CN111946322A - 吸收井口硫化氢气体的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种吸收井口硫化氢气体的装置及方法,该装置包括吸收罐;所述吸收罐至少设置有原油入口、原油出口、注液口以及排液口;该吸收罐内设置有搅拌装置;井口装置的油管出口通过短节经由单向阀与该吸收罐的原油入口相连,该吸收罐的原油出口通过连接管线与输油管线相连。本发明所提供的该吸收井口硫化氢气体的装置易安装、易操作、易维护;本发明所提供的方法采用在井口原油产出位置与输油管线之间安装该吸收井口硫化氢气体的装置并以此进行有效地吸收硫化氢,该方法简单、高效,不增加后期生产环节的处理难度,保障了注气驱油技术后期生产的安全操作,并且其还可以大幅降低原油中溶解的硫化氢含量,并使其浓度达到安全标准。

Description

吸收井口硫化氢气体的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种吸收井口硫化氢气体的装置及方法,属于油田开发技术领域。
背景技术
注气驱油技术在油田开发领域广泛应用,我国针对低渗透油藏等也大力推广气驱技术。近年来,统计显示大部分气驱后期,即大量产气阶段,均会有一定程度的硫化氢气体伴生现象,其浓度甚至可达200ppm,远高于10ppm的国家标准。
硫化氢气体是毒性很强的气体,一小时内急性中毒的浓度范围为120-280ppm,对操作人员以及泄露区域的人员安全产生严重威胁。在遇到硫化氢大量产出时,需要被迫停止注气方案的实施。在本领域常规原油生产的井口装置,如采油树(该采油树的结构示意图如图1所示,从图1中可以看出,其包括油管四通30、油管40、套管50、抽油杆60、油管阀门70以及输油管线8)中,含有硫化氢的原油在抽油杆的抽提下,经油管进入输油管线内,若没有及时处理,硫化氢气体在后续流动过程中会产生聚集,浓度逐渐升高,产生危害。如果能有效克服这一困难,不仅能解决安全问题,也能显著提高驱油效果,因而,气驱开发后期的技术控制显得尤为重要。
注气驱油过程会有硫化氢伴生的现象目前尚无确切的理论,这一现象在各种气体介质驱替的油藏中均匀出现,氮气驱、空气泡沫驱乃至于二氧化碳驱均有发生,因而从产生根源的角度解决这一问题的机会尚不成熟。但是,从产出端防止其产生危害是可能的。
在注气驱油后期,产气量增加且硫化氢含量增加时,有操作人员利用在产出原油中掺水溶解置换硫化氢;在计量站、取油样井口等局部位置,利用强碱溶液吸收原油中的硫化氢,之后再进行取样等操作。但是,大部分硫化氢气体还是与原油一起进入输油管线进而进入联合站储油系统。显然该区域的硫化氢聚集浓度显著增高,危害风险明显加大。若采取大量掺水的方式,会严重增加后期原油脱水的负担,该方法在效果和成本方面均不具备可行性。
因此,提供一种新型的吸收井口硫化氢气体的装置及方法已经成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述的缺点和不足,本发明的一个目的在于提供一种吸收井口硫化氢气体的装置。
本发明的另一个目的还在于提供一种吸收井口硫化氢气体的方法。
为了实现以上目的,一方面,本发明提供了一种吸收井口硫化氢气体的装置,其中,所述吸收井口硫化氢气体的装置包括吸收罐;
所述吸收罐至少设置有原油入口、原油出口、注液口以及排液口;该吸收罐内设置有搅拌装置;
井口装置的油管出口通过短节经由单向阀与该吸收罐的原油入口相连,该吸收罐的原油出口通过连接管线与输油管线相连。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,所用单向阀可以保证油管出口产出的流体的流动方向,还可防止吸收罐内的流体反向进入井口内,进而使得吸收罐内所加入的流体的体积较为稳定。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,优选地,井口装置的油管出口通过短节经由单向阀再通过收缩管与该吸收罐的原油入口相连。
