CN112343553A - 一种海上稠油注汽超压保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海上稠油注汽超压保护系统，包括：第一蒸汽锅炉，其蒸汽出口通过第一主管线并联连接第一注汽管汇和第二注汽管汇的入口，同时所述第一蒸汽锅炉的蒸汽出口还通过第一副管线和第二副管线分别连接疏水扩容器的第一入口和第二入口；第二蒸汽锅炉，其蒸汽出口通过第二主管线并联连接第一注汽管汇和第二注汽管汇的入口，同时所述第二蒸汽锅炉蒸汽出口还通过第三副管线和第四副管线分别连接疏水扩容器的第三入口和第四入口。本发明系统能在超压关断时第一、第二蒸汽锅炉不因管路的紧急切断憋压关停。

Description

一种海上稠油注汽超压保护系统

技术领域

本发明涉及一种海上稠油注汽超压保护系统，具体涉及一种适用于海上稠油注汽过程中超压关断后连锁泄放以防止锅炉超压关断的保护系统，属于海上油田开发技术领域。

背景技术

稠油注汽系统属于高温高压的系统，涉及蒸汽锅炉及辅助系统，高温高压蒸汽管线，热采采油树等设备以及相关的仪表阀门和控制系统。对于海上稠油开发工程中，注汽系统集中布置在一座平台上，空间紧凑，对于注汽系统的安全以及超压保护系统有更为严格的要求。

稠油注汽系统中通常设置疏水扩容设备，并在锅炉至疏水扩容设备和锅炉至注汽井口的管路上分别设置手动切换阀，通过两个手动切换阀的连锁开闭操作实现锅炉启炉、停炉以及系统故障的关断和泄放。当井口超压关断时，手动关闭注汽切换阀打开注汽泄放切换阀实现锅炉高压蒸汽和井口的隔离，以及锅炉蒸汽的泄放。对于海上稠油开发工程设施中，根据海上相关标准规范要求，井口超压时，需设置注汽自动关断阀，触发超压关断后注汽自动关断阀将自动快速关闭，此时来不及打开锅炉至疏水扩容设备管路上的注汽泄放切换阀，将会带来锅炉超压。

发明内容

针对上述突出问题，本发明提供一种稠油注汽超压保护系统，该系统在可以满足海上标准规范要求实现井口超压自动关断的同时，不会引起蒸汽锅炉超压。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种海上稠油注汽超压保护系统，包括：

第一蒸汽锅炉，其入口与锅炉给水装置连接，所述第一蒸汽锅炉的蒸汽出口通过第一主管线并联连接第一注汽管汇和第二注汽管汇的入口，同时所述第一蒸汽锅炉的蒸汽出口还通过第一副管线和第二副管线分别连接疏水扩容器的第一入口和第二入口，所述第一主管线上设置有第一注汽切换阀和第一注汽自动关断阀，所述第一副管线上设置有第一注汽泄放切换阀，所述第二副管线上设置有第一蒸汽自动泄放阀；

第二蒸汽锅炉，其入口与所述锅炉给水装置连接，所述第二蒸汽锅炉的蒸汽出口通过第二主管线并联连接第一注汽管汇和第二注汽管汇的入口，同时所述第二蒸汽锅炉的蒸汽出口还通过第三副管线和第四副管线分别连接疏水扩容器的第三入口和第四入口，所述第二主管线上设置有第二注汽切换阀和第二注汽自动关断阀，所述第三副管线上设置有第二注汽泄放切换阀，所述第四副管线上设置有第二蒸汽自动泄放阀；

所述第一注汽管汇和第二注汽管汇的出口均与若干热采采油树的入口连接。

所述的海上稠油注汽超压保护系统，优选地，所述第一注汽管汇包括并联设置的第一注气管线和第二注气管线，所述第一注汽管线与第一热采采油树连接，所述第二注汽管线与第二热采采油树连接。

