一种二氧化碳驱采油井口防气窜装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种二氧化碳驱采油井口防气窜装置，包括：采油树主管，密封设置于采油井口上；油管出口管，设置于采油树主管的一侧，且油管出口管与采油树主管相对的一端连通原油收集端；气管出口管，设置于采油树主管的另一侧，且气管出口管与采油树主管相对的一端连通二氧化碳安全泄放出口；油管出口管上设置有第一自动截断阀，气管出口管上设置有第一压力控制阀；待定出口管，设置于采油树主管的上端，且待定出口管连通气窜判定室，气窜判定室内设置有二氧化碳浓度检测装置；待定出口管上设置有第二压力控制阀以及第二自动截断阀，且第二自动截断阀位于第二压力控制阀的上游；控制系统，能够接收第一压力控制阀以及第二压力控制阀打开时的反馈信号，且能够指令第一自动截断阀以及第二自动截断阀打开或关闭。阀以及第二自动截断阀打开或关闭。阀以及第二自动截断阀打开或关闭。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳驱采油井口防气窜装置及方法


[0001]本专利技术涉及二氧化碳驱封窜体系和二氧化碳驱油的
，特别涉及一种二氧化碳驱采油井口防气窜装置及方法。

技术介绍

[0002]二氧化碳驱已逐渐成为一种成熟的开采方法，目前应用于各个油田，增油效果明显。
[0003]在注入二氧化碳驱油时，二氧化碳与地层水及地层原油性质的差异，以及地层条件等复杂因素，例如孔隙度大小不均、裂缝的存在、砂体大小等，容易造成优势通道的气窜。因此，注入二氧化碳驱油势必要考虑预防以及治理气窜。
[0004]对于气窜的治理，首先考虑的是通过注入封堵体系来对气窜流通道封堵，以此来抑制气窜。但在实践中，气窜不可避免的会发展到井口，此时，需要井口装置来对气窜进行安全泄放。
[0005]现有技术中，采油树主管分支有原油及伴生气支管以及气窜安全泄放支管，原油及伴生气支管以及气窜安全泄放支管上均设置阀门，并且在采油树主管内设置压力传感器，根据压力传感器采集到的压力值是否达到阈值来选择打开原油及伴生气支管阀门或气窜安全泄放支管阀门，从而实现井口气窜超压自动泄放功能。
[0006]然而，实际二氧化碳驱采油过程中，随着采油过程的进行，判断进口是否发生气窜的阈值是会产生变化的，这就导致采油树主管内压力传感器采集的流体压力小于预先规定的阈值时，也有可能发生二氧化碳气窜，这无疑带来了极大的安全隐患。

