一种二氧化碳驱采油井口防气窜装置及工艺技术领域
本发明涉及二氧化碳等气体驱油的油田井场流程，具体涉及一种二氧化碳驱采油
井口防气窜装置及工艺。
背景技术
长庆油田属于典型的特/超低渗透油藏，储层物性差、非均质性强、微裂缝发育，原
始气油比高。油区内试验二氧化碳驱油技术后，存在较高的气窜风险，气油比预测可能达到
1000m3/t以上；气窜一旦发生将严重威胁地面集输管网和下游油气集输站场的安全。
目前，国内已开展二氧化碳驱油试验的油田，大多采取采油树井口手动放空的方
式进行直接泄压，不仅增加操作人员的劳动强度，还存在严重的安全隐患。因此，破解CO2驱
油技术与地面工程安全问题势在必行。
发明内容
本发明的目的是克服二氧化碳驱采油井口气窜存在安全隐患的技术问题，提供一
种二氧化碳驱采油井口防气窜装置及工艺。
本发明的技术方案是提供了一种二氧化碳驱采油井口防气窜装置及工艺，采油井
口上设置有采油井口装置，采油井口装置上设有套管气出口和油管出口，所述套管气出口
通过管线一连接至安全泄放出口，油管出口通过管线二连接至井场阀组，所述管线一与管
线二通过管线三连通，且管线一和管线二分别与管线三之间设置有阀门一和定压套气阀，
管线一上还设置有安全阀，所述安全阀位于阀门一与安全泄放出口之间，管线二上还设置
有阀门二，且阀门二位于定压套气阀与井场阀组之间。
所述管线一上还设置有阀门三，且阀门三与安全阀并联于阀门一与安全泄放出口
之间。
所述管线三为金属软管线。
所述安全阀两端均设置有阀门，且均采用球阀。
所述阀门一、阀门三采用球阀。
所述阀门二采用闸阀。
一种二氧化碳驱采油井口防气窜工艺，至少包括以下步骤：
步骤1）油井正常生产时，安全阀和阀门三处于关闭状态，油井内的伴生气从套管气出
口出来经过阀门一沿管线三至定压套气阀后，与从油管出口采出的原油混合，最后通过阀
门二至井场阀组，切换至计量系统后外输，或直接外输，实现井场单管集油流程；
步骤2）当油井发生气窜时，管线一内压力升高，当压力达到安全阀设定的启跳压力时，
安全阀开启，伴生气从套管气出口出来直接到达安全泄放出口排至指定回收点，当管线一
内压力恢复正常时继续按步骤1）工作；
步骤3）当气窜严重时，安全阀内的流体压力骤降，出现水合物冻堵现象，安全阀受损无
法正常运行，此时手动打开阀门三，使得伴生气泄放至安全泄放出口排至指定回收点，当管
线一内压力恢复正常时，更换安全阀，继续按步骤1）工作。
所述阀门一、定压套气阀、阀门二在油井工作时一直处于打开状态。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的这种二氧化碳驱采油井口防气窜装置及工艺结构简单，操作方便，通
过安全阀和阀门三的开关，实现井口气窜超压自动泄放功能，具有工艺简洁、流程优化、安
全可靠性高、安全环保，不仅能够有效的保障地面集输管网和下游油气站场的安全，还可保
障操作人员的生命安全，降低人员劳动强度，满足试验、生产和运行安全的需求，适用于二
氧化碳驱油的采油井口防气窜工艺，同样适用于其他气体驱油的采油井井口防气窜工艺，
可实现气驱采油油田的井场单管集油，在试验或采用三次采油的油田具有较广的应用前
景。
(2)本发明提供的这种二氧化碳驱采油井口防气窜装置及工艺通过在管线一上设
置有阀门三，且阀门三与安全阀并联，当安全阀出现故障时，打开阀门三，伴生气通过阀门
三到达安全泄放出口，操作方便，保障安全生产。
(3)本发明提供的这种二氧化碳驱采油井口防气窜装置及工艺通过采用金属软管
线作为管线三，可适应小空间安装，减小管线应力损伤。
(4)本发明提供的这种二氧化碳驱采油井口防气窜装置及工艺通过在安全阀两端
均设置有阀门，且均采用球阀，可切断管路，便于安全阀更换和检修，同时可防止安全阀受
损时伴生气溢出。
(5)本发明提供的这种二氧化碳驱采油井口防气窜装置及工艺阀门一、阀门三采
