CN106089176B - 一种带压液氮连续供液低压管汇装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气田勘探和开发领域，涉及一种带压液氮连续供液低压管汇装置，这种带压液氮连续供液低压管汇装置，针对大型液氮施工低压流程安全性差，大规模施工液氮设备现场混乱，倒换液氮储运设备存在安全隐患等问题，通过创新液氮施工低压流程，形成规范、有序的大型液氮施工现场技术标准，解决液氮施工现场安全性差、现场设备混乱以及倒换液氮储运设备造成施工不连续以及存在的安全隐患等问题，合理利用资源，缩短施工时间，节省施工场地，具有安全、规范、合理、便捷、可靠等特点，可有效解决液氮施工过程中的压力控制、液氮清洁过滤以及液氮闸门的自由切换等问题，大大减少了施工作业风险，并且满足施工现场HSE作业要求。
Description
技术领域
本发明属于油气田勘探和开发技术领域，具体涉及一种带压液氮连续供液低压管汇装置，是一种液氮伴注施工作业中的必备装置，用于提高大型液氮施工低压流程安全性能，缩短施工准备时间，减少劳动强度，提高施工效率。
背景技术
随着长庆油田“三低”油气藏的不断开发，大型液氮施工作业越来越多，主要集中在气井的压裂酸化液氮伴注及气井后期排液作业等施工方向。通常，液氮排量控制在400L/min左右，单井用液氮量常规在20方以内，特殊施工工艺要求的单井累计入井量达到74.8方。目前使用的液氮槽车12方和18方两种容积规格。在施工现场，液氮槽车和液氮泵车一对一连接。然而，这种连接方式存在以下主要问题：
（1）现场低压管线增多，管线连接繁琐。这样，导致大型施工液氮设备现场混乱，液氮施工低压流程安全性能差，占地面积增加。在井场普遍偏小的现状下增加了设备合理摆放得难度，费时又费力。
（2）单井用液氮超过20方，大于单个液氮槽车的容积，需要倒换液氮储运设备，会造成施工上的不连续。而且在高压区内作业，容易误操作导致人员伤害，存在极大的安全隐患。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN104033142A，公开日2014-09-10记载一种适用于致密油水平井体积压裂施工的大排量集成压裂高低压管汇装置，包括高压管汇组和低压管汇组，高压管汇组位于低压管汇组正上方。该技术主要实现致密油水平井体积压裂单台混砂车对10-14台压裂车的供液，解决了单台混砂车排出总成压力不足、排出供液管线远的缺陷。然而，该技术并不能解决液氮供应不连续的问题。
发明内容
本发明的目的是解决液氮施工现场低压管线多而复杂、现场设备混乱、倒换液氮储运设备造成施工不连续等问题，降低现场安全隐患，减少人员劳动强度，提高施工效率。
为此，本发明提供了一种带压液氮连续供液低压管汇装置，包括主管线和支管线，所述的支管线包括多路进液管线和多路排液管线，多路进液管线以并联的方式连接在主管线一端形成进液端，多路排液管线以并联的方式连接在主管线另一端形成排液端；每路进液管线分别连接一台液氮槽车，每路排液管线分别连接一台液氮泵车；
所述的主管线上从进液端往排液端方向依次串接有液氮过滤器、流量计和压力表，所述的主管线进液端到液氮过滤器之间的管线还连接有安全阀和放空阀。
所述的主管线和支管线之间采用T型排布的方式排布，所述的进液管线有六路，在靠近主管线进液端的两侧各布置三路，六路进液管线并联连接主管线的进液端；所述的排液管线有四路，在靠近主管线排液端的两侧各布置两路，四路排液管线并联连接主管线的排液端。
所述的每路进液管线上均串接有一个进液阀，并且在该进液管线还分别连接一个放空阀和一个安全阀；每路排液管线上均串接有一个排液阀，并且在该排液管线还分别连接一个放空阀和一个安全阀。
所述的进液阀、排液阀、放空阀和安全阀均为不锈钢阀门或铜制阀门，耐受温度为零下193℃。
所述的主管线和支管线均安装在同一个底撬架上，底撬架四角位置分别焊接着吊耳。
所述的压力表选用禁油压力表，压力范围0～4MPa。
所述的安全阀选用耐低温机械式安全阀，压力范围0～0.8MPa，开启压力设定为0.8Mpa。
所述的流量计选用不锈钢电容式靶式低温型流量计，适用介质温度： -40℃～200℃。
