CN104405361B - 撬装式放喷气回收系统及回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及分离井中所产物质的装置，尤其是一种撬装式油气井试采期放喷气回收系统及回收方法。该系统包括防喷管线、一级除砂装置和二级除砂装置，一级除砂装置和二级除砂装置均设置在可移动的底盘上，从试采井口引出的管线通过三通Ⅰ分别与防喷管线和一级除砂装置的入气口连接，一级除砂装置的出气口与二级除砂装置的进气口连接，二级除砂装置的出气口与调压阀组的进气口连接，调压阀组的出气口与计量阀组连接，在三通Ⅰ与一级除砂装置连接的管路上设有三通Ⅱ，三通Ⅱ的一个出口与一级除砂装置连接，另一出口通过管路直接与调压阀组连接。其适应性强，工作范围广，经过该系统和方法处理回收得到的天然气可直接投入外网使用，达到节能减排的目的。

Description

撬装式放喷气回收系统及回收方法
技术领域
本发明涉及一种分离井中所产物质的装置，尤其是一种撬装式油气井试采期放喷气回收系统及回收方法。
背景技术
目前，我国的油气田开发试采期间，部分零散试井产生的天然气无法合理利用，只能采用燃烧放空的方式处理。仅以乌审旗地区的开发试采为例，每年约有百口试采井，每口井的天然气量每天约为5-10万方，试采周期约10天，以百口井计算，全年放空的天然气约为5000-10000万方。大量天然气的燃烧放空不仅造成了资源的浪费，而且造成了严重的环境污染。
目前，试采井在试采周期内，其天然气采用燃烧放空的主要原因是：气压井裂结束后，半小时左右开始放喷操作，放喷初期放喷物主要为井内的压裂液或支撑剂，同时伴随有大量的砂子，含有大量砂子的高压天然气无法直接输入外输管线和后续工艺装置，必须要经过处理，否则会发生严重砂蚀，造成设备损坏和人员伤亡。由于试采井的气流压力高、含砂、含液，试采井分布范围广泛，目前还没有可以除砂、排液和气体回收的可移动处理装置用于油气田试井作业。因此，现有油田试井试采期间产生的天然气只能采用燃烧放空的方式处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种撬装式放喷气回收系统及回收方法，该系统适应性强，工作范围广，经过该系统和方法处理回收得到的天然气可以直接投入外网使用，达到了节能减排的目的。
本发明是采用以下的技术方案实现的：一种撬装式放喷气回收系统，包括防喷管线，其中，该系统还包括一级除砂装置和二级除砂装置，所述的一级除砂装置和二级除砂装置均设置在可移动的底盘上，一级除砂装置包括至少一个一级除砂器，二级除砂装置包括至少一个二级除砂器，从试采井口引出的管线通过三通Ⅰ分别与防喷管线和一级除砂装置的入气口连接，一级除砂装置的出气口与二级除砂装置的进气口连接，二级除砂装置的出气口与调压阀组的进气口连接，调压阀组的出气口与计量阀组连接，在三通Ⅰ与一级除砂装置连接的管路上设有三通Ⅱ，三通Ⅱ的一个出口与一级除砂装置连接，另一出口通过管路直接与调压阀组连接。
本发明中，所述的一级除砂器为卧式扩管式除砂器，该卧式扩管式除砂器内设有排液管，排液管的管壁上内有内管孔眼，卧式扩管式除砂器的外壁上设有出气口、出液口、压力表口和泄压口，出液口与排液管连接，一级除砂器内安装有可移动的防砂蚀缓冲块。
当一级除砂装置中设有两个或两个以上的一级除砂器时，所述的一级除砂器呈并联连接。即采用一运一备的方式，当其中一个一级除砂器进行除砂的同时，另一除砂器清砂；当该除砂器内部积砂过多时，该除砂器停运排砂，同时启动另一台一级除砂器。
所述的二级除砂器采用旋流式立式除砂器，旋流式立式除砂器包括除砂芯和存砂器，存砂器设置在除砂芯的的下方，二级除砂器上的进气口采用蜗壳体，进气口与除砂芯连接,旋流式立式除砂器的外壁设有泄压口。
所述二级除砂装置中设有两个或两个以上的二级除砂器时，所述的二级除砂器呈并联连接。即采用一运一备的方式，当其中一个二级除砂器进行除砂的同时，另一除砂器清砂；当该除砂器内部积砂过多时，该除砂器停运排砂，同时启动另一台二级除砂器。
