CN106089153A - 高压无源气井井口自动加药的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的高压无源气井井口自动加药的方法及装置涉及到一种清洗井眼或井的方法或装置，是由箱体内安装有分离过滤单元、降压稳压单元和药剂注入单元构成，分离过滤单元是由水气分离器的气体入口与采注气井的井口气体进气管路连通、气体出口与分离过滤装置连通构成；降压稳压单元是由限流器Ⅰ的入口与分离过滤装置连通、出口与防膨管、自力式调压机构和调压分离器依次连通构成；药剂注入单元包括井口药液注入单元，井口药液注入单元包括药液储药桶和气液增压泵Ⅰ，气液增压泵Ⅰ的气体入口与调压分离器连通、液体入口与药液储药桶连通、液体出口与采注气井的井口连通。本发明采注气井气体无需处理，可直接作为动力源；可安装于气井任何位置，作业、检修方便。

Description

高压无源气井井口自动加药的方法及装置

技术领域

本发明涉及到一种清洗井眼或井的方法或装置，尤其涉及到一种高压无源气井井口自动加药的方法及装置。

背景技术

井口加药一般采用注聚泵来进行定量加药，但是注聚泵往往采用的是外接动力，一个油田井口数量大，如果使用的注聚泵均采用外接动力，那么对于资源的需求量大，降低油田所得利润，还会造成资源的浪费。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述问题，提供了一种高压无源气井井口自动加药的方法及装置。

本发明的高压无源气井井口自动加药装置，是由箱体内安装有分离过滤单元、降压稳压单元和药剂注入单元构成，分离过滤单元是由水气分离器的气体入口与采注气井的井口气体进气管路连通、气体出口与分离过滤装置连通构成；降压稳压单元是由限流器Ⅰ的入口与分离过滤装置连通、出口与防膨管、自力式调压机构和调压分离器依次连通构成；药剂注入单元包括井口药液注入单元，井口药液注入单元包括药液储药桶和气液增压泵Ⅰ，气液增压泵Ⅰ的气体入口与调压分离器连通、液体入口与药液储药桶连通、液体出口与采注气井的井口连通。

作为本发明的进一步改进，药剂注入单元还包括防冻剂注入单元，该防冻剂注入单元包括防冻剂储药箱、气液增压泵Ⅱ和限流器Ⅱ，气液增压泵Ⅱ的气体入口与调压分离器连通、液体入口与防冻剂储药箱连通、液体出口通过限流器Ⅱ与井口气体进气管路连通。

作为本发明的进一步改进，药液储药桶和气液增压泵Ⅰ之间连通有缓冲罐，药液储药桶的出口与缓冲罐的药液入口连通、缓冲罐的药液出口与气液增压泵Ⅰ的液体入口连通。

作为本发明的进一步改进，分离过滤单元还包括液压切断阀，该液压切断阀中切断阀的气体输入端与水气分离器的气体出口连通、气体输出端与分离过滤装置连通，液压切断阀中液压缸的液体输入端与气液增压泵Ⅰ液体出口连通、液体输出端与缓冲罐的回流口连通。

作为本发明的进一步改进，分离过滤装置是由分离过滤器Ⅰ和分离过滤器Ⅱ并联构成，分离过滤器Ⅰ的气体入口和分离过滤器Ⅱ的气体入口均与水气分离器的气体出口连通，分离过滤器Ⅰ的气体出口和分离过滤器Ⅱ的气体出口均与限流器Ⅰ的入口连通。

作为本发明的进一步改进，分离过滤器Ⅰ的气体入口和分离过滤器Ⅱ的气体入口处均与泄压管路连通，且自力式调压机构通过高压泄压阀与该泄压管路连通。

作为本发明的进一步改进，自力式调压机构是由一级自力式调压阀和二级自力式调压阀串联连通构成，并且一级自力式调压阀与防膨管之间、一级自力式调压阀与二级自力式调压阀之间、二级自力式调压阀与调压分离器之间均设有压力检测装置。

