一种采油用收投球装置及采油方法与流程

1.本发明涉及气举采油技术领域，具体而言，涉及一种采油用收投球装置及采油方法。


背景技术：

2.目前，在采油领域，常采用气举球的方式将井下的油气举升至地面，具体为利用高压气体将气举球沿管柱泵送至井底，然后靠高压气体和气举球的推力将油举升至地面，但现有的装置普遍存在采油效率低的问题，主要在于气举球上容易粘附石油，在未清理干净的情况下再次进入到井下管柱中，一方面将已经举升上来的石油再次带入井下，使得采油效率变低，另一方面气举球表面长期粘附石油会使得球体的直径变大，需要压力更强的气体才能将其推入至井下管柱中。
3.公开号为cn1050406c的专利公开了一种气举球气举采油球控装置及其采油方法，使用该装置时，无法保证气举球在再次下井前表面不粘附石油，即该装置无法有效对气举球进行清理，且该装置还存在一个问题，气举球从螺旋管15上掉落下来后，很容易聚集在一起，由于球体表面粘附有黏性很大的石油，会导致大量的气举球聚集，无法顺畅地进入下一发球阶段，容易发生卡球现象，从而影响采油效率，另外，该装置只能连续向井下发球，而无法有效控制发球频率。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种采油用收投球装置及采油方法，能够有效解决上述问题。
5.本发明第一方面提供了一种采油用收投球装置，包括壳体，在所述壳体上分别设有进球口、出球口、出气口和出油口，所述进球口的高度高于所述出球口的高度，在所述进球口与所述出球口之间设有气举球滑道，所述气举球滑道的一端与所述进球口连接，另一端与所述出球口连接，所述气举球滑道的侧壁分布有若干空隙，在所述出球口的外侧安装有低高压转换阀。
6.进一步地，所述气举球滑道呈螺旋状、弧线状、直线状或折线状。
7.进一步地，所述气举球滑道呈变径螺旋状，所述气举球滑道的顶端直径大于底端直径。
8.上大下小的变径结构，使得高尔夫式气举球在滚动时速度会越来越快，从而受到的离心力越来越大，有利于将粘附在球体表面上的石油甩开，从而达到清理球体的目的。
9.进一步地，所述气举球滑道由两个圆环和四根金属杆组成，两个所述圆环分别设于所述金属杆的两端，四根所述金属杆呈矩形阵列排布。
10.如此设置使得高尔夫式气举球暴露在外的面积最大化，球体只能在四根金属杆围成的空间内移动，暴露出的球体上所粘附的石油就能够更好地被甩开。
11.进一步地，在所述壳体的内部安装有空心杆，在所述空心杆的侧壁上设有若干排气孔，所述空心杆连接有输气管。
12.空心杆向移动中的球体喷射气体，能够有效将球体上的石油吹落。
13.进一步地，所述气举球滑道的内径与所述出球口的内径相同。
14.如此设置使得一次只能允许一个气举球从气举球滑道内进入到出球口中，可防止气举球堆积，从而避免了卡球现象发生。
15.进一步地，在所述气举球滑道的端部安装有气举球收纳器，所述气举球收纳器呈环状，所述气举球收纳器的内径与所述出球口的内径相同，所述气举球收纳器与所述出球口贴合，所述气举球收纳器连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆安装在所述壳体的内底部，所述电动伸缩杆的伸缩方向与所述气举球收纳器的轴线方向垂直。
16.如此设置能够控制高尔夫式气举球是否从壳体中出去，当气举球收纳器与出球口完全重合时，高尔夫式气举球就能够从壳体中经出球口进入到下方的低高压转换阀内，当气举球收纳器与出球口不重合时，高尔夫式气举球就被拦截在壳体内，无法进入到下方的低高压转换阀中。
17.进一步地，所述低高压转换阀包括第一舱室和第二舱室，所述第一舱室与所述第二舱室串连，所述第一舱室与所述出球口连接，在所述第一舱室与所述出球口之间设有第一电磁阀，在所述第一舱室与所述第二舱室之间设有第二电磁阀，在所述第二舱室的底部设有第三电磁阀，所述第二舱室还连接有第一高压气泵，在所述第二舱室的侧壁上安装有卸压口，在所述卸压口处安装有第四电磁阀。
18.通过两个舱室串连的方式，使得高尔夫式气举球能够由常压(低压)环境顺利进入到高压环境中，从而被喷射至井下。
19.进一步地，所述低高压转换阀包括球形外壳，所述球形外壳呈空心状，在所述球形外壳的侧壁上分别安装有进球通道、出球通道、高压气通道和余油通道，所述进球通道的内径与所述出球通道的内径相同，所述高压气通道的内径小于所述进球通道的内径，所述余油通道的内径小于所述高压气通道的内径，在所述球形外壳内设有呈圆球状的阀芯，所述阀芯与所述球形外壳的内壁贴合，在所述阀芯的轴线上同轴设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的直径等于所述进球通道的内径，所述第二通孔的直径等于所述高压气通道的内径，所述高压气通道连接有第二高压气泵，在所述球形外壳的外部设有电机，所述电机的输出端与所述阀芯连接。
20.通过阀芯在球形外壳内转动的方式，使得高尔夫式气举球能够由常压(低压)环境顺利进入到高压环境中，从而被喷射至井下。
21.本发明第二方面提供了一种采油方法，采用井下管柱、高尔夫式气举球以及上述的采油用收投球装置共同实现。
22.本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