技术实现思路

[0007]为了解决
技术介绍
中的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种二氧化碳驱采油井口防气窜装置，包括：
[0009]采油树主管，呈竖直状，且密封设置于采油井口上；
[0010]油管出口管，设置于采油树主管的一侧，且油管出口管与采油树主管相对的一端连通原油收集端；
[0011]气管出口管，设置于采油树主管的另一侧，且气管出口管与采油树主管相对的一端连通二氧化碳安全泄放出口；
[0012]其中，油管出口管上设置有第一自动截断阀，气管出口管上设置有第一压力控制阀；
[0013]还包括：
[0014]待定出口管，设置于采油树主管的上端，且待定出口管连通气窜判定室，气窜判定室内设置有二氧化碳浓度检测装置；
[0015]其中，待定出口管上设置有第二压力控制阀以及第二自动截断阀，且第二自动截断阀位于第二压力控制阀的上游；
[0016]控制系统，能够接收第一压力控制阀以及第二压力控制阀打开时的反馈信号，且能够指令第一自动截断阀以及第二自动截断阀打开或关闭。
[0017]进一步的，气窜判定室上设置有第一排出端和第二排出端，第一排出端通过原油中间管连通原油收集端，第二排出端通过气窜中间管连通二氧化碳安全泄放出口；
[0018]原油中间管上设置有第三自动截断阀，气窜中间管设置有第四自动截断阀；
[0019]其中，控制系统能够接收二氧化碳浓度检测装置对气窜判定室内流体进行判断的结果，且能够指令第三自动截断阀以及第四自动截断阀打开或关闭。
[0020]进一步的，初始状态下，第一自动截断阀、第二自动截断阀以及第三自动截断阀处于打开状态，第四自动截断阀处于关闭状态，第一压力控制阀8以及第二压力控制阀处于自然关闭状态；
[0021]其中，设定P≥P
high
时，第一压力控制阀自动打开；P≥P
low
时，第二压力控制阀自动打开；
[0022]式中，P为采油树主管内流体的压力，P
high
为试验确定的发生气窜的阈值，P
low
为试验确定的未发生气窜的阈值。
[0023]进一步的，若P<P
low
，维持所述初始状态；
[0024]若P
low
≤P<P
high
，第二压力控制阀自动打开并将打开信号发送给控制系统，控制系统指令第一自动截断阀以及第三自动截断阀关闭，流体通过待定出口管流入气窜判定室，并通过二氧化碳浓度检测装置判断是否发生气窜，并将判断结果反馈至控制系统：
[0025]如果判断未发生气窜，则控制系统指令第三自动截断阀打开，第四自动截断阀维持关闭；
[0026]如果判断发生气窜，则控制系统指令第四自动截断阀打开，第三自动截断阀维持关闭；
[0027]若P≥P
high
，第一压力控制阀自动打开并将打开信号发送给控制系统，控制系统指令第一自动截断阀以及第二自动截断阀关闭。
[0028]进一步的，油管出口管与采油树主管相对的一端连通气窜判定室；
[0029]第一自动截断阀配置有压力表，且压力信号能够反馈给控制系统。
[0030]进一步的，第二压力控制阀配置有压力表，且压力信号能够反馈给控制系统；
[0031]其中，将区间[P
low
，P
high
)均匀划分为n个子区间[P0，P1)、[P1，P2)、
……
、[P
i
，P
i+1
)、
……
、[P
n
‑1，P
n
)；
[0032]式中，P0＝P
low
，P
n
＝P
high
，i＝1,2,
……
,n；
[0033]若P∈[P
i
,P
i+1
)，i＝1,2,
……
,n，且判定为发生气窜，则控制系统调整第一压力控制阀的自动打开条件为P
i
；
[0034]若P∈[P
i
,P
i+1
)，i＝1,2,
……
,n，且判定为未发生气窜，则控制系统暂不调整第二压力控制阀自动打开的条件，且控制系统记录下此次时未发生气窜，一旦控制系统记录[P
i
，P
i+1
)内的压力值连续超过m次为非气窜，则调整第二压力控制阀的自动打开条件为P
i+1
。
[0035]进一步的，第一压力控制阀与第二压力控制阀均包括阀体、固定安装于阀体上端的阀连接座、以及固定安装于阀连接座上端的阀安装座；
[0036]阀体内固定安装有阀芯，且阀芯将阀体内空腔分隔为流入通道和流出通道；阀芯
为中空配置，且阀芯外壁配置有与流入通道匹配的流入口以及与流出通道匹配的流出口；阀芯内可移动地设置有阀芯堵头；
[0037]阀芯堵头的上端固定安装有阀杆，阀杆贯穿阀连接座和阀安装座，且阀杆可相对阀连接座和阀安装座上下滑动；
[0038]其中，阀杆的外侧固定套设有下抵接座，阀杆的外侧套设有螺旋弹簧，且螺旋弹簧的下端抵接所述下抵接座的上端面，螺旋弹簧的上端抵接阀安装座；
