一种新型节能环保注气井口装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型节能环保注气井口装置，包括套管法兰、技术套管、油管头四通、油管悬挂器、油层套管、第一平板闸阀、第二平板闸阀、第一丝扣法兰、第一压力表组件、多功能封井器、小四通、第三平板闸阀、第四平板闸阀、第二丝扣法兰及第二压力表组件；套管法兰连技术套管，套管法兰连油管头四通，油管悬挂器连油层套管；第一平板闸阀及第二平板闸阀设在油管头四通上，第一丝扣法兰连第一平板闸阀，第一压力表组件连第二平板闸阀；多功能封井器连油管头四通及小四通，第三平板闸阀及第四平板闸阀在小四通上，第二丝扣法兰连第三平板闸阀，第二压力表组件连第四平板闸阀。本实用新型有效防止CO2气体泄漏，一次安装防喷器，作业效率高。
【专利说明】一种新型节能环保注气井口装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种石油机械井口装置，尤其涉及一种新型节能环保注气井口装置。
【背景技术】
[0002]随着油田的飞速发展，环境污染也变成了越来越重要的问题。注气井口装置是近年来新兴的一种井口装置，目前在我国东北地区的有着“石油之都，百湖之城”美誉的大庆油田已经开始推广应用。注气井口装置的主要功能是通过油层套管向地下岩层天然气区块注入二氧化碳气体，原理是二氧化碳的密度大于井下天然气的密度，通过向地下注入二氧化碳气体可以使井下的天然气上浮，从而达到“驱气开采”的目的，再配合封隔器的使用，可以把井下空间封隔成若干区域，从而可以对不同地层分别进行驱气，为以后的天然气开采做准备。
[0003]现有的注气井口装置结构传统，主要由油管头四通、悬挂器、小四通、平板闸阀组合的结构设计，这种传统的结构设计在采油井口、注水井口作业中还可以正常使用，但对于注气作业这种对产品规范级别、性能级别要求高的作业环境，普通注气井口装置的结构设计在工作中安全系数相比采油、注水作业大大降低，根据油田反馈的数据显示现有的注气井口装置在向井下注入C02气体作业中经常发生C02气体泄漏，一旦发生泄漏根据现有的技术条件没有有效的解决途径，只能释放井底压力，造成的结果就是，第一，排放了大量高密度的C02气体到空气中，影响自然生态环境的同时对周边群众的日常生活造成极坏的影响，有时甚至引起周边群众的恐慌，给群众生活带来极大的不便；第二，井口发生泄漏对现场作业的工人生命安全造成极大威胁，注入井下的C02气体都是低温(_69°C)液态的，即使窜到井上了温度也在-40°C以下，外加20MPa以上的工作压力，所以一旦突然发生泄漏，喷到作业工人的身上足以致命，以前就发生过类似的事故；第三，一旦发生井口泄漏事故就涉及到后期维修，油田设备大都是由庞大的钢铁机械结构组成的，井口维修要涉及迁移大量的机械化设备，这样一来需要投入大量人力资源同时还浪费掉大量的能源如水资源、电能等。综上所述普通注气井口装置作业成本高、效率低、维护复杂、容易造成污染环境、浪费能源，已不能更好的适应时代的需要。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的:提供一种新型节能环保注气井口装置，操作简单方便，作业效率高，只需一次安装防喷器；维护维修成本低、作业安全防泄漏；节约能源，防环境污染。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是:
[0006]一种新型节能环保注气井口装置，包括套管法兰、技术套管、油管头四通、油管悬挂器、油层套管、多根止动顶丝、第一平板闸阀、第二平板闸阀、第一丝扣法兰、第一压力表组件、多功能封井器、小四通、第三平板闸阀、第四平板闸阀、第二丝扣法兰及第二压力表组件；所述的套管法兰内设5 l/2inLC内螺纹，所述的技术套管的外表面对应设有5 l/2inLC外螺纹，所述的套管法兰与所述的技术套管通过螺纹连接；所述的套管法兰的上端通过螺栓与所述的油管头四通连接，所述的油管悬挂器设置在所述的油管头四通内，所述的油管悬挂器内设2 7/8inNU内螺纹，所述的油层套管的外壁上对应设有2 7/8inNU外螺纹，所述的油管悬挂器与所述的油层套管通过螺纹连接，所述的油层套管位于所述的技术套管内，所述的多根止动顶丝均匀分布在所述的油管悬挂器的顶部；所述的第一平板闸阀及第二平板闸阀分别对称设置在所述的油管头四通的两翼，所述的第一丝扣法兰连接在所述的第一平板闸阀上，所述的第一压力表组件连接在所述的第二平板闸阀上；所述的多功能封井器的下端通过螺栓与所述的油管头四通连接，所述的多功能封井器的上端通过螺栓与所述的小四通连接，所述的第三平板闸阀及第四平板闸阀分别对称安装在所述的小四通的两侧，所述的第二丝扣法兰连接在所述的第三平板闸阀上，所述的第二压力表组件连接在所述的第四平板闸阀上。
