CN114135525B - 一种可调式引射器及高、低压气井同采气液混输系统 - Google Patents

一种可调式引射器及高、低压气井同采气液混输系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种可调式引射器及高、低压气井同采气液混输系统。该系统包括：可调式引射器；低压气井集气管线，一端连接到所述低压进气口；高压气液分离器，设置有入口、气相出口和液相出口，所述气相出口通过管道连接到所述高压进气口，所述压力传感器设置在所述气相出口与所述高压进气口之间的管道上；高压气井集气管线，一端连接至所述高压气液分离器的入口。本发明采用高压气液分离器和带控制器的可调式引射器实现高、低气井气液混输同时开采，并可自动适应气井生产压力变化，可显著降低气田滚动开发新井地面集气管线投资，简化新井集气流程。

Description

一种可调式引射器及高、低压气井同采气液混输系统
技术领域
本发明属于天然气井开采应用领域，涉及一种高、低压气井同采气液混输工艺，尤其涉及一种可调式引射增压器，以及利用可调式引射增压器的高、低压气井同采气液混输系统。
背景技术
天然气田地面集输工艺普遍采用了井口-阀组-集气站的工艺流程，阀组一般与集气站合建，阀组辖井采用井间串接方式，所辖井串接后汇入阀组，阀组作为区域半径内井的中心。集气系统主要由单井、集气管线和集气站组成。
随着气田滚动开发，新开发气井需要进入集气系统进行生产。为降低单井集气管线的长度，减少单井管线投资，新井普遍采用节流后以单井串接方式接入已有单井集气管线。单井串接通过集气支管把相邻几口气井串接到采气干线。汇合后集中进集气站。单井间串联或并联具有较大的灵活性和方便性，同时适应了滚动建产、局部加密的需要。单井串接可以缩短集气管线长度，增加集气站管辖井数量，降低单井投资，提高集气系统多气田滚动开发的适应性。
然而，新井通过串接或并联方式接入现有单井集气管线，由于新井生产压力高，而老井生产压力较低，井间压力会产生干扰，造成高压气井无法释放产量，并限制低压气井正常生产。
专利CN207686687U公开了一种串接高压气井和低压气井的射流采气系统，包括管线、流量计、压力计、引线、阀门、连接法兰、射流装置；所述引线、连接法兰、压力计和流量计均设有3个；高压气井和低压气井的井口通过管线连接到各自对应的连接法兰，并通过设置于法兰另一侧的引线连接到射流装置，射流装置的出口端通过引线连接到连接法兰，在此处的连接法兰后方设有管线并连接到输气管线中，在输气管线到连接法兰、低压气井到连接法兰、高压气井到连接法兰的三根管线上，均设有压力计和流量计，其中，在低压气井到连接法兰、高压气井到连接法兰的两根管线上还设有阀门。通过采用射流装置，让高压气体能够带动低压气井出气，以此实现自采气的目的。
但是，该专利公布的工艺由于射流器中喷嘴结构限制，高压气井所产的液体会对喷嘴造成严重影响，致使没法实现高气液比气井的气液混输。此外，伴随气井的开采，气井压力随之降低，该专利公布的工艺无法实现调节，制约了该专利提供的工艺的适用范围。
发明内容
本发明的目的在于实现高、低气井同时开采，并简化站场工艺流程，降低气田滚动开发投资。本发明提出一种基于可调式引射器的高、低压气井气液混输同时开采工艺，使通过串接或并联的高、低压气井实现气液混输同时开采，降低气田集气系统结构和投资，提高气井产量。
根据本发明的一方面，提供一种可调式引射器，包括：
混合管，一端设置有混合器出气口；
套管，与所述混合管的另一端连接，所述套管的侧面设置有低压进气口；
调压室，设置有喷嘴、调节锥和高压进气口，所述喷嘴与所述套管连接，所述调节锥与喷嘴配合设置，用于调整经过喷嘴的气流压力。
进一步地，可调式引射器还包括：
