压力平衡装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种压力平衡装置。该压力平衡装置包括：油管，加药管、导管、回压管、注入接头、三通接头和回压接头，其中，所述注入接头一端连接导管出口端，另一端穿过所述油管的内壁并和设置于所述油管内的所述加药管连通；所述三通接头的第一端连接所述导管的入口端，所述三通接头的第二端和加药泵的注入管连接，所述三通接头的第三端和回压管的出口连接；所述回压接头一端连接所述回压管入口，另一端穿过所述油管的内壁并和所述油管连通，所述回压接头上设置有单向阀。本实用新型可以减少加药管与油管内的液体之间的压差，防止加药管出现破损现象。
【专利说明】压力平衡装置
【技术领域】
[0001]本实用新型实施例涉及油气开采技术，尤其涉及一种压力平衡装置。
【背景技术】
[0002]在油田开发过程中，因为井下的各种化学物质不断进行腐蚀或沉积，会造成部分井出现蜡卡或井下管杆及地面管线的腐蚀，给生产单位造成巨大的经济损失。油井井下存在的问题主要有原油较稠密、原油出现结蜡现象以及原油高含水量引起的腐蚀、结垢现象等。据统计，1994年至1998年间，某一中型油田每年因此造成的经济损失就达800多万元。其中，因井下原油中化学物质的腐蚀造成泵、管漏失和杆管更换，并需要对泵进行检修是最主要的故障发生原因，其次是因原油中结蜡而导致的井的蜡卡现象。这样需要花费大量劳务及材料费用，对井下进行清理或者更换泵、管等。为了使油井能够长期正常生产，并避免原油稠密、原油结蜡现象以及原油高含水量引起的腐蚀、结垢现象等，需要从油井井口向井底投加各种化学药剂，以维护油井的正常生产。这种操作一般称之为加药操作。需向油井内加入的有缓蚀剂、防蜡剂、阻垢剂等，可以达到缓蚀、防蜡、防垢的目的。
[0003]在向井底投放化学药剂时，可采用加药泵配合导管的方式，利用导管将药剂输送至井底，使其发挥缓蚀、防蜡、防垢等作用。现有技术中，用于加药的加药泵是利用抽油机光杆为动力，加药的导管为设置在油管内的塑料软导管，该塑料导管从采油树大四通接头穿过，并一直沿油管内部，将药剂输送到井底。
[0004]然而，油井开采时，由于油井井深较深，一般在几百米，甚至几千米的地底深处，所以油井动液面往往很低。这样会造成油管内的压力并不稳定，有的油管段中可能充满了高压的原油，有的油管段中则充满相对压力较低的油井气体等。这样当塑料导管内充满药物液体时，塑料导管内外会产生较大的压力差，致使导管受压产生破损，影响药剂的投放。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供一种压力平衡装置，利用和加药管连通的回压管，减少加药管与油管内的液体之间的压差，防止加药管出现破损现象。
[0006]本实用新型提供一种压力平衡装置，包括:油管，加药管、导管、回压管、注入接头、三通接头和回压接头，其中，
[0007]油管一端和采油树套管四通接头连接，另一端和套管阀门连接；
[0008]注入接头、三通接头和回压接头设置于油管外壁上；
[0009]注入接头一端连接导管出口端，另一端穿过油管的内壁并和设置于油管内的加药管连通；
[0010]三通接头的第一端连接导管的入口端，三通接头的第二端和加药泵的注入管连接，三通接头的第三端和回压管的出口连接；
[0011]回压接头一端连接回压管入口，另一端穿过油管的内壁并和油管连通，回压接头上设置有单向阀，当所述回压管的压力与油管压力不一致时，单向阀可在回压接头两端压差作用下打开，以使油管内的液体单向流入到回压管中。
[0012]进一步的，该油管通过平式油管扣和采油树套管四通接头或套管阀门连接。
[0013]进一步的，该油管通过管端螺纹和该油管两端的采油树套管四通接头或套管阀门连接。
[0014]进一步的，注入接头穿过油管内壁的一端和回压接头上与油管连通的一端均设置有螺纹，油管上分别设置有对应注入接头和回压接头的螺纹孔，注入接头和回压接头与螺纹孔螺纹连接。