[0039]阀杆的外侧还固定套设有上抵接座，阀杆的外侧设置有磁流变弹簧，且磁流变弹簧的下端抵接所述上抵接座的上端面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳驱采油井口防气窜装置，包括：采油树主管，呈竖直状，且密封设置于采油井口上；油管出口管，设置于采油树主管的一侧，且油管出口管与采油树主管相对的一端连通原油收集端；气管出口管，设置于采油树主管的另一侧，且气管出口管与采油树主管相对的一端连通二氧化碳安全泄放出口；其中，油管出口管上设置有第一自动截断阀，气管出口管上设置有第一压力控制阀；其特征在于，还包括：待定出口管，设置于采油树主管的上端，且待定出口管连通气窜判定室，气窜判定室内设置有二氧化碳浓度检测装置；其中，待定出口管上设置有第二压力控制阀以及第二自动截断阀，且第二自动截断阀位于第二压力控制阀的上游；控制系统，能够接收第一压力控制阀以及第二压力控制阀打开时的反馈信号，且能够指令第一自动截断阀以及第二自动截断阀打开或关闭。2.如权利要求1所述的二氧化碳驱采油井口防气窜装置，其特征在于，气窜判定室上设置有第一排出端和第二排出端，第一排出端通过原油中间管连通原油收集端，第二排出端通过气窜中间管连通二氧化碳安全泄放出口；原油中间管上设置有第三自动截断阀，气窜中间管设置有第四自动截断阀；其中，控制系统能够接收二氧化碳浓度检测装置对气窜判定室内流体进行判断的结果，且能够指令第三自动截断阀以及第四自动截断阀打开或关闭。3.如权利要求2所述的二氧化碳驱采油井口防气窜装置，其特征在于，初始状态下，第一自动截断阀、第二自动截断阀以及第三自动截断阀处于打开状态，第四自动截断阀处于关闭状态，第一压力控制阀以及第二压力控制阀处于自然关闭状态；其中，设定P≥P
high
时，第一压力控制阀自动打开；P≥P
low
时，第二压力控制阀自动打开；式中，P为采油树主管内流体的压力，P
high
为试验确定的发生气窜的阈值，P
low
为试验确定的未发生气窜的阈值。4.如权利要求3所述的二氧化碳驱采油井口防气窜装置，其特征在于，若P<P
low
，维持所述初始状态；若P
low
≤P<P
high
，第二压力控制阀自动打开并将打开信号发送给控制系统，控制系统指令第一自动截断阀以及第三自动截断阀关闭，流体通过待定出口管流入气窜判定室，并通过二氧化碳浓度检测装置判断是否发生气窜，并将判断结果反馈至控制系统：如果判断未发生气窜，则控制系统指令第三自动截断阀打开，第四自动截断阀维持关闭；如果判断发生气窜，则控制系统指令第四自动截断阀打开，第三自动截断阀维持关闭；若P≥P
high
，第一压力控制阀自动打开并将打开信号发送给控制系统，控制系统指令第一自动截断阀以及第二自动截断阀关闭。5.如权利要求1所述的二氧化碳驱采油井口防气窜装置，其特征在于，油管出口管与采油树主管相对的一端连通气窜判定室；第一自动截断阀配置有压力表，且压力信号能够反馈给控制系统。
6.如权利要求4所述的二氧化碳驱采油井口防气窜装置，其特征在于，第二压力控制阀配置有压力表，且压力信号能够反馈给控制系统；其中，将区间[P
low
，P
high
)均匀划分为n个子区间[P0，P1)、[P1，P2)、
……
、[P
i
，P
i+1
)、
……
、[P
n
‑1，P
n
)；式中，P0＝P
low
，P
n
＝P
high
，i＝1,2,
……
,n；若P∈[P
i
,P
i+1
)，i＝1,2,
……
,n，且判定为发生气窜，则控制系统调整第一压力控制阀8的自动打开条件为P
i
；若P∈[P
i
,P
i+1
)，i＝1,2,
……
,n，且判定为未发生气窜，则控制系统暂不调整第二压力控制阀自动打开的条件，且控制系统记录下此次时未发生气窜，一旦控制系统记录[P
i
，P
i+1
)内的压力值连续超过m次为非气窜，则调整第二压力控制阀的自动打开条件为P
i+1
。7.如权利要求1所述的二氧化碳驱采油井口防气窜装置，其特征在于，第一压力控制阀与第二压力控制阀均包括阀体、固定安装于阀体上端的阀连接座、以及固定安装于阀连接座上端的阀安装座；阀体内固定安装有阀芯，且阀芯将阀体内空腔分隔为流入通道和流出通道；阀芯为中空配置，且阀芯外壁配置有与流入通道匹配的流入口以及与流出通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉兵，潘晓霞，韩红霞，
申请(专利权)人：新疆敦华绿碳技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：