利用高压无源气井井口自动加药装置的加药方法，是利用采注气井的进气经过调压后驱动药液注入采注气井内，其具有如下步骤：

1)一级过滤分离：进气经过水气分离器过滤掉气体中所含水分及颗粒状杂质；

2)二级过滤分离：步骤1得到的气体经过分离过滤装置进行气相、液相、固相二次分离；

3)限流和防膨：步骤2得到的气体依次经过限流器Ⅰ稳定流量、并通过防膨管防膨；

4)二级调压：步骤3得到的气体经过自力式调压机构进行一级调压至7~10MPa、进行二级调压至0.5~1MPa；

5)稳压分离：步骤4得到的气体经过调压分离器稳定压力至0.4~0.8MPa并再次进行水气分离；

6)注入药液：步骤5得到的气体驱动气液增压泵Ⅰ抽吸药液储药桶内的药液并将药液加压输出至采注气井。

作为本发明的进一步改进，进气的压力为小于等于32MPa。

作为本发明的进一步改进，步骤1与步骤2之间的气体经过液压切断阀中的切断阀，步骤5产生的加压药液输出至该液压切断阀的液压缸，当高压无源气井井口自动加药装置中的气体泄露时，导致液压缸内药液压力下降至低于驱动液压缸压力后，液压缸将切断阀关闭，阻断气体流通。

本发明的高压无源气井井口自动加药的方法及装置，通过分离、过滤、二次降压、稳压后驱动气液增压泵将药剂加注到气井内（油套环空、油管或集输管网），其具有以下优点：

1)采注气井气体无需处理，可直接作为动力源；

2)装置安装位置无限制，可安装于气井任何位置，施工、作业、检修方便；

3)井口安装采用旁通式结构，不影响气井各项作业；

4)流量控制精确，可实现连续定量加药，根据井况和药剂特性可实时调节流量；

5)可自动关闭系统进气；

6)模块化结构，维护、维修简洁方便。

附图说明

图1为本发明的高压无源气井井口自动加药装置的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的高压无源气井井口自动加药的方法及装置，作进一步说明：

如图1所示，本发明的高压无源气井井口自动加药装置，是由箱体内安装有分离过滤单元、降压稳压单元和药剂注入单元构成，并且根据需要安装有各种阀门和参数检测装置，其中Q1~Q17均为高压球阀、DQ1~DQ6均为抵押球阀、D1~D5均为止回阀、Z1~Z9均为针型阀、Y1和Y2均为Y型过滤器、F1~F6均为压力检测阀、B1~B6均为压力检测装置，上述各种阀门可以用同样或相近功能的阀门进行替换，压力检测装置为压力传感器或压力表等。

分离过滤单元具体包括水气分离器1和分离过滤装置，通过水气分离器1和分离过滤装置进行二级分离、过滤，过滤掉气体中所含水分及颗粒状杂质，其中水气分离器1的气体入口与采注气井的井口气体进气管路连通、气体出口与分离过滤装置连通，而分离过滤装置是由分离过滤器Ⅰ14和分离过滤器Ⅱ15并联构成，分离过滤器Ⅰ14的气体入口和分离过滤器Ⅱ15的气体入口均与水气分离器1的气体出口连通，分离过滤器Ⅰ14的气体出口和分离过滤器Ⅱ15的气体出口均与限流器Ⅰ2的入口连通，并且水气分离器1、分离过滤器Ⅰ14和分离过滤器Ⅱ15的排污口均与排污管路20连通。

为了防止气流的压力过大损坏设备，分离过滤器Ⅰ14的气体入口和分离过滤器Ⅱ15的气体入口处均与一条泄压管路16连通。

降压稳压单元包括依次连通的限流器Ⅰ2、防膨管3、自力式调压机构和调压分离器4，其中限流器Ⅰ2的入口与分离过滤单元中分离过滤装置的气体出口连通，在降压稳压单元中气体通过限流器Ⅰ2和防膨管3，气体被限制流量并防膨，再通过自力式调压机构把高压进气进行二级降压，使高压进气降压到一定压力，最后通过调压分离器4进行稳压和水气分离，其中自力式调压机构是由一级自力式调压阀17和二级自力式调压阀18串联连通构成，并且一级自力式调压阀17与防膨管3之间、一级自力式调压阀17与二级自力式调压阀18之间、二级自力式调压阀18与调压分离器4之间均设有压力检测装置（B3、B4、B5）；但是自力式调压机构也可以仅由一级自力式调压阀17构成；自力式调压机构通过高压泄压阀19与泄压管路16连通。

