CN110439540A - 一种页岩气单井快速试气系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种页岩气单井快速试气系统，属一种单井快速试气系统，所述试气流程包括设备流程系统、数据采集系统，所述系统包括压裂井口（1），所述压裂井口通过管道依次连接安装有测温测压套（2）、液动平板阀（3）、捕屑器（4）、油嘴管汇（5）、热交换器（6）、两相流量计（7）、燃烧筒（8），所述燃烧筒（8）上安装有自动点火装置（9），所述自动点火装置（9）设在燃烧筒（8）上的一端设有在线自动喷淋装置（10）；所述数据采集系统包括数据采集控制房（12）、无线温压数据采集器、无线两相流量参数采集器、液位数据采集器、气体环境监测系统四合一监测仪、高清视频监控系统防爆摄像头。
Description
技术领域
本发明涉及一种单井快速试气流程，更具体的说，本发明主要涉及一种页岩气单井快速试气系统。
背景技术
目前已探明页岩气资源储量5000亿立方米，开发前景良好，试气就是利用一套专用的设备和方法, 对井下油、气、水层进行直接测试, 并取得有关地下油、气、水层产能、压力、温度和油、气、水样物性资料的工艺过程，国内各大页岩气田均在不断的进行开采，但是各大页岩气田都需要通过压裂才能获取工业气流，压裂技术主要用于油气层受污染或者堵塞较大的井以及注不进去水或注水未见效的井，压裂后需要进行钻磨桥塞和放喷测试等工序，传统的试气流程采取气液先分离再计量，自动化程度低，并且放喷后的返排液需要运输至处理厂处理后排放，不利于环境保护,就目前而言，自动化程度低、不利于环保和施工成本过高等问题，已成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种页岩气单井快速试气系统，以期望解决现有技术中自动化程度低、不利于环保和施工成本过高等技术问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明所提供的一种页岩气单井快速试气系统，所述试气流程包括设备流程系统、数据采集系统，所述设备流程系统包括压裂井口，所述压裂井口通过管道依次连接安装有测温测压套、液动平板阀、捕屑器、油嘴管汇、热交换器、两相流量计、燃烧筒，所述燃烧筒上安装有自动点火装置，所述自动点火装置设在燃烧筒上的一端设有在线自动喷淋装置；所述数据采集系统包括数据采集控制房、无线温压数据采集器、无线两相流量参数采集器、液位数据采集器、气体环境监测系统四合一监测仪、高清视频监控系统防爆摄像头。
作为优选，进一步的技术方案是：所述在线自动喷淋装置包括喷淋器、防爆水泵、以及插入式液位变送器，所述喷淋器位于在线自动喷淋装置的一端，喷淋器设置在燃烧筒上方，所述防爆水泵位于在线自动喷淋装置的另一端，所述防爆水泵与插入式液位变送器通过管道相连接。
更进一步的技术方案是：所述数据采集控制房内设置有声光报警器、自动控制系统、数据储存器。
更进一步的技术方案是：所述无线温压数据采集器安装于测温测压套上，所述无线两相流量参数采集器安装于两相流量计上，所述液位数据采集器安装于污水罐和放喷池外，所述压裂井口、两相流量计、放喷池处均安装有气体环境监测系统四合一监测仪和高清视频监控系统防爆摄像头。
更进一步的技术方案是：所述数据采集系统通过无线网络进行通讯 ，所述两相流量计运用低能伽马射线测量原理气液两相相分率，运用文丘里原理测量气液总流量。
