專利名稱：井下氣體自動(dòng)增壓采油和排液采氣裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別適用于深井、超深井、高氣液比油氣井的采油和排液采氣的裝置及方法，屬于石油與天然氣開采領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在開采石油和天然氣過程中，當(dāng)?shù)貙幽芰砍渥銜r(shí)，油氣井可采用自噴方式進(jìn)行生產(chǎn)；當(dāng)?shù)貙幽芰拷档秃秃噬仙蛔阋跃S持自噴生產(chǎn)時(shí)，需要補(bǔ)充能量轉(zhuǎn)為人工舉升方式開采。常用的人工舉升方式有有桿泵、氣舉、電潛泵、水力活塞泵、水力噴射泵、氣體噴射泵、水力氣動(dòng)泵、泡沫排液等。有桿泵是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的機(jī)械采油方法，但對(duì)氣液比較高的井，尤其是氣田的氣水井應(yīng)用較少，由于抽油桿限制了有桿泵用于深井和超深井。連續(xù)氣舉僅適用于地層產(chǎn)能較高且能量較充足的油氣井條件，即使具有高氣液比油氣井，自身具有充足的產(chǎn)氣量情況下仍需注氣補(bǔ)充能量。本發(fā)明人已提出的地面注氣增壓采油和排液采氣裝置及方法，它需要利用地面注入氣驅(qū)井下氣體增壓泵，需要人為提供能量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為節(jié)能增效和提高油氣藏采收率，充分利用從地層流到井底的氣液混合物中分離出來的氣體的能量，將氣舉井的井底壓力降到更低的水平，解決高氣液比油氣井、低壓低產(chǎn)能油氣井、深井和超深井的人工舉升問題，特提出一種井下氣體自動(dòng)增壓采油和排液采氣裝置及方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案井下氣體自動(dòng)增壓采油和排液采氣裝置及方法，其裝置是由井口、套管、油管、封隔器、氣體增壓泵、氣錨、采出管組成，其特征是套管從井口延伸到井底，油管位于套管中，油套管在井口與采油樹相連；井下油管設(shè)置有封隔器將油套管環(huán)空與井底和油管分隔，封隔器下部有一定空間，用于存儲(chǔ)井下分離出的氣體；在油管上封隔器位置處安裝有氣體增壓泵，封隔器下部油套環(huán)空中的井下氣體能進(jìn)入氣體增壓泵馬達(dá)的動(dòng)力氣入口；氣錨位于氣體增壓泵下部，與泵端吸入口相連；采出管位于井口，一端與井口油管連接，另一端與地面集輸管相連。
本發(fā)明方法的工作過程是利用液體和氣體的密度差，采用井下分離出的地層氣推動(dòng)氣體增壓泵的多個(gè)氣動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)泵活塞運(yùn)動(dòng)，將泵筒中液體排出井口，不需從地面注氣，節(jié)約能源。從地層流入井底的地層流體在井下通過氣錨分離，分離出的氣體向上流到封隔器下部的油套環(huán)空中，氣體從增壓泵動(dòng)力氣入口進(jìn)入多個(gè)氣動(dòng)馬達(dá)的一端，推動(dòng)馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)；馬達(dá)活塞的另一端將乏氣從馬達(dá)排出口排到油管，乏氣通過油管排出井口采出管；馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)泵活塞運(yùn)動(dòng)，泵吸入端的吸入閥打開，從氣錨分離出的液體進(jìn)入泵筒吸入端，同時(shí)泵排出端的排出閥打開，泵活塞運(yùn)動(dòng)將泵排出端井液從泵排出口壓入油套環(huán)空，井液從油套環(huán)空排到井口采出管；當(dāng)馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)到馬達(dá)一端的終點(diǎn)時(shí)，井下氣體進(jìn)入馬達(dá)活塞的另一端，馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)換向，如此反復(fù)循環(huán)，從而完成采油和排液采氣。油管也可作排液管，這時(shí)油套環(huán)空作排氣管。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(1)依靠地層氣工作，能增產(chǎn)節(jié)能，效果顯著，較大地提高了系統(tǒng)效率；(2)具有有桿泵的優(yōu)點(diǎn)，能將井底壓力降到比氣舉更低的水平，對(duì)低壓低產(chǎn)能油井條件具有較強(qiáng)的適用性；(3)不需要抽油桿以及特殊的井下與地面連接部件，適用于深井和超深井的人工舉升技術(shù)。


