CN105464626A - 喷射引流式气液分离套管气回收设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种喷射引流式气液分离套管气回收设备，用于回收油田生产过程中伴生的套管气。该设备包括：喷射引流器、混输增压泵、集气筒、立式储罐、液位计、气体流量计、压力传感器、温度传感器、安全阀、出气单向阀、井口连接阀、电动阀、进气阀、进液阀、出液阀、控制器等，整体制成撬装块。立式储罐、喷射引流器、混输增压泵依次连接，集气筒连接到喷射引流器进气口。工作时，进液阀、出液阀、进气阀打开，当集气筒内套管气压力达到一定值时，控制器控制启动混输增压泵，延时打开电动阀，液体高速流过喷射引流器并将套管气吸入，混合后进入立式储罐，在罐内气液分离，气体沿输油管线输出，减少套管气排空或引燃造成的环境污染和资源浪费。

Description

喷射引流式气液分离套管气回收设备及方法

技术领域

本发明涉及一种节能循环气液分离套管气回收设备，还涉及一种套管气回收方法，用于回收油田生产过程中伴生的套管气。

背景技术

高温高压条件下，原油中溶解的大量轻烃类气体被称为溶解气。油田开采过程中，原油沿井筒上升，压力不断降低，从而使溶解气不断逸出进入油管和套管之间的环空，形成套管气，其主要成分是甲烷、乙烷等小分子烷烃，还有一定数量的丙烷、丁烷、戊烷以及硫化氢、一氧化碳等有毒成分。若不正确处理，套管气会在井筒上部形成气柱影响油井产能并随原油进入抽油泵降低泵效，甚至发生气锁现象。

单口井套管气产量不高，气压不稳定，虽然具有可观的经济效益，但并未设有专门的输气管线，一般采取引燃或排空处理。这不仅对环境造成了巨大的污染，同时也是对资源极大的浪费。

发明内容

本发明目的提供一种喷射引流式气液分离套管气回收设备及方法，实现高效、便捷的回收利用油田套管气。

本发明的技术方案是：整个设备包括喷射引流器、混输增压泵、集气筒、立式储罐、液位计、气体流量计、压力传感器、温度传感器、安全阀、出气单向阀、井口连接阀、电动阀、进气阀、进液阀、出液阀、控制器等，整体制成撬装块。喷射引流器的进液口通过进液阀与立式储罐相连；喷射引流器的出液口与混输增压泵的进液口相连，混输增压泵的出液口通过出液阀与立式储罐相连；喷射引流器的进气口经过电动阀、气体流量计、集气筒、进气阀、进气管线连接到套管气出口；集气筒上设有多个进气口，每个进气口均有进气阀，可以同时连接到各种不同形式、不同位置的套管气出口处，用以提高设备的工作效率。

立式储罐内储存有一定量与套管气不相溶的液体作为设备工作循环液，储罐上部经过出气单向阀、井口连接阀、出气管线、三通管连接到井口输油管线。立式储罐上部设有加液阀，当液位较低时，可以方便的加液；在立式储罐上设有安全阀，当立式储罐内气体压力超过限定值时自动放气减压；立式储罐上设有液位计，用以监测立式储罐液位高度；立式储罐上还有温度传感器，当温度超过设定值时，系统停止工作；底部设有排液阀，当液位较高时或者需要检修时可进行排液。

在集气筒与气体流量计之间、喷射引流器出液口与混输增压泵进液口之间、混输增压泵出液口与出液阀之间、立式储罐上方均设有压力传感器或压力表，用以监测设备不同位置气体或液体压力。控制器包括控制模块和显示模块，混输增压泵、电动阀、气体流量计、压力传感器、温度传感器、液位计等电气元件均与控制器相连，用以实现自动控制、智能显示和报警。

工作时，打开进液阀、出液阀、进气阀、井口连接阀，当集气筒内套管气收集到一定量时，压力传感器传递信号到控制器，控制器控制启动混输增压泵，并延时打开电动阀，立式储罐内液体流至喷射引流器，在喷嘴附近形成负压区，吸入集气筒内套管气，气液混合后进入混输增压泵，由混输增压泵增压进入立式储罐，在立式储罐内气液自然分离，套管气储存在立式储罐上部空间，液体储存在立式储罐下部并循环利用，从而实现对套管气的回收储存。工作一段时间后，集气筒内气体减少、压力下降到一定值时，压力传感器传递信号到控制器，控制器控制关闭电动阀，并延时停止运转混输增压泵。当立式储罐内气体压力高于输油管线压力时，套管气自动顶开出气单向阀由三通管流入输油管线，与原油混合后输出；当立式储罐内气体压力低于输油管线压力时，出气单向阀自动关阀。

