CN103510941B - 气举采油分配计量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气举采油分配计量装置，涉及石油开采设备领域，提供一种能够在石油开采中将高压气体进行接收、检测、控制、计量分配到每个采油井中的气举采油分配计量装置。气举采油分配计量装置包括管线室、控制室、管线系统、报警系统和控制系统；管线系统和报警系统设置于管线室内，控制系统设置于控制室内；管线系统包括气体主路和至少两件气体支路，各件气体支路相互独立设置且均与气体主路连接；控制系统根据气体主路和气体支路的压力进行报警或控制气体主路通断；报警系统与控制系统连接。本发明可以用于往油井中加注天然气、氮气或空气。
Description
技术领域
本发明石油开采设备领域，尤其涉及一种气举采油分配计量装置。
背景技术
当地层能量降低到不能使油井自喷，就需要进行机械采油。其中，人为把高压气体（天然气或空气）注入井底，延续自喷，使原油喷出地面的采油方法称气举采油法。
气举采油分配计量装置功能是接受高压气体，并将高压气体分配到每一口采油单井，在分配过程中控制注入气体流量等参数。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种能够在石油开采中将高压气体进行接收、检测、控制、计量分配到每个采油井中的气举采油分配计量装置。
为解决上述问题采用的技术方案是：气举采油分配计量装置包括管线室、控制室、管线系统、报警系统和控制系统；管线系统和报警系统设置于管线室内，控制系统设置于控制室内；管线系统包括气体主路和至少两件气体支路，各件气体支路相互独立设置且均与气体主路连接；控制系统根据气体主路和气体支路的压力进行报警或控制气体主路通断；报警系统与控制系统连接。
进一步的是：气举采油分配计量装置包括缓蚀剂加注系统，缓蚀剂加注系统与气体主路连接。
进一步的是：气体主路包括主气管、温度变送器A、压力变送器A、温度显示器、压力显示器A和电动球阀，主气管端部为气体进口；温度变送器A压力变送器A、温度显示器、压力显示器A和电动球阀与气体支路和气体进口之间的部分主气管连接；气体支路包括支气管、手动球阀A、电动调节阀、手动球阀B、温度变送器B、压力变送器B、压力显示器B、压差变送器和流量变送器，手动球阀A、电动调节阀和手动球阀B根据距气体主路距离由近及远顺序依次设置于支气管上，温度变送器B、压力变送器B、压力显示器B、压差变送器和流量变送器与支气管连接；温度变送器A、压力变送器A温度变送器B、压力变送器B、压差变送器和流量变送器均与控制系统连接。
进一步的是：电动球阀和电动调节阀在断电情况下阀芯能够保持原位。
进一步的是：管线系统包括放空支路。
进一步的是：包括缓蚀剂加注系统，缓蚀剂加注系统包括甲醇药剂罐及与甲醇药剂罐连接的甲醇输入管、甲醇输出管和排污管；甲醇药剂罐上设置有呼吸器；甲醇输入管上根据距甲醇药剂罐距离由近及远顺序依次设置有药剂泵A和手动球阀C；甲醇输出管上根据距甲醇药剂罐距离由近及远顺序依次设置有手动球阀D、过滤器、流量标定柱、药剂泵B、压力显示器C、手动截止阀和单向阀，甲醇输出管与主气管连接；排污管上设置有手动球阀E。
进一步的是：报警系统包括火焰探测器、H2S气体探测器和可燃气体探测器，火焰探测器、H2S气体探测器和可燃气体探测器均与控制系统连接。
进一步的是：管线室内设置有电热油灯、排风扇和照明装置。
进一步的是：管线室顶部安装有避雷针，管线室底部安装有接地网，管线系统和报警系统的各仪表的接地端都通过接地电缆连接至接地网，管线室内、外的接地网焊接接地螺栓。
本发明的有益效果是：本气举采油分配计量装置可实现以下功能：
1、对经过压缩机压缩的高压天然气进行接收、稳压和单井注气量分配；
2、测量主气管和各支气管中天然气压力和温度；
3、测量气举井单井注气量；
4、自动方式（根据设定值）和手动方式调节气举井注气管（气体支路22）中的注气量；
5、主气管中天然气压力波动变化超过设定范围时，实行紧急状态报警；
6、根据报警状态实行工作模式的转换，发生低压报警，发生低低压报警，实施主气管关断；
7、根据气举井生产状况采取连续注气和间歇注气模式的选择转换；
8、单井注气管线出现破损导致管线压力骤降时实现总管线关断；
9、管线室内天然气泄漏报警，天然气浓度达到3％时发出声光报警信号，并自动启动风机排风；达到设定浓度值时实现总管线关断;
10、单井注气量、注气压力、汇管压力、温度以及各种报警信号传输到控制室；