[0015]进一步的，注入接头还设置有开关阀。
[0016]进一步的，该注入接头、该三通接头和该回压接头焊接在油管外壁上。
[0017]进一步的，该注入接头、该三通接头和该回压接头间隔设置在油管外壁上。
[0018]进一步的，注入接头的接头端内径、三通接头的接头端内径、回压接头的接头端内径、导管的外径和回压管的外径均相同。
[0019]进一步的，该加药管为塑料软管。
[0020]进一步的，当油管内的压力大于加药管内的压力时，单向阀在回压接头两端压差作用下打开。
[0021]本实用新型提供的压力平衡装置，包括有:油管，加药管、导管、回压管、注入接头、三通接头和回压接头，其中，油管一端和采油树套管四通接头连接，另一端和套管阀门连接；注入接头、三通接头和回压接头设置于油管外壁上；注入接头一端连接导管出口端，另一端穿过油管的内壁并和设置于油管内的加药管连通；三通接头的第一端连接导管的入口端，三通接头的第二端和加药泵的注入管连接，三通接头的第三端和回压管的出口连接；回压接头一端连接回压管入口，另一端穿过油管的内壁并和油管连通，回压接头上设置有单向阀，当回压管的压力与油管压力不一致时，单向阀可在回压接头两端压差作用下打开，以使油管内的液体单向流入回压管中。采用上述结构的压力平衡装置，可以使油管中的液体通过回压接头及回压管后，经过三通接头的连接与加药管与导管内的液体混合，从而减少加药管与油管内的液体之间的压差，防止加药管出现破损现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型实施例一提供的压力平衡装置的结构示意图；
[0023]图2是本实用新型实施例二提供的压力平衡装置的爆炸图。
【具体实施方式】
[0024]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]实施例一
[0026]图1是本实用新型实施例一提供的压力平衡装置的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的压力平衡装置包括:油管1，加药管2、导管3、回压管5、注入接头7、三通接头8和回压接头9，其中，
[0027]油管1一端和采油树套管四通接头连接，另一端和套管阀门连接；本实施例中，油管1的一端和采油树套管的四通接头向连接，另一端和采油树套管的套管阀门相连接，这样可以使油管1方便地连接于采油树上，用于输送从井下开采上来的原油。油管1在和采油树连接时，只要在采油树套管四通接头和和套管阀门之间加入一段该油管即可，不用对现有的采油树的具体结构做出改动。该油管1的长度一般较短，这样可以便于安装于采油树套管上，且不必对采油树本身进行大的调整。
[0028]需要说明的是，该油管1可以设置在采油树套管的四通接头与套管阀门之间，也可以根据实际的油井采油作业情况进行调整，例如在其他用于将原油从井下输送至井口的管道之上套接本油管，使油管1可以在现有的井下输油管之上连接。
[0029]在实际应用中，油管1可以通过多种方式与采油树套管的四通接头以及套管阀门连接，连接时可以根据作业时的实际情况，选择不同的连接方式以及连接件。
[0030]可选的，油管1可以通过平式油管扣和采油树套管四通接头或套管阀门连接；油管1也可以通过其它管端螺纹和油管两端的采油树套管四通接头或套管阀门连接。
[0031]注入接头7、三通接头8和回压接头9设置于油管1外壁上；
[0032]注入接头7、三通接头8和回压接头9既可以和油管1呈一体式连接，也可以采用可拆卸的方式设置于油管1外壁上。
[0033]在注入接头7、三通接头8和回压接头9和油管1 一体式连接时，可以采用焊接的方式，即注入接头7、三通接头8和回压接头9焊接于油管1外壁上。这样采用一体式固定连接，可以增强管路的结构强度，防止油管与接头之间因空隙而产生泄漏现象。
