注汽采油井防返吐装置的研制与应用

发表时间:2020/7/22   来源:《科学与技术》2020年2月第6期   作者:李健 屈燕 赵琢萍 吉喆明
[导读] 笔者针对目前胜利油田注汽采油的过程中,常会由于设备故障或停电等原因出现蒸汽或石油返吐至井外

          摘要:笔者针对目前胜利油田注汽采油的过程中,常会由于设备故障或停电等原因出现蒸汽或石油返吐至井外,由于其受热之后温度较高,若有工作人员处于井口出,易对工作人员造成烫伤问题,研发设计了注汽采油井防返吐装置,经过试用,效果良好。得到了一线职工的广泛好评。因此该装置具有很高的推广应用价值。
         关键词:注汽;采油井;防返吐
         1 研究背景
         在石油的开采过程中,会根据待开采石油的特性制定不同的开采方式,以此提高石油开采效率,针对粘稠度较高的石油,常会向井下注入蒸汽使得稠油融化,随后再进行开采,该种开采方式我们称之为注汽采油。
         但在注汽采油的过程中,常会由于设备故障或停电等原因出现蒸汽或石油返吐至井外,由于其受热之后温度较高,若有工作人员处于井口出,易对工作人员造成烫伤,且返佣的蒸汽或石油还易造成设备管道卡堵,影响开采效率。
         2 装置的研制
         一种注汽采油井防返吐装置,包括固定安装在外管体内的内进管以及内出管,所述内进管上开设有环形槽,且环形槽内配合安装有圆板,所述内进管的侧壁上开设有滑槽一,且滑槽一内滑动连接有齿圈,所述齿圈内螺纹连接有螺杆,且螺杆远离齿圈的一端与圆板延伸至内进管的一端固定连接,所述齿圈的侧壁上固定安装有两个位置相对应的固定杆,且两个固定杆的下端配合安装有一个悬浮块。
         在上述的一种注汽采油井防返吐装置中,所述固定杆靠近外管体内壁的一端固定安装有凸块,所述外管体的内部开设有与凸块相配合的滑槽二,且滑槽二内固定安装有弹簧,所述弹簧的另一端与凸块的下端固定连接。
         在上述的一种注汽采油井防返吐装置中,所述齿圈的侧壁上靠近内进管的侧壁上固定安装有多个卡块,所述滑槽一的侧壁上开设有多个多个与卡块相配合的卡槽。
         在上述的一种注汽采油井防返吐装置中,所述内进管的下端部分设置为凹形,所述圆板的表面固定安装有密封层。
         在上述的一种注汽采油井防返吐装置中,所述悬浮块的直径大于等于内进管的下端直径。
         在上述的一种注汽采油井防返吐装置中,所述内进管、内出管以及圆板均为内高温绝缘材料制成。
         与现有的技术相比,本装置优点在于:
         1:当注汽采油过程中出现返吐时,通过悬浮块与圆板的配合,可实现内进管的闭合,避免返吐的蒸汽或石油涌出井外,降低了工作人员烫伤的可能,且避免了设备管道卡堵的可能,降低了返吐对开采效率的影响。
         2:当返吐结束时,通过凸块与弹簧的配合,可带动悬浮块下移,从而使得内进管贯通,随后即可继续进行注汽采油操作,无需工作人员手动操作,降低了工作强度,且一定程度上提高了开采效率。
         3:当悬浮块受返吐的蒸汽或石油推动上移时,由于其尺寸的设计,悬浮块本身也可对内进管下端进行一定的遮挡,避免了较大块状物进入内进管中,一定程度上降低了内进管堵塞的可能。
         综上所述,本装置可避免返吐的蒸汽或石油涌出井外,降低了工作人员烫伤以及设备管道卡堵的可能,且返吐结束时,无需工作人员手动操作即可贯通内进管,一定程度上提高了开采效率。
         3 装置附图说明
图1为本装置提出的一种注汽采油井防返吐装置的结构示意图;
图2为图1的侧视图;