所述的海上稠油注汽超压保护系统，优选地，所述第二注汽管汇包括并联设置的第三注气管线和第四注气管线，所述第三注汽管线与第三热采采油树连接，所述第四注汽管线与第四热采采油树连接。

所述的海上稠油注汽超压保护系统，优选地，所述第一注汽管线设置有第一单井切断阀和第一单井调节阀，所述第二注汽管线上设置有第二单井切断阀和第二单井调节阀，所述第三注汽管线上设置有第三单井切断阀和第三单井调节阀，所述第四注汽管线上设置有第四单井切断阀和第四单井调节阀。

所述的海上稠油注汽超压保护系统，优选地，所述第一注汽管线设置有第一单井压力高低报警器和第一单井压力高高低低关断器，所述第二注汽管线上设置有第二单井压力高低报警器和第二单井压力高高低低关断器，所述第三注汽管线上设置有第三单井压力高低报警器和第三单井压力高高低低关断器，所述第四注汽管线上设置有第四单井压力高低报警器和第四单井压力高高低低关断器。

所述的海上稠油注汽超压保护系统，优选地，所述第一注汽管线设置有第一单井流量计，所述第二注汽管线上设置有第二单井流量计，所述第三注汽管线上设置有第三单井流量计，所述第四注汽管线上设置有第四单井流量计。

所述的海上稠油注汽超压保护系统，优选地，所述第一注汽管线设置有第一单井止回阀，所述第二注汽管线上设置有第二单井止回阀，所述第三注汽管线上设置有第三单井止回阀，所述第四注汽管线上设置有第四单井止回阀。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

本发明注汽超压保护系统设置压力保护控制逻辑，当单井出现压力高高或者低低关断时，自动连锁打开第一、第二蒸汽自动泄放阀，自动连锁关闭第一、第二注汽自动关断阀，同时自动向第一、第二蒸汽锅炉控制系统发送停机信号，通过上述逻辑，实现若干热采采油树或者注汽管线的自动压力保护，并保证在超压关断时第一、第二蒸汽锅炉不因管路的紧急切断憋压关停。

附图说明

图1为本发明中海上稠油注汽超压保护系统的整体结构示意图；

图中各附图标记如下：

1-第一蒸汽锅炉；2-第二蒸汽锅炉；3-第一注汽切换阀；4-第一注汽自动关断阀；5-第二注汽切换阀；6-第二注汽自动关断阀；7-第一注汽泄放切换阀；8-第一蒸汽自动泄放阀；9-第二注汽泄放切换阀；10-第二蒸汽自动泄放阀；11-疏水扩容器；12-第一单井切断阀；13-第一单井调节阀；14-第一单井流量计；15-第一单井压力高低报警器；16-第一单井压力高高低低关断器；17-第一单井止回阀；18-第一热采采油树；19-第二单井切断阀；20-第二单井调节阀；21-第二单井流量计；22-第二单井压力高低报警器；23-第二单井压力高高低低关断器；24-第二单井止回阀；25-第二热采采油树；26-第三单井切断阀；27-第三单井调节阀；28-第三单井流量计；29-第三单井压力高低报警器；30-第三单井压力高高低低关断器；31-第三单井止回阀；32-第三热采采油树；33-第四单井切断阀；34-第四单井调节阀；35-第四单井流量计；36-第四单井压力高低报警器；37-第四单井压力高高低低关断器；38-第四单井止回阀；39-第四热采采油树；40-第一注汽管汇；41-第二注汽管汇。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本具体实施方式涉及一种海上稠油注汽超压保护系统，包括：

第一蒸汽锅炉1，其入口与锅炉给水装置连接，第一蒸汽锅炉1的蒸汽出口通过第一主管线并联连接第一注汽管汇40和第二注汽管汇41的入口，同时第一蒸汽锅炉1的蒸汽出口还通过第一副管线和第二副管线分别连接疏水扩容器11的第一入口和第二入口，第一主管线上设置有第一注汽切换阀3和第一注汽自动关断阀4，第一副管线上设置有第一注汽泄放切换阀7，第二副管线上设置有第一蒸汽自动泄放阀8；

