一种油井加药和回收天然气一体装置的制作方法

本申请涉及油田开发领域，特别涉及一种油井加药和回收天然气一体装置。

背景技术：

在油田开发中，由于油井中的液体具有腐蚀性，会腐蚀抽油杆，使抽油杆产生损伤，且当油井中的液体粘度较大或含蜡量较高时，采油过程中抽油杆向上提起受到的阻力较高，在较高的阻力下，抽油杆容易断裂。

为了降低油井中液体的腐蚀性、粘度和含蜡量，通常采用在套管闸门一侧加装加药罐。当清除油井中腐蚀性和粘度较大的液体以及清除油井中的蜡时，首先打开套管闸门，加药罐的入药口与套管连通，使套管中的天然气从加药口排出到外界环境，直至套管中的天然气放空；然后从加药罐的加药口中向加药罐倒入缓蚀剂、降粘剂和清蜡剂等化学药剂；再将从加药口向加药罐倒入水，通过倒入的水将加药罐中的化学药剂冲入到套管中，通过该化学药剂清除油井中腐蚀性和粘度较大的液体以及清除油井中的蜡。

在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于目前将套管中的大量天然气排出到外界环境，对外界环境造成严重的环境污染，也造成了能源浪费。

技术实现要素：

为了减少套管中天然气的泄漏，本申请提供了一种油井加药和回收天然气一体装置。所述技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了一种油井加药和回收天然气一体装置，包括：

加药罐、入药端、连接管、进气管、第一切断阀门和止回阀门；

所述进气管固定所述加药罐上，所述进气管的一端与所述加药罐内部空间连通，所述进气管的另一端与油管的采油树密封连接，所述止回阀门设置在所述进气管中，用于阻止所述油管的采油树中的液体回流至所述加药罐中；

所述入药端内部空心结构，所述入药端的一端封堵，所述入药端的另一端与套管的采油树密封连接；

所述加药罐的底部通过所述连接管与所述入药端的内部空间连通，所述第一切断阀门设置在所述连接管中；

所述加药罐的顶端设有第一入药口，所述第一入药口通过密封件封堵。

可选的，所述第一入药口外表面设有螺纹，所述密封件与所述第一入药口螺纹连接。

可选的，所述密封件包括：

加药罐空心堵头和紧固环形扣，所述加药罐空心堵头内壁设有内螺纹，与所述第一入药口螺纹连接；

所述紧固环形扣固定在所述加药罐空心堵头的顶面。

可选的，所述装置还包括：

横穿管，所述横穿管沿径向横穿所述加药罐，所述横穿管的两端外露于所述加药罐，所述横穿管的一端封堵，所述横穿管的另一端用于与所述油管的采油树密封连接；

所述横穿管位于所述加药罐内的侧壁上设有进气孔，所述进气管位于所述横穿管内，所述进气管的一端与所述进气孔连通，所述进气管的另一端外露于所述横穿管外。

可选的，所述进气管包括顺次连接的弯管、阀门管、第一气嘴和第二气嘴；

所述阀门管的内径大于所述弯管的内径，所述弯管的内径大于所述第一气嘴的内径，所述第一气嘴的内径大于所述第二气嘴的内径；

所述弯管位于所述横穿管中，所述弯管远离所述阀门管的一端与所述进气孔连通，所述阀门管、所述第一气嘴和所述第二气嘴位于所述横穿管外，止回阀门设置所述阀门管中。

可选的，所述止回阀门包括空心球座、球体和阻挡件，所述球体直径大于所述空心球座的内径，所述空心球座固定在所述阀门管内壁上，所述阻挡件固定在所述阀门管内壁上，所述球体位于所述阀门管内且位于所述空心球座与所述阻挡件之间。