该吸收井口硫化氢气体的装置的原油入口处设置有收缩管,其中,内径收缩使油管出口产出的流体流速增加,动能加强;其可驱动搅拌装置的螺旋桨,并使得螺旋桨的转动速度增加,进而增大油管出口产出的流体中硫化氢气体与吸收流体的接触面积,提高吸收效率。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,优选地,所述吸收罐及短节上还分别设置有第一取样口及第二取样口。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,优选地,该吸收罐的原油出口通过等径管与连接管线的一端相连,该连接管线的另一端与输油管线相连。
该吸收井口硫化氢气体的装置的原油出口端设置有等径管,其可以起到稳定原油流动的作用。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,优选地,所述吸收罐内部的侧壁或者底面固定有底部支架,该吸收罐内部的侧壁上固定有上部支架;所述搅拌装置的上下两端分别固定于上部支架的中心及底部支架的中心,且该搅拌装置可沿其轴向旋转。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,优选地,所述上部支架的中心及底部支架的中心分别设置有上部轴承及底部轴承;所述搅拌装置的上下两端分别固定于该上部轴承及底部轴承内。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,优选地,所述上部支架及底部支架均为十字结构。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,优选地,所述搅拌装置包括中心轴及等间距固定于该中心轴上的若干螺旋桨。
此时,在本发明一具体实施方式中,该搅拌装置的中心轴的上下两端分别固定于上部支架的中心及底部支架的中心,且该搅拌装置可沿其轴向旋转。
在本发明一更具体实施方式中,该搅拌装置的中心轴的上下两端分别固定于该上部轴承及底部轴承内,且中心轴可在该上部轴承及底部轴承内低阻旋转。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,等间距固定于该中心轴上的若干螺旋桨可以搅拌原油,以增大其中的溶解硫化氢与吸收液之间的接触面积。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,优选地,所述螺旋桨包括轴环及若干桨叶,该螺旋桨通过轴环套设于中心轴并固定于该中心轴上,若干所述桨叶等间距固定设置于轴环外侧圆周。
根据本发明具体实施方案,通常情况下,油井油管出口产出的流体含水很低,当以该油井油管出口产出的流体的总体积为100%计,流体的含水量低于1%,且油井的日产液量小于1吨时,该吸收井口硫化氢气体的装置可以不设置碱液容器;但是,尽管气驱过程中采油井产出流体的含水下降,不过产出水体积仍较多,当以该油井油管出口产出的流体的总体积为100%计,流体的含水量大于1%,且油井的日产液量大于1吨时,优选地,所述的吸收井口硫化氢气体的装置还包括碱液容器,该碱液容器为能使其内所盛装的碱液通过碱液容器的侧壁由碱液容器内渗透到其侧壁外侧的碱液容器;
