一种简易油田井口伴生气收集装置及方法与流程

本发明涉及石油开采技术，具体涉及一种简易油田井口伴生气收集装置及方法。

背景技术：

能源短缺是中国发展的瓶颈，也是关系中国经济社会发展全局性的一个重大战略问题。解决这个问题的有效方法是开源节流，油田伴生气的回收和利用正是开源节流的一项重要途径。

中国油田伴生气资源丰富。据不完全统计，仅部分因地域限制、分散的小油田每年烧掉的伴生气就高达12×10⁸m³左右，相当于12×10⁶t石油。目前伴生气的收集方法主要有以下几种：

（1）移动式套管气回收装置。移动式套管气回收装置的结构主要由连接部分、计量部分、增压部分和防盗装置等四部分组成。主要通过天然气压缩机实现套管气回收，该装置需要新购压缩机，消耗电力实现套管气回收

（2）定压放气阀。这种装置实际上是在油井套管的上方安置一个安全阀，随时按照油井回压的大小进行开启，若套管气溢出后达到了环空聚集压力设定值，便会被导入采油树流程，使其与原油混合在一起，被共同输送到下游。该装置无法实现连续套管气的回收。

（3）撬装回收装置。这种装置主要用于轻烃的回收，适用于伴生气含量较高但石油产量较低的零散油井，使用小型撬装装置可以将轻烃充分回收，用于发电设备自身所用，或是就地处理为lng或cng，将其外运。装置复杂，投资高，能耗高，适合伴生气产量高的油井。

（4）联动式低压抽气筒回收装置。这种回收装置并不需要其他动力，只需要将抽气筒的活塞连杆与游梁焊接在一起便可以借助游梁的上下运动来带动抽气筒活塞的反复运动，从而实现对套管气的抽吸、压缩，在套管气压缩到一定程度后，便可以经由采油树流程与原油混输在一起，送至下游进行使用。该装置工作不需要额外的动力，并能有效提高抽油机的平衡效果，降低电动机的输出功率，有一定的节能效果；能降低井口回压，减小抽油机悬点载荷。

随着国家对能源开采过程中造成的环境污染以及能源浪费整治力度在不断加大，voc排放指标控制日趋严格，节能减排是必须完成的约束性指标之一，是建设资源节约型和环境友好型城市的着力点。合理回收利用油田伴生气资源已是当前亟待解决的问题，也是能源长期持久发展的一个必然趋势。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种简易油田井口伴生气收集装置及方法。

本发明的主要内容是由如下技术方案实现的：

一种简易油田井口伴生气收集装置，包括盖侧吸气止回阀、盖侧排气止回阀、轴侧吸气止回阀、轴侧排气止回阀、钢制活塞气筒、活塞、动力源、上连杆、连杆位置调节器、筒底排污阀及相应管线等，其特征在于盖侧吸气止回阀入口连接采油树套管气出口闸阀，出口连接钢制活塞气筒盖侧进气口；轴侧吸气止回阀入口连接采油树套管气另一出口闸阀，出口连接钢制活塞气筒轴侧进气口；盖侧排气止回阀入口连接钢制活塞气筒盖侧排气口，出口连接伴生气收集管道；轴侧排气止回阀入口连接钢制活塞气筒轴侧排气口，出口连接伴生气收集管道；钢制活塞气筒动力源利用井口游梁式抽油机，与钢制活塞气筒、活塞轴之间采用连杆连接器连接；钢制活塞气筒底部设置排污口，并安装筒底排污阀。