用球阀，阀门二采用闸阀，保证密封。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明二氧化碳驱采油井口防气窜装置的结构示意图。
附图标记说明：1、采油井口；2、采油井口装置；3、套管气出口；4、油管出口；5、管线
一；6、管线二；7、管线三；8、阀门一；9、阀门二；10、安全阀；11、阀门二；12、安全泄放出口；
13、井场阀组；14、阀门三。
具体实施方式
实施例1：
为了克服二氧化碳驱采油井口气窜存在安全隐患的技术问题，本实施例提供了一种如
图1所示的二氧化碳驱采油井口防气窜装置及工艺，采油井口1上设置有采油井口装置2，采
油井口装置2上设有套管气出口3和油管出口4，所述套管气出口3通过管线一5连接至安全
泄放出口12，油管出口4通过管线二6连接至井场阀组13，所述管线一5与管线二6通过管线
三7连通，且管线一5和管线二6分别与管线三7之间设置有阀门一8和定压套气阀9，管线一5
上还设置有安全阀10，所述安全阀10位于阀门一8与安全泄放出口12之间，管线二6上还设
置有阀门二11，且阀门二11位于定压套气阀9与井场阀组13之间。本发明中所述的采油井口
装置2为现有的已知技术，在这里不作详细说明。
本发明的这种二氧化碳驱采油井口防气窜工艺，至少包括以下步骤：
步骤1）油井正常生产时，安全阀10和阀门三14处于关闭状态，油井内的伴生气从套管
气出口3出来经过阀门一8沿管线三7至定压套气阀9后，与从油管出口4采出的原油混合，最
后通过阀门二11至井场阀组13，切换至计量系统后外输，或直接外输，实现井场单管集油流
程；
步骤2）当油井发生气窜时，管线一5内压力升高，当压力达到安全阀10设定的启跳压力
时，安全阀10开启，伴生气从套管气出口3出来直接到达安全泄放出口12排至指定回收点，
当管线一5内压力恢复正常时继续按步骤1）工作；
步骤3）当气窜严重时，安全阀10内的流体压力骤降，出现水合物冻堵现象，安全阀10受
损无法正常运行，此时手动打开阀门三14，使得伴生气泄放至安全泄放出口12排至指定回
收点，当管线一5内压力恢复正常时，更换安全阀10，继续按步骤1）工作。
所述阀门一8、定压套气阀9、阀门二11在油井工作时一直处于打开状态。
本发明提供的这种二氧化碳驱采油井口防气窜装置及工艺结构简单，操作方便，
通过安全阀和阀门三的开关，实现井口气窜超压自动泄放功能，具有工艺简洁、流程优化、
安全可靠性高、安全环保，不仅能够有效的保障地面集输管网和下游油气站场的安全，还可
保障操作人员的生命安全，降低人员劳动强度，满足试验、生产和运行安全的需求，适用于
二氧化碳驱油的采油井口防气窜工艺，同样适用于其他气体驱油的采油井井口防气窜工
艺，可实现气驱采油油田的井场单管集油，在试验或采用三次采油的油田具有较广的应用
前景。
实施例2：
在实施例1的基础上，如图1所示，本实施例提供了一种二氧化碳驱采油井口防气窜装
置及工艺，所述管线一5上还设置有阀门三14，且阀门三14与安全阀10并联于阀门一8与安
全泄放出口12之间，当安全阀10出现故障时，打开阀门三14，伴生气通过阀门三14到达安全
泄放出口12，操作方便，保障安全生产。
所述管线三7为金属软管线，可适应小空间安装，减小管线应力损伤。
所述安全阀10两端均设置有阀门，且均采用球阀，可切断管路，便于安全阀更换和
检修，同时可防止安全阀受损时伴生气溢出，在装置正常运行情况下，这两个球阀处于常开
状态。
所述阀门一8、阀门三14采用球阀，所述阀门二11采用闸阀，保证密封。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡
是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。