本发明的有益效果：本发明提供的这种带压液氮连续供液低压管汇装置，针对大型液氮施工低压流程安全性差，大规模施工液氮设备现场混乱，倒换液氮储运设备存在安全隐患等问题，通过创新液氮施工低压流程，形成规范、有序的大型液氮施工现场技术标准，解决液氮施工现场安全性差、现场设备混乱以及倒换液氮储运设备造成施工不连续以及存在的安全隐患等问题，合理利用资源，缩短施工时间，节省施工场地。它具有安全、规范、合理、便捷、可靠等特点，可有效解决液氮施工过程中的压力控制、液氮清洁过滤以及液氮闸门的自由切换等问题，大大减少了施工作业风险，并且满足施工现场HSE作业要求。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是液氮连续供液低压管汇结构示意图。
附图标记说明：1、液氮槽车；2、液氮泵车；3、液氮过滤器；4、流量计；5、压力表；6、主管线；7、支管线；8、进液端；9、排液端；V1、进液阀；V2、放空阀；V3、安全阀；V4、排液阀；①～⑥、进液管线；⑦～⑩、排液管线。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供一种带压液氮连续供液低压管汇装置，如图1所示，包括主管线6和支管线7，所述的支管线7包括多路进液管线和多路排液管线，多路进液管线以并联的方式连接在主管线6一端形成进液端8，多路排液管线以并联的方式连接在主管线6另一端形成排液端9；每路进液管线分别连接一台液氮槽车1，每路排液管线分别连接一台液氮泵车2。
主管线6上从进液端8往排液端9方向依次串接有液氮过滤器3、流量计4和压力表5，所述的主管线6进液端8到液氮过滤器3之间的管线还连接有安全阀和放空阀。
根据井场布局，将低压管汇装置放置于平坦处，将施工所需的液氮槽车1摆放在低压管汇装置左侧的进液管线接口处，用P240011831（羊角接头，4m，DN40）和液氮软管与液氮槽车1连接。将施工所需的液氮泵车2摆放在低压管汇装置右侧的排液管线接口处，用P240011831（羊角接头，4m，DN40）和液氮软管与液氮泵车2连接。
本实施例的这种带压液氮连续供液低压管汇装置，可以实现大型液氮施工时带压连续供液，满足排量2000L/min的施工要求；其主管线6上安装的压力表5可以监测施工中低压管线的实时压力；其主管线6上安装的流量计4可以实时显示施工时液氮用量；其主管线6上安装的液氮过滤器3在液氮排出之前可以过滤除杂；每个安全阀V3保护系统不会受到管线中氮气膨胀的损害；每个放空阀V2用于排放关闭在管线内的液氮或氮气。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上进行细化，给出一种具体的实施方案，在本实施例中，主管线6和支管线7之间采用T型排布的方式排布，所述的进液管线有六路，在靠近主管线进液端8的两侧各布置三路，六路进液管线并联连接主管线6的进液端8；所述的排液管线有四路，在靠近主管线排液端9的两侧各布置两路，四路排液管线并联连接主管线6的排液端9。
主管线6和支管线7采用T型设计，所有低压管线材质为不锈钢304，并且所有必要的管件确保管路系统安全、无泄压，满足排量在2000L/min的施工要求。
每路进液管线上均串接有一个进液阀V1，并且在该进液管线还分别连接一个放空阀V2和一个安全阀V3；每路排液管线上均串接有一个排液阀V4，并且在该排液管线还分别连接一个放空阀V2和一个安全阀V3。
进液阀V1、排液阀V4、放空阀V2和安全阀V3均为不锈钢阀门或铜制阀门，耐受温度为零下193℃。
下面结合实施数据对本实施例做进一步说明：
以施工设计液氮用量40.0m3，液氮排量500L/min为例：
选用4台12方的液氮槽车1，用P240011831（羊角接头，4m，DN40）和液氮软管分别与进液管线①②④⑤对称连接，1台840K的液氮泵车2和1台400K的液氮泵车2，用P240011831（羊角接头，4m，DN40）和液氮软管分别与排液管线⑦⑨对称连接。
在施工前打开①号进液管线的进液阀V1，同时打开⑨号排液管线的放空阀V2，对整个低压管汇进行循环冷却，冷却时间约为20分钟，待管壁结霜，然后关闭打开的进液阀V1和放空阀V2。
压裂施工伴注液氮时打开进液管线①②④⑤上的进液阀V1，同时打开排液管线⑦⑨上的排液阀V4，并时刻观察流量计上的流量调整好液氮注入排量以及压力表5上的压力变化情况。施工结束时关闭进液阀V1和排液阀V4，然后打开所有管线上的放空阀V2用于排放关闭在管线内的液氮或氮气。