[0034]当注入接头7、三通接头8和回压接头9采用可拆卸的方式设置于油管1外壁上时，可以采用螺纹连接的方式，使各接头通过螺纹固定于油管1外壁上。这样油管1与各接头可以分开携带及运输，在压力平衡装置出现问题时，也可以将出问题的部分，如接头等单独卸下并进行更换操作，从而增强了维护的便捷性与经济性。
[0035]注入接头7—端连接导管3出口端，另一端穿过油管1的内壁并和设置于油管1内的加药管2连通；
[0036]三通接头8的第一端连接导管3的入口端，三通接头8的第二端和加药泵的注入管4连接，三通接头8的第三端和回压管5的出口连接；
[0037]回压接头9 一端连接回压管5入口，另一端穿过油管1的内壁并和油管1连通，回压接头9上设置有单向阀6，当回压管5的压力与油管1压力不一致时，单向阀6可在回压接头9两端压差作用下打开，以使油管1内的液体单向流入回压管5中。
[0038]综上可知，在本实施例中，油管1的外壁上设置有注入接头7、三通接头8和回压接头9。其中，三通接头8分别有三个端口，可以分别与注入接头7、加药泵的注入管4和回压接头9相连。三通接头8、注入接头7和回压接头9之间分别有导管3及回压管5进行连接。
[0039]三通接头8的第一端与注入接头7的一端之间用导管3进行连接，三通接头8的第二端与加药泵的注入管4相连接，注入接头7的另一端穿过油管1的内壁，并与设置于油管1内的加药管2相连；这样注入接头7可以通过三通接头8接收到来自加药泵注入的药液。从而在加药泵注入管4、三通接头8、导管3、注入接头7和加药管2之间形成了一条独立的加药管路。
[0040]三通接头8的第三端和回压管5的出口相连接，回压接头7设置于油管1上，回压接头9 一端连接回压管5入口，另一端穿过油管1的内壁并和该油管1内部连通，这样在三通接头8、回压管5、回压接头9与油管1之间又形成了另一条独立的回压管路。
[0041]在回压接头上还设置有单向阀6，该单向阀的作用是让该回压接头9只允许从油管1内流入回压接头9的液体，而从回压管5经过回压接头9流向油管1的液体则被单向阀6挡住不让通过，从而保证只让油管1内的液体单向地经过单向阀6及回压接头9，并流入回压管5中。
[0042]具体地，单向阀6可以独立设置于回压接头9与油管1外壁的连接处，单向阀6可以采用螺纹连接或者板式、法兰式连接固定于回压接头9的入口端与油管1外壁连接处。当回压管5的压力与油管1压力不一致时，单向阀6即可在回压接头9入口端与油管1侧两端压差作用下打开，以使油管1内的液体可以单向流入回压管5中。
[0043]压力平衡装置通过上述结构，形成了两条相对独立的加药管路与回压管路，并且该两条管路在油管外壁上的三通接头8内交汇，从而可以实现加药管路与回压管路之间压力的相对平衡。
[0044]具体的，压力平衡装置的工作原理如下:加药泵向注入管4加入药液后，注入管4中的药液流到油管外壁的三通接头8上，三通接头8再将药液经过导管3送入注入接头7，注入接头7穿过油管1外壁，从而将药液送入油管1内部设置的加药管2，并经由该加药管
2一直输送到油井底部；而回压接头9同样穿过油管1内壁，并接入油管1之中，因此油管1中的液体可经该回压接头9流入回压管5中，并通过三通接头8与导管3中的药液混合。
[0045]在上述管路流动状态下，当井下压力产生变化时，加药管2受压力变化的作用产生形变，并将压力传递至加药管2及导管3内，使导管3内的药液压力同样产生改变，而油管1中的液体因压力较高，从而在回压接头9入口端与油管1侧两端压差作用下持续流入回压管5中，并通过三通接头8与导管3中的药液混合，混合之后的液体压力增大，并使加药管2内的压力也增大，从而维持加药管2内的液体与油管1内液体的压差保持在一定安全范围内，防止加药管2破损或者产生其他故障。