本发明的有益效果是：

(1)有效回收油田生产过程中伴生的套管气，减少因套管气排空或引燃处理造成的环境污染和资源浪费；

(2)本设备采用自动化控制，降低人工成本，科学、精确、高效完成套管气回收工作；

(3)集气筒设有多个进气口，同时收集多口井的套管气，提高套管气回收量；

(4)系统自带工作液，不需要借用原油或者外来液体，不受外部工作液工况变化的影响；

(5)整个设备制成撬块式，利于安装和运输，提高设备利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明套管气回收设备的结构正视图。

图2是本发明套管气回收设备的结构俯视图。

图3是本发明套管气回收设备的产品外形图。

图中：1.套管气出口，2.进气管，3.进气阀，4.集气筒，5.压力传感器，6.气体流量计，7.电动阀，8.喷射引流器，9.压力传感器，10.泄压阀，11.进液阀，12.混输增压泵，13.压力传感器，14.出液阀，15.立式储罐，16.加液阀，17.压力表，18.出气单向阀，19.安全阀，20.排液阀，21.压力传感器，22.液位计，23.井口连接阀，24.三通管，25.输油管线，26.控制器，27.温度传感器。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1-3所示，本发明提出了一种喷射引流式气液分离套管气回收设备，整体制成撬装块，包括：喷射引流器8、混输增压泵12、集气筒4、立式储罐15、液位计22、气体流量计6、压力传感器(5，9，13，21)、温度传感器27、安全阀19、出气单向阀18、井口连接阀23、电动阀7、进气阀3、进液阀11、出液阀14、控制器26。

喷射引流器8进液口通过进液阀11与立式储罐15相连；喷射引流器8出液口与混输增压泵12进液口相连，混输增压泵12出液口通过出液阀14与立式储罐15相连；喷射引流器8进气口经过电动阀7、气体流量计6、集气筒4、进气阀3、进气管线2连接到套管气出口1。

在喷射引流器8出液口与混输增压泵12进液口之间设有压力传感器9和泄压阀10，当压力异常时系统自动停机；需要检修时，先打开泄压阀10泄压。

集气筒4上设有多个进气口，每个进气口均有进气阀3，连接到各种不同形式、不同位置的套管气出口1处。

立式储罐15内储存有与套管气不相溶的液体作为设备工作循环液，立式储罐上部经过出气单向阀18、井口连接阀23、出气管线、三通管24连接到输油管线25；在立式储罐15上部设有加液阀16、安全阀19、液位计22和温度传感器27，底部设有排液阀20。

在立式储罐15上设有液位计22、加液阀16和排液阀20，当液位较低或较高时可打开加液阀16加液体或打开排液阀20排液；在立式储罐15上设有安全阀19，当立式储罐15内气体压力超过限定值时自动放气减压，确保安全；在立式储罐15上设有温度传感器27，当温度超过限定值时，系统停止工作。

控制器26包括控制模块和显示模块，混输增压泵12、电动阀7、气体流量计6、压力传感器(5，9，13，21)、液位计22、温度传感器27均与控制器26相连，用以实现自动回收套管气，气体流量、压力、液位实时显示与监测，异常情况自动报警等功能。

工作时，打开进气阀3、进液阀11、出液阀14和井口连接阀23，油田生产过程中伴生的套管气经过套管气出口1、进气管2、进气阀3进入集气筒4；立式储罐15内液体进入循环管线。当集气筒4内的套管气收集到一定量时，压力达到一定值，压力传感器5传递信号到控制器26，控制器发出信号，启动混输增压泵12，并延时打开电动阀7，立式储罐15内的液体经过进液阀11流至喷射引流器8，并在混输增压泵12抽吸作用下，液体高速流过喷射引流器8，在喷嘴附近形成负压区，集气筒4内套管气经流量计6、电动阀7被吸入喷射引流器8与液体混合，气液混合物在经过扩压管后达到稳定流动状态。

之后混合流体进入混输增压泵12，由混输增压泵增压后经过出液阀14进入立式储罐15。在立式储罐内，套管气和液体自然分离，套管气储存在立式储罐上部空间，液体储存在立式储罐下部，并由下部出口流出，实现循环利用。

设备工作一段时间后，集气筒4内套管气减少，压力下降到一定值时，压力传感器5传递信号到控制器26，控制器26发出信号关闭电动阀7，并延时停止运转混输增压泵12，套管气回收设备暂停工作，当压力再次达到一定值时继续工作。