本实施例的这种结构，在实施的过程中，①②④⑤是六个进液管线①②③④⑤⑥中的四个，⑦⑨是四个排液管线⑦⑧⑨⑩中的两个，本实施例只是针对要求选择的其中几个，并非非要用这几个管线，可以根据实际需求进行增减，或者在实施的过程中进行切换。各个进液管线可以相互间进行切换，排液管线之间也可以进行相互切换，只要能满足总量和压力即可，不会出现因倒换液氮储运设备造成施工不连续，设备排布明确有序，解决了液氮施工现场低压管线多而复杂、现场设备混乱、倒换液氮储运设备造成施工不连续等问题，降低了现场安全隐患，减少人员劳动强度，提高施工效率。
实施例3：
本实施例是在前两个实施例的基础上进一步进行改进，本实施例中，主管线6和支管线7均安装在一个底撬架上，底撬架四角位置分别焊接着吊耳。橇架全部采用标准型材进行焊接，在撬架四角位置焊接吊耳，用于设备的吊装。
在本实施例中，将整体装置集中在一个底撬架上，这样，在使用设备的时候，显得整齐有序，不会造成液氮施工现场低压管线多而复杂、现场设备混乱的现象，而且，整体设备的应用和运输也比较方便。
实施例4：
由于本发明是适用在液氮环境中，因此，对设备的要求也会比较严格，本实施例对本装置中的各个仪器进一步进行限定，在本实施例中，压力表5选用禁油压力表，压力范围0～4MPa；安全阀V3选用耐低温机械式安全阀，压力范围0～0.8MPa，开启压力设定为0.8Mpa；流量计4选用不锈钢电容式靶式低温型流量计，适用介质温度： -40℃～200℃。
综上所述，本发明提供的这种带压液氮连续供液低压管汇装置，针对大型液氮施工低压流程安全性差，大规模施工液氮设备现场混乱，倒换液氮储运设备存在安全隐患等问题，通过创新液氮施工低压流程，形成规范、有序的大型液氮施工现场技术标准，解决液氮施工现场安全性差、现场设备混乱以及倒换液氮储运设备造成施工不连续以及存在的安全隐患等问题，合理利用资源，缩短施工时间，节省施工场地。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种带压液氮连续供液低压管汇装置，包括主管线（6）和支管线（7），其特征在于：所述的支管线（7）包括多路进液管线和多路排液管线，多路进液管线以并联的方式连接在主管线（6）一端形成进液端（8），多路排液管线以并联的方式连接在主管线（6）另一端形成排液端（9）；每路进液管线分别连接一台液氮槽车（1），每路排液管线分别连接一台液氮泵车（2）；
所述的主管线（6）上从进液端（8）往排液端（9）方向依次串接有液氮过滤器（3）、流量计（4）和压力表（5），所述的主管线（6）进液端（8）到液氮过滤器（3）之间的管线还连接有安全阀和放空阀。
2.如权利要求1所述的带压液氮连续供液低压管汇装置，其特征在于：所述的主管线（6）和支管线（7）之间采用T型排布的方式排布，所述的进液管线有六路，在靠近主管线进液端（8）的两侧各布置三路，六路进液管线并联连接主管线（6）的进液端（8）；所述的排液管线有四路，在靠近主管线排液端（9）的两侧各布置两路，四路排液管线并联连接主管线（6）的排液端（9）。
3.如权利要求1或2所述的带压液氮连续供液低压管汇装置，其特征在于：所述的每路进液管线上均串接有一个进液阀，并且在该进液管线还分别连接一个放空阀和一个安全阀；每路排液管线上均串接有一个排液阀，并且在该排液管线还分别连接一个放空阀和一个安全阀。
4.如权利要求3所述的带压液氮连续供液低压管汇装置，其特征在于：所述的进液阀、排液阀、放空阀和安全阀均为不锈钢阀门或铜制阀门，耐受温度为零下193℃。
5.如权利要求1所述的带压液氮连续供液低压管汇装置，其特征在于：所述的主管线（6）和支管线（7）均安装在同一个底撬架上，底撬架四角位置分别焊接着吊耳。
6.如权利要求1所述的带压液氮连续供液低压管汇装置，其特征在于：所述的压力表（5）选用禁油压力表，压力范围0～4MPa。
7.如权利要求1所述的带压液氮连续供液低压管汇装置，其特征在于：所述的安全阀选用耐低温机械式安全阀，压力范围0～0.8MPa，开启压力设定为0.8Mpa。
8.如权利要求1所述的带压液氮连续供液低压管汇装置，其特征在于：所述的流量计（4）选用不锈钢电容式靶式低温型流量计，适用介质温度： -40℃～200℃。
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