[0007]上述的新型节能环保注气井口装置，其中，所述的多功能封井器是一体式上、下两层结构，所述的多功能封井器的上层是半封闸板，所述的多功能封井器的下层是全封闸板。
[0008]上述的新型节能环保注气井口装置，其中，所述的小四通的上端设有第五平板闸阀，所述的第五平板闸阀上连接有第三丝扣法兰。
[0009]上述的新型节能环保注气井口装置，其中，所述的套管法兰与所述的油管头四通之间设有密封垫环，使所述的套管法兰与所述的油管头四通密封连接。
[0010]本实用新型大大增加了注气井口装置的防C02泄漏安全系数，有效的防止了 C02气体泄漏对环境造成的污染，而且只需一次安装防喷器，操作简单、作业效率高，省去了大量的后期维修成本，节省了大量人力费用和电能水能等能源，保护了环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型一种新型节能环保注气井口装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
[0013]请参见附图1所示，一种新型节能环保注气井口装置，包括套管法兰1、技术套管
2、油管头四通3、油管悬挂器4、油层套管5、多根止动顶丝6、第一平板闸阀7、第二平板闸阀
8、第一丝扣法兰9、第一压力表组件10、多功能封井器11、小四通12、第三平板闸阀13、第四平板闸阀14、第二丝扣法兰15及第二压力表组件16 ;所述的套管法兰I内设5 l/2inLC内螺纹，所述的技术套管2的外表面对应设有5 l/2inLC外螺纹，所述的套管法兰I与所述的技术套管2通过螺纹连接；所述的套管法兰I的上端通过螺栓与所述的油管头四通3连接，所述的油管悬挂器4设置在所述的油管头四通3内，所述的油管悬挂器4内设2 7/8inNU内螺纹，所述的油层套管5的外壁上对应设有2 7/8inNU外螺纹，所述的油管悬挂器4与所述的油层套管5通过螺纹连接，所述的油层套管5位于所述的技术套管2内，所述的多根止动顶丝6均匀分布在所述的油管悬挂器4的顶部，止动顶丝6优选4根，可自由伸缩，防止固井时井下压力使悬挂器上窜，从而实现密封环空；所述的第一平板闸阀7及第二平板闸阀8分别对称设置在所述的油管头四通3的两翼，固井时用来排出井底溢出的泥浆和固井液，所述的第一丝扣法兰9连接在所述的第一平板闸阀7上，所述的第一压力表组件10连接在所述的第二平板闸阀8上，在固井作业时卸下第一丝扣法兰9上的小丝堵，把管线接头拧在第一丝扣法兰9上，排出井下溢出的泥浆和固井液，同时打开第二平板阀门8可通过第一压力表组件10随时观测固井作业过程中井下压力；所述的多功能封井器11的下端通过螺栓与所述的油管头四通3连接，所述的多功能封井器11的上端通过螺栓与所述的小四通12连接，所述的第三平板闸阀13及第四平板闸阀14分别对称安装在所述的小四通12的两侦牝所述的第二丝扣法兰15连接在所述的第三平板闸阀13上，所述的第二压力表组件16连接在所述的第四平板闸阀14上，第三平板闸阀13作用是在注气作业时，卸下第二丝扣法兰15上的丝堵，拧上注气管线，通过管线向井下注入二氧化碳气体，通过旋转第三平板板阀13上的手轮可以控制阀门的启闭，从而控制注气过程，第四平板闸阀14的作业是在注气作业时打开阀门，井上和井下保持联通，从而通过第二压力表组件16实时观测井下二氧化碳气体的压力，以便配合注气工艺的需要来控制注气节奏。
[0014]所述的多功能封井器11是一体式上、下两层结构，所述的多功能封井器11的上层是半封闸板，所述的多功能封井器11的下层是全封闸板，多功能封井器11是本实用新型的核心部件，其作用是当井下环境突变时封井，防C02气体泄漏，防污染环境。
[0015]根据油田反馈回来的信息显示，C02气体泄漏多发生在油管头四通3的主通路的位置，本实用新型取代原有阀门安装多功能封井器11，多功能封井器11相比原位置的阀门具有以下优势，第一，普通阀门只有一层闸板，密封性能主要依靠闸板和阀座密封来保证，也就是俗称的“单密封”，密封性能不高，安全系数低，这种单密封的阀门放在采油树的其他位置如旁通路上还可以使用，但是在主通路这种核心部位使用的话安全性能无法保证。