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油田采油井自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀的研制与应用刘剑（河南油田第二采油厂）河南省唐河县古城油矿473515摘要：为了提高单井产量，减轻采油队人工排放套管气的工作强度。改善了采油工的工作环境和安全环保节约能源。关键词：自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀隔油隔水套管气减压自动排放回收一、课题的提出在油田开发中特别是油气（天然气）丰富的油层，原油压力低于饱和压力时溶解的气体从原油中脱出在套管中聚集形成，在常采井原油开采、稠油原油开采过程中，由于受套管气体压力的作用，随着气体压力的上升，抽油泵产生气锁现象突出，给油井生产及产量带来损失。特别是稠油在油田采油过程中，注汽、焖井、放喷，特别是在抽吸的过程中受套管气体压力的影响，抽稠泵在抽吸过程中形成气锁，造成动液面下降，泵的沉没度下降，直接影响油井产液量，造成原油产量的减少，采用人工使用阀门排放：1、含有大量的有毒、可燃气体（天然气），污水、原油被排放大气中。2、直接造成对人员身体健康的伤害，同时污染环境。3、使用阀门排放套管气压力不易控制。根据上述出现的问题，我们设计一套对油井的套管气（天然气）进行自动排出和关闭，同时排出的套管气（天然气）能够进入生产干线系统达到回收为目的自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀，而且它阻隔油和水。具有结构简单，安全。易安装、易操作，重量轻的特点。此阀自2008年10月至2009年5月先后在xx油矿yy采油队00区02706井，0018101井、zzz区块，经过6口油井多次的实验改进，基本达到实际运用的目的和效果。二、工作原理：结构图：1、调整螺杆2、阀压盖3、垫片4、弹簧卡5、密封活塞6、阀体7、套管气放气口8、套管气进气口9、隔网10、隔油隔水芯11、隔垫12、调整阀座13、内弹簧14、外弹簧15、密封自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀的工作原理：耐压阀门安装在井口套管气管道出口处、经过3/4〞短节、三通连接压力表、自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀进气接头，打开耐压阀门最大值，压力表指针显示，经过调整调压螺栓压缩内、外弹簧到排放压差值，套管气（天然气）经过阀体的进气口进入，经过隔网、特殊材料组成的隔油隔水芯、特殊工艺加工的隔垫、调整阀座，进入阀体内由排气口排出。根据不同井位套管压力情况调整放压数值，对套管气（天然气）的压力、流量进行调整，密封活塞、内置弹簧、调整阀座、隔油隔水芯、隔垫联动，套管气小于排放压差值。当气体放空完毕在内置弹簧的压力下、隔板，隔油隔水芯、弹簧随即复位，套管气被封闭。当气体放压数值增大规定值时，套管气在调整的规定值进行排放。形成套管气体自动放压的目的。排放的套管气通过另外一套回收油井套管气（天然气）隔油隔水阀连接在主干线可进行套管气（天然气）的回收。三、外形图1、阀体。2、手动调压螺杆。3、套管气进气口。4、套管气放气口。四、设计安装特点：自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀最大特点；排气隔阻油和水。234141、特殊材料组成的隔油隔水芯能够隔阻来自套管中的高压原油和污水。2、隔阻来自生产管线系统中的高压原油和污水回流到套管中。3、自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀设计具有隔阻高压气体（天然气）外泄功能，防止硫化氢气体及其它有害气体对人及其他动物的伤害。4、自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀设计精巧、易加工、安全经济使用。5、该阀的安装使用首先不会对井口装置、阀门、管线进行改动。6、易安装，自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀⑸进气口用3/4″短节、三通连接在井口套管⑻（放空）闸门⑺、压力表⑹处。排气口经过3/4″管道连接在另一回收隔油隔水阀⑴上，通过3/4″短节、管道、三通连接压力表⑵及闸门⑶连接生产管线⑷系统上，安装完成后，根据压力表中显示的压力，根据套管气（天然气）气量，手动调整螺栓⑼，使弹簧处于压缩、松弛状况，形成自动空放的状态，调整螺栓改变放气压力值调整放气量。当气体放完，弹簧压下，放压完成。(闸门⑽、压力表⑾观察生产管线④系统的回压。)套管气放空之后，动液面上升，泵的沉没度上升，泵效提高，单井产量提高。