[0046]本实施例所提供的压力平衡装置，包括有:油管，加药管、导管、回压管、注入接头、三通接头和回压接头，其中，油管一端和采油树套管四通接头连接，另一端和套管阀门连接；注入接头、三通接头和回压接头设置于油管外壁上；注入接头一端连接导管出口端，另一端穿过油管的内壁并和设置于油管内的加药管连通；三通接头的第一端连接导管的入口端，三通接头的第二端和加药泵的注入管连接，三通接头的第三端和回压管的出口连接；回压接头一端连接回压管入口，另一端穿过油管的内壁并和油管连通，回压接头上设置有单向阀，当回压管的压力与油管压力不一致时，单向阀可在回压接头两端压差作用下打开，以使油管内的液体单向流入回压管中。采用上述结构的压力平衡装置，可以使油管中的液体通过回压接头及回压管后，经过三通接头的连接与加药管与导管内的液体混合，从而减少加药管与油管内的液体之间的压差，防止加药管出现破损现象。
[0047]实施例二
[0048]图2是本实用新型实施例二提供的压力平衡装置的爆炸图。如图2所示，作为优选实施例，本实施例进一步细化压力平衡装置的结构，其具体组成及结构如下:
[0049]本实施例提供的压力平衡装置包括:油管1，加药管2、导管3、回压管4、注入接头10、三通接头11和回压接头7，其中，
[0050]油管1一端和采油树套管四通接头连接，另一端和套管阀门连接。
[0051]具体的，油管1的尺寸应该与所连接的采油树套管相配合，例如当采油树的接头尺寸为2英寸内径时，该油管的配套尺寸也应该是2英寸内径为宜。本实施例中，油管可以采用八?I标准尺寸的2英寸内径管道，油管两端的对应连接螺纹为英制7/8英寸的标准管螺纹。油管与采油树套管四通接头，以及油管与套管阀门连接处均可采用该英制7/8英寸的标准管螺纹进行连接。
[0052]注入接头10、三通接头11和回压接头7设置于油管1外壁上；
[0053]可选的，为了便于布置注入管4、导管3与回压管5，可以将注入接头10、三通接头11和回压接头7间隔设置于油管外壁上。该间隔可根据实际管路的长度及应用场合的不同进行选择。在本实施例中，注入管4、导管3和回压管5可以保持两两之间相等的间距，沿油管1的走向依次设置于油管1外壁之上。注入管4和回压管5之间的间距保持适中。
[0054]注入接头10 —端连接导管3出口端，另一端穿过油管1的内壁并和设置于油管1内的加药管2连通；
[0055]三通接头11的第一端连接导管3的入口端，三通接头11的第二端和加药泵的注入管4连接，三通接头11的第三端和回压管5的出口连接；
[0056]回压接头7 —端连接回压管5入口，另一端穿过油管1的内壁并和油管1连通，回压接头7上设置有单向阀6，当回压管5的压力与油管1压力不一致时，单向阀6可在回压接头10两端压差作用下打开，以使油管1内的液体通过回压接头7单向流入回压管5中。
[0057]具体的，注入接头10穿过油管1内壁的一端和回压接头7上与油管1连通的一端均设置有螺纹，油管1上分别设置有对应注入接头10和回压接头7的注入螺纹孔8和回压螺纹孔12，注入接头10和回压接头7分别与上述两个螺纹孔螺纹连接。
[0058]具体的，注入管4、导管3和回压管5均可以灵活选用各类硬质或软质管道制成，例如可以都选用塑料或胶皮软管制成。加药管2可以为塑料软管制成，以降低加药管的重量。
[0059]具体的，注入接头10及回压接头7与油管1上的螺纹孔进行螺纹连接时，可以选择各种符合石油管道标准的螺纹规格，例如各式公制或英制的管螺纹等。在采用管螺纹时，既可以设置直管也可以设置锥管，本实施例中，可以设置锥度为1:16的55。锥管螺纹进行连接。
[0060]作为优选，注入接头10的接头2而内径、二通接头11的接头》而内径、回压接头7的接头端内径、导管3的外径和回压管5的外径均相同，且接头端的管螺纹规格也一致，这样该压力平衡装置的注入管4、导管3与回压管5可以相互替换，可以提高装置内各部件的通用程度，且注入接头10与回压接头7均可以与油管1的注入螺纹孔8和回压螺纹孔12相连接，这样可以将油管1更换方向使用，或者在油管段上不同位置处均设置规格一致的螺纹孔，使用时注入接头10、三通接头11及回压接头7在不同位置的螺纹孔上连接即可，这样可以提高压力平衡装置应用的灵活性。