11、断电时入口电动球阀和配气间电动调节阀均保持断电前的状态；
12、按照管线系统防冻堵需要将所需化学药剂泵入配气间流程；
附图说明：
图1是气举采油分配计量装置原理图；
图2是管线系统外形图；
图中标记为：管线室1、排风扇101、照明装置102、电热油灯103、管线系统2、气体主路21、压力变送器A2101、压力显示器A2102、电动球阀2103温度变送器A2105、温度显示器2104、温度变送器A2105、主气管2106、气体进口2107、气体支路22、支气管2201、流量变送器2202、温度变送器B2203、压差变送器2204、压力变送器B2205、电动调节阀2206、压力显示器B2207、气体出口2208、手动球阀B2209、手动球阀A2210、控制系统3、电源柜301、PLC仪表柜302、PLC计算机柜303、控制室4、报警系统5、火焰探测器501、H2S气体探测器502、可燃气体探测器503、缓蚀剂加注室6、缓蚀剂加注系统7、甲醇输入管701、动球阀C702、药剂泵A703、呼吸器704、甲醇药剂罐705、排污管706、手动球阀E707、手动球阀D708、过滤器709、流量标定柱710、药剂泵B711、压力显示器C712、手动截止阀713、单向阀714、甲醇输出管715、接线箱8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
气举采油分配计量装置包括管线室1、控制室4、管线系统2、报警系统5和控制系统3；管线系统2和报警系统5设置于管线室1内，控制系统3设置于控制室4内；管线系统2包括气体主路21和至少两件气体支路22，各件气体支路22相互独立设置且均与气体主路21连接；控制系统3根据气体主路21和气体支路22的压力进行报警或控制气体主路21通断；报警系统5与控制系统3连接。本发明可以将天然气、氮气或空气注入油井。气体主路21接受外界的高压气体并输送到各气体支路22，通过气体支路22注入油井。各气体支路22数量可根据油井数量设定，图1所示的气举采油分配计量装置气体支路22数量为八条，可以向八个油井注气。控制系统4可以显示管线系统2内气体的压力、温度和流量等参数并可根据管线系统2这些参数控制管线系统2通断或进行报警。报警系统5能够检测到可能泄露的可燃气体，控制系统4可根据报警系统5信号进行报警或切断管线系统2。管线系统2、控制系统3和报警系统5均设置于室内，有利于保证设备安全及使工作人员对设备进行操作的环境较好
有的油田在气举生产中所使用的天然气为湿气，同时天然气中还有较多的硫化氢（2.5%）和CO2（0.7%），对管材以及仪器仪表的腐蚀性较高。为了减轻管材以及仪器仪表的腐蚀性，气举采油分配计量装置包括缓蚀剂加注系统7，缓蚀剂加注系统7与气体主路21连接。缓蚀剂可以是甲醇或其他防腐剂。缓蚀剂加注系统7可以设置于缓蚀剂加注室6内，以利于设备安全及工作人员操作。
管线系统2具体设置方式推荐如下：气体主路21包括主气管2106、温度变送器A2105、压力变送器A2101、温度显示器2104、压力显示器A2102和电动球阀2103，主气管2106端部为气体进口2107；温度变送器A2105、压力变送器A2101、温度显示器2104、压力显示器A2102和电动球阀2103与气体支路22和气体进口2107之间的部分主气管2106连接；气体支路22包括支气管2201、手动球阀A2210、电动调节阀2206、手动球阀B2209、温度变送器B2203、压力变送器B2205、压力显示器B2207、压差变送器2204和流量变送器2202，手动球阀A2210、电动调节阀2206和手动球阀B2209根据距气体主路21距离由近及远顺序依次设置于支气管2201上，温度变送器B2203、压力变送器B2205、压力显示器B2207、压差变送器2204和流量变送器2202与支气管2201连接；温度变送器A2105、压力变送器A2101、温度变送器B2203、压力变送器B2205、压差变送器2204和流量变送器2202均与控制系统4连接。主气管2106端部的气体进口2107接收高压气体。电动调节阀2206能够调节支气管2201的气体流量并对气体进行稳压。温度变送器、压力变送器、流量变送器和压差变送器分别将温度、压力、流量和压差信号转换为电信号传输给控制系统4，控制系统4能够显示系统温度、压力、流量和压差数值，并根据这些数值控制管线系统2正常运转、进行报警或断开管线系统2。例如：主气管2106中天然气压力波动变化超过设定范围时，实行紧急状态报警；根据报警状态实行工作模式的转换，发生低压报警，发生低低压报警，实施主气管2106关断；根据气举井生产状况采取连续注气和间歇注气模式的选择转换；单井注气管线出现破损导致管线压力骤降时实现总管线关断。温度显示器和压力显示器能够就地显示管路内气体的温度和压力，便于在管线系统2旁就地观察这些参数。手动球阀能够手动通断气路。电动球阀2103可根据控制系统4的信号通断气路。
