CN103291266A - 一种泡沫排水采气井下自动加药装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于气井的一种泡沫排水采气井下自动加药装置及方法，装置主要由地面储药罐、细管阀门、细管、压差控制阀、油管、套管，所述地面储药罐、细管阀门、细管、压差控制阀构成加药通道；所述细管与油管形成环空排液通道；所述压差控制阀主要由进药口、上腔室、阀芯球、锥形阀座、下腔室、弹簧、出药口组成；本发明的方法，所述压差控制阀上端受药剂重力（恒压），下端受井底回压，当积液增加时，井底回压增加，作用在阀芯球向下的压差减小，所述弹簧克服该压差而上托阀芯球，开始加药，当积液排出后，该压差作用大于弹簧弹力而下压阀芯球，停止加药。本发明能根据气井积液程度自动加药和停药，并确保药剂与底部积液的充分混合。

Description

一种泡沫排水采气井下自动加药装置及方法

技术领域

本发明涉及用于气井的一种泡沫排水采气的加药装置及方法，属于石油天然气开采领域。

背景技术

我国天然气井普遍产水，当气井进入中后期生产时，产气量递减，气液滑脱严重，水回流井底形成积液，容易造成气井“水淹”停产。而泡沫排水采气是防止气井积液、维持气井稳产最经济有效的方式之一,也是我国绝大多数中后期气田排液采气的主要手段。它通过向井筒加注适量泡排剂，让井底积液在气流作用下产生稳定泡沫，从而降低气液滑脱，排出积液。

然而目前的泡排剂加注工艺面临两个共同问题，一是加药前无法实时获得井下积液信息，难以确定最佳的加药时机；二是药剂从井口加入，使得药剂浮于液面或难以到达预定位置而无法与底部积液充分混合。这会带来如下后果：1）若井底积液迅速增加，而加药不及时，可能造成气井迅速水淹；2）若井底积液较少，而过量加药不仅造成药剂的浪费，多余的药剂还会成为积液的一部分，增加排液负担；3）积液底部药剂浓度过低，产生的泡沫量不足，无法充分排液。因此根据井下积液信息及时加药、停药，同时保证药剂与积液的充分混合是泡排取得成功的关键。

通常气井积液后，井筒液柱会在井底产生回压，该回压大小直接反映了积液的严重程度。因此提出一种新的思路，采用井下加药方式，在井下设置压差控制阀，利用积液产生的井底回压大小控制阀的开关，从而自动控制加药。如此实现根据气井积液程度自动加药和停药的功能，既提高泡排效率，又节约药剂，还降低工作强度。另外采用井下加药方式还能保证药剂与底部积液的充分混合，对于水平井、蛇曲井等积液段较长、药剂难以充分扩散的复杂井型尤其适用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种泡沫排水采气井下自动加药装置及方法。该装置能够根据气井积液程度自动加药和停药，在积液迅速增加的第一时间避免气井水淹，又能在积液减少后停止加药，既提高泡排效率，又节约药剂，还降低工作强度；通过井下加药还能确保药剂与底部积液的充分混合。

本发明采用的技术方案是：

本发明一种泡沫排水采气井下自动加药装置，主要由储药罐、细管阀门、细管、压差控制阀、油管、套管组成。所述储药罐与细管阀门、细管、压差控制阀从上到下依次串接，形成加药通道；所述细管与油管之间形成环空排液通道；所述压差控制阀主要由进药口、上腔室、阀芯球、锥形阀座、下腔室、弹簧、出药口组成。所述进药口与细管连接，所述出药口与油管连通；所述弹簧处于压缩状态。

本发明一种泡沫排水采气井下自动加药方法，包括以下步骤：1.将压差控制阀、细管下入油管，打开储药罐后的细管阀门，将细管充满药剂，确保压差控制阀上端进药口受药剂重力作用（恒压），下端出药口受井底回压作用，由于药剂重力大于井底回压，会对阀芯球造成向下的压差，下压阀芯球并压缩弹簧；2.当井底积液增加到一定程度时，井底回压增加，对阀芯球造成的向下压差减小，所述弹簧克服该压差而将阀芯球托起，所述阀芯球与锥形阀座分离，药剂从上腔室流入下腔室，实现自动连续加药；3.当井底积液减少到一定程度时，井底回压减小，对阀芯球造成的向下压差增加，所述弹簧弹力不足以托起阀芯球，所述阀芯球与锥形阀座闭合，自动停药；通过以上步骤实现泡沫排水采气井下自动加药和停药。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.根据气井积液程度自动加药和停药，能够在积液迅速增加的第一时间避免气井水淹，在积液减少后立即停止加药，既提高了泡排效率，延长气井稳产期，又节约药剂；2.实现一次安装多次自动加药的功能，降低工作强度，提高泡排井自动化管理水平；3.采用井下加药确保药剂与底部积液的充分混合，对于水平井、蛇曲井等积液段较长、药剂难以充分扩散的复杂井型尤其适用。