附圖為本發(fā)明井下氣體自動(dòng)增壓采油和排液采氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.采出管，2.乏氣出口，3.油管，4.套管，5.封隔器，6.氣體增壓泵，7.氣錨，8.產(chǎn)層。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
井下氣體自動(dòng)增壓采油和排液采氣裝置中，套管4從井口延伸到井底產(chǎn)層8，油管3位于套管4中，油套管在井口與采油樹相連；井下油管3有封隔器5將油套管環(huán)空與井底和油管分隔，封隔器5下部有一定空間；氣體增壓泵6在油管3上封隔器5位置處，封隔器5下部油套環(huán)空中的井下氣體能進(jìn)入氣體增壓泵6馬達(dá)的動(dòng)力氣入口；氣錨7安裝在氣體增壓泵6下部，與泵端吸入口相連，采出管1位于井口，一端與井口油管3連接，另一端與地面集輸管相連。從地層8流入井底的地層流體在井下通過氣錨7分離，分離出的氣體向上流到封隔器5下部的油套環(huán)空，進(jìn)入氣體增壓泵6多個(gè)氣動(dòng)馬達(dá)，推動(dòng)馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)，乏氣從馬達(dá)排出通道從乏氣出口2排出井口；從氣錨7分離出的液體進(jìn)入泵筒，井液從泵排出通道從油管3排到井口。
權(quán)利要求
1.一種井下氣體自動(dòng)增壓采油和排液采氣裝置及方法，其特征是井下油管設(shè)置有封隔器將油套管環(huán)空與井底和油管分隔，封隔器下部有一定空間；在油管上封隔器位置處安裝有氣體增壓泵，封隔器下部油套環(huán)空中的井下氣體能進(jìn)入氣體增壓泵馬達(dá)的動(dòng)力氣入口；氣錨位于氣體增壓泵下部，與泵端吸入口相連；采出管位于井口，一端與井口油管相連，另一端與地面集輸管相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置及方法，其特征是從地層流入井底的地層流體在井下通過氣錨分離，分離出的氣體向上流到封隔器下部的油套環(huán)空中，氣體從增壓泵動(dòng)力氣入口進(jìn)入多個(gè)氣動(dòng)馬達(dá)的一端，推動(dòng)馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)；馬達(dá)活塞的另一端將乏氣從馬達(dá)排出口排到油套環(huán)空，乏氣通過油套環(huán)空排出井口；馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)泵活塞運(yùn)動(dòng)。泵吸入端的吸入閥打開，從氣錨分離出的液體進(jìn)入泵筒吸入端，同時(shí)泵排出端的排出閥打開，將井液從泵排出口壓入油管，再排到井口采出管；當(dāng)馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)到馬達(dá)一端的終點(diǎn)時(shí)，井下氣體進(jìn)入馬達(dá)活塞的另一端，馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)換向，如此反復(fù)循環(huán)，從而完成采油和排液采氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于深井、超深井、高氣液比油氣井的采油和排液采氣的裝置及方法。它以節(jié)能增效和提高油氣藏采收率為目標(biāo)，充分利用地層氣體的能量，將氣舉井的井底壓力降低更低的水平，解決高氣液比油氣井、低壓低產(chǎn)能油氣井、深井和超深井的人工舉升問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是從地層流入井底的地層流體在井下通過氣錨分離，分離出的氣體向上流到封隔器下部的油套環(huán)空，進(jìn)入增壓泵多個(gè)氣動(dòng)馬達(dá)，推動(dòng)馬達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)；乏氣從馬達(dá)排出通道從油套環(huán)空排到井口；從氣錨分離出的液體進(jìn)入泵筒，井液從泵排出通道從油管排出井口。本發(fā)明依靠地層氣工作，能增產(chǎn)節(jié)能，效果顯著，較大地提高了系統(tǒng)效率，增加油氣藏采收率。
文檔編號(hào)E21B43/18GK1648404SQ200410081588
公開日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者劉建儀, 李穎川, 孫瑜, 賈春生 申請(qǐng)人:西南石油學(xué)院