[发明专利]一种油井防冻管汇及套管气收气控制装置

说明书

本发明涉及一种油井防冻管汇及套管气收气控制装置，由铰接件、楔形阀座、楔形阀芯、弹簧、控气阀座、控气阀芯、螺母背帽、垫铁、外管、内管、长螺栓、充液阀、制冷剂、手柄、上阀体、换阀孔、卡箍油壬、换阀孔丝堵、下阀体、单流阀组成，本发明结构新颖，解决了多年来困扰油井生产套管气集气及排放的问题，可更换式的机械式套管气收气控制装置，解决了弹簧式控压阀维护难的问题，合理有效的套压调控能增加天然气产量，减少天然气排放造成的大气污染，提高采油生产经济效益。

技术领域

本发明涉及石油采油生产工艺领域，具体是一种具有防冻功能的油井管汇及套管气收气控制装置。

背景技术

在石油采油生产过程中，采油井也伴随着很多天然气，这一部分套管气储存在套管中称作套管气，一般采取集气管汇将其汇入到产液管汇中，通过管道输送到远处的联合站大罐中，进行采集及回收利用，现场常用带有弹簧控制压力的球阀，当套管气的压力储集到一定量值时，套管气顶开阀门开启，但这种阀门有很多弊端，由于套管气经过球体后会产生不稳定流动，首先弹簧机极易疲劳折断，不但失去弹簧定压作用，而且折断弹簧使钢球与球座丧失密封作用，导致套管气失控，发生原油倒灌事故，一旦失效不易更换；弹簧阀门的排气时，气体从高压瞬时变成低压，气体体积膨胀具有制冷效应，特别对于稠油及高凝油来说，温度在30度左右就会凝固，套管气储集过程，如果集气管汇中的油凝固，此外，即使是稀油井，冬季生产气温低时，套管气的排气管汇也会冻结，导致向系统管汇排气失败，套管气压力升高使油井动液面降低，乃至套管气从泵内抽入形成气锁，影响采油作业生产。对于冬季生产时，由于环境温度低，常常造成集气管汇温度低管内油凝固，因套管气排不出去造成产液动液面降低乃至气锁，严重影响采油生产，目前，采油工人大多采取用工程车浇水融冰，或直接将套管气排放到大气中，这样既造成环境污染，有遇明火燃烧的安全隐患，又造成宝贵的天然气资源浪费。

发明内容

此种油井防冻管汇及套管气收气控制装置，如图1所示，由铰接件、楔形阀座、楔形阀芯、弹簧、控气阀座、控气阀芯、螺母背帽、垫铁、外管、内管、长螺栓、充液阀、制冷剂、手柄、上阀体、换阀孔、卡箍油壬、换阀孔丝堵、下阀体、单流阀组成，其结构组装关系如下，如图3所示图为标准的油井采油树管汇示意图，如图1本装置是由防冻管汇与套管气收气控制短接两部分组成，其中：第一，防冻管汇部分:如图1所示，由左粗右细的变径的外管，内衬左粗右细的变径的内管，内外管环空腔内设有金属网片，外管和内管的两个环形端面由环形铁焊接封死，其中左边粗的一端设有卡箍油壬，中间设有一个三通管，三通管与内管连通并焊接，穿过外管并与其焊接，外管的底部设有一孔，穿过一个引管与内管连通并焊接，引管与外管焊接，引管的外部设有充液阀，较细的一端内管一侧设有单流阀，形成一套外环设有连通腔的三通防冻管汇，出厂前，根据所在地冬季最低温度，将管汇的空腔内注入适量的制冷剂，并将空腔内抽成一定压力的负压，最后将充液阀关闭；第二，套管气收气控制短接部分:由内设一个控气阀的楔形阀组成，楔形阀由上阀体、下阀体、手柄、长螺栓、楔形阀芯、楔形阀座、换阀孔、换阀孔丝堵组成，上阀体为顶端设有螺母的筒形盖帽，盖帽顶端设有螺母，一根长螺栓头部朝下，螺杆从内部穿过螺母从上阀体伸出，露出端头设有手柄，盖帽下端内壁设有母丝扣，盖帽的腰部设有一贯通的换阀孔，换阀孔的两端分别设有丝扣，换阀孔两端分别由两只换阀孔丝堵拧紧封闭；下阀体为一个三通管结构，三通管其中两端直通侧面开孔连通，侧面孔处设有三通的第三管，第三管端设有公丝扣，上阀体的母丝扣与下阀体的公丝扣可旋接一起；如图2所示，在设有连通腔的三通防冻管汇中，细管部分的中段内管和外管上部各设有一椭圆开口，一端椭圆管穿过外管与内管连通并与其焊接，内管靠近椭圆开口处设有一段厚壁圆管的控气阀座，厚壁圆管的两端与内管密封，控气阀座中间部分设有呈V形的双楔面，控气阀芯为V形的阀体，控气阀芯的V形体可与控气阀座的V形体彼此紧密啮合，楔形阀芯非V形的两侧面设有导向沟槽，两个导向沟槽与下阀体内设的双凸槽嵌套，限定楔形阀芯沿槽向上下移动，楔形阀芯上端设有一铰接件，铰接件上端开口侧面呈品字型结构，长螺栓头部可从侧面嵌入品子型结构中，使得长螺栓可在铰接件的品型口内旋转，但又不能从上下抽出，将长螺栓与螺母的正反旋转动作，转换成上下动作通过螺栓头部经铰接件传递给楔形阀芯，楔形阀芯下端穿过V形侧面设有一个通膛圆孔，圆孔一端设有一段直径较大的变径段，段内设有锥形面的控气阀座，空气阀座与楔形阀芯之间设有密封圈，控气阀芯为一端设有锥形面的结构，控气阀芯面上中央设有内六角凹槽，另一端圆柱外部尾端设有螺纹，内设有一孔，孔深入靠近另一端，端头圆锥体根部周向设有若干排气孔，控气阀芯从控气阀座的一端穿入，在另一端套上弹簧，用螺母背帽紧固，控气阀芯的锥形面与控制阀座的锥形面吻合；防冻管汇部分与套管气收气控制短接部分的连接方式：外管的粗细变径处设有一卡箍油壬，卡箍油壬的另一半与楔形阀的下阀体连接，外管的细径一端穿过下阀体管体从另外一段油壬伸出，探入到套管气阀门的靠近阀门一侧的腔内，用卡箍将油壬连接紧固。