可选的，所述连接管包括自上而下顺次连接的第一段、第二段和第三段，所述第二段为软管；

所述第一段远离所述第二段的一端固定在所述加药罐的底端，所述第三段远离所述第二段的一端固定所述入药端的侧面上，所述第一切断阀门设置在所述第三段另一端上。

可选的，所述装置还包括：放空结构，所述放空结构固定在所述加药罐的顶端，用于释放所述加药罐内的气体。

可选的，所述放空结构包括：第一连管、第二连管和第二切断阀门；

所述第一连管的一端固定在所述加药罐的顶端并与所述加药罐内部连通，所述第一连管的另一端与所述第二连管的一端连通并形成L形结构；

所述第二切断阀门设置在所述第二连管上。

可选的，所述装置还包括：三通接头，第三连管、第三切断阀门和压力表；

所述第一连管的另一端、所述第二连管的一端和所述第三连管的一端通过所述三通接头连接在一起；

所述第三切断阀门设置在所述第一连管上，所述压力表设置在所述第三连管的另一端上。

本申请提供的技术方案的有益效果是：

通过油井加药和回收天然气一体装置，当向套管中注入药水时，将第一切断阀门关闭，从第一入药口向加药罐中倒入药水，药水全部倒入加药罐后再使用密封件将第一入药口密封，打开第一切断阀门，药水通过连接管流入入药端，由于入药端一端封堵，药水只能通过另一端流入套管的采油树中，最终流至套管底部；同时，当第一切断阀门关闭时，套管内的天然气不能通过连接管流向加药罐中，当第一切断阀门打开，药水从连接管流入套管中时，套管中的天然气通过入药端和连接管流至加药罐中，加药罐内固定有进气管，天然气通过进气管流至油管的采油树中，油井加药和回收天然气同时进行，减少了天然气的泄漏，保护环境，同时对资源进行合理的利用，相比于使用两套装置分别进行油井加药和回收天然气，减少了装置的成本，提高工作效率。

附图说明

图1是本申请实施例提供的油井加药和回收天然气一体装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的油井加药和回收天然气一体装置的剖面图；

图3是本申请实施例提供的一种密封件的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的密封盖的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的入药端的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的连接管与第一切断阀门的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的横穿管和进气管的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的止回阀门的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的放空结构的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

参见图1和图2，本申请实施例提供了一种油井加药和回收天然气一体装置，包括：

加药罐1、入药端2、连接管3、进气管4、第一切断阀门5和止回阀门6，其中，加药罐1的顶端设有第一入药口12，第一入药口12通过密封件14封堵，加药罐1的底端通过连接管3与入药端2的内部空间连通，连接管3设有第一切断阀门5，入药端2内部为空心结构，入药端2的一端封堵，另一端与套管的采油树密封连接，进气管4固定在加药罐1上，进气管4的一端与加药罐1的内部空间连通，进气管4的另一端与油管的采油树密封连接，进气管4内设有止回阀门6，用于阻止油管的采油树中的液体回流至加药罐1中。

当向油井加药时，为防止套管中的天然气泄露到大气中，将连接管3中的第一切断阀门5关闭，把密封件14从第一入药口12移走，将药水从第一入药口12倒入加药罐1之中，再使用密封件14将第一入药口12封堵，打开第一切断阀门5，药水从加药罐1中通过连接管3流入到入药端2中，入药端2一端封堵，药水只能通过入药端2的另一端流入套管的采油树中，再从采油树流入套管底部，从而清除油井中腐蚀性和粘度较大的液体以及清除油井中的蜡；加药的同时，套管中的天然气上升，通过入套管的采油树流入入药端2，再通过连接管3流入加药罐1内，加药罐1之中有进气管4，止回阀门6打开，天然气通过进气管4流入到与进气管4相连的油管的采油树中，止回阀门6防止油管的采油树内的原油倒流入进气管4中。

参见图2，可选的，加药罐1包括罐体11、第一入药口12、出药口13，罐体11的截面可为圆形、正方形、五边形等，第一入药口12固定在罐体11的顶端，第一入药口12与密封件14连接，出药口13固定在罐体11的底端，出药口13与连接管3连接。

