CN115680603A - 控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，包括：脱气分离装置，具有一定的容纳空间以容纳井口排出的气体混合物，包括第一液位控制部件和第二液位控制部件；分离器进口管道，一端与所述井口连通，另一端与所述脱气分离装置连通，设置有第一电磁阀；分离器出口管道，与所述脱气分离装置连通；气体排出管道，一端与所述脱气分离装置连通，设置第三电磁阀，所述第三电磁阀分别与所述第一液位控制部件和所述第二液位控制部件中电连接，通过本申请提供的设备实现了油气处理的自动运行，达到二氧化碳脱离后自动进行外排，产出液体直接进入系统密闭集输，减少环境污染，降低运输成本，提高员工操作与劳动效率。

Description

控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备

技术领域

本发明涉及的钻井液的固相控制领域，尤其涉及一种控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备。

背景技术

二氧化碳吞吐增油技术是指通过向地层原油中注入二氧化碳，运用二氧化碳在储层中降粘、溶胀、堵水的作用，极大的动用油井周围的剩余油，提高原油采收率的一种新型技术。该技术以其增油效果好、适用范围广、经济效益高等优势在一些非均质性储层及原油粘度高的油藏中得到广泛应用。

二氧化碳经过注入地层、焖井之后就进入放喷脱气阶段，在放喷脱气之后油井才能正常生产，主要原因有：1、高浓度的CO2进入天然气系统后极易造成加热炉熄火，影响联合站加热脱水系统稳定运行，存在安全生产隐患；2、高浓度的CO2溶于水中形成酸性液体，造成碳酸腐蚀，加速地面集油管线及存储设备腐蚀速度，易造成集油管线穿孔泄漏，存在安全生产隐患和环境污染危害。

在相关技术中，二氧化碳吞吐井井口放喷脱气时需要临时安装脱气分离器和放喷地罐，并组装连接各个流程的管线及阀门和配件，同时需要现场操作人员手动控制阀门来完成分离器脱气与排液过程，放喷地罐中的排液装满后需要专门的油罐车来拉运放喷出的油水混合物。

在现场实施过程中，现有相关技术至少存在以下问题：1、规模应用二氧化碳吞吐增油技术后，反复拆装、改造不同的放喷脱气流程费时费力，不利于油田规模应用。2、操作人员手动调控效率低、精度差不能满足现场生产需求。3、放喷脱气排液放入地罐中不满足密闭集输要求，而且放喷脱气排液大多都是稠油，进入地罐内原油处理难度大。4、地罐排满后需要进行装车拉运到联合站内处理，增加运输费用。5、集输管网及储运设备缺少防腐措施。

基于上述情况，亟需提供一种控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，能够解决现有技术中存在的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，能够至少解决部分上述技术问题。

本发明提供了一种控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，包括：脱气分离装置，具有一定的容纳空间以容纳井口排出的气体混合物，包括第一液位控制部件和第二液位控制部件；分离器进口管道，一端与所述井口连通，另一端与所述脱气分离装置连通，设置有第一电磁阀；分离器出口管道，与所述脱气分离装置连通，设置有第二电磁阀；气体排出管道，一端与所述脱气分离装置连通，设置第三电磁阀，所述第三电磁阀分别与所述第一液位控制部件和第二液位控制部件中电连接。

在一些可选的实施例中，还包括消音装置，与远离于所述气体排出管道的一端连通。

在一些可选的实施例中，还包括气体检测系统，包括气体监测仪器、第一手动控制阀及报警部件，所述气体监测仪器设置于所述消音装置，所述报警部件与所述气体监测仪器电连接，所述第一手动控制阀设置于所述气体排出管道。

在一些可选的实施例中，从靠近所述脱气分离装置到远离于所述脱气分离装置的方向，所述分离器进口管道依次设置有分离器压变、分离器进口阀门以及所述第一电磁阀。

在一些可选的实施例中，包括自动加药系统，所述自动加药系统包括加药罐、加压泵以及输药管道，所述输药管道一端连接所述加药罐和所述加压泵，另一端设置于所述分离器压变和所述分离器进口阀门之间且连接所述分离器进口管道。

