光杆压缩式套管气回收加药装置的制作方法

1.本发明涉及开采原油生产技术领域，具体地说是光杆压缩式套管气回收加药装置。


背景技术：

2.在开采原油生产中，原油中的溶解气分离，进入油套环形空间形成套管气，为了防止套压过高造成抽油泵吸入口沉没压力过低，需要定期释放套管气以减小气体对抽油泵的影响。长期以来，各油田套管气随意外排、无套管阀门生产的情况十分普遍。油井套管气排入大气中，既严重污染了大气环境，又浪费了不可再生的天然气资源。
3.目前，现场多采用油套连通等方法回收利用套管气，但有的井由于套管气压力低，无法进入集油干线，测液面或加药时套管气都是排入大气中，即严重污染了环境，又浪费了资源，还会对操作人员造成威胁，经过专利检索，发现专利号为cn201520168204.6的一种悬绳式套管气回收装置，与本装置可以实现部分功能，但本装置还可实现另外两项功能，一方面，本装置采用了抽油机下行光杆载荷的重量作为动力的，完成套管气回收，而cn201520168204.6的专利是采用钢丝绳加配重的原理，利用抽油机上行时的拉力作为动力,另一方面本装置可以实现油井套管带压加药的难题，保证套管气不流出，加药量准确。
4.cn201520168204.6，申请日20150325，公开号cn204532282u一种悬绳式套管气回收装置，包括，抽油机底座以及抽油机底座上部设置的三脚架，在三脚架上通过中轴连接有游梁，其特征在于：钢丝绳的两端是压制钢绳头，一端套装在调节绳套内，另一端经导向轮与铰链座销轴连接，调节绳套与配重接头丝扣连接，配重接头与下部设置的活塞杆丝扣连接，其活塞杆装入气缸内，密封压盖穿过活塞杆与气缸丝扣连接，在气缸的上部两侧设置有进气连接管和排气连接管。本发明的有益效果是，利用抽油机自身动力，通过钢丝绳柔性连接传递动力，无需另外配置动力，实现了套管气自动回收目的。解决了低压套管气外排，污染环境和浪费资源的问题，提高泵效和集输管流效率，达到了安全环保、增产节能效果。
5.目前现场应用的套管气回收装置各式各样，有的是采用电机带动压缩机压缩套管气，将套管气排入流程内，但是成本太高，管理难度大，使用寿命短，应用效果差，目前，现场多采用油套连通等方法回收利用套管气，但有的井由于套管气压力低，无法进入集油干线，测液面或加药时套管气都是排入大气中，即严重污染了环境，又浪费了资源，还会对操作人员造成威胁。
6.针对以上情况，充分利用有杆泵抽油时光杆上下运动产生的力，在光杆上安装有固定卡子，当光杆向下运动时，固定卡子压缩压力臂，压力臂带动驱动缸的活塞杆、活塞一起移动，压缩驱动缸里的液压油，液压油推动收气缸里的活塞移动，压缩收气缸里套管气，并压缩加药缸里的药剂，将低压套管气和药剂进行加压，达到进入地面流程管线的压力，将套管气压入流程内，并将药剂加入套管内，当光杆上行程时，固定卡子和压力臂具有相互吸合的功能，在吸力和收气缸复位弹簧的同时作用下，使得驱动缸和收气缸、加药缸快速复位，从而实现套管气回收并加药入套管。
7.油井在采油生产过程中套管气回收是一项难题，现场应用的有采用电机带动压缩机压缩套管气，将套管气排入流程内，但是成本太高，管理难度大，使用寿命短，应用效果差。现场多采用油套连通等方法回收利用套管气，但有的井由于套管气压力低，无法进入集油干线，测液面或加药时套管气都是排入大气中，即严重污染了环境，又浪费了资源，还会对操作人员造成威胁。为了解决套管气回收困难，带压加药量控制困难的问题，我们设计了一种光杆压缩式套管气回收加药装置，这样很好的解决上述问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供光杆压缩式套管气回收加药装置，一方面本装置可以实现地面安装方便安全快捷，驱动缸驱动液压油然后驱动活塞，不是直接压缩套管气，而是通过液压油压缩活塞，活塞再压缩套管气，这样非常安全，同时还有散热润滑的功能，并可以实现油井套管带压加药的难题，保证套管气不流出，加药量准确。同时本装置采用了杠杆传动机构原理，可以实现油井套管轻松方便加药以及加药量控制困难的问题。
9.为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，光杆压缩式套管气回收加药装置，包括收气缸体机构、加药机构、驱动缸体机构、压力臂，所述驱动缸体机构上端通过压力臂连接井口内的光杆，驱动缸体机构下端通过固定机构固定在井口四通大法兰上，所述收气缸体机构、加药机构均通过管路与驱动缸体机构连通。