图1

图2
         附图标记说明:
         图中:图中:1外管体、2内进管、3内出管、4环形槽、5圆板、6螺杆、7滑槽一、8齿圈、9固定杆、10悬浮块。
         4 具体操作方法
         该装置使用的具体步骤为:
         参照图1-2,一种注汽采油井防返吐装置,包括固定安装在外管体1内的内进管2以及内出管3,外管体1可对内进管2以及内出管3起到连接作用,且还可对二者起到一定的保护作用,避免外界环境对二者造成的侵蚀或损坏。
         内进管2上开设有环形槽4,且环形槽4内配合安装有圆板5,圆板5与环形槽4的配合可实现内进管2的贯通和闭合,从而控制蒸汽是否可通过内进管2进入内出管3内,反之也可控制从内出管3返吐的蒸汽或石油是否可通过内进管2涌出井外。
         内进管2的侧壁上开设有滑槽一7,且滑槽一7内滑动连接有齿圈8,齿圈8内螺纹连接有螺杆6,齿圈8可在滑槽一7内滑动,从而可带动螺杆6转动,进而实现圆板5在环形槽4内的转动情况,对内进管2的贯通程度进入控制。
         螺杆6远离齿圈8的一端与圆板5延伸至内进管2的一端固定连接,齿圈8的侧壁上固定安装有两个位置相对应的固定杆9,且两个固定杆9的下端配合安装有一个悬浮块10,当有蒸汽或石油从内出管3内返吐时,悬浮块10首先受到来自蒸汽或石油的压力作用,其沿竖直方向上移,从而带动固定杆9上移,进而使得齿圈8上移,螺杆6开始转动,带动圆板5转动至环形槽4内,实现内进管2的闭合,避免蒸汽或石油从内进管2内涌出井外。
         悬浮块10的直径大于等于内进管2的下端直径,当悬浮块10上移至内进管2下端时,其大小的设计也可对内进管2下端进行一定的遮挡,进一步提高了内进管2的密闭效果。
         固定杆9靠近外管体1内壁的一端固定安装有凸块11,外管体1的内部开设有与凸块11相配合的滑槽二12,且滑槽二12内固定安装有弹簧13,弹簧13的另一端与凸块11的下端固定连接,凸块11与滑槽二12的设计可对固定杆9移动的方向进行限定,避免其在移动时发生偏移,当没有蒸汽或石油返吐时,弹簧13的弹力作用使得凸块11复位,进而带动悬浮块10复位,使得圆板5从环形槽4内转出,实现内进管2的贯通,允许外界蒸汽添加至内出管3下方的井中。
         齿圈8的侧壁上靠近内进管2的侧壁上固定安装有多个卡块14,滑槽一7的侧壁上开设有多个多个与卡块14相配合的卡槽15,卡槽15与卡块14的配合,可对齿圈8移动的方向进行限定,且避免了其从滑槽一7内脱离。
         内进管2的下端部分设置为凹形,凹形的设计为圆板5提高了一定的转动空间,圆板5的表面固定安装有密封层,密封层的设计可更好的实现内进管2的密封程度。
         内进管2、内出管3以及圆板5均为内高温绝缘材料制成(耐高温绝缘材料可采用热塑性聚酰亚胺),耐高温绝缘材料的使用可避免因蒸汽温度较高导致的管体以及零部件受损,且可避免当外界设备漏电时造成人员触电的可能。
         进一步说明,上述固定连接,除非另有明确的规定和限定,否则应做广义理解,例如,可以是焊接,也可以是胶合,或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。
         本装置中,当在石油的开采过程中因设备出现问题发生返吐时,返吐的蒸汽或石油首先从内出管3涌出,随后进入内出管3与内进管2之间,并与悬浮块10接触,悬浮块10受蒸汽或石油的推动沿竖直方向上移,带动固定杆9上移,使得齿圈8随之上移,从而带动螺杆6转动,使得圆板5转动至环形槽4内,实现内进管2的闭合,避免返吐的蒸汽或石油从内进管2内涌出井外。
         5 结论与认识
         随着油田改革发展的不断深入,对于人力资源的优化调整也在不断进行,在现场工作人员不断减少的情况下,如何将现有的工作高质高量地完成,是我们面临的一大考验。如果我们每一名岗位工人都能够积极创新,积极开发出实用的装置设备,或者不断研究出更先进高效的工作方法,提高我们的工作效率,相信一定能够将胜利油田的石油开发水平推向新的高峰。
        
         参考文献
         [1]胡建生.机械制图[M].北京:机械工业出版社,2017.1
         作者简介:李健,女,2002年02月参加工作,采油高级工,目前从事油气田开发工作。
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