在需要向油井加药时，为减少套管内的天然气泄漏，第一切断阀门5关闭，再从第一入药口12倒入药水至罐体11内，药水在罐体11内暂时存储，通过密封件14将第一入药口12密封后，再打开第一切断阀门5，在罐体11内暂时存储的药水则流出出药口13，此时套管中的天然气从出药口13流入罐体11内，在套管中含有原油、水分和蜡等杂质的天然气经过罐体11内的药水清洗，流到罐体11上部的天然气较原来在套管中的天然气更纯净干燥，此时经过净化的天然气再通过在罐体11内部的进气管4流入到油管采油树中回收。

接下来列举了第一入药口12和密封件14两种实现实例，对于其他实现实例，在本申请实施例中不一一穷举。该两种实现实例，分别如下：

第一种实例，参见图3，第一入药口12外表面设有螺纹，密封件14包括：加药罐空心堵头141和紧固环形扣142，加药罐空心堵头141内壁设有内螺纹，与第一入药口12螺纹连接，紧固环形扣142的侧面固定在加药罐空心堵头141的顶面。

可选的，在第一种实例中，第一入药口12可以为第一空心管，罐体11的顶端设有第一开口111，第一空心管的底端管口固定在第一开口111内，第一空心管的顶端设有外螺纹并与加药罐空心堵头141的内螺纹螺纹连接。

向加药罐1内加药水时，将一根直径与紧固环形扣142内径相适配的铁棒穿过紧固环形扣142的通孔内，铁棒两头露出于紧固环形扣142的两端，旋转铁棒，带动紧固环形扣142旋转，同时带动加药罐空心堵头141旋转，使加药罐空心堵头141和第一空心管分离；当药水加入加药罐1后，再将铁棒穿过紧固环形扣142的通孔内，旋转铁棒，带动紧固环形扣142旋转，同时带动加药罐空心堵头141旋转，加药罐空心堵头141与第一空心管密封连接在一起，即与第一入药口12密封连接在一起。

可选的，第一空心管的底端管口可以焊接在第一开口111内，或，第一空心管与罐体11一体成型。

第二种实例，参见图4，第一入药口12为在加药罐1的顶端设有的第一开口111，密封件14包括：密封盖143，密封盖143盖在第一开口111上。

可选的，以下是列举的第二种实例的一种实现方式：密封盖143的面积比第一开口111的面积大，密封盖143边缘设有多个通孔，加药罐1的顶端设有多个带有内螺纹的通孔，密封盖143上的每个通孔对准加药罐1的顶端上的一个通孔，通过螺栓穿过密封盖143的通孔并与加药罐1的顶端的通孔连接，以将密封盖143盖在第一开口111上。

向加药罐1内加药水时，旋转密封盖143上的每个螺栓，将螺栓全部卸掉，再移开密封盖143，药水从第一开口111进入，当药水加入加药罐1后，再将密封盖143盖在第一开口111上，将密封盖143上的螺栓拧紧，加药罐1密封。