工作一段时间后，立式储罐15内套管气压力高于井口管线压力时，套管气自动顶开出气单向阀18，经过井口连接阀23、三通管24进入输油管线25，与原油混合后输出；当立式储罐15内压力低于井口管线压力时，出气单向阀18自动关闭。

本发明的喷射引流式气液分离套管气回收设备，能够有效回收油田生产过程中伴生的套管气，减少因套管气排空或引燃处理造成的环境污染和资源浪费；本设备采用自动化控制，降低人工成本，科学、精确、高效完成套管气回收工作；集气筒设有多个进气口，同时收集多口井的套管气，提高套管气回收量；系统自带工作液，不需要借用原油或者外来液体，不受外部工作液工况变化的影响；整个设备制成撬块式，利于安装和运输，提高设备利用率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (5)

1.一种喷射引流式气液分离套管气回收设备，其特征在于，整体制成撬装块，包括：喷射引流器(8)、混输增压泵(12)、集气筒(4)、立式储罐(15)、液位计(22)、气体流量计(6)、压力传感器(5，9，13，21)、温度传感器(27)、安全阀(19)、出气单向阀(18)、井口连接阀(23)、电动阀(7)、进气阀(3)、进液阀(11)、出液阀(14)、控制器(26)；

喷射引流器(8)进液口通过进液阀(11)与立式储罐(15)相连；喷射引流器(8)出液口与混输增压泵(12)进液口相连，混输增压泵(12)出液口通过出液阀(14)与立式储罐(15)相连；喷射引流器(8)进气口经过电动阀(7)、气体流量计(6)、集气筒(4)、进气阀(3)、进气管线(2)连接到套管气出口(1)。

2.根据权利要求1所述的喷射引流式气液分离套管气回收设备，其特征在于，集气筒(4)上设有多个进气口，每个进气口均有进气阀(3)，连接到各种不同形式、不同位置的套管气出口(1)处。

3.根据权利要求1所述的喷射引流式气液分离套管气回收设备，其特征在于，立式储罐(15)内储存有与套管气不相溶的液体作为设备工作循环液，立式储罐上部经过出气单向阀(18)、井口连接阀(23)、出气管线、三通管(24)连接到输油管线(25)；在立式储罐(15)上部设有加液阀(16)、安全阀(19)、液位计(22)和温度传感器(27)，底部设有排液阀(20)。

4.根据权利要求1所述的喷射引流式气液分离套管气回收设备，其特征在于，控制器(26)包括控制模块和显示模块，混输增压泵(12)、电动阀(7)、气体流量计(6)、压力传感器(5，9，13，21)、液位计(22)、温度传感器(27)均与控制器(26)相连。

5.基于权利要求1-4任一项所述设备的套管气回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

打开进气阀(3)、进液阀(11)、出液阀(14)和井口连接阀(23)，套管气经过套管气出口(1)、进气管(2)、进气阀(3)进入集气筒(4)；立式储罐(15)内液体进入循环管线；

当集气筒(4)内的套管气收集到一定量时，压力达到一定值，压力传感器(5)传递信号到控制器(26)，控制器发出信号，启动混输增压泵(12)，并延时打开电动阀(7)，立式储罐(15)内的液体经过进液阀(11)流至喷射引流器(8)，并在混输增压泵(12)抽吸作用下，液体高速流过喷射引流器(8)，在喷嘴附近形成负压区，集气筒(4)内套管气经流量计(6)、电动阀(7)被吸入喷射引流器(8)与液体混合，气液混合物在经过扩压管后达到稳定流动状态；

之后混合流体进入混输增压泵(12)，由混输增压泵增压后经过出液阀(14)进入立式储罐(15)；在立式储罐内，套管气和液体自然分离，套管气储存在立式储罐上部空间，液体储存在立式储罐下部，并由下部出口流出，实现循环利用；

设备工作一段时间后，集气筒(4)内套管气减少，压力下降到一定值时，压力传感器(5)传递信号到控制器(26)，控制器(26)发出信号关闭电动阀(7)，并延时停止运转混输增压泵(12)，套管气回收设备暂停工作，当压力再次达到一定值时继续工作；

工作一段时间后，立式储罐(15)内套管气压力高于井口管线压力时，套管气自动顶开出气单向阀(18)，经过井口连接阀(23)、三通管(24)进入输油管线(25)，与原油混合后输出；当立式储罐(15)内压力低于井口管线压力时，出气单向阀(18)自动关闭。