掺水流程组合井口装置的制作方法

本发明涉及油田石油钻采配件技术领域，特别是涉及一种掺水流程组合井口装置。

背景技术：

由于北方冬季机采井的采出液会因环境温度下降而产生粘度降低、流变性变差、结蜡点降低析出加大等影响流体流动的情况。因上述现象导致原油凝结、石蜡析出等造成输送管道缩径，甚至发生冻堵。使输送原油的压力增加，采油成本加大。所以，部分原油集输工艺采用了掺热水流程。随着采油工艺的进步以及数字化油田的发展，现有的掺水流程组合井口装置存在三个功能的缺失，其一是掺水流程组合井口装置上没有单流阀，即采出液从装置入口到装置出口管路上无单流功能，当入口的流体输入压力小于出口的输出压力时，采出液就会出现倒灌；其二是其上的掺水阀只能实现掺水量的粗调(粗略调节)，掺进原油的热水量波动大，造成不必要的浪费；其三是随着数字化油田的广泛推广需要，测量管道内流体介质压力的方式由原来的每天用压力表和阀门人工操作，改为现在的压力传感器和变送器无线远传的数字化在线实时测量，而目前的掺水流程组合井口装置上没有相对应的压力传感器专用接口，临时改制的压力传感器接口都是外露于室外低温环境下，接口处容易冻死，无法测量管道内流体介质的压力。

因此，市场上急需一种掺水流程组合井口装置，用于解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种掺水流程组合井口装置，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，设置掺水阀能够有效的控制热水的掺水量，总回油阀可以避免出油管上的油发生回油的现象。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种掺水流程组合井口装置，包括进油管、进气管、进水管和出油管，所述进油管和所述进气管分别与所述进水管相连通，所述进油管的入口连接有原油管道，所述进油管的出口连接有出油管，所述进油管与所述进水管的连接处设有掺水阀，所述出油管上设有总回油阀。

优选的，所述掺水阀包括掺水阀座，所述掺水阀座固定于所述进油管的管壁上，所述掺水阀座具有第一通道，所述掺水阀座的第一通道与所述进油管相连通，所述掺水阀座的一端固定连接有掺水阀体，所述掺水阀体的侧壁上设有第二通道，所述第二通道与所述进水管相连通，所述第一通道与所述第二通道能够连通，所述掺水阀体的内壁上设有内螺纹，所述掺水阀体的内壁螺纹连接有一个粗调阀杆，所述粗调阀杆的外壁设有外螺纹，所述粗调阀杆的头部固定有粗调阀头，所述粗调阀杆的尾部穿出所述掺水阀体，所述粗调阀头的侧壁上设有第三通道，所述第三通道能够与所述第二通道相连通，所述粗调阀头的头部设有第四通道，所述第四通道与所述第一通道相连通，所述第四通道能够与所述第三通道相连通，所述粗调阀杆的内壁上设有内螺纹，所述粗调阀杆的内壁螺纹连接有精调阀杆，所述精调阀杆的外壁具有外螺纹，所述精调阀杆的头部能够进入到所述第四通道内，所述精调阀杆的尾部穿出所述粗调阀杆的尾部。

优选的，所述粗调阀杆的尾部固定有第一转动螺母，所述精调阀杆的尾部固定有钣把。

优选的，所述粗调阀头通过限位螺钉固定于所述粗调阀杆的外侧。

优选的，所述总回油阀包括回油阀座，所述回油阀座固定于所述进油管靠近所述出油管的一端，所述回油阀座上设有第五通道，所述第五通道与所述进油管相连通，所述回油阀座的侧壁上设有第六通道，所述回油阀座内设有第一流向腔体，所述第六通道和所述第五通道均与所述第一流向腔体相连通，所述第六通道与所述出油管相连通，所述回油阀座远离所述进油管的一端固定有回油阀体，所述回油阀体的内部设有第二流向腔体，所述第一流向腔体和所述第二流向腔体相连通，所述第一流向腔体内滑动连接有单流阀头，所述单流阀头的第一端能够堵住所述第五通道，所述单流阀头的第二端设有第一伸缩凹槽，所述单流阀头的第二端伸入丝杠上的第二伸缩凹槽内，所述第一伸缩凹槽与所述第二伸缩凹槽相连通，所述第一伸缩凹槽的槽底与所述第二伸缩凹槽的槽底分别固定于弹簧的两端，所述丝杠的外壁具有外螺纹，所述第二流向腔体的内壁上设有内螺纹，所述丝杠螺纹连接于所述第二流向腔体内。

