油气井排液装置的制作方法

1.本技术属于油气井排液设备技术领域，尤其涉及一种油气井排液装置。


背景技术：

2.地层出水是油气井生产过程中不可回避的问题之一，对油气井能否正常生产影响极大，传统的主要采用化学助剂法和小直径油管助排法以排出油气井中的地层出水。其中，化学助剂法中通过将化学助剂加入油气井中以将地层出水排出油气井，但是化学助剂的使用不仅增加了化学助剂的费用，而且还增加了后期处理费用和后期处理装置的投入，并且化学助剂大多存在生物相容性差，会带来一些列的环境和安全问题。小直径油管助排法需要将小直径的有关深入井下，不仅一次性投入大，而且排液效率较差。同时，以上两种排液方法还存在普适性差、排液效果差、需要油气井停产影响油气生产效率的问题。此外，但随着油气井产能逐步降低，地层能量衰竭，油气井开采深度的增加、开采难度增大等原因，这些传统的排液方法无法满足目前的排液需求。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少能够在一定程度上解决传统的油气井排液方式费用高、排泄效果差、普适性差、影响尤其生产效率的技术问题。为此，本技术提供了一种油气井排液装置。
4.本技术实施例提供的一种油气井排液装置，所述油气井排液装置包括：
5.柔性缆；
6.工作桶，设置在所述柔性缆的第一端上，用于伸入油气井中，在被提升时与所述油气井的油套管之间形成密封接触；以及
7.密封连接组件，用于穿设所述柔性缆，与所述柔性缆形成密封接触，所述密封连接组件的底端用于与油气井口的采油气树形成密封连接。
8.在一些实施方式中，所述柔性缆包括柔性缆芯和包覆在所述缆芯上的缆皮；
9.其中，所述缆皮的横截面圆形，用于与所述密封连接组件形成所述密封接触。
10.在一些实施方式中，所述柔性缆的抗拉强度为1000mpa～2000mpa，所述柔性缆的长度与所述油气井的深度相适应。
11.在一些实施方式中，所述密封连接组件包括：
12.密封管，填充有密封填充物，通过所述密封填充物与所述柔性缆形成所述密封接触；
13.防喷管，设置在所述密封管的底端；以及，
14.安全阀组，设置在所述防喷管上、顶端或底端中的任意一处或几处。
15.在一些实施方式中，所述密封连接组件还包括：
16.补偿器，所述补偿器设置在所述密封管上，用于对所述密封管内的密封空间进行外力补偿。
17.在一些实施方式中，在所述密封管上与所述补偿器相对的另一端设有可拆卸压
帽，所述压帽上开设有用于穿过所述柔性缆的通孔。
18.在一些实施方式中，所述安全阀组包括分瓣式闸板阀和全封式切断闸板阀。
19.在一些实施方式中，所述工作桶包括：
20.配重件；
21.中心管，所述中心管的第一端用于连接在所述柔性缆的第一端，所述中心管的第二端用于连接所述配重件；以及
22.伞形密封器，套设在所述中心管上。
23.在一些实施方式中，所述伞形密封器包括：
24.伞形骨架，中间设有通孔用于套设在所述中心管上；和，
25.密封部，至少包覆在所述伞形骨架的边缘上。
26.在一些实施方式中，所述油气井排液装置还包括：
27.移动平台，用于搭载所述柔性缆、工作桶以及所述密封连接组件；
28.绞车卷筒，设置在所述移动平台上，用于绕设所述柔性缆；
29.驱动装置，设置在所述移动平台上，用于驱动所述绞车卷筒转动；
30.排液井架，设置在所述移动平台上，用于支撑所述柔性缆，使所述柔性缆可滑动地在所述绞车卷筒和所述油气井中之间运动。
31.本技术实施例至少具有如下有益效果：
32.本技术提出的上述油气井排液装置，通过柔性缆将工作桶伸入油气井中达到排液深度后，继而通过柔性缆提升工作桶使工作桶与油气井的油套管之间形成密封接触，在工作桶的下方形成负压环境将油气井中的积液提升排出；并且油气井排液装置在工作时，由于密封连接组件与油气井的采油气树形成密封连接，既能够使油气井保持正常的生产状态，又能够避免油气井中的油气或积液从油气井的井口泄漏，造成资源浪费和环境污染。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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。
34.图1示出了本技术实施例中油气井排液装置的结构示意图；
35.图2示出了本技术另一实施方式的油气井排液装置的结构示意图；
36.图3示出了图1中的油气井排液装置的密封连接组件的结构示意图；
37.图4示出了图1中的油气井排液装置的工作桶的结构示意图。
38.附图标记：
39.100、柔性缆；200、工作桶；210、配重件；220、中心管；230、伞形密封器；231、伞形骨架；232、密封部；300、密封连接组件；310、密封管；311、密封填充物；320、防喷管；330、安全阀组；340、补偿器；350、可拆卸压帽；400、移动平台；500、绞车卷筒；600、驱动装置；700、排液井架；10、采油气树；20、油套管；30、地面。