可选的，以下是列举的第二种实例的另一种实现方式：第一开口111的内侧面和密封盖143之间设置有卡扣结构，密封盖143通过该卡扣结构固定在第一开口111中。

向加药罐1内加药水时，直接取下密封盖143即可向加药罐1中加入药水。加完药水后，直接将密封盖143扣在第一开口111中，具有操作简单等效果。

可选的，为了提高密封盖143的密封性，在第二种实例中，密封件14还可以包括密封圈144，密封圈144置于密封盖143和加药罐1的顶面之间。

密封圈144与密封盖143的底面和加药罐1的顶面密封接触，可提高密封盖143的密封性能。

接下来列举了出药口13两种实现实例，对于其他实现实例，在本申请实施例中不一一穷举。该两种实现实例，分别如下：

第一种实例，参见图2，出药口13可以为第二空心管，第二空心管底端设有外螺纹，加药罐1的底面设有第二开口112，第二空心管的顶端管口固定在第二开口112上。

第二空心管的顶端管口可以焊接在第二开口112上，或者，第二空心管可以与罐体11一体成型。

第二空心管通过底端设有的外螺纹与连接管3连接。

当向加药罐1内加入药水并且第一入药口12密封后，当第一切断阀门5打开，药水从出药口13流入连接管3，连接管3内的天然气从通过出药口13流入罐体11。

第二种实例，出药口13可以为罐体11的底端的第二开口112。第二开口112可以设有内螺纹，连接管3的一端可以设有外螺纹并与第二开口112螺纹连接，或者，连接端3的一端焊接在第二开口112上。

可选的，参见图5，入药端2包括第三空心管21、第一堵头22，第三空心管21的一端设有第一卡箍头211，第三空心管21的另一端设有第二卡箍头212，第三空心管21的侧壁上设有第二入药口213，第二卡箍头212与套管的采油树密封连接，使入药端2与套管连通，第一卡箍头211与第一堵头22以螺纹连接进行封堵。

可选的，第一堵头22包括第一旋转段221与第一封堵段222，第一旋转段221截面可为四边形、六边形和其他多边形，第一封堵段222为圆柱形，其外表面设有螺纹，第一封堵段222的一端与第一旋转段221以焊接、一体成型或其他方式连接，第一封堵段222与第一卡箍头211螺纹连接，第一封堵段222的另一端则与第一卡箍头211形成的底座接触。

可选的，第一卡箍头211的直径比第三空心管21的直径大，在第一卡箍头211与第三空心管21连接的部位形成底座，当第一堵头22与第一卡箍头211螺纹连接时，第一堵头22的另一端端面与底座接触，这样第一堵头22侧面的螺纹不与第三空心管21中的腐蚀物质等接触，避免第一堵头22侧面的螺纹与第一卡箍头211锈蚀在一起。

接下来列举了第二入药口213的两种实现实例，对于其他实现实例，在本申请实施例中不一一穷举。该两种实现实例，分别如下：

第一种实例，第二入药口213为第四空心管，第三空心管21的侧壁设有第三开口，第四空心管的底端管口固定在第三开口上，顶端外表面设有螺纹并与连接管3连接。

可选的，第四空心管的底端管口可以焊接在第三开口上，或者，第四空心管与第三空心管21一体成型。

当药水通过连接管3进入入药端2后，由于入药端2的一端封堵，药水只能通过另一端流入套管的采油树中，再流到套管的底部，同时，套管中的天然气从套管的采油树中流入入药端2时，也只能通过连接管3进入加药罐1中，入药端2的第一堵头22可拆卸，在实现时可以通过扳手旋转第一旋转段221，带动第一封堵段222旋转移动，当第一封堵段222与第二卡箍头212分离后，可从第三空心管21与第一卡箍头211连接的一端观测套管底部的液面高度。

第二种实例，第二入药口213可以为第三空心管21的侧壁上的第三开口。第三开口可以设有内螺纹，连接管3的另一端可以设有外螺纹并与第三开口螺纹连接，或者，连接端3的另一端焊接在第三开口上。

对于上述连接管3，参见图6，连接管3包括自上而下顺次连接的第一段31、第二段32和第三段33，第一段31远离第二段32的一端与加药罐1底端的出药口13连接，第三段33远离第二段32的一端与入药端2的第二入药口213连接，第二段32为软管，第一切断阀门5设置在第三段33另一端上。

可选的，第一段31的顶端设有内螺纹，第一段31的顶端与加药罐1底端的出药口13(第一空心管)螺纹连接；或者，第一段31的顶端焊接在罐体11的底端的第二开口112上或与第二开口112螺纹连接。

可选的，第三段33的底端设有内螺纹，第三段33的底端与入药端2的第二入药口213(第三空心管21)螺纹连接；或者第三段33的底端焊接在第三空心管21的侧壁上的第三开口上或与第三开口螺纹连接。