10.所述驱动缸体机构包括活塞杆、导向套、驱动缸体、固定套、活塞，所述活塞置于驱动缸体内，活塞杆下端连接活塞，活塞杆上端与压力臂连接，压力臂中心开压力臂中心孔，压力臂中心孔套在光杆上，所述驱动缸体上端口内壁安装导向套，活塞杆滑动密封式穿过导向套，所述固定套套装在驱动缸体外部，固定套底部开设径向通道和轴向通道，径向通道使加药机构与驱动缸体内腔连通，轴向通道使套管与驱动缸体内腔连通。
11.所述固定套底部为安装座，安装座通过螺栓连接在井口四通大法兰上，固定套上端口丝扣式安装锁帽，锁帽内壁与驱动缸体外壁之间安装锁环，所述驱动缸体上端口丝扣式连接端盖，端盖内壁与活塞杆外壁之间安装防尘圈，所述活塞上端面安装缓冲垫。
12.所述活塞杆上端开设螺纹段，螺纹段安装固定螺母和调整螺母，同时螺纹段穿过压力臂开设的边缘孔，固定螺母位于压力臂上方，调整螺母位于压力臂下方，所述压力臂中部开设卡口，卡口卡在光杆外部作为导向口。
13.所述光杆上安装固定卡子，固定卡子位于压力臂上方。
14.所述压力臂还开设用于放置磁铁的磁铁槽，磁铁放置于磁铁槽内，且磁铁槽的底部及侧壁设置隔磁套，所述压力臂上端面通过螺栓连接压盖，磁铁上端直接连接压盖，压盖上端面能与固定卡子下端吸合。
15.所述压盖与压力臂上端面之间还设置隔磁垫片，隔磁垫片开设有能露出磁铁上端面的孔。
16.所述收气缸体机构包括收气缸缸体、复位弹簧、固定弹簧座、连杆、活塞、输出气管线、输入气管线，所述收气缸缸体内腔包括一个小径腔和一个大径腔，大径腔开设入气口和出气口，入气口安装输入气管线，出气口连接输出气管线，大径腔内部安装大活塞，小径腔内安装小活塞，大活塞和大活塞之间用连杆连接，连杆上安装复位弹簧，并且连杆上还安装固定弹簧座，复位弹簧左端顶住小活塞，右端顶住固定弹簧座，小径腔轴向左端开设一个连
接接口，该收气缸缸体的连接接口通过管线与固定套的径向通道内安装的液压管线接口连通。
17.所述加药机构包括加药缸、加药活塞，加药活塞置于加药缸内，加药缸右端开设径向的药剂进口和径向的药剂出口，加药缸左端口通过液压管线与固定套的径向通道内安装的液压管线接口连通。
18.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
19.本装置与专利号为cn201520168204.6的一种悬绳式套管气回收装置相比有以下优点，一方面本装置可以实现地面安装方便安全快捷，驱动缸驱动液压油然后驱动活塞，不是直接压缩套管气，而是通过液压油压缩活塞，活塞再压缩套管气，这样非常安全，同时还有散热润滑的功能，并可以实现油井套管带压加药的难题，保证套管气不流出，加药量准确。同时本装置采油复位弹簧和磁力吸合实现自动复位。
20.1、压力臂，压力臂传递压力，同时具有较强的吸合力，强磁铁与固定卡子配合，可以实现上下冲程的压下和提出。
21.2、驱动缸体系统，驱动缸体系统是通过调整螺母、活塞杆、防尘圈、端盖、导向套、驱动缸体、锁环、锁冒、固定套、缓冲环、活塞、接口、驱动缸驱动液压油然后驱动活塞，不是直接压缩套管气，而是通过液压油压缩活塞，活塞再压缩套管气，这样非常安全，同时还有散热润滑的功能。
22.3、加药系统，所述收气缸体机构、加药机构共同构成加药系统，该系统不仅能够回收套管气，同时还能实现带压加药的功能。
23.4、固定方式，该装置通过安装座、安装法兰、紧固螺栓螺母将该装置固定在四通大法兰上，安装方便快捷，省时省力。
附图说明
24.图1为本发明的光杆压缩式套管气回收加药装置的驱动缸体机构安装结构示意图；
25.图2为本发明的光杆压缩式套管气回收加药装置的加药系统的结构示意图；
26.图3为压力臂的结构示意图；
27.图4为图3的俯视图。
28.图中：1、固定卡子；2、螺母；3、压力臂；4、调整螺母；5、活塞杆；6、防尘圈；7、端盖；8、导向套；9、驱动缸体；10、锁环；11、锁帽；12、固定套；13、缓冲环；14、活塞；15、接口；15-1、液压管线接口；16、安装座；17、安装法兰；18、紧固螺栓螺母。19、连接接口；20、收气缸缸体；21、复位弹簧；22、固定弹簧座；23、连杆；23-1端盖；24、大活塞；25、输出气接口；26、输入气接口；27、液压管线；28、加药缸；29、加药活塞；29-1复位弹簧；30、药剂进口；31、药剂出口。光杆32、光杆密封器33、井口四通大法兰34。
