一种页岩气井柱塞排采井口装置的改进结构及改进方法与流程

本发明属于页岩气开发的技术领域，尤其涉及一种页岩气井柱塞排采井口装置的改进结构及改进方法。

背景技术：

页岩气井开发均需采用大规模水力加砂压裂才能获得工业气流，为了使井口装置适用于大规模水力加砂压裂，压裂井口装置主通道常采用大通径的手动平板阀。页岩气井生产时，虽然会对井口装置进行改造，但在生产井口装置主通道上一般仍留有一个大通径的手动平板阀，造成生产井口装置主通道存在扩径，如申请号为cn201420497585.8《一种页岩气井试气采气井口装置》的专利所述第三手动平板阀为内通径180mm的pff180-105手动平板阀。

柱塞排采是一种可有效排采井筒积液、降低井底回压、改善气井生产状态的排采技术，在常规气井普遍使用。柱塞上下运动时，要求运行通道内径保持一致。

因此，为使柱塞排采技术应用于页岩气井，解决页岩气井生产井口装置普遍存在扩径的问题，有必要设计一种页岩气井柱塞排采井口装置。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种页岩气井柱塞排采井口装置的改进结构及改进方法，通过对页岩气井生产井口装置进行改造，从而使页岩气井生产井口装置主通道内径保持一致，使得柱塞得以运行至井口装置顶部。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种页岩气井柱塞排采井口装置的改进结构，包括下部四通，所述下部四通两侧及上部的通道上分别设有第一左手动平板阀、第一右手动平板阀和第一上手动平板阀，左侧的通道上安设套管压力总成，上部的通道通过转换法兰与主通道相连，所述主通道上设有上部四通，所述上部四通四侧的管道上分别设有第二左手动平板阀、第二右手动平板阀、第二上手动平板阀和第二下手动平板阀，左侧通道通过法兰连接左侧竖管，右侧通道通过法兰连接右侧竖管，所述左、右侧竖管分别设有左、右节流阀，其特征在于，上部四通的顶部通道通过法兰连接回形管，上部四通的左侧通道与左侧竖管之间通过三通相连，所述三通的顶部通道上设有第三上手动平板阀，通过连接通道与回形管相连，连接通道上设有气动薄膜阀，回形管顶部设有柱塞缓冲器和柱塞捕捉器，回形管与三通的顶部通道之间设有测压管道，所述测压管道上设有油管压力总成。

按上述方案，所述回形管内径与生产油管的内径相同。

按上述方案，所述转换法兰为法兰衬套。

按上述方案，所述上部四通左侧通道上设有测温测压套，所述测温测压套与所述三通相连。

一种页岩气井柱塞排采井口装置的改进方法，其特征在于，包括如下步骤:

s1)将原井口装置第一上手动平板阀上部的井口装置拆除，将下部四通左侧的通道上安设的原套管压力表跟换为套管压力总成；

s2)在第一上手动平板阀上部安装法兰衬套连接主通道，主通道上依次安装第二下手动平板阀、上部四通，上部四通分别连接第二左手动平板阀、第二右手动平板阀、第二上手动平板阀，第二左手动平板阀连接测温测压套，测温测压套连接三通，三通左侧连接左侧竖管，左侧竖管上安设左节流阀，上部四通右侧通道通过法兰连接右侧竖管，右侧竖管上安设右节流阀，三通的顶部通道上设有第三上手动平板阀；

s3)将连接管道、气动薄膜阀、柱塞缓冲器、柱塞捕捉器、测压管道和油管压力总成在地面组装成井口管线总成，并整体安装至井口装置上部。

本发明的有益效果是：提供一种页岩气井柱塞排采井口装置的改进结构及改进方法，对页岩气井生产井口装置进行改造，在井口装置上部安装内通径与生产油管相同的回形管，实现井口装置主通道内径与生产油管内径近乎一致，以满足柱塞排采工艺的要求，检修井口管线总成或当气井改用其他排采方式生产时，只需关闭小四通上部的手动平板阀以及三通上部的手动平板阀，即可切断井口管线总成，气井可利用小四通侧边的通道进行生产，不会影响气井生产。