控制器，设置在所述可调式引射器端部，包括模型计算模块和步进电机；所述模型计算模块与所述步进电机电连接，用于向所述步进电机发送控制信号；所述步进电机的输出轴与所述调节锥连接。
进一步地，可调式引射器还包括：
压力传感器，用于采集高压气井的进气压力，并将压力信号传递给控制器的所述模型计算模块，所述模型计算模块依据压力信号控制所述步进电机转动，从而调整所述调节锥的位置。
根据本发明的另一方面，提供一种高、低压气井同采气液混输系统，包括：
所述的可调式引射器；
低压气井集气管线，一端连接到所述低压进气口；
高压气液分离器，设置有入口、气相出口和液相出口，所述气相出口通过管道连接到所述高压进气口，所述压力传感器设置在所述气相出口与所述高压进气口之间的管道上；
高压气井集气管线，一端连接至所述高压气液分离器的入口。
进一步地，所述系统还包括：
气液混合器，设置在所述可调式引射器的下游，包括气相入口、液相入口和气液出口，所述气相入口与所述混合器出气口管道连接，所述液相入口与所述液相出口管道连接。
进一步地，该系统还包括输气管道，与所述气液出口连接。
进一步地，该系统还包括外输调压阀，设置在所述输气管道与所述气液出口之间的管道上。
进一步地，所述低压气井集气管线的另一端连接至低压气井。
进一步地，所述高压气井集气管线的另一端连接至高压气井。
进一步地，所述输气管道连接至集气站。
本发明采用高压气液分离器和带控制器的可调式引射器实现高、低气井气液混输同时开采，并可自动适应气井生产压力变化，可显著降低气田滚动开发新井地面集气管线投资，简化新井集气流程。
与现有技术相比，通过采用高压气液分离器和带压力控制器的可调式引射器，实现高压气井和低压气井的高效混合，降低高、低气井在生产过程中的干扰，最大程度实现集输流程的优化。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1为本根据发明实施例的高、低压气井同采气液混输系统的示意图。
图2为本根据发明实施例的带压力控制器的可调式引射器的示意图。
附图标记：
1、高压气井；2、低压气井；3、高压气井集气管线；4、低压气井集气管线；5、高压气液分离器；6、压力传感器；7、控制器；8、可调式引射器；9、气液混合器；10、外输调压阀；11、输气管道；
21、控制器；22、模型计算模块；23、步进电机；24、调节锥、25、高压进气口；26、喷嘴；27、套管；28、混合管；29、低压进气口；30、混合器出气口。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明的目的在于实现高、低气井同时开采，并简化站场工艺流程，降低气田滚动开发投资。本发明提供了一种高、低压气井同采气液混输工艺，采用带压力控制器的可调式引射器，利用高压气井压力能引射增压低压气井，并将高压气井分离的液相与外输气混合，实现气液混输，低压气井所产天然气中的液相不需要分离，可直接进入可调式引射器直接混输。
本公开提出了一种可调式引射器，主要包括：
混合管，一端设置有混合器出气口；
套管，与所述混合管的另一端连接，所述套管的侧面设置有低压进气口；
调压室，设置有喷嘴、调节锥和高压进气口，所述喷嘴与所述套管连接，所述调节锥与喷嘴配合设置，用于调整经过喷嘴的气流压力。
优选地，调节锥的前端为细长的锥体状，调节锥的轴线位于喷嘴的中心线上，调节锥的尖端位于喷嘴的开口附近。可以通过转动调节锥来调整调节锥的尖端与喷嘴开口的相对位置，进而可以根据高压进气的变化来调整经过喷嘴的气体压力，从而实现对低压气的引射作用。
进一步地，可调式引射器还包括：
控制器，设置在所述可调式引射器端部，包括模型计算模块和步进电机；所述模型计算模块与所述步进电机电连接，用于向所述步进电机发送控制信号；所述步进电机的输出轴与所述调节锥连接。
进一步地，可调式引射器还包括：