在一些可选的实施例中，还包括排污管道，所述排污管道设置有第二手动控制阀门。

在一些可选的实施例中，所述脱气分离装置设置有安全阀门。

在一些可选的实施例中，从靠近所述脱气分离装置到远离于所述脱气分离装置的方向，所述分离器出口管道依次设置有管道连接头、单流控制阀、第一出口控制阀以及回压阀门。

在一些可选的实施例中，从靠近所述脱气分离装置到远离于所述脱气分离装置的方向，所述气体排出管道依次设置有气体流量控制剂、所述第三控制阀和所述第二出口控制阀。

在一些可选的实施例中，从靠近所述脱气分离装置到远离于所述脱气分离装置的方向，所述分离器进口管道依次设置有分离器进口阀门以及所述第一电磁阀。

在一些可选的实施例中，还包括掺水降粘管路，一端连通分离器进口管道。

本发明和现有技术相比具有以下技术效果：

1、将放喷脱气所需的脱气分离装置、分离器进口管道、分离器出口管道和气体排出管道安装在了一起，便于迁移和规范管理，减少了运输、拆装过程中的时间，降低成本，提高效益，适用于规模应用。

2、本发明放喷脱气装置适用于纯二氧化碳气体放喷和二氧化碳气与产出油水两相流体放喷，适应性广阔，放喷高效。

3、本发明通过自动控制集成装置实现了油气处理的自动运行，达到二氧化碳脱离后自动进行外排，产出液体直接进入系统密闭集输，减少环境污染，降低运输成本，提高员工操作与劳动效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的二氧化碳吞吐井井口的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的脱气分离器的结构示意图。

附图标记：1-二氧化碳吞吐增油井；2-生产阀门；3-油管保温套；4-油压表；5-回压表；6-套管阀门；7-套管保温套；8-套压表；9-掺水降粘管路；10-回压阀门；11-进口管道连接头；12-出口管道连接头；13-第一出口控制阀；14-单流控制阀；15-底座；16-脱气分离装置；17-第一电磁阀；18-分离器进口阀门；19-分离器压变；20安全阀；22-气体流量控制计；23-第三电磁阀；24-第一手动控制阀；25-消音装置；26-气体监测仪器；27-第一液位控制部件；28-第二液位控制部件；29第三阀门；30-手动控制阀门；31-加压泵；32-加药罐；a分离器进口管道；b-分离器出口管道；c-气体排出管道。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供了一种控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，包括：脱气分离装置16，具有一定的容纳空间以容纳井口排出的气体混合物，包括第一液位控制部件27和第二液位控制部件28；分离器进口管道a，一端与所述井口连通，另一端与脱气分离装置16连通，设置有第一电磁阀17；分离器出口管道b，与脱气分离装置16连通；气体排出管道c，一端与所述脱气分离装置连通，设置第三电磁阀23，第三电磁阀23分别与第一液位控制部件27和第二液位控制部件28中电连接。

具体地，如图1所示，控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备还包括：二氧化碳吞吐增油井1、生产阀门、油管保温套3、油压表4、回压表5、套管阀门6、套管保温套7、套压表8、掺水降粘管路9、回压阀门10、进口管道连接头11、出口管道连接头12、第一出口控制阀13、单流控制阀14、底座15、脱气分离装置16、第一电磁阀17、分离器进口阀门18、分离器压变19、安全阀20；气体流量控制计22；第三电磁阀23、第一手动控制阀24、消音装置25、气体监测仪器26；第一液位控制部件27、第二液位控制部件28、第三阀门29、手动控制阀门30、加压泵31、加药罐32、分离器进口管道a、分离器出口管道b以及气体排出管道c。

进一步地，二氧化碳吞吐井井口放喷预制撬装装置适用于二氧化碳吞吐增油井1，可以为抽油机井、螺杆泵井、潜油螺杆泵井等，井口预留出油压表4与套压表8，可以随时观察记录注入、焖井、放喷时油套压情况。由于井口为高压部分，系统与控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备为中低压部分，因此，二氧化碳吞吐增油井1在生产阀门2和套管阀门6的后端装有油管保温套3和套管保温套7，用以安装油嘴截流控制、降压放喷。同时，可以根据气体流量计22与液量记录测试出的液量与气量大小，安装合适直径的油嘴用以控制放喷速度，确保井底与地层保持最优的生产压差，最大限度发挥二氧化碳吞吐成效。放喷气液通过油嘴截流降压后可以通过回压表5观察压力情况，用以判断后端撬装装置生产情况，确保脱气预制撬装装置正常生产。由于二氧化碳气体在由高压释放的时候会吸收汽化热而使管线产生低温，在放喷时由于受油嘴节流降压的作用，在油嘴后端会降温产生冷凝结冰情况，造成管线冻堵，使油井无法正常生产，同时放喷出来的稠油在脱气后由于粘度高、流动性差，也可以导致回压高，影响油井正常生产，所以在油管保温套3与套管保温套7汇管后端设有掺水降粘管线9，确保放喷过程中油井正常生产。