23.本发明所提供的采油用收投球装置，结构简单，且能够对高尔夫式气举球进行有效回收和发射，具有良好的气举球采油效率，另外，在本装置中，气举球滑道由两个圆环和若干根金属杆组成，如此结构使得气举球只能在金属杆围成的空间内有序移动，不会出现大量气举球聚集的现象发生，且该结构使得气举球的球表面暴露在外，在移动过程中，由于离心力的作用，气举球表面粘附的石油更加容易甩落，使得气举球在再次下井前被清理干净。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
25.图1为本发明实施例1提供的采油用收投球装置的结构示意图；
26.图2为图1的内部结构示意图；
27.图3为图2中a处的局部放大图；
28.图4为图1中所示低高压转换阀的结构示意图；
29.图5为本发明实施例2提供的采油用收投球装置的结构示意图；
30.图6为图5的内部结构示意图；
31.图7为图6中所示新低高压转换阀的结构示意图；
32.图8为图7所示新低高压转换阀的另一工作状态示意图。
33.图标：1
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壳体，11
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进球口，12
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出气口，13
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出球口，14
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出油口，2
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气举球滑道，21
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圆环，22
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金属杆，3
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空心杆，31
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排气孔，4
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气举球收纳器，5
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电动伸缩杆，6
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低高压转换阀，61
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第一舱室，611
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抽液管，62
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第二舱室，621
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第一高压气泵，622
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泄压口，6221
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第四电磁阀，63
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第一电磁阀，64
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第二电磁阀，65
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第三电磁阀，7
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新低高压转换阀，71
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球形外壳，72
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进球通道，73
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出球通道，74
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高压进气通道，75
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余油通道，76
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阀芯，761
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第一通孔，762
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第二通孔，8
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高尔夫式气举球。
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