压力传感器，用于采集高压气井的进气压力，并将压力信号传递给控制器的所述模型计算模块，所述模型计算模块依据压力信号控制所述步进电机转动，从而调整所述调节锥的位置。
本发明的可调式引射器可以实现对高、低压气井的压力变化的适应，可调式引射器的调节锥与控制器相连，压力传感器与控制器相连，压力传感器将高压进气压力信号传递给传给器，传感器通过压力信号的变化对控制器发出指令，控制器的模型计算模块依据压力信号控制所述步进电机转动，步进电机转动带动调节锥转动，从而调整调节锥在喷嘴处的位置，适应高压进气的变化实现对低压气的引射作用。
根据本发明的另一方面，提供一种高、低压气井同采气液混输系统，包括：
所述的可调式引射器；
低压气井集气管线，一端连接到所述低压进气口；
高压气液分离器，设置有入口、气相出口和液相出口，所述气相出口通过管道连接到所述高压进气口，所述压力传感器设置在所述气相出口与所述高压进气口之间的管道上；
高压气井集气管线，一端连接至所述高压气液分离器的入口。
进一步地，所述系统还包括：气液混合器，设置在所述可调式引射器的下游，包括气相入口、液相入口和气液出口，所述气相入口与所述混合器出气口管道连接，所述液相入口与所述液相出口管道连接。
本发明的工艺流程是，高压气井通过高压气井集气管线接入本发明系统中的高压气液分离器入口，气相经高压气液分离器的气相出口接入可调引射器的高压进气口，在高压气液分离器的气相出口安装压力传感器。低压气井通过低压气井集气管线接入可调式引射器的低压进气口，在可调式引射器中，高压气经喷嘴后与低压气进行混合，经混合管后，从混合器出气口进入气液混合器与从高压气液分离器液相出口来的液相进行混合，实现气液混输。
进一步地，该系统还可以包括外输调压阀，设置在输气管道与气液出口之间的管道上，输气管道，一端与气液出口连接，另一端连接至气田集气站。气液混合后经外输调压阀调压后进入输气管道被输送至气田集气站。
本发明的系统采用压力传感器采集高压气井进气压力，并将压力信号传递给控制器，控制器内由模型计算单元依据压力值确定调节锥位置，实现控制器对调节锥位置的控制，从而改变引射器内部高压气流场，实现高、低压气的高效混合。与现有技术相比，通过采用高压气液分离器和带压力控制器的可调式引射器，实现高压气井和低压气井的高效混合，降低高、低气井在生产过程中的干扰，最大程度实现集输流程的优化。
为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提出了一种可调式引射器8，主要包括：混合管28，一端设置有混合器出气口30；套管27，与所述混合管28的另一端连接，所述套管27的侧面设置有低压进气口29；调压室，设置有喷嘴26、调节锥24和高压进气口25，所述喷嘴26与所述套管27连接，所述调节锥24与喷嘴26配合设置，用于调整经过喷嘴26的气流压力。如图所示，调节锥24的前端为细长的锥体状，调节锥24的轴线位于喷嘴26的中心线上，调节锥24的尖端位于喷嘴26的开口附近。
可调式引射器8还包括：控制器21，设置在所述可调式引射器8的端部，包括模型计算模块22和步进电机23，模型计算模块22与步进电机23电连接，用于向步进电机23发送控制信号，步进电机23的输出轴与调节锥24连接。压力传感器6用于采集高压气井1的进气压力，并将压力信号传递给控制器21的所述模型计算模块22，所述模型计算模块22依据压力信号控制步进电机23转动，步进电机23转动带动调节锥24转动，从而调整调节锥24在喷嘴26处的位置，适应高压进气的变化实现对低压气的引射作用。
实施例2