药剂注入单元包括井口药液注入单元和防冻剂注入单元，其中井口药液注入单元包括药液储药桶5和气液增压泵Ⅰ6，气液增压泵Ⅰ6的气体入口与调压分离器4连通、液体入口与药液储药桶5连通、液体出口通过采注气井的井口连通至油套环空、油管或集输管网内，该气液增压泵Ⅰ6可以为双作用型气液增压泵；在药液储药桶5和气液增压泵Ⅰ6之间还可以连通有缓冲罐12用以缓冲药液流，将药液储药桶5的出口与缓冲罐12的药液入口连通、缓冲罐12的药液出口与气液增压泵Ⅰ6的液体入口连通，

上述的防冻剂注入单元包括防冻剂储药箱8、气液增压泵Ⅱ9和限流器Ⅱ11，气液增压泵Ⅱ9的气体入口与调压分离器4连通、液体入口与防冻剂储药箱8连通、液体出口通过限流器Ⅱ11与井口气体进气管路连通，气液增压泵Ⅱ9的液体出口还通过针型阀Z6连通回防冻剂储药箱8构成回路，其中防冻剂的单次注入量可达9.4ml/次，可以通过调节针型阀Z6的开闭程度来调节单次注入量，0~100%连续可调。

调压分离器4的排污口、气液增压泵Ⅰ6的气体出口与气液增压泵Ⅱ9的气体出口均与一阻尼罐21连通，该阻尼罐21与排污管路20连通。

为了防止气体泄露造成安全危害，在分离过滤单元内还设有液压切断阀13，如图1所示，在水气分离器1的气体出口管路上设有切断阀支路，该切断阀支路经过液压切断阀13中切断阀并最终与分离过滤装置的气体入口连通，而液压切断阀13中液压缸的液体输入端与气液增压泵Ⅰ6液体出口连通，气液增压泵Ⅰ6中输出的加压液体作为液压缸的动力来源，液压缸的液体输出端与缓冲罐12的回流口连通形成缓冲罐12—气液增压泵Ⅰ6—液压切断阀13—缓冲罐12的回路，其中气液增压泵Ⅰ6泵出的药液额定加药量可达390ml/min，单次注入量可达29ml/次，在液压缸的液体输出端与缓冲罐12的回流口之间的管路上设有针阀Z8用以调节药液的注入量，0~100%连续可调。

利用高压无源气井井口自动加药装置的加药方法，是利用采注气井的进气经过调压后驱动药液注入采注气井内，其具有如下步骤：

1)一级过滤分离：进气经过水气分离器过滤掉气体中所含水分及颗粒状杂质；

2)二级过滤分离：步骤1得到的气体经过分离过滤装置进行气相、液相、固相二次分离；

3)限流和防膨：步骤2得到的气体依次经过限流器Ⅰ稳定流速、并通过防膨管防膨；

4)二级调压：步骤3得到的气体依次经过一级自力式调压阀17进行一级调压至7~10MPa、经过二级自力式调压阀18进行二级调压至0.5~1MPa；

5)稳压分离：步骤4得到的气体经过调压分离器稳定压力至0.4~0.8MPa并再次进行水气分离；

6)注入药液：步骤5得到的气体驱动气液增压泵Ⅰ抽吸药液储药桶内的药液并将药液加压输出至采注气井。

在步骤4中，如果同时采用一级自力式调压阀17和二级自力式调压阀18，则进气的压力应小于等于32MPa；如果仅采用一级自力式调压阀17，则进气的压力应小于等于6.4MPa，经过一级调压至0.5~1MPa。

液压切断阀的使用方法为，使步骤1与步骤2之间的气体经过液压切断阀中的切断阀，而步骤5产生的加压药液输出至该液压切断阀的液压缸，当高压无源气井井口自动加药装置中的气体泄露时，则会导致液压缸内药液的压力下降，下降至低于驱动液压缸压力后，无法驱动液压缸从而将切断阀关闭，阻断气体流通。

Claims (10)

1.高压无源气井井口自动加药装置，是由箱体内安装有分离过滤单元、降压稳压单元和药剂注入单元构成，其特征在于分离过滤单元是由水气分离器（1）的气体入口与采注气井的井口气体进气管路连通、气体出口与分离过滤装置连通构成；降压稳压单元是由限流器Ⅰ（2）的入口与分离过滤装置连通、出口与防膨管（3）、自力式调压机构和调压分离器（4）依次连通构成；药剂注入单元包括井口药液注入单元，井口药液注入单元包括药液储药桶（5）和气液增压泵Ⅰ（6），气液增压泵Ⅰ（6）的气体入口与调压分离器（4）连通、液体入口与药液储药桶（5）连通、液体出口与采注气井的井口连通。