[0061]具体的，在注入接头10还设置有注入开关阀9，用以控制加药管2的开闭。同样的，回压接头上7也设置有回压开关阀13，用以控制回压管5的开闭。
[0062]注入开关阀9设置于注入接头10与油管1的注入螺纹孔8之间，并依靠管螺纹分别将两端与注入接头10与油管1的注入螺纹孔8进行连接，这样当注入开关阀9打开，加药泵可以将药液通过注入接头10顺利送入油管1中的加药管2内，当注入开关阀9关闭，则停止向井下加药的动作。注入开关阀9还可以起到调节加药管2流量的作用，当注入开关阀9开大或开小，可分别调节加药管2内药液的流动速度增大或减小，从而调节加药管2内的药液流量。
[0063]回压开关阀13设置于回压接头7的单向阀6与油管1的回压螺纹孔12之间，依靠管螺纹分别将两端与回压接头7的单向阀6与油管1的回压螺纹孔12进行连接。当回压开关阀13打开，在单向阀6作用下油管1内的液体可以通过回压接头7送入回压管5内，并经由三通接头11与导管3内的药液混合，实现压力平衡功能；当回压开关阀13关闭时，则整个回压管路停止工作，该压力平衡装置作为普通的加药装置进行井下加药过程。同样的，回压开关阀13也可以起到调节回压管流量的作用，当回压开关阀13开大或开小，可分别调节回压管5内液体的流量，并进而对加药管2内的液体压力进行调整。
[0064]注入开关阀9与回压开关阀13还可以共同对压力平衡装置进行控制与调节。当井下出现液面升降等情况，导致井下的压力与加药管2内压力有过大的压差时，此时一方面可以控制注入开关阀9，加大加药管2内药液的流量，从而增大加药管2内的压力，另一方面控制回压开关阀13，使油管1内液体通过回压接头7进入回压管5内，并进入导管3与导管3内的药液混合，从而减小加药管2与油管1内的压差。
[0065]具体的，本实施例提供的压力平衡装置的工作原理如下:加药泵向注入管4加入药液后，注入管4中的药液流到油管1外壁的三通接头11上，注入接头10上设置有注入开关阀9，当注入开关阀9打开时，药液经过导管3送入注入接头10，注入接头10穿过油管1外壁，从而将药液送入油管1内部设置的加药管2，并经由该加药管2—直输送到油井底部；而回压接头7同样穿过油管1内壁并接入油管1之中，回压接头7上设置有回压开关阀13与单向阀6，当回压开关阀13打开时，油管1中的液体可经该回压接头7单向流入回压管5中，并通过三通接头11与导管3中的药液混合，而回压管5中的液体在单向阀6限制下无法经由回压接头7流入油管1内。
[0066]在上述管路流动状态下，当井下压力产生变化，加药管2因为是塑料软管，在压力的变化下会产生一定形变，并使导管3内的药液压力同样产生改变。当油管1内的压力大于加药管内的压力时，单向阀6在回压接头7两端压差作用下打开。使油管1中液体通过回压接头7持续流入回压管5中，并通过三通接头11与导管3中的药液混合，混合之后的液体压力增大，并使加药管2内的压力也增大，从而维持加药管2内的液体与油管1内液体的压差保持在一定安全范围内，防止加药管2因内外壁压差过大而发生破损现象。
[0067]本实施例所提供的压力平衡装置，包括有:油管，加药管、导管、回压管、注入接头、三通接头和回压接头，其中，油管一端和采油树套管四通接头连接，另一端和套管阀门连接；注入接头、三通接头和回压接头设置于油管外壁上；注入接头一端连接导管出口端，另一端穿过油管的内壁并和设置于油管内的加药管连通；三通接头的第一端连接导管的入口端，三通接头的第二端和加药泵的注入管连接，三通接头的第三端和回压管的出口连接；回压接头一端连接回压管入口，另一端穿过油管的内壁并和油管连通，回压接头上设置有单向阀，当回压管的压力与油管压力不一致时，单向阀可在回压接头两端压差作用下打开，以使油管内的液体单向流入回压管中；注入接头穿过油管内壁的一端和回压接头上与油管连通的一端均设置有螺纹，油管上分别设置有对应注入接头和回压接头的螺纹孔，注入接头和回压接头与上述螺纹孔螺纹连接。采用上述结构的压力平衡装置，可以使油管中的液体通过回压接头及回压管后，经过三通接头的连接与加药管与导管内的液体混合，从而减少加药管与油管内的液体之间的压差，防止加药管出现破损现象。并且各部分之间利用螺纹连接，增加了部件之间的通用性及可换性。
