一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收系统及回收方法与流程

本发明属于油井套管气，具体涉及一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收系统，还涉及一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收方法。

背景技术：

1、大量天然气溶解在高温高压地层油处形成溶解气，在原油生产中，井筒内流动的油藏流体，当流体流动压力的降低，溶解在原油中的气体分离，进入到油套环形空间，形成套管气。如果将套管口封死，套管内的天然气不被排走，会影响抽油泵的泵效，甚至会造成抽油泵气锁而无法抽油，对原油生产有很大的影响。为了提高泵效，套管气就会被直接排入空中或者燃烧，但造成了有效能源的浪费，并且严重污染了大气环境。

2、现有的套管气回收装置有如下几种：

3、移动式套管气回收装置将油井内产生的套管气通过阀门进入一次分离器，经过高压过渡软管，进入二次分离器，油气经过第二次分离后，比较纯净的低压气体进入气体压缩机组中实现增压，然后经气体流量计进入石油输送管线中，但如果套管气量低，无法进入输油管线，大范围推广也有一定难度。

4、电加热式套管气回收装置，将调压阀与套管气出口连接，在管线上安装压力表，便于时时了解套管气压力，将高压软管与高压输油管路相连，同时将集气软管和阀门连接，将接入的电源与软管接头并联连接，通过对调压手轮的控制能够实现加热回收套管气，从而降低套管内环形空间的压力，此方法需要外接电源。

5、定压放气阀套管气回收装置，定压放气阀套管气回收装置比较适合于高气液比井口，通过设定固定压力值来实现套管气的自动放气，能够有效降低泵气锁现象的出现，改善油井工况，增加油田原油产量。但弹簧容易腐蚀，不适宜在出砂严重的井使用，且冬季放气阀易被冻住。

6、连动式套管气回收装置，利用抽油机的正常工作运动，带动活塞运行实现上下运动，通过往复运动来带动套管气进、出泵缸，最后套管气经过排气阀进入输油管线。工艺设备装置成本高，不适宜在风沙大的地区使用。

7、偏心井口套管气回收装置，在偏心井口上安装该装置，套管环形空间中累积的气体，通过阀座孔道后气体进入回收孔道，当两边压差超过设计值，控压阀打开，回收的套管气进入石油外输管线。该装置只适用于偏心井口，自身的设计思路受到局限性，无法在油田普遍的推广应用。

8、撬装轻烃套管气回收装置，套管气和原油储罐中挥发的天然气一同进入气-液分离器，然后分离出的气体进入压缩机加压后经过冷却，干燥分离后，既可以作为生产燃料，也可以处理成液化天然气或压缩后向外运输。但该装置一次性投入较大。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收系统，解决了现有技术中存在的套管气回收时需安装其他设备，回收效率低、成本高的问题。

2、本发明的目的还提供一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收方法。

3、本发明所采用的一种技术方案是，一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收系统，包括液进口管、气进口管，液进口管分为两路，一路连接可调式喷嘴，可调式喷嘴连接引射器，另一路连接旁路支管，旁路支管连接气液混合出口；气进口管连接引射器，引射器端部连接气液混合出口。

4、本发明的特点还在于,

5、液进口管的一路上设置电磁阀a，通过电磁阀a连通可调式喷嘴，另一路上设置电磁阀b，通过电磁阀b连通旁路支管。

6、气进口管上依次设置气体流量计和单向安全阀。

7、可调式喷嘴包括中空圆柱状腔体，腔体一端设置固定喷嘴，固定喷嘴呈上大下小的锥形开口，腔体内部设置三脚支架，三脚支架滑动插接导杆，导杆与固定喷嘴同轴心，导杆上套接蜗杆，蜗杆啮合连接涡轮，涡轮同轴连接调节手轮，调节手轮伸出腔体外部，导杆端部连接调节锥，调节锥的锥面与固定喷嘴相对设置。

8、本发明所采用的另一种技术方案是，一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收方法，利用一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收方法系统，具体按照以下步骤进行实施：

9、步骤1，打开电磁阀a，关闭电磁阀b，则油管流出的原油从液进口流经可调式喷嘴高速射出产生局部低压；

10、步骤2，将套管中的套管气由气进口引入引射器内部，在气进口处的气体流量计对被引流的套管气进行计量；

11、步骤3，通过气体流量计测量的套管气量，计算回收效率，通过调节可调喷嘴上的调节手轮，调节流通面积的大小，改变引射器的引流能力，使得套管气的回收量保持在合理范围内，维持套管压力的合理的范围内；