所述碱液容器置于上部支架上且该碱液容器与所述吸收罐内部的侧壁之间存在环空间隙。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,所述碱液容器的侧壁外测与所述吸收罐内部的侧壁之间的距离(即环空间隙的宽度)应尽量小,这样有利于增加碱液容器的侧壁外侧与进入环空间隙的流体之间的接触面积,增强吸收效果;优选地,所述碱液容器的侧壁外测与所述吸收罐内部的侧壁之间的距离不大于5mm。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,优选地,所述碱液容器的侧壁的材质包括具有孔隙结构的钛、不锈钢及陶瓷。
其中,本发明所用的该具有孔隙结构的钛、具有孔隙结构的不锈钢及具有孔隙结构的陶瓷可以分别采用相应的颗粒状材料压缩烧制而成;烧制而成的该具有孔隙结构的钛、具有孔隙结构的不锈钢及具有孔隙结构的陶瓷的渗透率不大于1毫达西,常压条件下能保证液体润湿该些材料的外表面,但液体不聚集流动。
此外,在本发明具体实施方式中,该碱液容器的底板不具有碱液渗透性,其可以由普通钢板制成。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,优选地,所述碱液容器的顶端与所述吸收罐内部的顶壁之间的距离不大于5mm。在本发明更为具体的实施方式中,在不影响吸收罐顶端密封的前提下,该碱液容器的顶端与所述吸收罐内部的顶壁之间可接触。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的装置中,本发明对所述碱液容器的大小、对设置碱液容器时所用的螺旋桨的个数等等均不做具体要求,本领域技术人员可以根据现场作业需要合理设置碱液容器的大小及设置碱液容器时所用的螺旋桨的个数。
另一方面,本发明还提供了一种吸收井口硫化氢气体的方法,其中,所述方法利用以上所述的吸收井口硫化氢气体的装置,该方法包括以下步骤:
(1)将所述的吸收井口硫化氢气体的装置安装于井口装置的油管出口与输油管线之间,向吸收罐中加入高浓度强碱水溶液;
(2)油管出口产出的流体进入吸收罐中,在搅拌装置的作用下,流体中的原油及气体被打散并与高浓度强碱水溶液充分接触,以吸收气体中的硫化氢;同时,所述原油及未被吸收的气体向上运动,并通过原油出口流出进入输油管线,吸收硫化氢后的高浓度强碱水溶液向下聚集,完成井口硫化氢气体的吸收。
根据本发明具体实施方案,优选地,所述的吸收井口硫化氢气体的方法还包括:当从排液口中取出的高浓度强碱水溶液样品的浓度低于所用高浓度强碱水溶液的设计浓度时,更换吸收罐中的高浓度强碱水溶液的操作。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的方法中,优选地,向吸收罐中加入高浓度强碱水溶液至该高浓度强碱水溶液的液位高度略高于搅拌装置的上部支架。
其中,本领域技术人员可以根据现场作业需要合理设置该高浓度强碱水溶液的具体液位高度,如在本发明一较为优选的实施方式中,该高浓度强碱水溶液的液位高度比搅拌装置的上部支架高2cm。
根据本发明具体实施方案,优选地,当以油井油管出口产出的流体的总体积为100%计,流体的含水量大于1%,且油井的日产液量大于1吨时,该吸收井口硫化氢气体的方法包括以下具体步骤:
(1)将所述的吸收井口硫化氢气体的装置安装于井口装置的油管出口与输油管线之间,向碱液容器中加入高浓度强碱水溶液;等压条件下,在浓度差的作用下,高浓度强碱水溶液的液滴从碱液容器中缓慢渗透到碱液容器的侧壁外侧;