为了在意外断电的情况下保证系统安全，电动球阀2103和电动调节阀2206在断电情况下阀芯能够保持原位。选用在断电情况下阀芯能够保持原位的电动球阀2103和电动调节阀2206即可实现这一功能。
为了在维修时便于释放掉管路中的气体，管线系统2包括放空支路23。放空支路23可以如图1所示包括管路和设置在管路上的手动球阀、手动截止阀和压力变送器。
缓蚀剂加注系统7具体组成可以如图1所示，包括甲醇药剂罐705及与甲醇药剂罐705连接的甲醇输入管701、甲醇输出管715和排污管706；甲醇药剂罐705上设置有呼吸器704；甲醇输入管701上根据距甲醇药剂罐705距离由近及远顺序依次设置有药剂泵A703和手动球阀C702；甲醇输出管715上根据距甲醇药剂罐705距离由近及远顺序依次设置有手动球阀D708、过滤器709、流量标定柱710、药剂泵B711、压力显示器C712、手动截止阀713和单向阀714，甲醇输出管715与主气管2106连接；排污管706上设置有手动球阀E707。
管线系统2管道和接头很多，可能会出现管道损坏、接头密封老化等情况导致漏气，在介质为天然气情况下，漏气会造成严重后果，为了避免漏气造成严重后果，报警系统5包括火焰探测器501、H2S气体探测器502和可燃气体探测器503，火焰探测器501、H2S气体探测器502和可燃气体探测器503均与控制系统4连接。若果火焰探测器501、H2S气体探测器502和可燃气体探测器503监测到危险，控制系统4自动控制电动球阀2103关闭，切断气路。
进一步的，管线室1内设置有电热油灯103、排风扇101和照明装置102，排风扇101与控制系统4连接。有的油井所在地最低温度很低，为了保证室内较暖和，设置了电热油灯103。排风扇101用于在报警系统5监测到可燃气体时开启，排出可燃气体。照明装置102用于照明。
为了提高管线室防雷能力，管线室1顶部安装有避雷针，管线室1底部安装有接地网，管线系统2和报警系统5的各仪表的接地端都通过接地电缆连接至接地网，管线室1内、外的接地网焊接接地螺栓。
管线系统2和缓蚀剂加注系统7最好集成安装在撬体上，在厂区内即装配和调试好，安装时只需整体运输至安装地并整体安装即可，集成化程度高，现场安装方便，结构紧凑，布局合理，占地面积小。
为了提高气举采油分配计量装置自身防爆性能，气举采油分配计量装置所采用的电器、仪表等应具有防爆功能，防爆等级推荐为ExdIIBT4，防护等级推荐为IP65，满足现场的防爆要求。
Claims (7)
1.气举采油分配计量装置，其特征在于：包括管线室(1)、控制室(4)、管线系统(2)、报警系统(5)、控制系统(3)和缓蚀剂加注系统(7)；管线系统(2)和报警系统(5)设置于管线室(1)内，控制系统(3)设置于控制室(4)内；管线系统(2)包括气体主路(21)和至少两件气体支路(22)，各件气体支路(22)相互独立设置且均与气体主路(21)连接；控制系统(3)根据气体主路(21)和气体支路(22)的压力进行报警或控制气体主路(21)通断；报警系统(5)与控制系统(3)连接；缓蚀剂加注系统(7)与气体主路(21)连接；
气体主路(21)包括主气管(2106)、温度变送器A(2105)、压力变送器A(2101)、温度显示器(2104)、压力显示器A(2102)和电动球阀(2103)，主气管(2106)端部为气体进口(2107)；温度变送器A(2105)、压力变送器A(2101)、温度显示器(2104)、压力显示器A(2102)和电动球阀(2103)与气体支路(22)和气体进口(2107)之间的部分主气管(2106)连接；气体支路(22)包括支气管(2201)、手动球阀A(2210)、电动调节阀(2206)、手动球阀B(2209)、温度变送器B(2203)、压力变送器B(2205)、压力显示器B(2207)、压差变送器(2204)和流量变送器(2202)，手动球阀A(2210)、电动调节阀(2206)和手动球阀B(2209)根据距气体主路(21)距离由近及远顺序依次设置于支气管(2201)上，温度变送器B(2203)、压力变送器B(2205)、压力显示器B(2207)、压差变送器(2204)和流量变送器(2202)与支气管(2201)连接；温度变送器A(2105)、压力变送器A(2101)、温度变送器B(2203)、压力变送器B(2205)、压差变送器(2204)和流量变送器(2202)均与控制系统(4)连接。