当加药罐1底端的出药口13与入药端2的侧面上的的第二入药口213不在同一中心线上时，第二段32为软管可以使出药口13与第二入药口213连通，当药水从加药罐1底端的出药口13流出时，药水通过第一段31与第二段32，当第一切断阀门5关闭时，药水不能进入第三段33中，同时，从套管采油树中流出的天然气也不能通过第三段33，当第一切断阀门5打开时，药水则通过第三段33进入入药端2，同时，从套管采油树中流出的天然气通过连接管3进入加药罐1。

参见图6，可选的，第一切断阀门5为球阀，设置在连接管3的第三段33上距离第二段32较近的一端，当第一切断阀门5的手柄51旋转90度时，第一切断阀门5可打开或关闭。

当向加药罐1加药水之前，先将第一切断阀门5的手柄51旋转90度，关闭第一切断阀门5，阻断加药罐1与入药端2的连通，当药水加完且密封件14将第一入药口12密封后，再将球阀的手柄51旋转90度，则第一切断阀门5打开，加药罐1与入药端2的连通。

可选的，参见图7，上述装置还包括横穿管7，横穿管7沿径向横穿加药罐1，横穿管7的两端外露于加药罐1，横穿管7的一端封堵，横穿管7的另一端用于与油管的采油树密封连接；

横穿管7位于加药罐1内的侧壁上设有进气孔713，进气管4位于横穿管7内，进气管4的一端与进气孔713连通，进气管4的另一端外露于横穿管7外。

可选的，参见图7，横穿管7包括第五空心管71、第二堵头72，第五空心管71的一端设有第三卡箍头711，第五空心管71的另一端设有第四卡箍头712，第五空心管71沿径向横穿加药罐1，第五空心管71的两端外露于加药罐1，第五空心管71位于加药罐1内的侧壁上设有进气孔713；第四卡箍头712与油管的采油树密封连接，使横穿管7与油管连通，第三卡箍头711与第二堵头72以螺纹连接进行封堵。

可选的，第二堵头72包括第二旋转段721与第二封堵段722，第二旋转段721截面可为四边形、六边形和其他多边形，第二封堵段722为圆柱形，其外表面设有螺纹，第二封堵段722的一端与第二旋转段721以焊接、一体成型或其他方式连接，第二封堵段722与第三卡箍头711螺纹连接，第二封堵段722的另一端则与第三卡箍头711形成的底座接触。

可选的，第三卡箍头711的直径比第五空心管71的直径大，在第三卡箍头711与第五空心管71连接的部位形成底座，当第二堵头72与第三卡箍头711螺纹连接时，第二堵头72的另一端端面与底座接触，以使第二堵头72侧面的螺纹不与油管中的腐蚀物质等接触，避免第二堵头72侧面的螺纹与第三卡箍头711锈蚀在一起。

横穿管7的第二堵头72可拆卸，通过扳手旋转第二旋转段721，带动第二封堵段722旋转移动，当第二封堵段722与第三卡箍头711分离后，可通过第五空心管71与第三卡箍头711连接的那一端检测油管内的原油产量情况。

对于上述进气管4，参见图7，进气管4包括顺次连接的弯管41、阀门管42、第一气嘴43和第二气嘴44。

阀门管42的内径大于弯管41的内径，弯管41的内径大于第一气嘴43的内径，第一气嘴43的内径大于第二气嘴44的内径。

弯管41位于横穿管7中，弯管41远离阀门管42的一端为弯接头并与进气孔713连通，阀门管42、第一气嘴43和第二气嘴44位于横穿管7外，止回阀门6设置阀门管42中。

当天然气进入进气孔713时，会通过弯管41进入阀门管42内，阀门管42内的止回阀门6开启，天然气进入内径变小的第一气嘴43，流速变大，再通过第二气嘴44时，天然气则以更大的流速喷出到油管的采油树内，更换不同直径的气嘴会使通过的天然气的流速也不一样。根据天然气从第二气嘴44流出的流速不同可控制套管内压强不同，当流速增大时，套管内压强减小，当流速减小时，套管内压强增大。