更进一步的技术方案是：所述压裂井口同时连接多个管道，每个管道均安装有上述相同的设备，所述所有的燃烧筒位于同一地点。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：本方案异于常规试气流程，无线温压数据采集器安装于测温测压套2上，无线两相流量参数采集器安装于两相流量计7上，液位数据采集器安装于污水罐11和放喷池外，压裂井口1、两相流量计7、放喷池处均安装有气体环境监测系统四合一监测仪和高清视频监控系统防爆摄像头，其中无线温压数据采集器、无线两相流量参数采集器、液位数据采集器、气体环境监测系统四合一监测仪和高清视频监控系统防爆摄像头均通过无线网络（包括4G/WIFI等）与数据采集控制房12进行数据交换，真正的实现了实时连续在线控制，更能有效反映页岩气井产出动态，通过标准模块化系统，取消传统分离器压力容器，减少压力容器审批手续，简化安装、减少对环境的影响、节约成本，通过优化的系统设计，采用两相流量计7，实现合适的测量精度和性能，通过自动化和安全系统集成，全方位监测试气施工过程，满足环境和安全要求。
附图说明
图1为用于说明本发明一个实施例的流程示意图；
图2为数据采集控制房的结构示意图；
图3为在线自动喷淋装置的放大示意图；
图中，1为压裂井口、2为测温测压套、3为液动平板阀、4为捕屑器、5为油嘴管汇、6为热交换器、7为两相流量计、8为燃烧筒、9为自动点火装置、10为在线自动喷淋装置、1001为喷淋器、1002为防爆水泵、1003为变送器、11为污水罐、12为数据采集控制房、13为声光报警器、14为自动控制系统、15为数据储存器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
参考图1所示一种页岩气单井快速试气系统，所述的试气流程包括设备流程系统、数据采集系统，其中设备流程系统包括压裂井口1，压裂井口1上通过管道安装有测温测压套2，测温测压套2可以实时测量监控温度和压强，顺着管道依次安装着液动平板阀3，液动平板阀3开启操作方便，安全性能高，可以有效消除压降和涡流，在液动平板阀3的旁边安装有捕屑器4，捕屑器4可有效的除去流体中的杂质，进一步净化流体，在捕屑器4的后面安装有油嘴管汇5，油嘴管汇5连接着测气上游设备和下游设备，上游设备为捕屑器4等，下游设备安装着热交换器6、两相流量计7和燃烧筒8，两相流量计7具有测量精度高、直管段要求短、压损小、测量范围宽和稳定性好等优点，在两相流量计7的下游安装有燃烧筒8，燃烧筒8上安装有自动点火装置以及在线自动喷淋装置10；上述的数据采集系统包括数据采集控制房12，还包括安装在各个数据采集点上的无线温压数据采集器、无线两相流量参数采集器、液位数据采集器、气体环境监测系统四合一监测仪、高清视频监控系统防爆摄像头，数据采集控制房12主要负责收集和处理来自上述各个信息点上的数据。
在本实施例中，为了实现燃烧筒8的自动喷淋，在燃烧筒8上安装有在线自动喷淋装置10，自动喷淋装置10上设有喷淋器1001、防爆水泵1002、以及插入式液位变送器1003，喷淋器1001安装在自动喷淋装置10的一端，设在燃烧筒8的上部，防爆水泵1002位于在线自动喷淋装置10的另一端，防爆水泵1002主要为了防止安装燃烧筒8的瞬间燃烧产生不良效果，不良效果包括发生爆炸、产生爆裂以及燃烧不充分等，防爆水泵1002与插入式液位变送器1003通过管道相连接，插入式液位变送器13置于放喷池后部内联通的池内以及污水罐内，当放喷池温度达到设定值时，防爆水泵1002启动泵送返排液至喷淋器处喷出对放喷池降温，当放喷池内液位超过设定值，防爆水1002自动启动将返排液泵入污水罐11内，自动喷淋装置10内设有高清视频监控系统防爆摄像头，高清视频监控系统防爆摄像头通过无线网络（包括4G/WIFI）与数据采集控制房12进行数据交换，数据采集控制房12通过对数据的采集和处理实时调控自动喷淋装置10，在线自动喷淋装置10，钻磨桥塞、点火放喷测试过程中，当温度达到设定值时，系统实现对放喷池、燃烧筒降温保护，并且高效处理返排液，实现降低环境风险 。
再参考图1所示，根据本发明的另一个实施例，为了确保数据采集控制房12的正常运转，在数据采集控制房12内设有声光报警器13、自动控制系统14、数据储存器15，自动控制系统14用于收集和处理来自无线温压数据采集器、无线两相流量参数采集器、液位数据采集器、气体环境监测系统四合一监测仪、高清视频监控系统防爆摄像头的数据，行且将收集和处理的数据储存到数据储存器15内，当周围环境气体超过设定值则声光报警器13启动，当污水罐液位超过设定值或者摄像头红外监控人员、动物闯入等声光报警器13将发出警示，提醒工作人员。
