[实用新型]一种球塞助喷采油及排液采气装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油与天然气开采的球塞助喷采油及排液采气装置，尤其是针对高气液比条件下的油气井采油和排液采气的装置。

背景技术

在开采石油和天然气过程中，当地层能量充足时，油气井可采用自喷方式进行生产；当地层能量降低和含水率上升不足以维持自喷生产后，需要补充能量转为人工举升方式开采。常用的人工举升方式有气举、有杆泵和电潜泵等。由于自喷方式生产设备简单、管理方便且成本低，人们总是努力延长油气井的自喷生产期。在生产管柱中，由于气液两相间物性差异，存在气相超越液相的流动现象(液相滑脱)。在高气液比油气井中，随着地层能量逐渐降低，这种液相滑脱造成的能量损失随之增大，会加大对产层的回压，造成油气井停喷。因此，设法降低滑脱损失是提高自喷井生产效率和延长自喷生产期的技术关键。

降低油气井气液两相连续上升流动中液相滑脱损失，一种简单有效的方法是从地面向井内投入圆形球塞作为两相管流中气体与液体之间的固体界面，人为的使气液形成稳定理想的段塞流动状态，以防止液体回落，实现提高油气井生产效率和延长自喷生产期的目的。

1980年，Kermit E.Brown在Tulsa大学出版的专著“The technology of artificial liftmethods”第8章其它人工举升方法(第519～524)中介绍了称为BallPump(飞球泵)的U型双管柱气举采油装置。U型双管柱基本结构是采用一根注气管通过下部U型三汇与一根举升管连接实现球塞循环。美国专利申请US005671813提出一种特殊的间歇气举采油装置(Pig Lift)。通过周期注气，采用泡沫软球塞在U型双管柱中往复运动举升液体。中国发明专利申请PCT/CN97/00074提出采用U型双管柱“气举球气举采油球控装置及其采油方法”。上述U型双管柱球塞气举采油装置必须依靠地面连续或间歇注入高压气，以实现球塞气举采油方式。即使在高气液比油气井，自身具有充足的产气量情况下仍需注气补充能量。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种能充分利用高气液比油气藏天然气能量辅助油气井自喷生产的采油和排液采气装置。使用它能充分利用从地层渗流到井底的天然气能量，使原本不能自喷的井，实现自喷采油和排水采气。

技术方案

本实用新型一种球塞助喷及排液采气装置，包括球塞、投球器、双管井口、套管、举升油管、偏管器、喇叭口、气液混合器、尾管、井口采出管、注气管、脱球器、储球器等组成。采用了单油管柱结构，根据油管柱力学确定的位置安装了使举升油管强制偏心的偏管器；在举升油管柱下面安装有气液混合器，气液混合器的入口端连接一根油管，其上连接接球喇叭口；气液混合器下面连接有尾管，尾管下到产层以下，以便使地层气从尾管与井壁环空上升进入喇叭口推动球塞经气液混合器进入举升油管，从而充分利用了地层气能量，实现自喷生产。

所述单油管柱由举升油管、偏管器、气液混合器、尾管、喇叭口组成。所述投球器用于在地面按一定时间频率将球塞投入井内油套管环行空间中，同时密封套管环行空间中的天然气；所述双管井口具有等径双通道，通道一用于举升油管的偏心悬挂，通道二用于球塞投入环空；所述偏管器用于将举升油管径向强制偏心，以保证球塞在套管与举升油管之间的环形空间自由下落；所述喇叭口用于收集从举升油管与套管之间的环形空间下落的球塞与经尾管分离的地层产出天然气，该气体推动球塞进入气液混合器；所述尾管下至产层下部，具有天然气锚的作用，从油气藏流到井底的气液混合物分离后，液体进入尾管上升到气液混合器中，天然气经尾管与井壁之间的环形通道上升到油套管环空；所述气液混合器是气、液、球塞进入举升油管的通道，从油套环空来的气体进入喇叭口推动它前面的球塞和球塞前面的液体通过气液混合器进入举升油管。所述脱球器用于分离产到地面的气液与球塞，同时也可储存球塞；所述注气管用于自喷生产方式转换为连续气举生产方式时，从地面注入高压气。

有益效果

1、采用单油管柱结构较U型双管柱直接节约一半油管投资，施工、操作更简便；

2、充分利用油气藏产出天然气推动球塞自喷采油或排液采气，节约能源；

3、球塞界面作用有效防止了液相滑脱，降低了井底流压，增大油气层的生产压差，使油气井增产并延长自喷期；

4、由于球塞高速频繁地冲击作用，能有效防止油井结蜡和气井生成水合物；

附图说明

图1本实用新型一种球塞助喷及排液采气装置的结构示意图。