计量阀的出气口与外部管线连接。为了进一步保护调节阀组和计量阀组，防止天然气中的固体对调节阀组和计量阀组造成破坏，可以在二级除砂装置和调节阀组之间的管路上设置精密过滤器，对天然气进一步的过滤。
如果井口没有输气管线，则可以通过CNG(压缩天然气Compressed Natural Gas,简称CNG)压缩机增压后用槽车外运，也可以直接接入LNG(英语液化天然气liquefiednatural gas，简称LNG)小型撬装设备，生产LNG产品。
本发明还包括一种井口放喷气进行除砂回收方法，该方法包括以下步骤：
(1)放喷初期，主要是排液为主，通过三通Ⅰ关闭除砂装置的通路，使含砂天然气通过放喷管路1放喷至泥浆池内，该阶段需要0.5-1h；
(2)放喷中期，排液减少，井口压力增加，通过三通Ⅰ关闭放喷管路的通路，使放喷气直接进入第一除砂装置中，对放喷气进行一级脱液除砂；气相沿管路继续进入二级除砂装置中，经过二级除砂器除砂后，过滤后的天然气通过调节阀组的降压，并经过计量阀组的精确计量后输出，该阶段需要8-30h；
(3)放喷后期，通过三通Ⅱ使放喷气通过管线直接进入调节阀组和计量阀组并输出。
本发明的有益效果是：
(1)本发明所述的回收系统可移动，适用于试采井点多、分布广、气量大、瞬时流速和压力等工况变化大的场合，适应能力强，工作范围广，可根据需要调节处理能力和使用不同气质组分，满足不同现场的工作环境；
(2)该系统可以迅速安装，多台组合，并且便于维修，整个系统的安装和维修成本低；
(3)该回收系统的除砂率高达99％，并且可以清除天然气中的液体，经过该回收系统处理过的天然气可以直接投入外网使用，无需放空燃烧，既节约能源，也保护环境。
附图说明
图1是本发明中撬装式放喷气回收系统的结构示意图。
图中：1井口；2放喷管线；3一级除砂装置；4二级除砂装置；5调压阀组；6计量阀组；7三通Ⅰ。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，该撬装式放喷气回收系统包括防喷管线2、一级除砂装置3和二级除砂装置4，所述的一级除砂装置3和二级除砂装置4均设置在可移动的底盘上。一级除砂装置3包括两个并联的一级除砂器，二级除砂装置4包括两个并联的二级除砂器。井口和油嘴之间设有三通Ⅰ7，从试采井口引出的管线通过三通Ⅰ7分别与防喷管线2和一级除砂装置3的入气口连接，一级除砂装置3的出气口与二级除砂装置4的进气口连接。二级除砂装置4的出气口与调压阀组5的进气口连接。由于从井口喷出的天然气压力较大，约为23MPa，通过调压阀组5将天然气的压力调整为3MPa左右。调压阀组5的出气口与计量阀组6连接。通过计量阀6对天然气进行精确计量。计量阀6的出气口与外部管线连接。在三通Ⅰ7与一级除砂装置连接的管路上设有三通Ⅱ，三通Ⅱ的一个出口与一级除砂装置连接，另一出口通过管路直接与调压阀组5连接。为了进一步保护调节阀组5和计量阀组6，防止天然气中的固体对调节阀组和计量阀组造成破坏，可以在二级除砂装置和调节阀组5之间的管路上设置精密过滤器，对天然气进一步的过滤。
本发明中，所述的一级除砂器采用卧式扩管式除砂器，该卧式扩管式除砂器内设有排液管，排液管的管壁上内有内管孔眼，卧式扩管式除砂器的外壁上设有出气口、出液口、压力表口和泄压口，出液口与排液管连接，液体通过内管孔眼流入排液管内，定时排液。压力表口对卧式扩管式除砂器内的压力进行实时监测，当卧式扩管式除砂器内的压力超过一定值后，通过泄压口进行泄压。在一级除砂器内安装有可移动的防砂蚀缓冲块，该缓冲块一方面可以缓冲高压天然气，另一方面可以减少高压天然气中的砂粒对除砂器的砂蚀危害。通过一级除砂器，可以排除从进气口喷入的带砂天然气中80％的沙粒和沙尘。本发明中的两个一级除砂器并联连接，即采用一运一备的方式，当其中一个一级除砂器进行除砂的同时，另一除砂器清砂；当该除砂器内部积砂过多时，该除砂器停运排砂，同时启动另一台一级除砂器。