如图1和图2所示，本实施例提出了一种高、低压气井同采气液混输系统，包括：可调式引射器8；低压气井集气管线4，一端连接到可调式引射器8的低压进气口29；高压气液分离器5，设置有入口、气相出口和液相出口，气相出口通过管道连接到可调式引射器8的高压进气口25，压力传感器6设置在气相出口与高压进气口25之间的管道上；高压气井集气管线3，一端连接至高压气液分离器5的入口；气液混合器9，设置在可调式引射器8的下游，包括气相入口、液相入口和气液出口，气相入口与混合器出气口30管道连接，液相入口与液相出口管道连接。
高压气井1通过高压气井集气管线3接入高压气液分离器5的入口，气相经高压气液分离器5的气相出口接入到可调引射器8的高压进气口25，在高压气液分离器5的气相出口安装压力传感器6。低压气井2通过低压气井集气管线4接入到可调式引射器8的低压进气口29，在可调式引射器8中，高压气经喷嘴26后与低压气进行混合，经混合管28后，从混合器出气口30进入气液混合器9与从高压气液分离器5液相出口来的液相进行混合，实现气液混输。
外输调压阀10设置在输气管道11与气液出口之间的管道上，输气管道11一端与气液出口连接，另一端连接至气田集气站。气液混合后经外输调压阀10调压后进入输气管道11被输送至气田集气站。
实施例3
本实施例采用本发明的系统，将气田新开发井并联到现有气井的集气管线上，实现高压新井与老井低压同时开采，采用气液混输方式输送至气田集气站。采用本实施例的系统后效果明显，高压新井外输压力为5MPa，流量10万方/天，低压老井外输压力为2MPa，气量为1万方/天，可实现高、低压气井同时开采，高压气井生产不对低压气井产量造成影响。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (8)

1.一种高、低压气井同采气液混输系统，其特征在于，包括：
可调式引射器，所述可调式引射器包括混合管、套管和调压室，所述混合管的一端设置有混合器出气口，所述套管与所述混合管的另一端连接，所述套管的侧面设置有低压进气口，所述调压室设置有喷嘴、调节锥和高压进气口，所述喷嘴与所述套管连接，所述调节锥与喷嘴配合设置，用于调整经过喷嘴的气流压力；
低压气井集气管线，一端连接到所述低压进气口；
高压气液分离器，设置有入口、气相出口和液相出口，所述气相出口通过管道连接到所述高压进气口，所述压力传感器设置在所述气相出口与所述高压进气口之间的管道上；
高压气井集气管线，一端连接至所述高压气液分离器的入口；
气液混合器，设置在所述可调式引射器的下游，包括气相入口、液相入口和气液出口，所述气相入口与所述混合器出气口管道连接，所述液相入口与所述液相出口管道连接。
2.根据权利要求1所述的高、低压气井同采气液混输系统，其特征在于，所述可调式引射器进一步包括：
控制器，设置在所述可调式引射器端部，包括模型计算模块和步进电机；所述模型计算模块与所述步进电机电连接，用于向所述步进电机发送控制信号；所述步进电机的输出轴与所述调节锥连接。
3.根据权利要求2所述的高、低压气井同采气液混输系统，其特征在于，所述可调式引射器进一步包括：
压力传感器，用于采集高压气井的进气压力，并将压力信号传递给控制器的所述模型计算模块，所述模型计算模块依据压力信号控制所述步进电机转动，从而调整所述调节锥的位置。
4.根据权利要求1所述的高、低压气井同采气液混输系统，其特征在于，进一步包括输气管道，与所述气液出口连接。
5.根据权利要求4所述的高、低压气井同采气液混输系统，其特征在于，进一步包括外输调压阀，设置在所述输气管道与所述气液出口之间的管道上。
6.根据权利要求1所述的高、低压气井同采气液混输系统，其特征在于，所述低压气井集气管线的另一端连接至低压气井。
7.根据权利要求1所述的高、低压气井同采气液混输系统，其特征在于，所述高压气井集气管线的另一端连接至高压气井。
8.根据权利要求4所述的高、低压气井同采气液混输系统，其特征在于，所述输气管道连接至集气站。
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