(2)油管出口产出的流体进入吸收罐中,在搅拌装置的作用下,流体中的原油及气体被打散并于环空间隙中与高浓度强碱水溶液充分接触,以吸收气体中的硫化氢;同时,所述原油及未被吸收的气体向上运动,并通过原油出口流出进入输油管线,完成井口硫化氢气体的吸收。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的方法中,当向碱液容器中加入高浓度强碱水溶液时,本发明对高浓度强碱水溶液的具体加入量不做具体要求,在保证高浓度强碱水溶液不溢流的前提下,可使其加入量尽可能多。
根据本发明具体实施方案,优选地,所述的吸收井口硫化氢气体的方法还包括:分别从第一取样口及第二取样口取样并对所取样品进行组分分析,以对比样品中硫化氢浓度的变化。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的方法中,优选地,以所述高浓度强碱水溶液的总重量为100%计,其质量浓度为10%以上。
根据本发明具体实施方案,在所述的吸收井口硫化氢气体的方法中,优选地,所述强碱为氢氧化钠。
本发明所提供的该吸收井口硫化氢气体的方法利用高浓度强碱水溶液在短时间内处理含硫化氢的原油,乳化现象非常微弱,原油乳化程度可忽略;同时高浓度强碱能更加高效地与硫化氢气体反应,可以达到快速吸收硫化氢气体,降低其在原油中含量的作用。
根据本发明具体实施方案,优选地,所述的吸收井口硫化氢气体的方法还包括:将若干台所述的吸收井口硫化氢气体的装置串联后安装于井口装置的油管出口与输油管线之间,并重复步骤(1)-步骤(2)以对井口硫化氢气体进行吸收。
本发明所提供的该吸收井口硫化氢气体的装置易安装、易操作、易维护;本发明所提供的方法采用在井口原油产出位置与输油管线之间安装该吸收井口硫化氢气体的装置并以此进行有效地吸收硫化氢,该方法简单、高效,不增加后期生产环节的处理难度,保障了注气驱油技术后期生产的安全操作,并且其还可以大幅降低原油中溶解的硫化氢含量,并使其浓度达到安全标准。
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为原油生产过程中常规使用的采油树的结构示意图。
图2为本发明实施例1-2提供的吸收井口硫化氢气体的装置的结构示意图。
图3为本发明实施例1提供的吸收井口硫化氢气体的装置中安装有搅拌装置的吸附罐的结构示意图。
图4为本发明实施例1-2提供的吸收井口硫化氢气体的装置中底部支架的结构示意图。
图5为本发明实施例1-2提供的吸收井口硫化氢气体的装置中上部支架的结构示意图。
图6为本发明实施例1-2提供的吸收井口硫化氢气体的装置中搅拌装置的螺旋桨的结构示意图。
图7为本发明实施例1提供的吸收井口硫化氢气体的装置中搅拌装置的中心轴的结构示意图。
图8为本发明实施例3-4中所述的吸收井口硫化氢气体的装置的安装位置的示意图。
图9为本发明实施例2提供的吸收井口硫化氢气体的装置中安装有搅拌装置的吸附罐的结构示意图。
图10A为本发明实施例4中环空间隙内流体流动的效果示意图。
图10B为本发明实施例4中环空间隙内高浓度的氢氧化钠水溶液与H2S作用过程示意图。
主要附图标号说明:
0、法兰;
1、吸收罐;
2、搅拌装置;
3、短节;
4、单向阀;
5、收缩管;
6、等径管;
7、连接管线;
8、输油管线;
9、第二取样口;
10、原油入口;
11、注液口;
12、排液口;
13、第一取样口;
14、原油出口;
15、底部支架;
16、上部支架;
17、底部轴承;
18、上部轴承;
19、螺丝;
20、螺丝孔;
21、中心轴;
22、螺旋桨;
221、轴环;
222、桨叶;
30、油管四通;
40、油管;
50、套管;
60、抽油杆;
70、油管阀门;
80、碱液容器;
81、碱液容器的侧壁;
82、碱液容器的底板;
83、环空间隙;
84、高浓度的氢氧化钠水溶液;
85、吸收罐内部的侧壁;
86、H2S气体;
87、被流体携带流动的Na2S固体颗粒;
88、高浓度的氢氧化钠水溶液液滴;