36.实施例1
37.如图1
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4所示，本实施例提供了一种采油用收投球装置，包括壳体1，在壳体1的侧壁上分别设有进球口11和出气口12，在壳体1的底壁上分别设有出球口13和出油口14，在壳体1的内部设有气举球滑道2和空心杆3，气举球滑道2呈变径螺旋状，气举球滑道2的顶部直径大于底部直径，气举球滑道2由两个圆环21和四根金属杆22组成，四根金属杆22呈矩形阵列排布，两个圆环21分别设于金属杆22的两端，气举球滑道2的一端安装在进球口11处，气举球滑道2的另一端安装在出球口13处，在出球口13与气举球滑道2的端部之间设有气举球收纳器4，气举球收纳器4呈环状，气举球收纳器4的内径与出球口13的内径相同，气举球收纳器4与出球口13贴合，气举球收纳器4连接有电动伸缩杆5，电动伸缩杆5安装在壳体1的内底部，空心杆3设在呈螺旋状的气举球滑道2的中心处，在空心杆3的侧壁上设有若干排气孔
31，空心杆3连接有输气管(设在壳体1的外底部，图中被遮挡，未示出)，在出球口13的外侧安装有低高压转换阀6，低高压转换阀6包括第一舱室61和第二舱室62，第一舱室61与第二舱室62串连，第一舱室61与出球口13连接，第一舱室61的底部安装有抽液管611，抽液管611外接有抽吸泵，用于将第一舱室61内的积液抽出，在第一舱室61与出球口13之间设有第一电磁阀63，在第一舱室61与第二舱室62之间设有第二电磁阀64，在第二舱室62的底部设有第三电磁阀65，第二舱室62还连接有第一高压气泵621，在第二舱室62的侧壁上安装有卸压口622，在卸压口622处安装有第四电磁阀6221。
38.本实施例所提供的采油用收投球装置在采油时与井下管柱和高尔夫式气举球配套使用，其中，井下管柱的具体结构参见公开专利“气举球气举采油井下管柱结构”(公开号为：cn1304722c)的图1，高尔夫式气举球的具体结构参见公开专利“高尔夫式气举球气举采油智能控制方法及系统”(公开号为：cn113027395a)的图3，在此不做过多赘述。
39.在采油时，井下管柱的两个端部分别与本装置的壳体1的进球口11和第二舱室62安装有第三电磁阀65的底部连接，形成一个闭合的回路，多个高尔夫式气举球8在该闭合回路内移动，从而将油气从井下举升到地面上。当高尔夫式气举球8从进球口11进入到壳体1内后，举升上来的石油流到壳体1的内底部，从出油口14处转移出，举升上来的天然气从出气口12处转移出，高尔夫式气举球8顺着螺旋状的气举球滑道2向下滑动，在滑动的过程中，粘附在其表面的石油被甩落，并且，空心杆3持续喷射气流(也可选择喷射水流或水汽)，能够将粘附的石油吹落，随后高尔夫式气举球8掉落至气举球收纳器4(高尔夫式气举球8的直径略小于气举球收纳器4的内径)内，此时如果气举球收纳器4与下方的出球口13不重合，那么高尔夫式气举球8则会堆积在气举球收纳器4内，如果气举球收纳器4与下方的出球口13重合，高尔夫式气举球8则会经出球口13进入到下方的低高压转换阀6中(此处可以根据需要通过电动伸缩杆5控制气举球收纳器4与出球口13是否重合，即实现调整发球频率的目的)，当高尔夫式气举球8进入到低高压转换阀6中后，首先进入到第一舱室61，随后第一电磁阀63关闭，第二电磁阀64打开，高尔夫式气举球8落入到第二舱室62中后第二电磁阀64关闭，随后第一高压气泵621短暂开启后关闭向第二舱室62内供压，第二舱室62变成高压环境，此时第三电磁阀65开启，高尔夫式气举球8就从第二舱室62被喷射至井下管柱内，如此循环，即可将井下的油气举升至地面。
40.实施例2
41.如图5
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8所示，作为实施例1的一种替代方案，其余特征与实施例1相同，所不同之处在于，提供了一种结构不同的新低高压转换阀7，具体地，新低高压转换阀7包括球形外壳71，球形外壳71呈空心状，在球形外壳71的侧壁上分别安装有进球通道72、出球通道73、高压气通道74和余油通道75，进球通道72与壳体1的出球口13连通，进球通道72的内径与出球通道73的内径相同，高压气通道74的内径小于进球通道72的内径，余油通道75的内径小于高压气通道74的内径，在球形外壳71内设有呈圆球状的阀芯76，阀芯76与球形外壳71的内壁贴合，在阀芯76的轴线上同轴设有第一通孔761和第二通孔762，第一通孔761的直径等于进球通道72的内径，第二通孔762的直径等于高压气通道74的内径，高压气通道74连接有第二高压气泵(图中未示出)，在球形外壳71的外部设有电机(图中未示出)，电机的输出端与阀芯76连接，用于驱动阀芯76转动。
42.本实施例所提供的采油用收投球装置在采油过程中，其余流程与实施例1相同，所
不同之处仅在于新低高压转换阀7。
43.具体地，高尔夫式气举球经出球口13进入到新低高压转换阀7，首先进入到进球通道72，然后落入到阀芯76上的第一通孔761内，此时高尔夫式气举球8上粘附的少量余油经第二通孔762落入到余油通道75中，随后电机驱动阀芯76转动，第一通孔761转向出球通道73，此时，第二通孔762朝向高压气通道74，高压气体给高尔夫式气举球8一个推力，使得高尔夫式气举球8从出球通道73内喷射出。
44.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。