專利名稱：一種油井?dāng)?shù)控分采井口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種油井?dāng)?shù)控分采井口裝置，它屬于采油設(shè)備，可用于普通不能自噴抽油機(jī)抽油井的井口，特別適合于高含氣油井的開(kāi)采使用。
現(xiàn)在的采油井井口，都是將中心的抽油管體做為唯一的生產(chǎn)流道，而把抽油管與外面生產(chǎn)套管間的環(huán)形通道封住，從油層中產(chǎn)出的液氣混合物全部通過(guò)抽油管流出井口。這種方法雖可以簡(jiǎn)化采油控制條件。但是，由于液氣混合物在抽取過(guò)程中外界條件的變化，其狀態(tài)會(huì)發(fā)生很大變化，干擾了產(chǎn)油作業(yè)。例如由于壓力降低，液氣混合物中的一部分氣體就會(huì)分離出來(lái)而產(chǎn)生氣阻，加大了采油阻力。同時(shí)，對(duì)于容積式抽油機(jī)械，也大大降低了抽液效率。
本實(shí)用新型的目的是發(fā)明一種油井?dāng)?shù)控分采井口裝置，它通過(guò)從采油管中得到液相物質(zhì)，而從采油管與套管之間輸出氣相物質(zhì)，提高抽采設(shè)備的效率。
本實(shí)用新型如附


圖1所示，它有中間采油管輸出口1，采油管輸出控制閥門2，采油管與生產(chǎn)套管間的封堵環(huán)3，其特征在于在采油管和生產(chǎn)套管間的封堵環(huán)3上開(kāi)有氣相流體輸出口4，并在氣相流體輸出口4上接有氣體輸出控制閥門5，在采油管輸出口1處接有液體壓力傳感器6，在采油管與生產(chǎn)套管間口部接有氣體壓力傳感器7，在油井近旁裝有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面8，其內(nèi)插有與液體壓力傳感器6和氣體壓力傳感器7相連的測(cè)量適配模塊9和10以及和采油管輸出控制閥門2和氣體輸出控制閥門5相連并對(duì)其進(jìn)行控制的控制適配模塊11和13，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面8通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口與可和其它設(shè)備共用的中央控制計(jì)算機(jī)12相連。
附
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
在現(xiàn)在的采油井中，由于井口處采油管和生產(chǎn)套管之間是封死的，因而當(dāng)油層中的混合體滲到采油管和生產(chǎn)套管之間后，其壓力與地層壓力基本相等(井口生產(chǎn)套管內(nèi)氣壓加上在采油管和生產(chǎn)套管間環(huán)形腔的液柱壓力等于井下油層壓力)。因而混合液還保持油層中的混合狀態(tài)，氣體和液體同時(shí)進(jìn)入抽油機(jī)泵筒。這樣，雖然簡(jiǎn)化了控制方法，只要根據(jù)地層壓力以及滲透率確定抽取流量和提升功率。但由于混合液進(jìn)入抽油機(jī)泵筒中后，抽油機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)破壞了混合液的壓力平衡，其內(nèi)的輕組分氣體大量析出，使泵筒容積效率大大降低。而采用本實(shí)用新型的井口裝置，由于通過(guò)封堵環(huán)3上的氣相流體輸出口4輸出氣體，由產(chǎn)油層中滲出的混合液進(jìn)入生產(chǎn)套筒與采油管之間的環(huán)形腔后，就被減壓，其中的輕組分氣體析出，并不斷被采走，而剩下的液相流體才進(jìn)入下面抽油機(jī)泵筒中。由于進(jìn)入泵筒中的液體已基本不含氣體，因而泵筒的容積效率可以很高，提高了抽油機(jī)效率。
本實(shí)用新型的工作原理如下，本實(shí)用新型采用中央控制計(jì)算機(jī)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面測(cè)控的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化模式。由可共用的中央控制計(jì)算機(jī)12定時(shí)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口發(fā)出選通測(cè)量適配模塊9或10的信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面8在接收到地選信號(hào)后，根據(jù)傳入的地址值選通相應(yīng)的測(cè)量適配模塊9或10。選通后，測(cè)量適配模塊9或10把由壓力傳感器6或7測(cè)得的井口液體輸出口壓力值或氣體輸出壓力值經(jīng)A／D變換后反送給中央控制計(jì)算機(jī)12。中央控制計(jì)算機(jī)12在采得兩壓力值后，再依據(jù)由中央控制計(jì)算機(jī)12控制的采油管輸出控制閥門2和氣體輸出控制閥門4的開(kāi)度值以及抽油機(jī)工況值(阻力、速度等)，可以計(jì)算出井下產(chǎn)油層位置處生產(chǎn)套管中的壓力以及在生產(chǎn)套管和采油管之間環(huán)形腔中的液柱高度。把這些參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)控制模型進(jìn)行比較。當(dāng)比較后需要調(diào)整采油管輸出控制閥門2的開(kāi)度時(shí)，中央控制計(jì)算機(jī)12通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口發(fā)出選通控制適配模塊11的地址選通信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面8在收到地選信號(hào)后，選通相應(yīng)的控制適配模塊11。