具体实施方式
40.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
41.此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
42.下面结合附图并参考具体实施例描述本技术：
43.如图1至图4所示，本技术提出的一实施例的油气井排液装置，该油气井排液装置包括：
44.柔性缆100；
45.工作桶200，设置在柔性缆100的第一端上，用于伸入油气井中，在被提升时与油气井的油套管20之间形成密封接触；以及，
46.密封连接组件300，用于穿设柔性缆100，与柔性缆100形成密封接触，密封连接组件300的底端用于与油气井口的采油气树10形成密封连接。
47.上述实施例的油气井排液装置工作时，将密封连接组件300与油气井口的采油气树10连接形成密封连接，释放柔性缆100使设置在柔性缆100第一端的工作桶200伸入油气井中；当工作桶200达到排液深度后，回收柔性缆100进而提升工作桶200使工作桶200与油气井的油套管20之间形成密封接触，随着工作桶200的提升，在工作桶200的下方形成负压环境将油气井中的积液提升排出；进而通过油气井口的采油气树10的相关阀门排出。该油气井排液装置相比于传统的排液方式，不仅排液量大，排液效率高；而且适用性广，排液成本低；进一步地，在油气井排液装置在工作时，由于柔性缆100形成密封接触、密封连接组件300与油气井的采油气树10形成密封连接，既能够使油气井保持正常的生产状态，又能够避免油气井中的油气或积液从油气井的井口泄漏，造成资源浪费和环境污染，即避免溢流和井喷的安全风险，；更进一步地，通过调整工作桶200的大小可以适应不同尺寸油套管20的油气井，进一步提升油气井排液装置的适用范围。
48.本技术提出的上述油气井排液装置，可以解决油气井地层出水问题，能够迅速、安全、高效、主动排水。通过密封连接组件300，保障在排液作业时下入和提升的全过程中，井口始终保持密闭状态，实现带压作业，即在作业过程中，不需要关井或停产，在油气井正常生产下就可完成作业操作，有效实现井控及安全生产，彻底杜绝污染的产生，同时排出水可以直接通过采油气树10的相关阀门进入地面30集输系统。
49.作为一种可选实施方式，柔性缆100包括柔性缆100芯和包覆在缆芯上的缆皮；其中，缆皮的横截面为圆形，用于与密封连接组件300形成密封接触。在该实施例中，缆芯使柔性缆100具有高强度性能，缆皮的横截面为圆形能够与密封连接组件300形成良好的密封接触，以满足油气井排液装置提升过程中对柔性缆100高强度和密封使用要求。在上述油气井排液装置工作时，柔性缆100不仅需要具有柔性，使其可以绕设在卷筒上便于提升和收纳外，还应具有高强度和高密封性。本技术的柔性缆100采用复合材料经特殊生产工艺织造而
成，采用高强度缆芯和包覆在缆芯上的缆皮的结构，使柔性缆100同时具有高强度和密封性能。例如，缆芯采用柔性金属材料，进行表面处理形成缆皮后，制成该柔性缆100，具有连续性好，表面圆度高，符合油气井井口密封要求的性能特点。
50.作为一种可选实施方式，柔性缆100的抗拉强度为1000mpa～2000mpa，柔性缆100的长度与油气井的深度相适应。进一步优选的，柔性缆100的抗拉强度为1500mpa～2000mpa，柔性缆100的长度为1000m～4000m。更进一步优选的，柔性缆100的抗拉强度为1960mpa，柔性缆100的长度为3500米。例如，缆芯采用碳素结构钢丝通过一定的缠绕方式压实而成，缆皮采用高分子合成纤维热敷在缆芯表面。该缆芯能够使柔性缆100的抗拉强度达到1960mpa，以满足油气井排液装置提升工作桶200需要平衡工作桶200下方的负压环境和排液重力，尤其适用深度在3500米以上的深井作业，满足95％以上油气井井深范围。同时，通过高分子合成纤维热敷在缆芯表面作为缆皮，不仅使柔性缆100具有光滑圆整的表面，有利于与密封连接组件300之间形成密封连接，而且该缆皮还具有一定的弹性形变，以进一步提高与密封连接组件300的动态密封的密封性能。
51.作为一种可选实施方式，请参阅图3所示，密封连接组件300包括：
52.密封管310，填充有密封填充物311，通过密封填充物311与柔性缆100形成密封接触；
53.防喷管320，设置在密封管310的底端；以及，
54.安全阀组330，设置在防喷管320上、顶端或底端中的任意一处或几处。