第二蒸汽锅炉2，其入口与锅炉给水装置连接，第二蒸汽锅炉2的蒸汽出口通过第二主管线并联连接第一注汽管汇40和第二注汽管汇41的入口，同时第二蒸汽锅炉2的蒸汽出口还通过第三副管线和第四副管线分别连接疏水扩容器11的第三入口和第四入口，第二主管线上设置有第二注汽切换阀5和第二注汽自动关断阀6，第三副管线上设置有第二注汽泄放切换阀9，第四副管线上设置有第二蒸汽自动泄放阀10；

第一注汽管汇40和第二注汽管汇41的出口均与若干热采采油树的入口连接。

本具体实施方式中，优选地，第一注汽管汇40包括并联设置的第一注气管线和第二注气管线，第一注汽管线与第一热采采油树18连接，第二注汽管线与第二热采采油树25连接。

本具体实施方式中，优选地，第二注汽管汇41包括并联设置的第三注气管线和第四注气管线，第三注汽管线与第三热采采油树32连接，第四注汽管线与第四热采采油树39连接。

本具体实施方式中，优选地，第一注汽管线设置有第一单井切断阀12和第一单井调节阀13，第二注汽管线上设置有第二单井切断阀19和第二单井调节阀20，第三注汽管线上设置有第三单井切断阀26和第三单井调节阀27，第四注汽管线上设置有第四单井切断阀33和第四单井调节阀34。

本发明的注汽超压保护系统在注汽管线上配置切断阀和带切断功能的调节阀，实现压力和流量调节功能，同时具备双关断功能。

本具体实施方式中，优选地，第一注汽管线设置有第一单井压力高低报警器15和第一单井压力高高低低关断器16，第二注汽管线上设置有第二单井压力高低报警器22和第二单井压力高高低低关断器23，第三注汽管线上设置有第三单井压力高低报警器29和第三单井压力高高低低关断器30，第四注汽管线上设置有第四单井压力高低报警器36和第四单井压力高高低低关断器37。

本具体实施方式中，优选地，第一注汽管线设置有第一单井流量计14，第二注汽管线上设置有第二单井流量计21，第三注汽管线上设置有第三单井流量计28，第四注汽管线上设置有第四单井流量计35。流量计结合调节阀用于调节井注入流量。

本具体实施方式中，优选地，第一注汽管线设置有第一单井止回阀17，第二注汽管线上设置有第二单井止回阀24，第三注汽管线上设置有第三单井止回阀31，第四注汽管线上设置有第四单井止回阀38。设置止回阀用以实现注入蒸汽的止回功能。

单台蒸汽锅炉可以满足2口热采采油树同时注汽，2台蒸汽锅炉(第一蒸汽锅炉1和第二蒸汽锅炉2)共可实现4口热采采油树(第一热采采油树18、第二热采采油树25、第三热采采油树32、第四热采采油树39)同时注汽。受平台高度限制，通常设置2层井口，将26口热采井的采油树布置在上下两层，每一层布置一套注汽管汇(第一注汽管汇40和第二注汽管汇41)。

本发明的注汽超压保护系统设置压力保护控制逻辑，当单井出现压力高高或者低低关断时，自动连锁打开第一蒸汽自动泄放阀8和第二蒸汽自动泄放阀10，自动连锁关闭第一注汽自动关断阀4和第二注汽自动关断阀6，同时自动向第一蒸汽锅炉1和第二蒸汽锅炉2的控制系统发送停机信号；

其中第一注汽自动关断阀4、第二注汽自动关断阀6和第一蒸汽自动泄放阀8、第二蒸汽自动泄放阀10为电磁阀，其他阀门为手动阀门；要求第一蒸汽自动泄放阀8、第二蒸汽自动泄放阀10的开启时间应不大于第一注汽自动关断阀4和第二注汽自动关断阀6的关闭时间；