附图说明

图1为本发明一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。

如图1所示，一种页岩气井柱塞排采井口装置的改进结构，包括下部四通，其两侧及上部的通道上分别设有第一左手动平板阀14、第一右手动平板阀16和第一上手动平板阀1，左侧的通道上安设套管压力总成15，上部的通道通过转换法兰与主通道相连，主通道上设有上部四通4，其四侧的通道上分别设有第二左手动平板阀5、第二右手动平板阀17、第二上手动平板阀3和第二下手动平板阀18，左侧通道通过法兰连接左侧竖管，右侧通道通过法兰连接右侧竖管，左、右侧竖管分别设有左节流阀8、右节流阀19，上部四通的顶部通道通过法兰连接回形管13，上部四通的左侧通道与左侧竖管之间通过三通7相连，三通的顶部通道上设有第三上手动平板阀20，通过连接通道与回形管相连，连接通道上设有气动薄膜阀9，回形管顶部设有柱塞缓冲器11和柱塞捕捉器12，回形管与三通的顶部通道之间设有测压管道，其上设有油管压力总成10。

回形管内径与生产油管的内径相同，实现井口装置主通道内径与生产油管内径近乎一致，以满足柱塞排采工艺的要求。

转换法兰为法兰衬套2，因更换内通径为180mm的第一上手动平板阀较为繁琐，且成本较高，为将第一上手动平板阀的阀板上部内径变成与油管内径一致，特在此安装带有衬套的法兰，利于衬套将第一上手动平板阀的阀板上部内径变成与油管内径一致。

上部四通左侧管道上设有测温测压套6，测温测压套与三通相连，通过测温测压套可以测取井口的温度、压力数据。

一种页岩气井柱塞排采井口装置的改进方法，其特征在于，包括如下步骤:

s1)将原井口装置第一上手动平板阀上部的井口装置拆除，将下部四通左侧的通道上安设的原套管压力表更换为套管压力总成；

s2)在第一上手动平板阀上部安装法兰衬套连接主通道，主通道上依次安装第二下手动平板阀、上部四通，上部四通分别连接第二左手动平板阀、第二右手动平板阀、第二上手动平板阀，第二左手动平板阀连接测温测压套，测温测压套连接三通，三通左侧连接左侧竖管，左侧竖管上安设左节流阀，上部四通右侧通道通过法兰连接右侧竖管，右侧竖管上安设右节流阀，三通的顶部通道上设有第三上手动平板阀；

s3)将连接通道、气动薄膜阀、柱塞缓冲器、柱塞捕捉器、测压管道和油管压力总成在地面组装成井口管线总成，并整体安装至井口装置上部。

本发明具有以下优点：

1、检修井口管线总成时不会影响气井生产：当需要对气动薄膜阀、柱塞缓冲器和柱塞捕捉器等装置进行检修时，只需关闭上部四通上部的第二上手动平板阀以及三通上部的第三上手动平板阀，即可切断井口管线总成；与此同时，气井可利用上部四通左边的通道进行生产。

2、当气井改用其他排采方式生产时，关闭上部四通上部的第二上手动平板阀以及三通上部的第三上手动平板阀，气井可利用上部四通左边的通道进行生产。

技术特征：

技术总结
本发明提出一种页岩气井柱塞排采井口装置的改进结构及改进方法，原井口装置第一上手动平板阀上部的井口装置拆除，将下部四通左侧的法兰上安设的原套管压力表更换为套管压力总成，在第一上手动平板阀上部安装法兰衬套连接主通道，主通道上安设上部四通，上部四通连接三通、测温测压套、各个手动平板阀及节流阀，将连接管道、气动薄膜阀、柱塞缓冲器、柱塞捕捉器、测压管道和油管压力总成在地面组装成井口管线总成，并整体安装至井口装置上部，本发明可有效解决柱塞排采工艺应用于页岩气井时普遍存在的柱塞无法到达井口装置顶部的问题，且改造成本较低，施工方便，适合推广。

技术研发人员：孙志扬;陈建达;王大江;费成俊;李文戈;管斌;徐冠军;吴圣发;焦阳;李婷
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司石油工程技术研究院
技术研发日：2018.11.13
技术公布日：2019.02.01