五、使用对比参数：自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀在河南油田xx矿xx203、90410、11103井和GdQ49、q59、q310井安装试验使用，动液面在120～145米、泵挂175～300米，直径Φ538抽稠泵。GdQ49、q59、q310井动液面135～160米、泵挂140～160米，直径Φ538抽稠泵。试验效果，见下表：地点：河南油田xy#、xy1#计量站。时间：2008年4月工作制度（前/后）放压前/后井号套压(MPa)回压（MPa）泵径（毫米）冲程（米）冲次日产量（吨）液油水回压(MPa)套压(MPa)24小时后xx2030.40.1￠538358.51.76.80.10量油取样量油取样00.12￠5383510.73.57.40.120904100.30.2￠5383.644.33.80.50.20量油取样量油取样00.2￠5383.6454.30.70.20111030.20.2￠538348.70.97.80.10量油取样00.2￠538349.82.07.80.20量油取样GdQ490.40.2￠5383.642.61.70.90.10量油取样00.2￠5383.643.72.51.20.20量油取样q590.50.2￠5383.655.41.53.90.20量油取样00.2￠5383.658.535.50.20量油取样q3100.150.2￠5383.6631.61.40.10量油取样00.2￠5383.663.31.71.60.10量油取样见示功图：图1，图2为自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀安装前的套管气体示功图图3，图4为自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀安装排放套管气体后的示功图P负荷o冲程S图1：套压高，气锁。动液面下降P负荷0冲程S图2；人工放气，套压下降快，出现砂卡。P负荷0冲程S图3；套压下降，动液面回升。P负荷0冲程S图4；套压为零，动液面正常生产。从井口测出的示功图中显示，安装自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀，改变多年人工开关井口套管阀门进行释放套管气压的方法，这套自动阀即不影响油井正常工作，又能不间断的释放套管气压（天然气）。经过现场使用实验：1、在xx矿zy号站11103井调整套压在0.2Mpa以上，自动排压。套压高于回压，套管气进油干线，当回压高于套压时开始隔油隔水,达到多级密封。2、现场油井憋压达到2.5mpa时，该自动阀无泄漏，同时生产主干线的原油和污水无回流。六、经济效益：使用自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀，对井下套管气量高的井，受气体影响严重不出油的井，极大地发挥单井的开采能力，提高单井产量，从而大大提高油井的经济效益。1、从附表中可以看出，通过人工直接从阀门排放套管气，或者使用自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀排放套管气，试验的六口井放压后，平均每口日增产0.5～0.9吨，按1000口油井计算，日增产500吨，每吨原油按2200元计算，日增效益500*2200=110万元。2、人工直接从阀门排放套管气，含有大量的易燃、有毒气体排放大气中，套管中含有大量的污水、原油随套管气一起排放，易造成大气和环境的污染，造成大量的有限资源的浪费。而且压力值不易控制。大量易燃的天然气遇到明火、雷、电易造成燃烧和爆炸。使用自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀可以排放和回收大量的套管气（天然气），避免了因对空排放套管气造成大量的污水、原油的大面积污染。减少有害气体对环境、空气的污染。连接生产管线系统回收大量的天然气及有限资源，作为工业和民用。同时节约了成本费用。其社会效益和经济价值是无法用金钱计算和估算的。七、优点和推广应用1、自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀的应用，省工省时，提高了采油时率和稠油井泵效，减轻采油队人工排放套管气的工作强度。2、减少有害物质及有害气体对采油工的直接接触，解决和改善了采油工的工作环境，保证了采油工的身心健康。3、自动放放套管气体压力，解决抽稠泵在抽吸过程中形成气锁。4、压力易控制，不会造成激动地层、出砂等现象出现。造成频繁性作业、检泵。5、制造简单，安装方便，价格低廉，经济实惠。适应于稠油、稀油和高含气井使用。通过改进可以应用在油田聚油站、计量站三相分离器上，进行油、气、水的分离。6、自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀的安装使用有很好实用性和推广价值。深受采油队的欢迎，在提高单井产量、节能降耗上起到积极作用并取得了良好的社会效应。7、自动排放和回收油井套管气隔油隔水阀已申请国家专利。