通过上述逻辑，实现四个热采采油树或者注汽管路的自动压力保护，并保证在超压关断时蒸汽锅炉不因管路的紧急切断憋压关停。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种海上稠油注汽超压保护系统，其特征在于，包括：

第一蒸汽锅炉(1)，其入口与锅炉给水装置连接，所述第一蒸汽锅炉(1)的蒸汽出口通过第一主管线并联连接第一注汽管汇(40)和第二注汽管汇(41)的入口，同时所述第一蒸汽锅炉(1)的蒸汽出口还通过第一副管线和第二副管线分别连接疏水扩容器(11)的第一入口和第二入口，所述第一主管线上设置有第一注汽切换阀(3)和第一注汽自动关断阀(4)，所述第一副管线上设置有第一注汽泄放切换阀(7)，所述第二副管线上设置有第一蒸汽自动泄放阀(8)；

第二蒸汽锅炉(2)，其入口与所述锅炉给水装置连接，所述第二蒸汽锅炉(2)的蒸汽出口通过第二主管线并联连接第一注汽管汇(40)和第二注汽管汇(41)的入口，同时所述第二蒸汽锅炉(2)的蒸汽出口还通过第三副管线和第四副管线分别连接疏水扩容器(11)的第三入口和第四入口，所述第二主管线上设置有第二注汽切换阀(5)和第二注汽自动关断阀(6)，所述第三副管线上设置有第二注汽泄放切换阀(9)，所述第四副管线上设置有第二蒸汽自动泄放阀(10)；

所述第一注汽管汇(40)和第二注汽管汇(41)的出口均与若干热采采油树的入口连接。

2.根据权利要求1所述的海上稠油注汽超压保护系统，其特征在于，所述第一注汽管汇(40)包括并联设置的第一注气管线和第二注气管线，所述第一注汽管线与第一热采采油树(18)连接，所述第二注汽管线与第二热采采油树(25)连接。

3.根据权利要求2所述的海上稠油注汽超压保护系统，其特征在于，所述第二注汽管汇(41)包括并联设置的第三注气管线和第四注气管线，所述第三注汽管线与第三热采采油树(32)连接，所述第四注汽管线与第四热采采油树(39)连接。

4.根据权利要求3所述的海上稠油注汽超压保护系统，其特征在于，所述第一注汽管线设置有第一单井切断阀(12)和第一单井调节阀(13)，所述第二注汽管线上设置有第二单井切断阀(19)和第二单井调节阀(20)，所述第三注汽管线上设置有第三单井切断阀(26)和第三单井调节阀(27)，所述第四注汽管线上设置有第四单井切断阀(33)和第四单井调节阀(34)。

5.根据权利要3所述的海上稠油注汽超压保护系统，其特征在于，所述第一注汽管线设置有第一单井压力高低报警器(15)和第一单井压力高高低低关断器(16)，所述第二注汽管线上设置有第二单井压力高低报警器(22)和第二单井压力高高低低关断器(23)，所述第三注汽管线上设置有第三单井压力高低报警器(29)和第三单井压力高高低低关断器(30)，所述第四注汽管线上设置有第四单井压力高低报警器(36)和第四单井压力高高低低关断器(37)。

6.根据权利要求3所述的海上稠油注汽超压保护系统，其特征在于，所述第一注汽管线设置有第一单井流量计(14)，所述第二注汽管线上设置有第二单井流量计(21)，所述第三注汽管线上设置有第三单井流量计(28)，所述第四注汽管线上设置有第四单井流量计(35)。

7.根据权利要求3所述的海上稠油注汽超压保护系统，其特征在于，所述第一注汽管线设置有第一单井止回阀(17)，所述第二注汽管线上设置有第二单井止回阀(24)，所述第三注汽管线上设置有第三单井止回阀(31)，所述第四注汽管线上设置有第四单井止回阀(38)。

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