CN108756822A - 一种页岩气井工厂采气装置及工艺流程 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种页岩气井工厂采气装置及工艺流程，采气装置包括若干个相同的集气管线组件、总分离组件，每个井口配备一个集气管线组件，集气管线组件包括井下节流器、采气井口、放喷管线、井口紧急截断阀、采气管线、涡街节流式两相流量计，每个集气管线组件通过管道连接至总分离组件，总分离组件包括集气管汇、两相卧式分离器、高级孔板流量计、电磁流量计，本发明工艺流程中井下节流器利用地热对节流后的页岩气加热，然后通过集气管汇汇总不同井口内的页岩气，汇总后经两相卧式分离器进行气液分离，从而减少了地面水套加热炉和分离器设备数量。

Description

一种页岩气井工厂采气装置及工艺流程

技术领域

本发明涉及页岩气采集，具体涉及一种页岩气井工厂采气装置及工艺流程。

背景技术

页岩气是主要以吸附和游离方式赋存于富有机质泥页岩及其夹层中的生物成因或热成因天然气。国内已发现多个页岩气田，大多位于四川盆地及其周缘，所处地貌大多是山地-丘陵，钻前井场作难度大，因此多采用“井工厂”模式进行页岩气开发。“井工厂”开发：使用水平井钻井方式，在一个井场完成多口井的钻井、射孔、压裂、完井和生产，所有井筒采用批量化的作业模式。现有技术中页岩气“井工厂”采气流程和常规天然气井基本一致，单井页岩气从地层采出后经过单井中低压分离器初步分离，气液各经一路进行单独计量，其中页岩气经过高级孔板式流量计进行单相气计量，分离出得液体经过电磁流量计进行单相水计量，再进行集输。采用该采气流程，每一口井均需对应一套加热系统、分离系统，占地面积大、能耗高、投入成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种页岩气井工厂采气装置及工艺流程。

本发明的技术方案是：一种页岩气井工厂采气装置，包括若干个相同的集气管线组件、总分离组件，集气管线组件包括井下节流器、采气井口、放喷管线、井口紧急截断阀、采气管线、涡街节流式两相流量计，采气井口上悬挂设有井内油管，井下节流器安装于井内油管内，放喷管线、井口紧急截断阀分别设置于采气井口的两侧，井口紧急截断阀通过采气管件连接至涡街节流式两相流量计，

每个集气管线组件通过管道连接至总分离组件，总分离组件包括集气管汇、两相卧式分离器、高级孔板流量计、电磁流量计，每个集气管线组件中的涡街节流式两相流量计分别通过管道连接至集气管汇，集气管汇与两相卧式分离器相连，两相卧式分离器的气出口与高级孔板流量计相连，两相卧式分离器的水出口与电磁流量计相连，高级孔板流量计通过管道连接至脱水站，电磁流量计连接至去污水管线。

进一步的技术方案，集气管线组件的数量为两个。

一种页岩气井工厂采气工艺流程，采用如上的一种页岩气井工厂采气装置工作，具体步骤如下：

(1)采气；

(2)井下加热：井下节流器利用地热对节流后的页岩气加热；

(3)集气汇总；加热后的页岩气经采气管线输送至涡街节流式两相流量计，涡街节流式两相流量计内置传感器，传感器可测得涡街频率、工作压力、工作温度、差压等运行参数，流量计算机计算出气液体积比和混合工况体积流量，继而算出气、液两相分别流量，每个集气管线组件中的计算分析完毕的页岩气经管道汇至同一个集气管汇汇总；

(4)气液分离：两相卧式分离器对汇总后的页岩气进行气液分离。

本发明的有益效果：

1、本发明设计一种占地面积小、功耗低、成本低、安全系数高、使用方便的采气装置，减少了地面水套加热炉和分离器设备数量，每个平台仅需要配置一台分离器，不需要配置水套炉，减少了投入成本，减少了井场占地面积、保护环境，其使用寿命长、流程简单、安全可靠，对页岩气田的低成本开发具有十分重要的意义。

2、本发明采用井下节流方式，天然气由于压力降低而膨胀,气体的压能转变成动能,促使气流速度增大,有利于提高气井的携液能力。并且利用井下节流方式，能充分利用地热对节流后的天然气加热，防止天然气水合物的形成，不需要地面水套加热炉等设备进行加热，能耗低，只需要配备少量需标定仪表，生产维护工作量小。

3、本发明中引入配置了井口紧急截断阀，当管道失压或者超压时，可以立即自动截断，保护阀后端低压设备，保证了采气流程的安全可靠。

4、本发明中采用涡街节流式两相流量计测量每口井产量，可以实现实时、连续、自动测量，便于实现数字化管理，两相流量计结构紧凑、工艺简洁、占空间小，可实现无人值守、远程控制。

附图说明

图1为本发明中采气流程结构示意图，

其中，1、井下节流器，2、采气井口，3、放喷管线，4、井口紧急截断阀，5、采气管线，6、涡街节流式两相流量计，7、集气管汇，8、两相卧式分离器，9、高级孔板流量计，10、电磁流量计。

具体实施方式

下面通过非限制性实施例，进一步阐述本发明，理解本发明。

如图1，本发明中一种页岩气井工厂采气装置，包括若干个相同的集气管线组件、总分离组件，可根据具体使用实际情况,根据页岩气井工厂井数的不同，增加相应的集气管线组件的数量与之配套。如图1中，集气管线组件的数量为两个，每个进口配备一个集气管线组件，

