放空，將過(guò)去被燒掉的資源綜合利用，起到了保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目 的，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017] 圖1是本回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中：1、伴生氣輸入端；2、第一球閥；3、第一壓力變送器；4、過(guò)濾器；5、第一止回閥； 6、第二止回閥；7、增壓裝置；8、第三止回閥；9、第四止回閥；10、抽油機(jī)；11、安全閥；12、控 制箱；13、第二球閥；14、第三球閥；15、流量計(jì)；16、第四球閥；17、第二壓力變送器；18、第 五球閥；19、第六球閥；20、伴生氣輸出端。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 實(shí)施例1 本發(fā)明提供的這種用于叢式井組伴生氣回收裝置，如圖1所示，它包括由伴生氣輸入 端1至伴生氣輸出端20之間依次通過(guò)管路連接的第一球閥2、過(guò)濾器4、增壓系統(tǒng)、第五球 閥18,其中增壓系統(tǒng)是由增壓裝置7和4個(gè)止回閥構(gòu)成，過(guò)濾器4分別通過(guò)第一止回閥5和 第二止回閥6與增壓裝置7 -側(cè)上下兩進(jìn)氣口相連，增壓裝置7另一側(cè)的上出氣口和下出 氣口分別通過(guò)第三止回閥8和第四止回閥9連接至第五球閥18,增壓裝置7的活塞桿頂端 與抽油機(jī)10的游梁鉸接。
[0019] 該伴生氣回收裝置按照上述的連接關(guān)系連接后井場(chǎng)從式井組的伴生氣由伴生氣 輸入端1接入，打開(kāi)第一球閥2,伴生氣經(jīng)第一球閥2后通過(guò)過(guò)濾器4進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾掉伴生 氣中所含的重?zé)N、水及其它雜質(zhì)，然后進(jìn)入增壓系統(tǒng)。
[0020] 該增壓系統(tǒng)中的增壓裝置7為雙作用氣缸，由于增壓裝置7的活塞桿頂端與抽油 機(jī)10的游梁鉸接，當(dāng)抽油機(jī)10從上止點(diǎn)往下止點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，增壓裝置7上進(jìn)氣口處的第一止 回閥5打開(kāi)，井口伴生氣進(jìn)入氣缸，與此同時(shí)氣缸內(nèi)活塞桿在往下運(yùn)行時(shí)，又同時(shí)壓縮同側(cè) 氣缸的伴生氣，下出氣口處的第三止回閥8打開(kāi)，下側(cè)缸體內(nèi)的伴生氣通過(guò)增壓系統(tǒng)增壓 后經(jīng)第五球閥18由伴生氣輸出端20輸出；當(dāng)抽油機(jī)10從下止點(diǎn)往上止點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，增壓裝 置7下側(cè)氣缸進(jìn)氣口處的第二止回閥6打開(kāi)，伴生氣進(jìn)入下側(cè)氣缸，與此同時(shí)，活塞桿向上 運(yùn)行，壓縮上側(cè)氣缸的伴生氣，上出氣口處的第四止回閥9打開(kāi)，上側(cè)缸體內(nèi)的伴生氣通過(guò) 增壓系統(tǒng)增壓后經(jīng)第五球閥18由伴生氣輸出端20輸出。
[0021] 本伴生氣回收裝置以抽油機(jī)10上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)增壓裝置7運(yùn)動(dòng)，使增壓裝置7隨 著抽油機(jī)10循環(huán)往復(fù)運(yùn)行，從而對(duì)增壓裝置7上下缸內(nèi)的伴生氣交錯(cuò)增壓后輸出，壓縮后 的伴生氣油氣混輸至增壓點(diǎn)或接轉(zhuǎn)站，井場(chǎng)伴生氣得到充分回收，由于套管內(nèi)伴生氣的回 收，使得套管壓力減小、油層動(dòng)液面上升、沉沒(méi)度增加、從而有效降低了伴生氣對(duì)油層液面 的回壓、克服了"氣鎖"，提高泵效，起到叢式井增油增產(chǎn)的效果，還由于將叢式井組伴生氣 回收，減少以前火炬放空，將過(guò)去被燒掉的資源綜合利用，起到了保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的，社 會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。
[0022] 其中增壓裝置7的具體工作原理為：增壓裝置7采用雙作用增壓裝置，當(dāng)抽油機(jī) 10的抽油桿向上工作時(shí)，抽油機(jī)10油梁帶動(dòng)增壓裝置7的活塞桿向上動(dòng)作，此時(shí)在增壓裝 置7的底腔形成負(fù)壓，從井口伴生氣輸入端1的來(lái)氣壓力為0. 3MPa，大于增壓裝置7底腔壓 力，伴生氣打開(kāi)第二止回閥6進(jìn)入增壓裝置7底腔。抽油桿向上運(yùn)行到上止點(diǎn)轉(zhuǎn)換為向下 運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)活塞桿壓縮底腔的氣體至〇. 6MPa，當(dāng)活塞桿向下作用的同時(shí)，增壓裝置7頂 腔會(huì)形成負(fù)壓，伴生氣流在一定的壓力下沖開(kāi)第一止回閥5,進(jìn)入頂腔。當(dāng)抽油機(jī)10運(yùn)行至 下止點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)變方向?qū)斍粴怏w進(jìn)行壓縮至0. 6MPa，底腔處于吸氣狀態(tài)。抽油機(jī)10的抽油 桿上下動(dòng)作一次即完成一個(gè)工作循環(huán)，完成吸氣、壓縮、排氣的功能。
[0023] 該增壓裝置7是利用抽油桿在上下作用時(shí)油梁對(duì)活塞桿作用，繼而通過(guò)氣體做功 實(shí)現(xiàn)增壓目的。其所需要的能量主要是抽油機(jī)10所消耗的電能，即電機(jī)通過(guò)減速箱傳遞給 增壓裝置7的活塞桿上的扭矩。