12、步骤4，引射器进行动量、能量的交换，形成一股压力居中的混合流体，由气液混合出口流出。

13、本发明的特点还在于,

14、在步骤3中，当气体流量计测量的套管气的量过大时，则调节可调喷嘴的调节手轮，使得调节锥向固定喷嘴进口方向移动，使得固定喷嘴的流通面积增大，当原油流量保持不变时，则固定喷嘴出口处的压力升高，使得引射器的吸气能力减弱，被引入的的套管气流量减小；

15、当气体流量计测量的套管气的量过小时，则调节可调喷嘴的调节手轮，使得调节锥向固定喷嘴出口方向移动，使得固定喷嘴的流通面积减小，当原油流量保持不变时，则固定喷嘴出口处的压力降低，使得引射器的吸气能力增强，被引入的的套管气流量增大。

16、步骤2中当套管压力过低时，打开单向安全阀，避免油管出来的原油进入套管中；

17、当不需要引射式套管气回收工作时，关闭电磁阀a，打开电磁阀b，则油管出来的原油由旁路支管流入输油管道。

18、本发明的有益效果是：本发明一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收系统结构简单，成本低，操作方便，安全环保，无需添加外部动力装置，适应性广，引射器的喷嘴为可调式，能根据工作流体流量或者套管气的回收流量，调节喷嘴的大小，进而改变引射器的引流能力，保证较高的回收效率，对套管气具有非常重要的工程应用价值。

技术特征：

1.一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收系统，其特征在于，包括液进口管(1)、气进口管(2)，液进口管(1)分为两路，一路连接可调式喷嘴(8)，可调式喷嘴(8)连接引射器(7)，另一路连接旁路支管(6)，旁路支管(6)连接气液混合出口(9)；气进口管(2)连接引射器(7)，引射器(7)端部连接气液混合出口(9)。

2.根据权利要求1所述的一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收系统，其特征在于，所述液进口管(1)的一路上设置电磁阀a(51)，通过电磁阀a(51)连通可调式喷嘴(8)，另一路上设置电磁阀b(52)，通过电磁阀b(52)连通旁路支管(6)。

3.根据权利要求2所述的一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收系统，其特征在于，所述气进口管(2)上依次设置气体流量计(3)和单向安全阀(4)。

4.根据权利要求3所述的一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收系统，其特征在于，所述可调式喷嘴(8)包括中空圆柱状腔体，腔体一端设置固定喷嘴(81)，固定喷嘴(81)呈上大下小的锥形开口，腔体内部设置三脚支架(86)，三脚支架(86)滑动插接导杆(87)，导杆(87)与固定喷嘴(81)同轴心，导杆(87)上套接蜗杆(85)，蜗杆(85)啮合连接涡轮(84)，涡轮(84)同轴连接调节手轮(83)，调节手轮(83)伸出腔体外部，导杆(87)端部连接调节锥(82)，调节锥(82)的锥面与固定喷嘴(81)相对设置。

5.一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收方法，利用权利要求4所述的一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收方法系统，其特征在于，具体按照以下步骤进行实施：

6.根据权利要求5所述的一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收方法，其特征在于，在步骤3中，当气体流量计(3)测量的套管气的量过大时，则调节可调喷嘴(8)的调节手轮(83)，使得调节锥(82)向固定喷嘴(81)进口方向移动，使得固定喷嘴(81)的流通面积增大，当原油流量保持不变时，则固定喷嘴(81)出口处的压力升高，使得引射器(7)的吸气能力减弱，被引入的的套管气流量减小；

7.根据权利要求5所述的一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收方法，其特征在于，步骤2中当套管压力过低时，打开单向安全阀(4)，避免油管出来的原油进入套管中。

8.根据权利要求5所述的一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收方法，其特征在于，当不需要引射式套管气回收工作时，关闭电磁阀a(51)，打开电磁阀b(52)，则油管出来的原油由旁路支管(6)流入输油管道。

技术总结
本发明公开了一种具有可调喷嘴的引射式套管气回收系统，包括液进口管、气进口管，液进口管分为两路，一路连接可调式喷嘴，可调式喷嘴连接引射器，另一路连接旁路支管，旁路支管连接气液混合出口；气进口管连接引射器，引射器端部连接气液混合出口。本发明利用开采出的原油流经可调喷嘴时产生的低压引流套管气，达到套管气回收的目的；当引流的套管气的量过大或者过小或者原油产量发生波动时，则通过调节可调喷嘴上的调节手轮，调节流通面积的大小，改变引射器的引流能力，使得套管气的回收量保持在合理范围内。本发明适应性广、节能环保、结构简单、安装方便、安全可靠，且可根据工况方便调节，具有很好的推广应用前景。

技术研发人员：冯建设,程颢,徐文龙,徐自强,魏立军,王曼,王林平,石磊,范婧,郭煜锴
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11