集气管线组件包括井下节流器1、采气井口2、放喷管线3、井口紧急截断阀4、采气管线5、涡街节流式两相流量计6，采气井口2上悬挂设有井内油管，井下节流器1安装于井内油管内，放喷管线3、井口紧急截断阀4分别设置于采气井口2的两侧，井口紧急截断阀4通过采气管件5连接至涡街节流式两相流量计6，每个集气管线组件通过管道连接至总分离组件，总分离组件包括集气管汇7、两相卧式分离器8、高级孔板流量计9、电磁流量计10，每个集气管线组件中的涡街节流式两相流量计6分别通过管道连接至集气管汇7，集气管汇7与两相卧式分离器8相连，两相卧式分离器8的气出口与高级孔板流量计9相连，两相卧式分离器8的水出口与电磁流量计10相连，高级孔板流量计9通过管道连接至脱水站，电磁流量计10连接至去污水管线。

页岩气通过采气管线5，再通过涡街节流式两相流量计6计量气液两相的分别产量，通过集气管汇7和另外一口井汇集后，通过两相卧式分离器8进行气液分离，气体通过高级孔板流量计9计量气体总量后去脱水站，液体通过电磁流量计10计量液体总量后去污水管线。

本发明页岩气井工厂采气工艺流程的具体步骤如下：

1、首先，页岩气井进行带压下油管完井后，采用钢丝绞车进行井下节流器1的投送座封，投送时气井不需压井；井下节流器1利用地热对节流后的页岩气加热；

投送座封的具体方法是：将钢丝绳帽接上专用工具及节流器，下到设计节流深度。然后绞车上提纲丝，投送装置上凸轮机构自动找到油管接箍缝，管串定位在油管接箍缝隙位置，首先使锚定机构锚定在油管内壁上，上拉钢丝使胶筒充分密封，锁定机构锁定锚定机构和密封机构。绞车快速上提，上击震击器产生动能剪断丢手接头上的剪销,完成节流器的投送。当需要更换井下节流器时，先解封井下节流器，提出井口更换后继续投送座封；

解封的具体方法是：下专用打捞工具，首先打开平衡套，油压、套压平衡，捞住解封套上提，解封剪钉剪断，胶筒下行回弹，密封机构解封，卡瓦失去支撑下行解封，完成解封过程。

2、生产前先通过放喷管线3进行放喷，待井口压力下降至正常集输压力时，打开采气井口2一侧的井口紧急截断阀4，依次打开采气管线5上阀门，利用采气管线5进行生产，同理重复以上步骤可以井下其他邻井生产；

3、生产采集的页岩气通过采气管线5输送至涡街节流式两相流量计6，涡街节流式两相流量计6内置传感器，传感器可测得涡街频率、工作压力、工作温度、差压等运行参数，流量计算机计算出气液体积比和混合工况体积流量，继而算出气、液两相分别流量，每个集气管线组件中通过涡街节流式两相流量计6计量气液两相的分别产量，然后通过集气管汇7和另外一口井汇集后，通过两相卧式分离器8进行气液分离，气体通过高级孔板流量计9计量气体总量后去脱水站，液体通过电磁流量计10计量液体总量后去污水管线。

综上所述，本发明中设备占地面积小、功耗低、成本低、安全系数高、使用方便，采气流程工艺简单、安全可靠。

Claims (3)

1.一种页岩气井工厂采气装置，其特征在于，包括若干个相同的集气管线组件、总分离组件，集气管线组件包括井下节流器、采气井口、放喷管线、井口紧急截断阀、采气管线、涡街节流式两相流量计，采气井口上悬挂设有井内油管，井下节流器安装于井内油管内，放喷管线、井口紧急截断阀分别设置于采气井口的两侧，井口紧急截断阀通过采气管件连接至涡街节流式两相流量计，

每个集气管线组件通过管道连接至总分离组件，总分离组件包括集气管汇、两相卧式分离器、高级孔板流量计、电磁流量计，每个集气管线组件中的涡街节流式两相流量计分别通过管道连接至集气管汇，集气管汇与两相卧式分离器相连，两相卧式分离器的气出口与高级孔板流量计相连，两相卧式分离器的水出口与电磁流量计相连，高级孔板流量计通过管道连接至脱水站，电磁流量计连接至去污水管线。

2.根据权利要求1所述的一种页岩气井工厂采气装置，其特征在于，所述集气管线组件的数量为两个。

3.一种页岩气井工厂采气工艺流程，其特征在于，采用如权利要求1所述的一种页岩气井工厂采气装置工作，具体步骤如下：

(1)采气；

(2)井下加热：井下节流器利用地热对节流后的页岩气加热；

(3)集气汇总：加热后的页岩气经采气管线输送至涡街节流式两相流量计，涡街节流式两相流量计内置传感器，传感器可测得涡街频率、工作压力、工作温度、差压等运行参数，流量计算机计算出气液体积比和混合工况体积流量，继而算出气、液两相分别流量，每个集气管线组件中的计算分析完毕的页岩气经管道汇至同一个集气管汇汇总；

(4)气液分离：两相卧式分离器对汇总后的页岩气进行气液分离。