进一步地，控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备通过进口管道连接头11与出口管线连接头12与井口部分连接，进口管线连接头11安装在距离井口管线较近的水平位置，便于拆装与固定。分离器进口阀门18前端安装有高压电磁阀17，当脱气分离器16出现超压情况下用以截断二氧化碳吞吐增油井1放喷，因此，高压电磁阀17及其前端均为高压管线。出口管线连接头12安装在单流阀门14前端的水平位置，便于拆装与固定；进口管线连接头11与出口管线连接头12均为高压活动油壬连接头，且有包括了一定长度，可调节任意方向，调整一定长度，确保连接位置快速安装完成。进口管线连接头11与出口管线连接头12以及脱气分离器16进出口管线均匀用地锚固定。出口系统控制阀门13用以截断脱气分离器16出口管线与系统连接，在放喷结束后，关闭出口系统控制阀门13后就可以将出口单流阀门14及其它装置拆除，再次二氧化碳吞吐放喷时可快速连接。出口单流阀门14紧连接在第一出口控制阀13前端，在放喷脱气时，防止系统内液体回流至脱气分离器16内。

进一步地，控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备安装在底座15，底座15上固定安装有脱气分离器16、第一电磁阀17、第三电磁阀23、消音装置25、气体监测仪器26、加药泵31以及加药罐32等，综合考虑各个部件的大小、作用以及便于操作等情况，合理集成在底座15上。在移动二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，只需要吊装、迁移、固定底座15即可，便于现场实际操作。为了便于实际运移，首先将脱气分离器16以及排污管道中的底排污阀门30加工到分离器侧面减少脱气分离器16底面与底座15固定高度，缩短控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备整体高度，其次在运移前可以将安全阀20拆卸掉，进一步降低控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备地整体高度，便于现场运输。

进一步地，脱气分离器16主要作用为将二氧化碳吞吐井井口放喷出来的二氧化碳气体及气液混合物进行分离，脱离出的二氧化碳气体沿着经过气体排出管道c中的气体流量计22计量之后通过消音装置25外排，液体在脱气分离器16通过第一液位控制部件27和第二液位控制部件28进行计量后，液位传感器控制第三电磁阀23的开关用以排气和排液。

脱气分离器16主要依靠第一液位控制部件27和第二液位控制部件28分别与第三电磁阀23实现自动连锁功能，井口放喷出来的二氧化碳气体及气液混合物通过分离器进口管道a进入脱气分离器16内后，当液面高度逐渐上升到第一液位控制部件27时，第一液位控制部件27控制第三电磁阀23关闭，此时气体排出管道21不排气，脱气分离器16内气体逐渐增加，压低脱气分离器16中的液体高度，当液体高度逐渐下降到第二液位控制部件28时，第二液位控制部件28控制第三电磁阀23打开，此时气体排出管道c开始放喷排气。

其中，分离器进口管道a依次设置有分离器压变19、分离器进口阀门18、第一电磁阀17及报警信号三部分，当气量突然特别多时，气体排出管道排放不及时，造成脱气分离器16压力持续升高，当超过分离器压变19设定值后，分离器压变19与第一电磁阀17产生连锁反映，关闭第一电磁阀17，截断二氧化碳吞吐增油井1放喷，同时向工作人员人员发出报警信号。

在一些可选的实施例中，气体检测系统包括气体监测仪器26、第一手动控制阀24及报警部件，气体监测仪器26设置于消音装置25，报警部件与气体监测仪器26电连接，第一手动控制阀24设置于气体排出管道c。气体检测系统由有气体监测仪器26、第三电磁阀23、第一手动控制阀24及报警信号四部分，当有气体监测仪器26测量有毒害气体成分超过设计值时，第三电磁阀23产生连锁反映关闭停止排气，同时向工作人员发出报警信号，值班人员手动关闭第一手动控制阀24。

在一些可选的实施例中，控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备包括自动加药系统，自动加药系统包括加药罐32、加压泵31以及输药管道，输药管道一端连接所述加药罐32和所述加压泵31，另一端设置于分离器压变19和分离器进口阀门18之间且连接分离器进口管道a，可以根据设计调节加药量的大小满足现场生产需求。

在一些可选的实施例中，控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备包括消音降噪装置25，消音装置25与远离于气体排出管道c的一端连通，可以在排气时降低排气噪音，减少对现场工作人员的影响。