优选的，所述丝杠远离所述回油阀座的一端固定有第二转动螺母，所述第二转动螺母位于所述回油阀体的外侧。

优选的，所述进水管上设有掺水单流阀、总来水管和热洗阀。

优选的，所述进气管上设有定压放气阀。

优选的，所述进油管上设有双向密封测压丝堵，所述双向密封测压丝堵包括测压本体，所述测压本体内设有第九通道，所述第九通道贯穿所述测压本体，所述第九通道内螺纹连接有导压阀杆，所述导压阀杆的第一端依次安装有锁紧螺母和单体阀头，所述导压阀杆的第二端设有传感器安装孔，所述传感器安装孔用于安装压力传感器，所述导压阀杆内设有第八通道，所述第八通道与所述传感器安装孔相连通，所述导压阀杆的侧壁上设有若干个测压孔，所述测压孔与所述第八通道相连通，所述第九通道内设有第一台肩和第二台肩，所述第一台肩能够与所述单体阀头的凸起相抵，所述第二台肩能够与所述导压阀杆的凸起相抵，所述测压本体上设有泄油孔。

本发明还公开了一种掺水流程组合井口装置的掺水方法：

当需要向进油管内加入热水时，热水从进水管进入，依次经过总来水阀、掺水单流阀和掺水阀后与进油管汇合，通过总回油阀后从出油管流出；

当需要将原油直接出油时，原油从进油管进入，通过总回油阀后从出油管流出；

当套管气的压力大于定压放气阀设定的压力值时，天然气从进气管流向定压放气阀，通过总回油阀后从出油管流出；

当需要热水洗井时，热水从进水管进入，依次经过总来水阀和热洗阀后，从进气管流出；

当需要热水直接对出油管进行热洗时，热水从进水管进入，依次经过总来水阀和直通阀后，从出油管流出。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明设有总回油阀，一个阀门上集成了单流止回和截止两个功能；既可以关断管道，也可以在装置入口端出现压力降低的情况下，不发生管道内液体回流倒灌的情况。掺水阀上集成了一个二级精细调节阀门，即一个阀门上同时具有粗略调节和精细调节两个功能，在粗略调节掺水流量后，再转动精细调节阀门，对掺水量实现精细调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例掺水流程组合井口装置的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的俯视图；

图4是图3中的a-a剖视图；

图5是图3中的b-b剖视图；

图6是本实施例中掺水阀的结构示意图；

图7是本实施例中总回油阀的结构示意图；

图8是本实施例中双向密封测压丝堵结构示意图；

图9是本实施例中双向密封测压丝堵工作状态示意图；

图10是本实施例中双向密封测压丝堵维修状态示意图；

图11是本实施例中掺水流程组合井口装置的工艺流程图。

图中：进油管-1、进气管-2、进水管-3、出油管-4、总回油阀-5、回油阀座-51、单流阀头-52、弹簧-53、丝杠-54、回油阀体-55、掺水阀-6、掺水阀座-61、粗调阀头-62、限位螺钉-63、粗调阀杆-64、精调阀杆-65、掺水阀体-66、钣把-67、掺水单流阀-7、第一通道-71、第二通道-72、第三通道-73、第四通道-74、第五通道-75、第六通道-76、第七通道-77、第八通道-78、第九通道-79、热洗阀-8、定压放气阀-9、总来水阀-10、直通阀-11、双向密封测压丝堵-12、测压本体-121、第一台肩-1211、第二台肩-1212、导压阀杆-122、单体阀头-123、锁紧螺母-124、集成箱-13、压力传感器-14。

具体实施方式

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。

本发明的目的是提供一种掺水流程组合井口装置，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，设置掺水阀能够有效的控制热水的掺水量，总回油阀可以避免出油管上的油发生回油的现象。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-7所示，本实施例提供了一种掺水流程组合井口装置，包括进油管1、进气管2、进水管3和出油管4，进油管1和进气管2分别与进水管3相连通，进油管1的入口连接有原油管道，用于导入原油。进油管1的出口连接有出油管4。进水管3的一端连接有热水水源，进气管2的一端连接有天然气输出端。进油管1与进水管3的连接处设有掺水阀6，出油管4上设有总回油阀5。