然后中央控制計(jì)算機(jī)12發(fā)出新的采油管輸出控制閥門2開(kāi)度值數(shù)據(jù)，由控制適配模塊11接收鎖存并經(jīng)D／A變換后控制采油管輸出控制閥門2的執(zhí)行。當(dāng)需要調(diào)整氣體輸出控制閥門5的開(kāi)度時(shí)，與上述的調(diào)整采油管輸出控制閥門2開(kāi)度一樣，由中央控制計(jì)算機(jī)12通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口選通相應(yīng)的控制適配模塊13，并發(fā)出相應(yīng)的開(kāi)度值，由其鎖存并D／A變換后，驅(qū)動(dòng)氣體輸出閥門5動(dòng)作。
本實(shí)用新型采用在采油井口處裝有開(kāi)有氣相流體輸出口以及相應(yīng)的控制閥門和測(cè)控器件的方法，使從油層中滲出的液氣混合液在井下分離并從采油管與生產(chǎn)套管之間把氣體引出。只有脫氣后的液體進(jìn)入抽油泵筒中，使抽油泵筒的容積效率大大提高，從而提高抽油效率，降低能耗。本實(shí)用新型由于采用了由可共用的中央控制計(jì)算機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面加各種適配模塊和由適配模塊驅(qū)動(dòng)動(dòng)的各種測(cè)量執(zhí)行裝置，這種機(jī)電一體化方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于擴(kuò)充。
在本實(shí)用新型中，油井的鉆進(jìn)與生產(chǎn)套管1的安裝與普通采油井一樣。一般的采油井也有一個(gè)超鉆深度，其井深也大于產(chǎn)油層深度。加長(zhǎng)抽油管2，使抽油泵筒3入口低于產(chǎn)油層。一般為比產(chǎn)油層深100～500米，具體尺寸可以根據(jù)地質(zhì)條件而定。抽油機(jī)動(dòng)力裝置4和抽油泵筒3可以使用普通油田采用的抽油機(jī)。也可以如專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N92100003的數(shù)控抽油機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。
在本實(shí)用新型中，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面8可以選用美國(guó)ME公司(MECHATRONICEQUIPMENT INC.)的I／O32，或是美國(guó)OPTO22公司的PB16AH。中央控制計(jì)算機(jī)12可以選用美國(guó)OPTO22公司的LC4控制器，也可以選用美國(guó)ME公司的PCS－1工業(yè)過(guò)程控制工作站，還可以選用普通PC計(jì)算機(jī)。適配模塊9和10可以采用OPTO22公司的AD3或類似的A／D轉(zhuǎn)換模塊。適配模塊11和12可選用OPTO22公司的DA3或類似的D／A轉(zhuǎn)換模塊。
權(quán)利要求1.一種油井?dāng)?shù)控分采井口裝置，它有中間采油管輸出口(1)，采油管輸出控制閥門(2)，采油管與生產(chǎn)套管間的封堵環(huán)(3)，其特征在于在采油管和生產(chǎn)套管間的封堵環(huán)(3)上開(kāi)有氣相流體輸出口(4)，并在氣相流體輸出口(4)上接有氣體輸出控制閥門(5)，在采油管輸出口(1)處接有液體壓力傳感器(6)，在采油管與生產(chǎn)套管間口部接有氣體壓力傳感器(7)，在油井近旁裝有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(8)，其內(nèi)插有與液體壓力傳感器(6)和氣體壓力傳感器(7)相連的測(cè)量適配模塊(9)和(10)以及和采油管輸出控制閥門(2)和氣體輸出控制閥門5相連并對(duì)其進(jìn)行控制的控制適配模塊(11)和(13)，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(8)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口與可和其它設(shè)備共用的中央控制計(jì)算機(jī)(12)相連。
專利摘要一種油井?dāng)?shù)控分采井口裝置，可用于普通不能自噴抽油機(jī)抽油井的井口。它有采油管輸出口，采油管輸出控制閥門，封堵環(huán)3，其特征在于封堵環(huán)上開(kāi)有氣相流體輸出口，并在其上接有輸出控制閥門及壓力傳感器，在采油管輸出口部接有壓力傳感器，油井近旁有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面，其內(nèi)插有與測(cè)量適配模塊和控制適配模塊，它串口與可共用的中央控制計(jì)算機(jī)相連。它采用使液氣混合液在井下分離并從采油管與生產(chǎn)套管之間把氣體引出的方法。使抽油泵筒的容積效率大大提高。
文檔編號(hào)E21B43/00GK2148821SQ9320837
公開(kāi)日1993年12月8日 申請(qǐng)日期1993年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月8日
發(fā)明者石行 申請(qǐng)人:北京市西城區(qū)新開(kāi)通用試驗(yàn)廠