附图说明

图1是本发明一种泡沫排水采气井下自动加药装置及方法的结构示意图；

图2是本发明的压差控制阀结构示意图。

图中：1.储药罐，2.细管阀门，3.套管，4.油管，5.细管，6.积液液面，7.压差控制阀，8.进药口，9.上腔室，10.阀芯球，11.锥形阀座，12.下腔室，13.弹簧，14.出药口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1、图2所示，本发明一种泡沫排水采气井下自动加药装置，主要由储药罐1、细管5、压差控制阀7、油管4、套管3组成。所述储药罐1、细管阀门2、细管5、压差控制阀7从上到下依次串接，形成加药通道。所述细管5与油管4之间形成环空排液通道。所述压差控制阀7主要由进药口8、上腔室9、阀芯球10、锥形阀座11、下腔室12、弹簧13、出药口14组成。所述进药口8与细管5连接，所述出药口14与油管4相通；所述弹簧13处于压缩状态。

本发明一种泡沫排水采气井下自动加药方法，包括以下步骤：①将压差控制阀7、细管5下入油管，打开细管阀门2，将细管5充满药剂，确保压差控制阀7上端的进药口8受药剂重力作用（恒压），下端的出药口14受井底回压作用，由于药剂重力大于井底回压，会对阀芯球10造成向下的压差，下压阀芯球10并压缩弹簧13；②在气井积液之初，液面6较低时，井底回压较低，对阀芯球10造成的向下压差较大，所述弹簧13不足以托起阀芯球10，使阀芯球10与锥形阀座11闭合；③当气井积液较多，液面6上升到一定程度时，井底回压增加，对阀芯球10造成的向下压差减小，所述弹簧13克服该压差而将阀芯球10托起，阀芯球10与锥形阀座11分离，药剂从上腔室9流入下腔室12，实现自动连续加药；④药剂与油管4中积液混合，在气流作用下产生泡沫，将积液从细管5与油管4间的环空排出；⑤随着积液被排出，井底回压减小到一定程度时，对阀芯球10造成的向下压差增加，所述弹簧13弹力不足以托起阀芯球10，自动停药；通过以上步骤实现泡沫排水采气井下自动加药和停药。

由于不同气井压力系统差异较大，相同积液高度产生的井底回压不尽相同，因此弹簧13可以根据实际需要选用不同的弹性系数，实现不同的压差值开启和关闭压差控制阀7，以满足不同气井需要。

所述细管5、压差控制阀7除了作为泡排加药通道外，还可作为补充注气（当地产产气量过低，不能有效泡排时）通道。所述储药罐1、细管阀门2可与注气管线并联汇入细管5，灵活选择注泡排剂或补充注气。

通过泡沫排水采气井下自动加药装置及方法进行排液采气，实现了根据气井积液程度自动加药和停药的功能，及时有效的避免了气井“水淹”停产，提高了气井稳产期和气藏采收率，又实现了药剂加注的自动化，降低了工作强度和药剂成本。

Claims (2)

1.一种泡沫排水采气井下自动加药装置，主要由储药罐（1）、细管阀门（2）、细管（5）、压差控制阀（7）、油管（4）、套管（3）组成，其特征在于：所述储药罐（1）、细管阀门（2）、细管（5）、压差控制阀（7）从上到下依次串接，形成加药通道；所述细管（5）与油管（4）之间形成环空排液通道；所述压差控制阀（7）主要由进药口（8）、上腔室（9）、阀芯球（10）、锥形阀座（11）、下腔室（12）、弹簧（13）、出药口（14）组成；所述进药口（8）与细管（5）连接，所述出药口（14）与油管（4）相通。

2.一种泡沫排水采气井下自动加药方法，其特征在于包括以下步骤：

①将压差控制阀（7）、细管(5)下入油管，打开储药罐（1）后的细管阀门（2），将细管（5）充满药剂，确保压差控制阀（7）上端进药口（8）受药剂重力作用（恒压），下端出药口（14）受井底回压作用，由于药剂重力大于井底回压，会对阀芯球（10）造成向下的压差，下压阀芯球（10）并压缩弹簧（13）；

②当井底积液增加到一定程度时，井底回压增加，对阀芯球（10）造成的向下压差减小，所述弹簧（13）克服该压差而将阀芯球（10）托起，所述阀芯球（10）与锥形阀座（11）分离，药剂从上腔室（9）流入下腔室（12），实现自动连续加药；

③当井底积液减少到一定程度时，井底回压减小，对阀芯球（10）造成的向下压差增加，所述弹簧（13）弹力不足以托起阀芯球，所述阀芯球（10）与锥形阀座(11)闭合，自动停药；通过以上步骤实现泡沫排水采气井下自动加药和停药。

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