所述的二级除砂器采用旋流式立式除砂器，旋流式立式除砂器包括除砂芯和存砂器，二级除砂器上的进气口采用蜗壳体，进气口与除砂芯连接，通过蜗壳体进入除砂芯内部的气体形成高速旋流，高速旋流过程中，带砂天然气中的气体和砂粒被分离，其中的气体沿二级除砂器顶部的出气口流出，分离出的砂粒等固体及液体等则沉降在存砂器或者旋流式立式除砂器的底部。存砂器上的砂粒等固体可以利用旁路气体管线吹空排出。经过一、二级除砂装置的除砂后，其除砂率可以达到99％。本发明中的两个二级除砂器并联连接，即采用一运一备的方式，当其中一个二级除砂器进行除砂的同时，另一除砂器清砂；工作一段时间后，两除砂器变换工作状态，提高了除砂器的工作效率。
如果井口没有输气管线，则可以通过CNG压缩机增压后用槽车外运，也可以直接接入LNG小型撬装设备，生产LNG产品。
利用本系统对井口放喷气进行除砂回收的工作过程如下所述：
(1)放喷初期放喷物的主要成分是液体和砂粒等固体，天然气中的含量很少，此时通过三通Ⅰ7关闭除砂装置的通路，使含砂天然气通过放喷管路1防喷至泥浆池内，该过程大概需要0.5-1h；
(2)放喷中期，通过三通Ⅰ7关闭放喷管路的通路，使放喷气直接进入第一除砂装置中，对放喷气进行一级脱液除砂；气相沿管路继续进入二级除砂装置中，经过二级除砂器除砂后，天然气中99％以上的砂粒或砂尘等固体物质和液体物质均可以过滤清除，过滤后的天然气通过调节阀组5的降压，并经过计量阀组6的精确计量，与外部管线连接。经过一级除砂装置和二级除砂装置分离出的液相和固相可以直接排放至现场的泥浆池内，该阶段大约需要8-30h；
(3)放喷后期，放喷物中的液相和固相很少，气井实施简短放喷，此时通过三通Ⅱ使放喷气通过管线直接进入调节阀组，无需除砂。

Claims (5)

1.一种撬装式放喷气回收系统，包括防喷管线(2)，其特征在于：该系统还包括一级除砂装置(3)和二级除砂装置(4)，所述的一级除砂装置(3)和二级除砂装置(4)均设置在可移动的底盘上，一级除砂装置(3)包括至少一个一级除砂器，所述的一级除砂器为卧式扩管式除砂器，该卧式扩管式除砂器内设有排液管，排液管的管壁上内有内管孔眼，卧式扩管式除砂器的外壁上设有出气口、出液口、压力表口和泄压口，出液口与排液管连接，一级除砂器内安装有可移动的防砂蚀缓冲块；二级除砂装置(4)包括至少一个二级除砂器，所述的二级除砂器采用旋流式立式除砂器，旋流式立式除砂器包括除砂芯和存砂器，存砂器设置在除砂芯的下方，二级除砂器上的进气口采用蜗壳体，进气口与除砂芯连接，旋流式立式除砂器的外壁上设有泄压口；从试采井口引出的管线通过三通I分别与防喷管线(2)和一级除砂装置(3)的入气口连接，一级除砂装置(3)的出气口与二级除砂装置(4)的进气口连接，二级除砂装置(4)的出气口与调压阀组(5)的进气口连接，调压阀组(5)的出气口与计量阀组(6)连接，在三通I与一级除砂装置连接的管路上设有三通II，三通II的一个出口与一级除砂装置连接，另一出口通过管路直接与调压阀组(5)连接。
2.根据权利要求1所述的撬装式放喷气回收系统，其特征在于:当一级除砂装置中设有两个或两个以上的一级除砂器时，所述的一级除砂器呈并联连接。
3.根据权利要求1所述的撬装式放喷气回收系统，其特征在于:所述二级除砂装置中设有两个或两个以上的二级除砂器时，所述的二级除砂器呈并联连接。
4.根据权利要求1所述的撬装式放喷气回收系统，其特征在于:计量阀组(6)的出气口与外部管线连接。
5.一种权利要求1所述撬装式放喷气回收系统的除砂回收方法，该方法包括以下步骤:
(1)放喷初期，通过三通I关闭除砂装置的通路，使含砂天然气通过放喷管路(1)放喷至泥浆池内，该放喷初期需要0.5-1h ；
(2)放喷中期，通过三通I关闭放喷管路的通路，使放喷气直接进入第一除砂装置中，对放喷气进行一级脱液除砂；气相沿管路继续进入二级除砂装置中，经过二级除砂器除砂后，过滤后的天然气通过调节阀组(5)的降压，并经过计量阀组(6)的精确计量后输出，该放喷中期需要8-30h；
(3)放喷后期，通过三通阀II使放喷气通过管线直接进入调节阀组和计量阀组并输出。
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