[0068]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种压力平衡装置，其特征在于，包括:油管，加药管、导管、回压管、注入接头、三通接头和回压接头，其中， 所述油管一端和采油树套管四通接头连接，另一端和套管阀门连接； 所述注入接头、所述三通接头和所述回压接头设置于所述油管外壁上； 所述注入接头一端连接导管出口端，另一端穿过所述油管的内壁并和设置于所述油管内的所述加药管连通； 所述三通接头的第一端连接所述导管的入口端，所述三通接头的第二端和加药泵的注入管连接，所述三通接头的第三端和回压管的出口连接； 所述回压接头一端连接所述回压管入口，另一端穿过所述油管的内壁并和所述油管连通，所述回压接头上设置有单向阀，当所述回压管的压力与所述油管压力不一致时，所述单向阀可在所述回压接头两端压差作用下打开，以使所述油管内的液体单向流入所述回压管中。
2.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，所述油管通过平式油管扣和所述采油树套管四通接头或所述套管阀门连接。
3.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，所述油管通过管端螺纹和所述油管两端的所述采油树套管四通接头或所述套管阀门连接。
4.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，所述注入接头穿过所述油管内壁的一端和所述回压接头上与油管连通的一端均设置有螺纹，所述油管上分别设置有对应所述注入接头和所述回压接头的螺纹孔，所述注入接头和所述回压接头与所述螺纹孔螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，所述注入接头还设置有开关阀。
6.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，所述注入接头、所述三通接头和所述回压接头焊接在所述油管外壁上。
7.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，所述注入接头、所述三通接头和所述回压接头间隔设置在所述油管外壁上。
8.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，所述注入接头的接头端内径、所述三通接头的接头端内径、所述回压接头的接头端内径、所述导管的外径和所述回压管的外径均相同。
9.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，所述加药管为塑料软管。
10.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，当所述油管内的压力大于所述加药管内的压力时，所述单向阀在所述回压接头两端压差作用下打开。
【文档编号】E21B37/06GK204252954SQ201420568596
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】尹玉川, 陈超, 王勇, 熊汉辉, 贺永殿, 李海涛, 董泽昌, 杨芳, 李晓辉, 唐小强, 张立东 申请人:中国石油天然气股份有限公司