89、吸附在碱液容器侧壁外侧的Na2S固体颗粒;
A、分离空间;
B、溶解空间。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种吸收井口硫化氢气体的装置,其中,所述吸收井口硫化氢气体的装置的结构示意图如图2所示,从图2中可以看出,该装置包括吸收罐(如图3所示)1,其用于盛装吸附硫化氢所用的高浓度强碱水溶液;
所述吸收罐1的侧壁底端设置有原油入口10,该吸收罐1的侧壁顶端设置有原油出口14,该吸收罐1的顶端分别设置有注液口11及第一取样口13,该吸收罐1的侧壁底端还设置有排液口(与原油入口相对设置)12;
该吸收罐1内设置有搅拌装置2;
井口装置(采油树)的油管出口通过短节3经由可能流体由油管出口进入吸收罐1内的单向阀4再通过收缩管5与该吸收罐1的原油入口10相连,该吸收罐1的原油出口14通过等径管6与连接管线7的一端相连,该连接管线7的另一端通过法兰0与输油管线8相连;
本实施例中,所述短节3上还设置有第二取样口9;
本实施例中,所述吸收罐1内部的底面固定有底部支架15,该吸收罐1内部的侧壁上固定有上部支架16;该上部支架16的中心及底部支架15的中心分别设置有上部轴承18及底部轴承17;该上部支架(如图5所示)16及底部支架(如图4所示)15均为十字结构;
所述搅拌装置2包括中心轴21及等间距固定于该中心轴21上的三个螺旋桨22;该搅拌装置2的中心轴(如图7所示)21的上下两端分别固定于该上部轴承18及底部轴承17内,且中心轴21可在该上部轴承18及底部轴承17内低阻旋转;
沿着该搅拌装置2的中心轴21的同一平面间隔120°分布三个螺丝孔20,用以固定所述螺旋桨22,且三个所述螺旋桨22等间距(轴向)固定于该中心轴21上;
所述螺旋桨(如图6所示)22包括轴环221及三片桨叶222,该螺旋桨22通过轴环221套设于中心轴21并通过螺丝19固定于该中心轴21所开设的螺丝孔20上,三个螺旋桨22固定在同一中心轴21上,与中心轴21同速转动;
3片所述桨叶222等间距固定设置于轴环221外侧圆周。
实施例2
本实施例提供了一种吸收井口硫化氢气体的装置,其中,所述吸收井口硫化氢气体的装置的结构示意图如图2所示,从图2中可以看出,该装置包括吸收罐(如图9所示)1;
所述吸收罐1的侧壁底端设置有原油入口10,该吸收罐1的侧壁顶端设置有原油出口14,该吸收罐1的顶端分别设置有注液口11及第一取样口13,该吸收罐1的侧壁底端还设置有排液口(与原油入口相对设置)12;
该吸收罐1内设置有搅拌装置2;
井口装置(采油树)的油管出口通过短节3经由可能流体由油管出口进入吸收罐1内的单向阀4再通过收缩管5与该吸收罐1的原油入口10相连,该吸收罐1的原油出口14通过等径管6与连接管线7的一端相连,该连接管线7的另一端通过法兰0与输油管线8相连;
本实施例中,所述短节3上还设置有第二取样口9;
本实施例中,所述吸收罐1内部的底面固定有底部支架15,该吸收罐1内部的侧壁上固定有上部支架16;该上部支架16的中心及底部支架15的中心分别设置有上部轴承18及底部轴承17;该上部支架(如图5所示)16及底部支架(如图4所示)15均为十字结构;
所述搅拌装置2包括中心轴21及固定于该中心轴21上的螺旋桨22;该搅拌装置2的中心轴21的上下两端分别固定于该上部轴承18及底部轴承17内,且中心轴21可在该上部轴承18及底部轴承17内低阻旋转;
沿着该搅拌装置2的中心轴21的同一平面间隔120°分布三个螺丝孔20,用以固定所述螺旋桨22;
所述螺旋桨(如图6所示)22包括轴环221及三片桨叶222,该螺旋桨22通过轴环221套设于中心轴21并通过螺丝19固定于该中心轴21所开设的螺丝孔20上,螺旋桨22固定在该中心轴21上,与中心轴21同速转动;