29.3-1、隔磁套；3-2、磁铁；3-3、压盖；3-4、隔磁垫片。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.请参阅图1、图2、图3、图4本发明提供一种技术方案：
32.光杆压缩式套管气回收加药装置，包括收气缸体机构、加药机构、驱动缸体机构、压力臂3，所述驱动缸体机构上端通过安装在光杆32上安装的固定卡子1带动压力臂3上下运动，压力臂3通过磁铁3-2的磁力与固定卡子1进行吸合、分离；驱动缸体机构下端通过固定机构固定在井口四通大法兰34上，所述收气缸体机构、加药机构均通过管路与驱动缸体机构连通。
33.所述驱动缸体机构包括活塞杆5、导向套8、驱动缸体9、固定套12、活塞14，所述活塞14置于驱动缸体内，活塞杆下端连接活塞，活塞杆上端与压力臂3连接，压力臂中心开压力臂中心孔，压力臂中心孔套在光杆32上，所述驱动缸体上端口内壁安装导向套8，活塞杆滑动密封式穿过导向套，所述固定套12套装在驱动缸体外部，固定套底部开设径向通道和轴向通道，径向通道使加药机构与驱动缸体内腔连通，轴向通道使套管与驱动缸体内腔连通。
34.所述固定套底部为安装座16，安装座通过螺栓连接在井口四通大法兰上，固定套上端口丝扣式安装锁帽11，锁帽内壁与驱动缸体外壁之间安装锁环10，所述驱动缸体上端口丝扣式连接端盖7，端盖内壁与活塞杆外壁之间安装防尘圈6，所述活塞上端面安装缓冲垫13。
35.所述活塞杆上端开设螺纹段，螺纹段安装固定螺母2和调整螺母4，同时螺纹段穿过压力臂开设的边缘孔，固定螺母位于压力臂上方，调整螺母位于压力臂下方，所述压力臂中部开设卡口，卡口卡在光杆外部作为导向口。
36.所述光杆上安装固定卡子1，固定卡子位于压力臂3上方。
37.所述压力臂还开设用于放置磁铁的磁铁槽，磁铁3-2放置于磁铁槽内，且磁铁槽的底部及侧壁设置隔磁套3-1，所述压力臂上端面通过螺栓连接压盖，磁铁上端直接连接压盖3-3，压盖上端面能与固定卡子下端吸合。
38.所述压盖与压力臂上端面之间还设置隔磁垫片3-4，隔磁垫片开设有能露出磁铁上端面的孔。
39.所述收气缸体机构包括收气缸缸体20、复位弹簧21、固定弹簧座22、连杆23、输出气接口25、输入气接口26，所述收气缸缸体开设入气口和出气口，入气口安装输入气管线，出气口连接输出气管线，腔内部安装大活塞24、固定弹簧座22；端盖23-1与大活塞24之间用连杆23连接，连杆上安装复位弹簧21，并且连杆上还安装固定弹簧座22，复位弹簧左端顶住端盖23-1，右端顶住固定弹簧座，气缸缸体20左端开设一个连接接口19，该收气缸缸体的连接接口通过管线与固定套的径向通道内安装的液压管线接口15-1连通。
40.所述加药机构包括加药缸28、加药活塞29、复位弹簧29-1，加药活塞置于加药缸内，加药缸右端开设径向的药剂进口30和径向的药剂出口31，加药缸左端口通过液压管线27与固定套的径向通道内安装的液压管线接口连通。
41.利用有杆泵抽油时光杆上下运动产生的力，在光杆上安装有固定卡子，当光杆向下运动时，固定卡子压缩压力臂，压力臂带动驱动缸的活塞杆、活塞一起移动，压缩驱动缸里的液压油，液压油推动收气缸里的活塞移动，压缩收气缸里套管气，并压缩加药缸里的药
剂，将低压套管气和药剂进行加压，达到进入地面流程管线的压力，将套管气压入流程内，并将药剂加入套管内，当光杆上行程时，固定卡子和压力臂具有相互吸合的功能，在吸力和收气缸复位弹簧的同时作用下，使得驱动缸和收气缸、加药缸快速复位，从而实现套管气回收并加药入套管。
42.1、压力臂，压力臂传递压力，同时具有较强的吸合力，强磁铁与固定卡子配合，可以实现上下冲程的压下和提出。
43.2、驱动缸体系统，驱动缸体系统是通过调整螺母、活塞杆、防尘圈、端盖、导向套、驱动缸体、锁环、锁冒、固定套、缓冲环、活塞、接口、驱动缸驱动液压油然后驱动活塞，不是直接压缩套管气，而是通过液压油压缩活塞，活塞再压缩套管气，这样非常安全，同时还有散热润滑的功能。
44.3、加药系统，该装置不仅能够回收套管气，同时还能实现带压加药的功能。
45.4、固定方式，该装置通过安装座、安装法兰、紧固螺栓螺母将该装置固定在四通大法兰上，安装方便快捷，省时省力。
46.在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
47.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。