可选的，对于上述止回阀门6，参见图8，止回阀门6包括空心球座61、球体62和阻挡件63，空心球座61的中心有一通孔，球体62直径大于空心球座61的内径，空心球座61固定在阀门管42内壁上，阻挡件63固定在阀门管42内壁上，球体62位于阀门管42内且位述空心球座61与阻挡件63之间。

当天然气从弯管41进入阀门管42时，天然气的压力会推动球体62在空心球座61和阻挡件63之间运动，阻挡件63用于阻挡球体62固定在第一气嘴43的通道口，此时止回阀门6打开，天然气通过阀门管42进入第一气嘴43之中，当油管的采油树内压力较大，油管内的原油经过采油树进入第一气嘴43时，原油的压力会使球体62固定在空心球座61上，止回阀门6关闭，则原油不能通过进气管4进入加药罐1中。

可选的，参见图9，上述装置还包括放空结构8，放空结构8包括第一连管81、第二连管82和第二切断阀门83。

第一连管81的一端固定在加药罐1的顶端并与加药罐1内部连通，第一连管81的另一端与第二连管82的一端连通并形成L形结构。

第二切断阀门83设置在第二连管82上。

可选的，第一连管81的另一端与第二连管82的一端使用L形接头连接。

可选的，第二切断阀门83为球阀，第二切断阀门83的手柄831旋转90度时，第二切断阀门83打开，当第二切断阀门83的手柄831再次旋转90度时，则第二切断阀门83关闭。

在取下第一入药口12处的密封件14之前，由于加药罐1内存在较大气压，直接打开可能会导致密封件14弹开等安全隐患，为避免密封件14弹开，应在旋转紧固环形扣142之前，先打开第二切断阀门83，则加药罐1内的天然气进入第一连管81，再通过第二连管82排放至大气中，当加药罐1内的气压和大气压一致时，关闭第二切断阀门83，再取下密封件14进行加药。

可选的，对于上述放空结构8，参见图9，还包括三通接头84，第三连管85、第三切断阀门86和压力表87。

第一连管81的另一端、第二连管82的一端和第三连管85的一端通过三通接头84连接在一起。

第三切断阀门86设置在第一连管81上，压力表87设置在第三连管85的另一端上。

可选的，第三切断阀门86为球阀，第三切断阀门86的手柄861旋转90度时，则第三切断阀门86打开，当第三切断阀门86的手柄861再次旋转90度时，则第三切断阀门86关闭。

在取下第一入药口12处的密封件14之前，先将第三切断阀门86打开，第二切断阀门83关闭，加药罐1内的天然气通过第一连管81进入三通接头84中，第二切断阀门83关闭，则天然气只能通过第三连管85，此时第三连管85上的压力表87可以检测加药罐1内压力大小，当加药罐1内压力大于大气压时，再打开第二切断阀门83，排出加药罐1中的天然气进行放压，在放压的过程中可以通过观察压力表87显示的压力值，当压力值与外界大气压一致时，则可关闭第三切断阀门86和第二切断阀门83，再取下第一入药口12处的密封件14进行加药。

本实施例的有益效果为：通过油井加药和回收天然气一体装置，能在向油井加油的同时对套管内的天然气进行回收，有效减少了套管中天然气的泄漏，同时对资源进行了合理利用，减少资源的浪费，且该装置同时具备油井加药和回收天然气的功能，相比于使用两套装置分别进行油井加药和回收天然气，减少了装置成本；该装置中密封件可为加药罐空心堵头和紧固环形扣，使加药罐的密封性更好，且操作更简单安全；装置中第一切断阀门为球阀，操作简单安全，效率更高，且不易锈蚀；装置中还包括放空结构，将加药罐与大气连通，防止管内压强过高，在打开密封件的时候产生安全问题，提高了装置的安全性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。