本实用新型的多功能封井器11主体结构是由上下两层闸板机构组成的，其下层全封闸板机构在闸板顶部和侧面分别安装有顶密封和前密封，密封构件采用美国进口 FSL橡胶，试验数据表明相比传统的闸板密封本结构抗C02腐蚀能力提高150%，密封性能远远大于传统的闸板阀门密封，防C02泄漏能力大大提高，相比传统的闸阀，多功能封井器11在主通径上可以很好的控制井下环境，抗二氧化碳腐蚀能力增强，使用稳定性更好，作业安全系数大大提高，底层闸板只能在全开全闭的条件下工作，主要应对注气过程中C02气体上窜时关闭闸板封井；上层半封闸板的创新之处在于闸板可拆卸，可以根据井下作业需要，更换带有不同孔径的闸板(一般是2 7/8in或3 l/2in)，这样在井下作业发生突发情况时可以立刻关闭上层的半封闸板抱住井下作业工具连接杆，在井下环境突变的情况下可以做到及时封闭井下环形空间，多功能封井器11实现了井下作业的一体化操作，避免了繁杂且费时费力的压井作业，可节省大量的人力物力以及水、电力等能源；采用多功能封井器11的第二个优势是整体内上下布置两层闸板，具有结构紧凑的特点，该种结构相比传统的采油树结构更加稳定，上下两层闸板手轮方向互成90°，这样在井口装置的360°方向均匀分布四个手轮，在作业时作业力更加平衡，平衡性更高，使用寿命更长，相对来说维护成本大大降低，另外上下双密封结构实现了双保险，具有安全性能更高的特点。
[0016]所述的小四通12的上端设有第五平板闸阀17，所述的第五平板闸阀17上连接有第三丝扣法兰18，第五平板闸阀17在平时作业时都是关闭着的，只有在需要下入井下工具时才打开阀门，卸下第三丝扣法兰18上面的丝堵，通过井口垂直通径向井下下入井下工具。
[0017]所述的套管法兰I与所述的油管头四通3之间设有密封垫环，使所述的套管法兰I与所述的油管头四通3密封连接，在压紧的时候通过密封垫环实现金属密封，可以对套管法兰I的环形空间进行很好的密封，更换配件更加方便容易。
[0018]第一平板闸阀7、第二平板闸阀8、第三平板闸阀13、第四平板闸阀14及第五平板闸阀17采用2 9/16in-5000psi平板闸阀。2 9/16in_5000psi平板闸阀由阀体、闸板、阀座、阀盖、阀杆、平衡杆等零部件组成，阀门为明杆式结构，阀中装有两个负荷能力强的推力球轴承来承受阀门启闭的负荷，因而具有开关力矩小的优点，阀体尾部的平衡杆可以使阀门能实现高压负载情况下的操作轻便灵活，保证了本实用新型装置的整体密封性能。
[0019]套管法兰1、技术套管2、油管悬挂器4及油层套管5上的螺纹规格出自国家标准GB22513-2008《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树》。
[0020]综上所述，本实用新型大大增加了注气井口装置的防C02泄漏安全系数，有效的防止了 C02气体泄漏对环境造成的污染，而且只需一次安装防喷器，操作简单、作业效率高，省去了大量的后期维修成本，节省了大量人力费用和电能水能等能源，保护了环境。
【权利要求】
1.一种新型节能环保注气井口装置，其特征在于:包括套管法兰、技术套管、油管头四通、油管悬挂器、油层套管、多根止动顶丝、第一平板闸阀、第二平板闸阀、第一丝扣法兰、第一压力表组件、多功能封井器、小四通、第三平板闸阀、第四平板闸阀、第二丝扣法兰及第二压力表组件；所述的套管法兰内设5 l/2inLC内螺纹，所述的技术套管的外表面对应设有5l/2inLC外螺纹，所述的套管法兰与所述的技术套管通过螺纹连接；所述的套管法兰的上端通过螺栓与所述的油管头四通连接，所述的油管悬挂器设置在所述的油管头四通内，所述的油管悬挂器内设2 7/8inNU内螺纹，所述的油层套管的外壁上对应设有2 7/8inNU外螺纹，所述的油管悬挂器与所述的油层套管通过螺纹连接，所述的油层套管位于所述的技术套管内，所述的多根止动顶丝均匀分布在所述的油管悬挂器的顶部；所述的第一平板闸阀及第二平板闸阀分别对称设置在所述的油管头四通的两翼，所述的第一丝扣法兰连接在所述的第一平板闸阀上，所述的第一压力表组件连接在所述的第二平板闸阀上；所述的多功能封井器的下端通过螺栓与所述的油管头四通连接，所述的多功能封井器的上端通过螺栓与所述的小四通连接，所述的第三平板闸阀及第四平板闸阀分别对称安装在所述的小四通的两侧，所述的第二丝扣法兰连接在所述的第三平板闸阀上，所述的第二压力表组件连接在所述的第四平板闸阀上。
2.根据权利要求1所述的新型节能环保注气井口装置，其特征在于:所述的多功能封井器是一体式上、下两层结构，所述的多功能封井器的上层是半封闸板，所述的多功能封井器的下层是全封闸板。
3.根据权利要求1所述的新型节能环保注气井口装置，其特征在于:所述的小四通的上端设有第五平板闸阀，所述的第五平板闸阀上连接有第三丝扣法兰。
4.根据权利要求1所述的新型节能环保注气井口装置，其特征在于:所述的套管法兰与所述的油管头四通之间设有密封垫环，使所述的套管法兰与所述的油管头四通密封连接。
【文档编号】E21B34/02GK203742547SQ201420157061
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】于冬, 李宏, 朱国亚 申请人:江苏双辉机械制造有限公司