所述的活塞轴与连杆连接器之间设置连杆位置调节器。

所述的钢制活塞气筒、动力源利用皮带式抽油机，通过悬绳器实现与钢制活塞气筒、活塞轴连接。

所述的钢制活塞气筒可采用无缝钢管或焊接钢管在现场直接制作。

所述的活塞采用皮碗活塞、铸铁活塞、钢活塞、铝合金活塞或者组合活塞。

所述的收集方法为:井口套管气在气筒活塞的上升作用下，盖侧吸气止回阀阀瓣打开，通过盖侧吸气止回阀进入钢制活塞气筒盖侧气压室；在气筒活塞的下降作用下，盖侧吸气止回阀阀瓣关闭，防止气体倒流；井口套管气在气筒活塞的下降作用下，轴侧吸气止回阀阀瓣打开，通过轴侧吸气止回阀进入钢制活塞气筒轴侧气压室；在气筒活塞的上升作用下，轴侧吸气止回阀阀瓣关闭，防止气体倒流；在钢制活塞气筒活塞的下降作用下，钢制活塞气筒盖侧气压室内气体增压后通过盖侧排气止回阀进入伴生气收集管道；在气筒活塞的上升作用下，盖侧排气止回阀阀瓣关闭，防止气体倒流；在气筒活塞的上升作用下，钢制活塞气筒轴侧气压室内气体增压后通过轴侧排气止回阀进入伴生气收集管道；在气筒活塞的下降作用下，轴侧排气止回阀阀瓣关闭，防止气体倒流；钢制活塞气筒内活塞上升时，套管气进入气筒盖侧气压室，同时气筒轴侧气压室内的套管气被加压，排入伴生气收集管道。当气筒活塞下压时，套管气进入气筒轴侧气压室（7），同时气筒盖侧气压室内的套管气被加压，排入伴生气收集管；连杆位置调节器调整活塞行程，实现对采油树套管气气量和压力的调节。

所述的钢制活塞气筒内活塞为双作用原理，可实现对采油树套管气双侧同时收集；也可通过控制轴侧吸气止回阀、盖侧吸气止回阀开关，实现对采油树套管气单侧收集，实现套管伴生气高低气量灵活应用。

本发明不但对油井产量无影响，而且通过套管气的收集降低井底压力，有助于提高单井产量；本发明可实现油气密闭输送，减少污染物的排放；本发明流程简单，可现场制作，安装方便，维护简单；低投资、低运行成本、高性价比；流量范围广，可实现单双作用灵活切换；压缩比范围大、可调；无需额外电源驱动；适用持续、间歇等各种工况；适用于套压低于回压的伴生气收集。本发明通过在油田推广应用，可实现低压伴生气收集持续稳定连续供气，减少污染物排放，具有较好的经济效益和环保效益。

附图说明

附图1为本发明专利的装置结构示意图。

图中：1、动力源，2、上连杆，3、连杆连接器，4、连杆位置调节器,5、轴侧吸气止回阀，6、轴侧排气止回阀，7、轴侧气压室，8、盖侧气压室，9、活塞，10、钢制活塞气筒，11、活塞轴，12、盖侧吸气止回阀，13、筒底排污阀，14、盖侧排气止回阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利的实施例进行详细叙述。

一种简易油田井口伴生气收集装置，包括盖侧吸气止回阀12、盖侧排气止回阀14、轴侧吸气止回阀5、轴侧排气止回阀6、钢制活塞气筒10、活塞9、动力源1、上连杆2、连杆位置调节器4、筒底排污阀13及相应管线等，所述的盖侧吸气止回阀12入口连接采油树套管气出口闸阀，出口连接钢制活塞气筒10盖侧进气口；轴侧吸气止回阀5入口连接采油树套管气另一出口闸阀，出口连接钢制活塞气筒10轴侧进气口；盖侧排气止回阀12入口连接钢制活塞气筒10盖侧排气口，出口连接伴生气收集管道；轴侧排气止回阀6入口连接钢制活塞气筒10轴侧排气口，出口连接伴生气收集管道；钢制活塞气筒10、动力源1利用井口游梁式抽油机，与钢制活塞气筒10、活塞轴11之间采用连杆连接器3连接；钢制活塞气筒10底部设置排污口，并安装筒底排污阀13。