[0024] 計(jì)算外力偶矩的計(jì)算公式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于叢式井組伴生氣回收裝置，其特征是：它包括由伴生氣輸入端（1)至伴 生氣輸出端（20)之間依次通過(guò)管路連接的第一球閥（2)、過(guò)濾器（4)、增壓系統(tǒng)、第五球閥 (18)，其中增壓系統(tǒng)是由增壓裝置（7)和4個(gè)止回閥構(gòu)成，過(guò)濾器（4)分別通過(guò)第一止回閥 (5)和第二止回閥（6)與增壓裝置（7) -側(cè)上下兩進(jìn)氣口相連，增壓裝置（7)另一側(cè)的上出 氣口和下出氣口分別通過(guò)第三止回閥（8)和第四止回閥（9)連接至第五球閥（18)，增壓裝 置（7)的活塞桿頂端與抽油機(jī)（10)的游梁鉸接，所述的增壓系統(tǒng)與第五球閥（18)之間設(shè)置 有流量計(jì)（15)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于叢式井組伴生氣回收裝置，其特征是：所述的增壓 裝置（7)為雙作用氣缸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于叢式井組伴生氣回收裝置，其特征是：所述的增壓 系統(tǒng)經(jīng)第二球閥（13)與流量計(jì)（15)通過(guò)管路連接，流量計(jì)（15)又經(jīng)第四球閥（16)與伴生 氣輸出端（20)的第五球閥（18)通過(guò)管路連接，流量計(jì)（15)與控制箱（12)電連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于叢式井組伴生氣回收裝置，其特征是：所述的增壓 系統(tǒng)還通過(guò)第三球閥（14)直接連接至第五球閥（18)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種用于叢式井組伴生氣回收裝置，其特征是：所述的 第一球閥（2)與過(guò)濾器（4)之間設(shè)置有第一壓力變送器（3)，第五球閥（18)前還設(shè)置有第二 壓力變送器（17)，第一壓力變送器（3)和第二壓力變送器（17)均與控制箱（12)電連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于叢式井組伴生氣回收裝置，其特征是：所述的伴生 氣增壓裝置（7)通過(guò)測(cè)定抽油機(jī)（10)油梁的上、下死點(diǎn)位置，將增壓裝置（7)的缸體部分與 抽油機(jī)（10)支架鉸接，增壓裝置（7)的活塞桿上部與抽油機(jī)（10)的游梁鉸接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于叢式井組伴生氣回收裝置，其特征是：所述的增壓 系統(tǒng)輸出端還設(shè)置有安全閥（11)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于叢式井組伴生氣回收裝置，其特征是：所述的第一 球閥（2)前端的伴生氣輸入端（1)與第五球閥（18)后端的伴生氣輸出端（20)之間還通過(guò) 管路連接有第六閥門(mén)19。
9. 一種用于叢式井組伴生氣回收方法，其特征是：伴生氣輸入至增壓裝置（7)內(nèi)，通過(guò) 抽油機(jī)（10)上下作用時(shí)經(jīng)抽油機(jī)（10)游梁帶動(dòng)增壓裝置（7)的活塞桿上下作用，使增壓裝 置（7)隨著抽油機(jī)（10)循環(huán)往復(fù)運(yùn)行，對(duì)增壓裝置（7)上下缸內(nèi)的伴生氣交錯(cuò)增壓后輸出， 它包括以下步驟，打開(kāi)第一球閥（2)，伴生氣經(jīng)第一球閥（2)后通過(guò)過(guò)濾器（4)進(jìn)行過(guò)濾，當(dāng) 抽油機(jī)（10)從上止點(diǎn)往下止點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，增壓裝置（7)上進(jìn)氣口處的第一止回閥（5)打開(kāi)，第 二止回閥（6)關(guān)閉，井口伴生氣進(jìn)入氣缸，與此同時(shí)氣缸內(nèi)活塞桿在往下運(yùn)行時(shí)，又同時(shí)壓 縮同側(cè)氣缸的伴生氣，下出氣口處的第三止回閥（8)打開(kāi)，第四止回閥（9)關(guān)閉，下側(cè)缸體 內(nèi)的伴生氣通過(guò)增壓系統(tǒng)增壓后輸出；當(dāng)抽油機(jī)（10)從下止點(diǎn)往上止點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，增壓裝置 (7)下側(cè)氣缸進(jìn)氣口處的第二止回閥（6)打開(kāi)，第一止回閥（5)關(guān)閉，伴生氣進(jìn)入下側(cè)氣缸， 與此同時(shí)，活塞桿向上運(yùn)行，壓縮上側(cè)氣缸的伴生氣，上出氣口處的第四止回閥（9)打開(kāi)，第 三止回閥（8)關(guān)閉，上側(cè)缸體內(nèi)的伴生氣通過(guò)增壓系統(tǒng)增壓后輸出；第二球閥（13)、第四球 閥（16)以及第五球閥（18)均呈開(kāi)啟狀態(tài)，增壓后的伴生氣經(jīng)過(guò)第二球閥（13)，再經(jīng)過(guò)流量 計(jì)（15)計(jì)量，然后分別通過(guò)第四球閥（16)和第五球閥（18)外輸，最后與原油混輸至下游。
【文檔編號(hào)】E21B43/00GK104405343SQ201410651402
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】王勇, 林罡, 郭亞紅, 何茂林, 由方書(shū) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司