55.柔性缆100穿设于密封连接组件300中，即穿设于密封管310、防喷管320和安全阀组330中。在该实施例的密封连接组件300中，密封管310中填充有密封填充物311，该密封填充物311优选为非金属填充物，进一步优选为具有弹性的非金属填充物；当柔性缆100相对密封管310运动时，即柔性缆100提升和释放过程中，通过密封填充物311能够确保柔性缆100与密封管310之间的动态密封性能，避免由于柔性缆100运动造成的密封失效。
56.上述实施例的该密封连接组件300专门用于本技术的油气井排液装置，能够在油气井排液装置作业过程中全程带压作业，全密闭作业系统，不造成污染和油气生产停工。该密封连接组件300使气井排液装置在作业时能够与油气井的采油气树10建立成一体密闭系统，并且通过密封管310和防喷管320的组合使用，能够使密封连接组件300的动态防喷压力大于系统压力10mpa以上，静态防喷压力大于系统压力25mpa以上。
57.在上述实施例中，进一步地，通过设置防喷管320，能够使密封连接组件300具有防喷功能，同时，在将油气井排液装置与油气井口的采油气树10进行连接时，防喷管320还用于放置工作桶200，从而能够使本技术的油气井排液装置与采油气树10连接后即刻能够形成密封并投入作业，无需再进行工作桶200的安装操作。
58.在上述实施例中，进一步地，还配备安全阀组330作为紧急关断装置，满足油田井控和安全生产及环保要求。通过该密封连接组件300，能够使整个排液作业过程中，无需关停油气井井，油气井在正常生产中就完成了排水(液)作业，最大限度保障连续生产。
59.作为进一步优选的实施方式，如图3所示，上述密封连接组件300还包括：
60.补偿器340，补偿器340设置在密封管310上，用于对密封管310内的密封空间进行外力补偿。在该实施例中，补偿器340包括位于密封管310内部与密封管310内壁相匹配的挤压部和位于密封管310外部与挤压部相连的施力部，其中，施力部包括弹簧等组件以对挤压
部施压持续的外力。在本技术中，在柔性缆100相对密封连接组件300上下运动时，补偿器340用于对密封连接组件300内形成的密封提供外力，用以保障动态密封。
61.进一步优选的，在所述密封管310上与所述补偿器340相对的另一端设有可拆卸压帽350，所述压帽上开设有用于穿过所述柔性缆100的通孔。更进一步优选的，如图2所示，补偿器340设置在密封管310的底端，可拆卸压帽350设置在密封管310的顶端，通过补偿器340和可拆卸压帽350协同作用，既能将密封管310中的密封填充物311压实以与柔性缆100之间形成紧密的密封，还能够通过补偿器340提供外力以补偿柔性缆100上下运动过程中对密封填充物311的扰动，确保密封填充物311在柔性缆100上下运动过程中保持与柔性缆100的紧密接触，确保动态密封效果。此外，可拆卸压帽350能够相对于密封管310拆卸，便于更换密封管310中的密封填充物311。
62.作为一种可选实施方式，在上述实施例中，安全阀组330包括分瓣式闸板阀和全封式切断闸板阀。优选的，安全阀组330通过液压控制，以在紧急情况下具有自动关停功能。在该实施例中，安全阀组330的分瓣式闸板阀和全封式切断闸板阀分别具有关闭和断开的作用，当作业遇到井涌、井喷等特殊情况时，可以通过分瓣式闸板阀迅速关断密封装置，通过全封式切断闸板阀切断柔性缆100，达到关闭井口阀门，保障油气井安全的目的。
63.作为一种可选实施方式，工作桶200包括配重件210、中心管220和伞形密封器230。其中，中心管220的第一端用于连接在柔性缆100的第一端，中心管220的第二端用于连接配重件210；伞形密封器230，套设在中心管220上。进一步优选的，伞形密封器230包括伞形骨架231和密封部232，伞形骨架231中间设有通孔用于套设在中心管220上，密封部232至少包覆在伞形骨架231的边缘上，优选的密封部232包覆在伞形骨架231的所有表面，更优选的，密封部232在伞形骨架231的边缘向外延伸适当距离。
64.在工作桶200随柔性缆100伸入油气井中时，在位于其下部的配重件210的重力作用下在油气井中不断下降，此时伞形密封器230的尖端向下与运动方向相同，伞形密封器230在油气井的油套管20壁的作用下收缩倾向从而可以顺利下落。在工作桶200在柔性缆100的作用下提升时，此时伞形密封器230的开口端向上与运动方向相同，伞形密封器230的边缘在油气井的油套管20作用下具有张开倾向从而与油套管20之间形成密封。
65.优选的，上述伞形密封器230的伞形骨架231由金属材料制备而成，密封部232由耐油改性橡胶硫化制成，该密封部232不仅具有较好的与油套管20之间的密封性，下放时收缩自如，上提时自动打开与油套管20之间形成密封，从而有效实现提液，并且还具有保护伞形骨架231的作用。