使用时，在原油和天然气输送前，向进油管内输送热水，并且。其中掺水阀6能够有效控制热水加入原油中的掺水量，总回油阀5可以避免出油管4发生回流的现象。

对于掺水阀6的具体结构，本实施例中，掺水阀6包括掺水阀座61，掺水阀座61固定于进油管1的管壁上，掺水阀座61具有中心通孔，中心通孔为第一通道71，第一通道71贯穿整个掺水阀座61，掺水阀座61的第一通道71与进油管1相连通。掺水阀座61的一端固定连接有掺水阀体66，掺水阀体66为套筒结构。掺水阀体66的侧壁上设有若干个第二通道72，若干个第二通道72沿掺水阀体66的侧壁上均匀分布，第二通道72与进水管3相连通，第一通道71与第二通道72能够连通。在实际使用过程中，掺水阀体66的外壁上还会固定有一个掺水套筒，掺水套筒有一通道与进水管3连接，进水管3的热水进入到掺水套筒内部之后，从若干个第二通道72向掺水阀体66内部流入，最后从第一通道71流出。掺水阀体66的内壁上设有内螺纹，掺水阀体66的内壁螺纹连接有一个粗调阀杆64，粗调阀杆64为套筒结构，粗调阀杆64的外壁设有外螺纹，粗调阀杆64的头部固定有粗调阀头62，粗调阀头62的头部为锥形结构，粗调阀头62的头部能够堵塞住第一通道71，粗调阀杆64的尾部穿出掺水阀体66，使用者能够通过转动粗调阀杆64的尾部从而带动粗调阀杆64转动。粗调阀头62的侧壁上设有第三通道73，第三通道73能够与第二通道72相连通，粗调阀头62的头部设有第四通道74，第四通道74与第一通道71同轴且相连通，第四通道74能够与第三通道73相连通，粗调阀杆64的内壁上设有内螺纹，粗调阀杆64的内壁螺纹连接有精调阀杆65，精调阀杆65的外壁具有外螺纹，精调阀杆65的头部能够进入到第四通道74内，精调阀杆65的尾部穿出粗调阀杆64的尾部。工作时，用专用扳手逆时针转动粗调阀杆64，粗调阀杆64在丝扣的作用下，边旋转边沿轴向向上移动，粗调阀头62随着粗调阀杆64一同向上移动，随着粗调阀杆64沿轴向向上移动，掺水阀座61上的第一通道71被打开，热水从第二通道72进入，然后从第一通道71流出，继续旋转粗调阀杆64粗调至需要的掺水量后停止，然后顺时针转动1～2圈，将掺水调整为稍少于需要的掺水量，逆时针转动精调阀杆65，带动精调阀杆65沿轴向上行，此时粗调阀头62上的第四通道74和第三通道73打开，微量调节补充的热水依次经过第二通道72、第三通道73和第四通道74后，从第一通道71流出，继续逆时针旋转精调阀杆65直至需要的掺水量。

为了实现粗调阀杆64和精调阀杆65的转动，本实施例中，粗调阀杆64的尾部固定有第一转动螺母，精调阀杆65的尾部固定有钣把67。使用者可以通过转动第一转动螺母和钣把67，从而实现粗调阀杆64与精调阀杆65的转动，进一步的实现粗调阀杆64与精调阀杆65的上下移动。

为了实现粗调阀头62与粗调阀杆64的相对固定，本实施例中，粗调阀头62通过多个限位螺钉63固定于粗调阀杆64的外侧。

对于总回油阀5的具体结构，本实施例中，总回油阀5包括回油阀座51，回油阀座51固定于进油管1靠近出油管4的一端，回油阀座51上设有第五通道75，第五通道75与进油管1相连通。回油阀座51的侧壁上设有第六通道76，回油阀座51内设有第一流向腔体，第六通道76和第五通道75均与第一流向腔体相连通，第六通道76与出油管4相连通。回油阀座51远离进油管1的一端固定有回油阀体55，回油阀体55的内部设有第二流向腔体。第一流向腔体和第二流向腔体正对且相连通，第一流向腔体内滑动连接有单流阀头52，单流阀头52的第一端能够堵住第五通道75，单流阀头52的第二端设有第一伸缩凹槽，单流阀头52的侧壁上圆周均布有若干个第七通道77，单流阀头52的第二端伸入丝杠54上的第二伸缩凹槽内，第一伸缩凹槽与第二伸缩凹槽正对且相连通。第一伸缩凹槽的槽底与第二伸缩凹槽的槽底分别固定于弹簧53的两端，丝杠54的外壁具有外螺纹，第二流向腔体的内壁上设有内螺纹，丝杠54螺纹连接于第二流向腔体内。工作时，用专用扳手顺时针旋转丝杠54上的第二旋转螺母，在螺纹的作用下，丝杠54沿轴向压紧弹簧53，通过转动丝杠54可以调节弹簧53的初始预紧力，而能限定第五通道75打开所需要的液体压力。达到预定的压缩行程后，弹簧53的预紧力和第六通道76处的液压力之和小于第五通道75处的液压力，则单流阀头52在压差的作用下打开，流体从第五通道75处流入，从第六通道76处流出，当第五通道75处的液压力波动变小时，弹簧53的预紧力和第六通道76处的液压力之和大于第五通道75处的液压力，则单流阀头52关闭，防止第六通道76处的液体倒灌，这是总回油阀5的单向流动的功能。此外，总回油阀5还有一个硬性截止的作用，当需要单流阀头52对第五通道75进行硬性关闭时，只需要一直转动丝杠54直到丝杠54的一端抵住单流阀头52时，即可实现单流阀头52的刚性关闭。