2.根据权利要求1所述的气举采油分配计量装置，其特征在于：电动球阀(2103)和电动调节阀(2206)在断电情况下阀芯能够保持原位。
3.根据权利要求2所述的气举采油分配计量装置，其特征在于：管线系统(2)包括放空支路(23)。
4.根据权利要求1所述的气举采油分配计量装置，其特征在于：缓蚀剂加注系统(7)包括甲醇药剂罐(705)及与甲醇药剂罐(705)连接的甲醇输入管(701)、甲醇输出管(715)和排污管(706)；甲醇药剂罐(705)上设置有呼吸器(704)；甲醇输入管(701)上根据距甲醇药剂罐(705)距离由近及远顺序依次设置有药剂泵A(703)和手动球阀C(702)；甲醇输出管(715)上根据距甲醇药剂罐(705)距离由近及远顺序依次设置有手动球阀D(708)、过滤器(709)、流量标定柱(710)、药剂泵B(711)、压力显示器C(712)、手动截止阀(713)和单向阀(714)，甲醇输出管(715)与主气管(2106)连接；排污管(706)上设置有手动球阀E(707)。
5.根据权利要求1所述的气举采油分配计量装置，其特征在于：报警系统(5)包括火焰探测器(501)、H2S气体探测器(502)和可燃气体探测器(503)，火焰探测器(501)、H2S气体探测器(502)和可燃气体探测器(503)均与控制系统(3)连接。
6.根据权利要求1所述的气举采油分配计量装置，其特征在于：管线室(1)内设置有电热油灯(103)、排风扇(101)和照明装置(102)。
7.根据权利要求1所述的气举采油分配计量装置，其特征在于：管线室(1)顶部安装有避雷针，管线室(1)底部安装有接地网，管线系统(2)和报警系统(5)的各仪表的接地端都通过接地电缆连接至接地网，管线室(1)内、外的接地网焊接接地螺栓。
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Effective date of registration: 20180417 Address after: 620500 Renshou County, Sichuan, Meishan province high economic development zone Sichuan constant clean energy equipment manufacturing Co., Ltd. Co-patentee after: Sichuan Jinxing Petroleum and Chemical Machinery Equipment Co., Ltd. Patentee after: Sichuan Hengzhong Clean Energy Complete Equipment Manufacturing Co., Ltd. Co-patentee after: Sichuan Venus clean energy equipment limited-liability company Address before: 620500 Renshou County, Sichuan, Meishan province high economic development zone Sichuan constant clean energy equipment manufacturing Co., Ltd. Co-patentee before: Sichuan Jinxing Petroleum and Chemical Machinery Equipment Co., Ltd. Patentee before: Sichuan Hengzhong Clean Energy Complete Equipment Manufacturing Co., Ltd. Co-patentee before: The sub-Venus special equipment Co., Ltd that connects in Sichuan |