66.进一步优选的，该工作桶200包括多级伞形密封器230，相邻伞形密封器230之间通过限位环进行限位和固定，组成多级密封。多级伞形密封器230可提升其与油套管20之间的密封性能，避免部分伞形密封器230出现问题影响作业正常进行，以确保油气井排液装置作业的稳定性和安全性。
67.进一步优选的，该工作桶200可以通过调整伞形密封器230的直径大小以使工作桶200具备不同的规格以适应不同的油气井结构。
68.作为一种可选实施方式，上述配重件210为杆状结构。优选的，配重件210的底部还带有引导结构，该引导结构与油气井的直径相匹配，从而使工作桶200的提升和下降过程中在油套管20中，避免工作桶200偏斜影响提升过程中与油套管20之间的密封性。
69.作为一种可选实施方式，上述油气井排液装置还包括：
70.移动平台400；
71.绞车卷筒500，设置在移动平台400上，用于绕设柔性缆100；
72.驱动装置600，设置在移动平台400上，用于驱动绞车卷筒500转动；
73.排液井架700，设置在移动平台400上，用于支撑柔性缆100，使柔性缆100可滑动地在绞车卷筒500和油气井中之间运动。
74.在该实施例中，移动平台400可以是载重卡车，优选配置有轮式重卡地盘，机动性强，可搭载油气井排液装置按照作业需求对不同油气井进行排液作业，柔性缆100、工作桶200、密封连接组件300、绞车卷筒500、驱动装置600以及排液井架700均可通过移动平台400搭载移动，从而形成移动方便、功能完善的具备全天候、全地形的独立作业能力。
75.在该实施例中，优选采用专门设计的绞车卷筒500装置，使其具有扭矩大、转速高，从而实现提升速度快，作业效率高，满足超长柔性缆100安全下入和提升的作业需求。
76.作为一种可选实施方式，上述油气井排液装置还包括自动化控制系统，通过自动化控制系统可以实现对油气井排液装置实现自动化程度高的监控和控制，使对油气井的排液操作更为简便。更优选的，该自动化控制系统还设有预警装置，进而根据预警装置的信息控制油气井排液装置。
77.在该实施例中，通过移动平台400时油气井排液装置自带绞车卷筒500、驱动装置600以及排液井架700，在作业时无需其他设备或装置配合即可实现独立作业，并且移动性能强。并且通过驱动装置600驱动绞车卷筒500转动，进而通过柔性缆100带动工作桶200下入和提升，具有较强的提升力，能够一次提升5m3以上积水/液，提升速率高，可达到2米/秒以上，可满足95％以上出水井的工况需求，并且避免传统的小直径油管助排法容易出砂的情况。
78.可选的，本技术的上述油气井排液装置的工作过程如下：
79.通过移动平台400将油气井排液装置移动到适宜位置，先将排液井架700立起，调整柔性缆100的伸展长度使工作桶200位于密封连接组件300中，把密封连接组件300与采油气树10的井口阀门连接好。然后通过驱动绞车卷筒500转动释放柔性缆100使工作桶200下入到油气井中的油套管20中，到达排水/液深度后，驱动绞车卷筒500回转提升柔性缆100，工作桶200改变运动方向与油套管20形成密封，井下积水/液在工作筒的作用下被提升到地面30，通过采油气树10进入油气井地面30集输系统。根据油气井的排液需求往复下入、提升工作桶200，直至排液完成。作业结束后，将工作筒提到密封连接组件300的防喷管320内，然后关闭采油气树10的井口阀门，拆卸密封连接组件300，恢复井口。整个作业期间，油气井始终保持正常生产状态。最后，收起井架，收回柔性缆100，检查相关部件确保完好状态，整套油气排液装置恢复待机状态，准备进行下一次作业。
80.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
81.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”指示的方位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技术和简化描述，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技术的限制。
82.需要说明的是，本技术实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
83.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
84.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
85.尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。