为了方便丝杠54的转动，本实施例中，丝杠54远离回油阀座51的一端固定有第二转动螺母，第二转动螺母位于回油阀体55的外侧。使用者只需要转动第二转动螺母，即可带动丝杠54的转动，从而对弹簧53施加预紧力。

本实施例中，进水管3上设有直通阀11、掺水单流阀7、总来水管和热洗阀8。具体的，掺水单流阀7设置在掺水阀6之前，进水管3内的热水先经过掺水单流阀7后再经过掺水阀6。热水进入进水管3时，由总来水阀10控制进水管3的开启或关闭。当需要热水洗井时，热水从进水管3进入，依次经过总来水阀10和热洗阀8后，从进气管2流出。

当套管气的压力大于定压放气阀9设定的压力值时，套管气按照定压放套管气流程的工艺管线将套管气排放到出油流程中，随着原油一起输出。本实施例中，进气管2上设有定压放气阀9。天然气从进气管2流向定压放气阀9，通过总回油阀5后从出油管4流出。

上述的定压放气阀9、直通阀11、热洗阀8和总来水阀10均设置在集成箱13上。

为了实现对管内压力的测量，本实施例中，如图8-10所示，进油管1上设有双向密封测压丝堵12，双向密封测压丝堵12包括测压本体121，测压本体121内设有第九通道79，第九通道79贯穿测压本体121。第九通道79内螺纹连接有导压阀杆122，第九通道79右侧设有内螺纹，导压阀杆122的右侧设有外螺纹。导压阀杆122的左侧依次安装有锁紧螺母124和单体阀头123，锁紧螺母124与导压阀杆122螺纹连接，用于压紧单向阀头。导压阀杆122的第二端设有传感器安装孔，传感器安装孔用于安装压力传感器14。导压阀杆122内设有第八通道78，第八通道78与传感器安装孔相连通，导压阀杆122的侧壁上设有若干个测压孔，测压孔与第八通道78相连通。第九通道79内设有第一台肩1211和第二台肩1212，第一台肩1211能够与单体阀头123的凸起相抵，第二台肩1212能够与导压阀杆122的凸起相抵，测压本体121上设有泄油孔。正常工作时，第一台肩1211与测压本体121的凸起相抵，管内流体穿过单体阀头123与第九通道79之间的间隙后，从第八通道78流向压力传感器14，从而测得压力值。当需要对压力传感器14进行拆卸维修时，调整导压阀杆122的位置，使得单向阀头与第一台肩1211相抵，第九通道79内的剩余液体从泄油孔流出，此时将压力传感器14拆卸下来即可。

本实施例还提供了一种掺水方法：

当需要向进油管1内加入热水时，热水从进水管3进入，依次经过总来水阀10、掺水单流阀7和掺水阀6后与进油管1汇合，通过总回油阀5后从出油管4流出。将注入站来的热水按一定量掺入输出的原油中，提高原油的温度，防止低温的外部环境下，管道内的原油粘度降低、结蜡析出造成管道堵塞，流程上设置有掺水阀6、掺水单流阀7、总来水阀10，用来控制掺水量及单向流动等功能。

当需要将原油直接出油时，原油从进油管1进入，通过总回油阀5后从出油管4流出；按照设定的工艺管线输送抽油机生产出的原油，工艺管线上设置有总回油阀5，用来控制原油的单向流动及截止等功能控制。

当套管气的压力大于定压放气阀9设定的压力值时，套管气按照定压放套管气流程的工艺管线将套管气排放到出油流程中，随着原油一起输出，具体流程为，天然气从进气管2流向定压放气阀9，通过总回油阀5后从出油管4流出；

冬季低温环境下，井下的套管环空和油管内容易结蜡，造成抽油泵的活塞被卡住，无法正常工作，需要从地面用热水对整个地下原油浸润界面进行循环清洗，在掺水流程组合井口装置上设置了热洗的阀门和工艺流程，从而实现上述的功能操作，具体流程为：热水从进水管3进入，依次经过总来水阀10和热洗阀8后，从进气管2流出；

与掺水流程组合井口装置相连接的井口装置和采油树出现故障维修或井下需要作业维修时，掺水流程组合井口装置及地面工艺管线停止生产，管道内介质停止流动，为防止介质中的水冻结或石蜡严重析出而造成管线冻堵的情况发生，需要利用注入站来的热水对整个掺水流程组合井口装置和地面工艺管线进行掺热水循环，所以，掺水流程组合井口装置上的直通流程，能满足上述工艺需要。具体流程为：热水从进水管3进入，依次经过总来水阀10和直通阀11后，从出油管4流出。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。