3片所述桨叶222等间距固定设置于轴环221外侧圆周;
本实施例中,该装置还包括碱液容器80,其为顶端开口的圆柱形容器,用于盛装吸附硫化氢所用的高浓度强碱水溶液;该碱液容器80为能使其内所盛装的碱液通过碱液容器80的侧壁81由碱液容器80内渗透到其侧壁外侧的碱液容器80;
所述碱液容器置于上部支架上且该碱液容器与所述吸收罐内部的侧壁85之间存在环空间隙83;
所述碱液容器的侧壁外侧与所述吸收罐内部的侧壁85之间的距离不大于5mm;
所述碱液容器的侧壁的材质为具有孔隙结构的钛、不锈钢或者陶瓷;该碱液容器的底板82不具有碱液渗透性,其可以由普通钢板制成;
所述碱液容器的顶端与所述吸收罐内部的顶壁之间的距离不大于5mm。
实施例3
本实施例提供了一种吸收井口硫化氢气体的方法,其中,该方法利用实施例1提供的该吸收井口硫化氢气体的装置,所述方法包括以下具体步骤:
(1)将所述的吸收井口硫化氢气体的装置安装于井口装置(如采油树)的油管出口与输油管线之间,如图8所示;再向吸收罐中加入高浓度的氢氧化钠水溶液至该水溶液的液位高度比搅拌装置的上部支架高2cm;配制溶液及加注环节注意安全操作;
以所述高浓度的氢氧化钠水溶液的总重量为100%计,其质量浓度为10%以上;
(2)油管出口产出的流体通过单向阀,经收缩管后,压力升高,流速增加;进入吸收罐中,其可推动搅拌装置的螺旋桨桨叶并带动搅拌装置的中心轴旋转,此时,流体中的原油及气体因搅拌作用而被打散并与高浓度的氢氧化钠水溶液充分接触,以吸收气体中的硫化氢,形成硫化钠;
本实施例中,以该油井油管出口产出的流体的总体积为100%计,流体的含水量低于1%,且油井的日产液量小于1吨;
其中,该吸收井口硫化氢气体的装置中的三个螺旋桨的设计,可以使被打散的原油和气体与氢氧化钠水溶液充分接触,于较短时间内,硫化氢即可被高浓度的氢氧化钠水溶液吸收,形成硫化钠;
同时,所述原油及未被吸收的气体依靠流体密度差作用向上运动进入分离空间A(如图3所示),并通过原油出口流出进入输油管线,吸收硫化氢后的氢氧化钠水溶液向下聚集于溶解空间B(如图3所示),完成井口硫化氢气体的吸收。
本实施例中,随着时间延长,吸附罐中的氢氧化钠溶液浓度会降低,因此,本实施例中需要定时从排液口中取出高浓度的氢氧化钠水溶液样品并测定其浓度,当从排液口中取出的高浓度的氢氧化钠水溶液样品的浓度低于所用高浓度的氢氧化钠水溶液的设计浓度时,则必须更换吸收罐中的高浓度的氢氧化钠水溶液。
本实施例中,该方法还包括:分别从第一取样口及第二取样口取样并对所取样品进行组分分析,以对比样品中硫化氢浓度的变化。
本实施例中,若吸收效果不满足安全标准,则可将若干台所述的吸收井口硫化氢气体的装置串联后安装于井口装置的油管出口与输油管线之间,并重复步骤(1)-步骤(2)以对井口硫化氢气体进行吸收。此时,该操作可以增加吸收作用时间,进而可以实现硫化氢被吸收,输出原油及气体均满足安全标准。
实施例4
本实施例提供了一种吸收井口硫化氢气体的方法,其中,该方法利用实施例2提供的该吸收井口硫化氢气体的装置,所述方法包括以下具体步骤:
(1)将所述的吸收井口硫化氢气体的装置安装于井口装置(如采油树)的油管出口与输油管线之间,如图8所示;向碱液容器中加入高浓度的氢氧化钠水溶液;等压条件下,在浓度差的作用下,高浓度的氢氧化钠水溶液的液滴从碱液容器中缓慢渗透到碱液容器的侧壁外侧;配制溶液及加注环节注意安全操作;
以所述高浓度的氢氧化钠水溶液的总重量为100%计,其质量浓度为10%以上;