所述的活塞轴11与连杆连接器3之间设置连杆位置调节器4。

所述的钢制活塞气筒10、动力源1利用皮带式抽油机，通过悬绳器实现与钢制活塞气筒10、活塞轴11连接。

所述的钢制活塞气筒10可采用无缝钢管或焊接钢管在现场直接制作。

所述的活塞9采用皮碗活塞、铸铁活塞、钢活塞、铝合金活塞或者组合活塞。

所述的收集方法为:井口套管气在气筒活塞的上升作用下，盖侧吸气止回阀12阀瓣打开，通过盖侧吸气止回阀12进入钢制活塞气筒10盖侧气压室8；在气筒活塞的下降作用下，盖侧吸气止回阀12阀瓣关闭，防止气体倒流；井口套管气在气筒活塞的下降作用下，轴侧吸气止回阀5阀瓣打开，通过轴侧吸气止回阀5进入钢制活塞气筒10轴侧气压室7；在气筒活塞的上升作用下，轴侧吸气止回阀5阀瓣关闭，防止气体倒流；在钢制活塞气筒10活塞的下降作用下，钢制活塞气筒10盖侧气压室8内气体增压后通过盖侧排气止回阀14进入伴生气收集管道；在气筒活塞的上升作用下，盖侧排气止回阀14阀瓣关闭，防止气体倒流；在气筒活塞的上升作用下，钢制活塞气筒10轴侧气压室7内气体增压后通过轴侧排气止回阀6进入伴生气收集管道；在气筒活塞的下降作用下，轴侧排气止回阀6阀瓣关闭，防止气体倒流；钢制活塞气筒10内活塞9上升时，套管气进入气筒盖侧气压室8，同时气筒轴侧气压室7内的套管气被加压，排入伴生气收集管道。当气筒活塞下压时，套管气进入气筒轴侧气压室7，同时气筒盖侧气压室8内的套管气被加压，排入伴生气收集管；连杆位置调节器4调整活塞9行程，实现对采油树套管气气量和压力的调节。

所述的钢制活塞气筒10内活塞9为双作用原理，可实现对采油树套管气双侧同时收集；也可通过控制轴侧吸气止回阀5、盖侧吸气止回阀12开关，实现对采油树套管气单侧收集，实现套管伴生气高低气量灵活应用。

如图1所示，本发明为一种简易的油田井口伴生气收集装置及方法。钢制活塞气筒10中活塞9的运动由动力源1（游梁或悬绳器）通过上连杆2及连杆连接器3提供动力，通过连杆位置调节器4可以调节活塞连杆的行程；钢制活塞气筒10活塞9提升作用时，盖侧气压室8侧的盖侧吸气止回阀12阀瓣打开，采气树套管伴生气经过盖侧吸气止回阀12，后充满盖侧气压室8，同时盖侧排气止回阀14阀瓣关闭，防止气体倒流；轴侧气压室7侧的轴侧吸气止回阀5阀瓣关闭，防止气体倒流，同时轴侧排气止回阀6阀瓣打开，伴生气在轴侧气压室7增压后进入伴生气外输管道。

钢制活塞气筒10活塞9下压作用时，轴侧气压室侧7的轴侧吸气止回阀5阀瓣打开，伴生气在压差作用下充满轴侧气压室7，同时轴侧排气止回阀6阀瓣关闭，防止外输管道内气体倒流进入轴侧气压室7；盖侧气压室8侧的盖侧吸气止回阀12阀瓣关闭，防止气体倒流采油树套管，同时盖侧排气止回阀14阀瓣打开，伴生气在盖侧气压室8增压后进入伴生气外输管道。

通过动力源1（游梁或悬绳器）提供动力，钢制活塞气筒10中活塞9往复运行，通过此工艺流程方法，可实现油田井口伴生气收集。随着伴生气收集，通过钢制活塞气筒10，定期打开筒底排污阀13，排除气压室内凝液和杂质；通过手动调整轴侧吸气止回阀5阀瓣常开，轴侧排气止回阀6阀瓣常闭，可实现此工艺收集方法的单双作用灵活切换。