正如图1中所示出的，上述实施例的装置在安装过程中，无线温压数据采集器安装于测温测压套2上，无线温压数据采集器可收集来自测温测压套2测量的监控温度和压强，无线两相流量参数采集器安装于两相流量计7上，无线两相流量参数采集器主要采集通过两相流量计7气液总流量，液位数据采集器安装于污水罐11和放喷池外，液位数据采集器用于实时监控污水罐11和放喷池的液面高度，并通过无线网络（4G/WIFI）反馈给数据采集控制房12，安装在压裂井口1、两相流量计7、放喷池处的气体环境监测系统四合一监测仪和高清视频监控系统防爆摄像头,可以监控压裂井口1、两相流量计7、放喷池，并且可以预防动物的闯入。
另一方面，根据本发明的又一个实施例，为便于系统的使用，上述的数据采集系统中的各个设备均通过无线网络进行数据交换，一方面，可降低建设的难度，无线网络不需要搭建专门的线路，另一方面，无线网络后期使用以及维护上更加便捷，上述的两相流量计7运用低能伽马射线测量原理气液两相相分率，运用文丘里原理测量气液总流量。
参考图1所示，本发明上述优选的一个实施例在实际使用中，为了提高中作效率以及质量，在一个压裂井口1上同时安装多个管道，每个管道上均安装有上述相同的设备，但，均通过同一数据采集控制房12进行控制，所有管道端头的燃烧筒8均安装在同一地点，以方便同时处理。
除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (6)
1.一种页岩气单井快速试气系统，其特征在于：所述试气系统包括设备流程系统、数据采集系统，所述设备流程系统包括压裂井口（1），所述压裂井口（1）通过管道依次连接安装有测温测压套（2）、液动平板阀（3）、捕屑器（4）、油嘴管汇（5）、热交换器（6）、两相流量计（7）、燃烧筒（8），所述燃烧筒（8）上安装有自动点火装置（9），所述自动点火装置（9）设在燃烧筒（8）上的一端设有在线自动喷淋装置（10）；所述数据采集系统包括数据采集控制房（12）、无线温压数据采集器、无线两相流量参数采集器、液位数据采集器、气体环境监测系统四合一监测仪、高清视频监控系统防爆摄像头。
2.根据权利要求1所述的一种页岩气单井快速试气系统，其特征在于：所述在线自动喷淋装置（10）包括喷淋器（1001）、防爆水泵（1002）、以及插入式液位变送器（1003），所述喷淋器（1001）位于在线自动喷淋装置（10）的一端，喷淋器（1001）设置在燃烧筒（8）上方，所述防爆水泵（1002）位于在线自动喷淋装置（10）的另一端，所述防爆水泵（1002）与插入式液位变送器（1003）通过管道相连接。
3.根据权利要求1所述的一种页岩气单井快速试气系统，其特征在于：所述数据采集控制房（12）内设置有声光报警器（13）、自动控制系统（14）、数据储存器（15）。
4.根据权利要求1所述的一种页岩气单井快速试气系统，其特征在于： 所述无线温压数据采集器安装于测温测压套（2）上，所述无线两相流量参数采集器安装于两相流量计（7）上，所述液位数据采集器安装于污水罐（11）和放喷池外，所述压裂井口（1）、两相流量计（7）、放喷池处均安装有气体环境监测系统四合一监测仪和高清视频监控系统防爆摄像头。
5.根据权利要求1所述的一种页岩气单井快速试气系统，其特征在于：所述数据采集系统通过无线网络进行通讯 ，所述两相流量计（7）运用低能伽马射线测量原理气液两相相分率，运用文丘里原理测量气液总流量。
6.根据权利要求1所述的一种页岩气单井快速试气系统，其特征在于：所述压裂井口（1）同时连接多个管道，每个管道均安装有上述相同的设备，所述所有的燃烧筒（8）位于同一地点。
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