(2)油管出口产出的流体通过单向阀,经收缩管后,压力升高,流速增加;进入吸收罐中,其可推动搅拌装置的螺旋桨桨叶并带动搅拌装置的中心轴旋转,此时,流体中的原油及气体因搅拌作用而被打散并于环空间隙中与高浓度的氢氧化钠水溶液84液滴88充分接触,以吸收气体中的H2S气体86,形成硫化钠(Na2S)及水;Na2S固体颗粒形成后的初期,其可吸附在碱液容器的侧壁外侧,即如图10B中所示的吸附在碱液容器侧壁外侧的Na2S固体颗粒89,之后其被溶解成较小颗粒被流体携带流动,即如图10B中所示的被流体携带流动的Na2S固体颗粒87,因其极易溶于水的特点,在流出吸收罐的过程中即被完全溶解,示意图见图10A-图10B所示;
同时,所述原油及未被吸收的气体向上运动,并通过原油出口流出进入输油管线,完成井口硫化氢气体的吸收。
本实施例中,以油井油管出口产出的流体的总体积为100%计,流体的含水量大于1%,且油井的日产液量大于1吨;
本实施例中,该方法还包括:分别从第一取样口及第二取样口取样并对所取样品进行组分分析,以对比样品中硫化氢浓度的变化。
本实施例中,若吸收效果不满足安全标准,则可将若干台所述的吸收井口硫化氢气体的装置串联后安装于井口装置的油管出口与输油管线之间,并重复步骤(1)-步骤(2)以对井口硫化氢气体进行吸收。此时,该操作可以增加吸收作用时间,进而可以实现硫化氢被吸收,输出原油及气体均满足安全标准。
本发明所提供的该吸收井口硫化氢气体的装置易安装、易操作、易维护;本发明所提供的方法采用在井口原油产出位置与输油管线之间安装该吸收井口硫化氢气体的装置并以此进行有效地吸收硫化氢,该方法简单、高效,不增加后期生产环节的处理难度,保障了注气驱油技术后期生产的安全操作,并且其还可以大幅降低原油中溶解的硫化氢含量,并使其浓度达到安全标准。
以上所述,仅为本发明的具体实施例,不能以其限定发明实施的范围,所以其等同组件的置换,或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰,都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外,本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。

Claims (21)

1.一种吸收井口硫化氢气体的装置,其特征在于,所述吸收井口硫化氢气体的装置包括吸收罐;
所述吸收罐至少设置有原油入口、原油出口、注液口以及排液口;该吸收罐内设置有搅拌装置;
井口装置的油管出口通过短节经由单向阀与该吸收罐的原油入口相连,该吸收罐的原油出口通过连接管线与输油管线相连。
2.根据权利要求1所述的吸收井口硫化氢气体的装置,其特征在于,井口装置的油管出口通过短节经由单向阀再通过收缩管与该吸收罐的原油入口相连。
3.根据权利要求1所述的吸收井口硫化氢气体的装置,其特征在于,所述吸收罐及短节上还分别设置有第一取样口及第二取样口。
4.根据权利要求1所述的吸收井口硫化氢气体的装置,其特征在于,该吸收罐的原油出口通过等径管与连接管线的一端相连,该连接管线的另一端与输油管线相连。
5.根据权利要求1所述的吸收井口硫化氢气体的装置,其特征在于,所述吸收罐内部的侧壁或者底面固定有底部支架,该吸收罐内部的侧壁上固定有上部支架;所述搅拌装置的上下两端分别固定于上部支架的中心及底部支架的中心,且该搅拌装置可沿其轴向旋转。
6.根据权利要求5所述的吸收井口硫化氢气体的装置,其特征在于,所述上部支架的中心及底部支架的中心分别设置有上部轴承及底部轴承;所述搅拌装置的上下两端分别固定于该上部轴承及底部轴承内。
7.根据权利要求5所述的吸收井口硫化氢气体的装置,其特征在于,所述上部支架及底部支架均为十字结构。
8.根据权利要求1-7任一项所述的吸收井口硫化氢气体的装置,其特征在于,所述搅拌装置包括中心轴及等间距固定于该中心轴上的若干螺旋桨。