2.根据权利要求1所述的高压无源气井井口自动加药装置，其特征在于药剂注入单元还包括防冻剂注入单元，该防冻剂注入单元包括防冻剂储药箱（8）、气液增压泵Ⅱ（9）和限流器Ⅱ（11），气液增压泵Ⅱ（9）的气体入口与调压分离器（4）连通、液体入口与防冻剂储药箱（8）连通、液体出口通过限流器Ⅱ（11）与井口气体进气管路连通。

3.根据权利要求1所述的高压无源气井井口自动加药装置，其特征在于药液储药桶（5）和气液增压泵Ⅰ（6）之间连通有缓冲罐（12），药液储药桶（5）的出口与缓冲罐（12）的药液入口连通、缓冲罐（12）的药液出口与气液增压泵Ⅰ（6）的液体入口连通。

4.根据权利要求1或3所述的高压无源气井井口自动加药装置，其特征在于分离过滤单元还包括液压切断阀（13），该液压切断阀（13）中切断阀的气体输入端与水气分离器（1）的气体出口连通、气体输出端与分离过滤装置连通，液压切断阀（13）中液压缸的液体输入端与气液增压泵Ⅰ（6）液体出口连通、液体输出端与缓冲罐（12）的回流口连通。

5.根据权利要求1所述的高压无源气井井口自动加药装置，其特征在于分离过滤装置是由分离过滤器Ⅰ（14）和分离过滤器Ⅱ（15）并联构成，分离过滤器Ⅰ（14）的气体入口和分离过滤器Ⅱ（15）的气体入口均与水气分离器（1）的气体出口连通，分离过滤器Ⅰ（14）的气体出口和分离过滤器Ⅱ（15）的气体出口均与限流器Ⅰ（2）的入口连通。

6.根据权利要求1或5所述的高压无源气井井口自动加药装置，其特征在于分离过滤器Ⅰ（14）的气体入口和分离过滤器Ⅱ（15）的气体入口处均与泄压管路（16）连通，且自力式调压机构通过高压泄压阀（19）与该泄压管路（16）连通。

7.根据权利要求1所述的高压无源气井井口自动加药装置，其特征在于自力式调压机构是由一级自力式调压阀（17）和二级自力式调压阀（18）串联连通构成，并且一级自力式调压阀（17）与防膨管（3）之间、一级自力式调压阀（17）与二级自力式调压阀（18）之间、二级自力式调压阀（18）与调压分离器（4）之间均设有压力检测装置。

8.利用权利要求1中高压无源气井井口自动加药装置的加药方法，是利用采注气井的进气经过调压后驱动药液注入采注气井内，其特征在于具有如下步骤：

1）一级过滤分离：进气经过水气分离器过滤掉气体中所含水分及颗粒状杂质；

2）二级过滤分离：步骤1得到的气体经过分离过滤装置进行气相、液相、固相二次分离；

3）限流和防膨：步骤2得到的气体依次经过限流器Ⅰ稳定流量、并通过防膨管防膨；

4）二级调压：步骤3得到的气体经过自力式调压机构进行一级调压至7~10MPa、进行二级调压至0.5~1MPa；

5）稳压分离：步骤4得到的气体经过调压分离器稳定压力至0.4~0.8MPa并再次进行水气分离；

6）注入药液：步骤5得到的气体驱动气液增压泵Ⅰ抽吸药液储药桶内的药液并将药液加压输出至采注气井。

9.根据权利要求8所述的高压无源气井井口自动加药装置的加药方法，其特征在于进气的压力为小于等于32MPa。

10.根据权利要求8所述的高压无源气井井口自动加药装置的加药方法，其特征在于步骤1与步骤2之间的气体经过液压切断阀中的切断阀，步骤5产生的加压药液输出至该液压切断阀的液压缸，当高压无源气井井口自动加药装置中的气体泄露时，导致液压缸内药液压力下降至低于驱动液压缸压力后，液压缸将切断阀关闭，阻断气体流通。