9.根据权利要求8所述的吸收井口硫化氢气体的装置,其特征在于,所述螺旋桨包括轴环及若干桨叶,该螺旋桨通过轴环套设于中心轴并固定于该中心轴上,若干所述桨叶等间距固定设置于轴环外侧圆周。
10.根据权利要求5-7任一项所述的吸收井口硫化氢气体的装置,其特征在于,该装置还包括碱液容器,该碱液容器为能使其内所盛装的碱液通过碱液容器的侧壁由碱液容器内渗透到其侧壁外侧的碱液容器;
所述碱液容器置于上部支架上且该碱液容器与所述吸收罐内部的侧壁之间存在环空间隙。
11.根据权利要求10所述的吸收井口硫化氢气体的装置,其特征在于,所述碱液容器的侧壁外侧与所述吸收罐内部的侧壁之间的距离不大于5mm。
12.根据权利要求10所述的吸收井口硫化氢气体的装置,其特征在于,所述碱液容器的侧壁的材质包括具有孔隙结构的钛、不锈钢及陶瓷。
13.根据权利要求10所述的吸收井口硫化氢气体的装置,其特征在于,所述碱液容器的顶端与所述吸收罐内部的顶壁之间的距离不大于5mm。
14.一种吸收井口硫化氢气体的方法,其特征在于,所述方法利用权利要求1-13任一项所述的吸收井口硫化氢气体的装置,该方法包括以下步骤:
(1)将所述的吸收井口硫化氢气体的装置安装于井口装置的油管出口与输油管线之间,向吸收罐中加入高浓度强碱水溶液;
(2)油管出口产出的流体进入吸收罐中,在搅拌装置的作用下,流体中的原油及气体被打散并与高浓度强碱水溶液充分接触,以吸收气体中的硫化氢;同时,所述原油及未被吸收的气体向上运动,并通过原油出口流出进入输油管线,吸收硫化氢后的高浓度强碱水溶液向下聚集,完成井口硫化氢气体的吸收。
15.根据权利要求14所述的吸收井口硫化氢气体的方法,其特征在于,当以油井油管出口产出的流体的总体积为100%计,流体的含水量大于1%,且油井的日产液量大于1吨时,该方法包括以下具体步骤:
(1)将所述的吸收井口硫化氢气体的装置安装于井口装置的油管出口与输油管线之间,向碱液容器中加入高浓度强碱水溶液;等压条件下,在浓度差的作用下,高浓度强碱水溶液的液滴从碱液容器中缓慢渗透到碱液容器的侧壁外侧;
(2)油管出口产出的流体进入吸收罐中,在搅拌装置的作用下,流体中的原油及气体被打散并于环空间隙中与高浓度强碱水溶液充分接触,以吸收气体中的硫化氢;同时,所述原油及未被吸收的气体向上运动,并通过原油出口流出进入输油管线,完成井口硫化氢气体的吸收。
16.根据权利要求14或15所述的吸收井口硫化氢气体的方法,其特征在于,以所述高浓度强碱水溶液的总重量为100%计,其质量浓度为10%以上。
17.根据权利要求16所述的吸收井口硫化氢气体的方法,其特征在于,所述强碱为氢氧化钠。
18.根据权利要求14或15所述的吸收井口硫化氢气体的方法,其特征在于,该方法还包括:分别从第一取样口及第二取样口取样并对所取样品进行组分分析,以对比样品中硫化氢浓度的变化。
19.根据权利要求14所述的吸收井口硫化氢气体的方法,其特征在于,该方法还包括:当从排液口中取出的高浓度强碱水溶液样品的浓度低于所用高浓度强碱水溶液的设计浓度时,更换吸收罐中的高浓度强碱水溶液的操作。
20.根据权利要求14所述的吸收井口硫化氢气体的方法,其特征在于,向吸收罐中加入高浓度强碱水溶液至该高浓度强碱水溶液的液位高度略高于搅拌装置的上部支架。
21.根据权利要求14或15所述的吸收井口硫化氢气体的方法,其特征在于,该方法还包括:将若干台所述的吸收井口硫化氢气体的装置串联后安装于井口装置的油管出口与输油管线之间,并重复步骤(1)-步骤(2)以对井口硫化氢气体进行吸收。
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