在一些可选的实施例中，二氧化碳吞吐增油井在放喷前准备：首先将控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备放置在二氧化碳吞吐增油井1井场内，按要求将控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备安装在底座15，底座15放置于二氧化碳吞吐井井口一定距离的位置且平整的地面上固定，并连接好相关的接地装置。连接井口的油管保温套3、套管保温套7、掺水降粘管路9及其之间的管道。安装好油压表4、回压表5、套压表8并记录好压力。将分离器进口管线一端第一电磁阀17连接固定，另一端通过进口管道连接头11与井口部分连接，并通过地锚固定管线接及高压活动油壬连接头部位。将出口单流阀门14与第一出口控制阀13连接固定。将分离器出口管路b一端与第三阀门29连接，另一端与出口管线连接头12与出口单流阀门14连接，并通过地锚固定管线接及高压活动油壬连接头部位。将加药泵31、加药罐32加入合适浓度的药剂。试运各个仪器设备，并打开分离器进口阀门18、第一手动控制阀24、第三阀门29、关闭手动控制阀门30。在油管保温套3和套管保温套7安装好合适直径的油嘴，做好放喷准备。

二氧化碳吞吐增油井在放喷前准备进行放喷方法：二氧化碳吞吐增油井在放喷前准备中各个电磁阀的供电电源开关。根据气量大小打开生产阀门2或套管阀门6，一般先打开生产阀门2进行放喷，放喷至油压接近为0MPa或者为0MPa时停止，然后再打开套管阀门6进行放喷，放喷至油压接近为0MPa或者为0MPa时停止。根据实际生产情况调节掺水降粘管路9阀门，合理控制掺水量，使放喷出的纯二氧化碳气体放喷或二氧化碳气体与产出油水两相流体进入脱气分离器16内。当脱气分离器16内液面高度逐渐上升到第一液位控制部件27时，传感器控制第三电磁阀23关闭，此时气体排出管道21不排气，脱气分离器16内气体逐渐增加，压低液体的高度，分离器进行排液，排除的液体通过出口单流阀门14与第一出口控制阀13后进入系统中，当液面高度逐渐下降到第二液位控制部件28时，第二液位控制部件28控制第三电磁阀23打开，此时气出口管线21开始放喷排气，排出的气体通过消音装置25降噪后外排，如此不断重复此循环。

加药方法：当放喷出的二氧化碳气体与产出油水两相流体进入脱气分离器16内后，在加药罐32内加入合适浓度药剂，启动加药泵31，根据液量调整加药量。

气量过大排不及时应急自控处理方法：当气量突然特别多时气出口管线21及气体排出管道c排放不及时，造成脱气分离器16压力升高，当超过分离器压变19设定值后，分离器压变19与第一电磁阀17产生联动反映，关闭第一电磁阀17，截断二氧化碳吞吐增油井1放喷，同时向值班人员发出报警信号，值班人员更换合适油嘴后继续生产。

有毒害气体排出超标应急自控处理方法：当有气体监测仪仪器26测量有毒害气体成分超过设计值时，第三电磁阀23产生联动反映关闭停止排气，同时向值班人员发出报警信号，值班人员手动关闭气出口第一手动控制阀24。

放喷结束：当放喷气液两相流体中气量很少或者外排气体检测不合格后应停止放喷。关闭二氧化碳吞吐增油井1中的生产阀门2、套管阀门6、掺水降粘管线9阀门、第一出口控制阀13。切断各个电磁阀的电源开关。如果暂时停用或冲洗脱气分离器16时可打开底排污阀门30，按相关操作规定用掺水降粘管路9配合将脱气分离器16冲洗干净，并回收排除废液。拆除进出口管线地锚、管线及相关部件，拆除连接预制好的油管保温套3、套管保温套7、掺水降粘管线9及其之间的管线。恢复二氧化碳吞吐增油井1原有井口流程，连接并打开回压阀门10使油井正常生产。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应理解，在本发明实施例中，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，其特征在于，包括：

脱气分离装置(16)，具有一定的容纳空间以容纳井口排出的气体混合物，包括第一液位控制部件(27)和第二液位控制部件(28)；

分离器进口管道(a)，一端与所述井口连通，另一端与所述脱气分离装置(16)连通，设置有第一电磁阀(17)；

分离器出口管道(b)，与所述脱气分离装置(16)连通；

气体排出管道(c)，一端与所述脱气分离装置连通，设置第三电磁阀(23)，所述第三电磁阀(23)分别与所述第一液位控制部件(27)和所述第二液位控制部件(28)中电连接。

2.根据权利要求1所述的控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，其特征在于，还包括消音装置(25)，与远离于所述气体排出管道(c)的一端连通。

3.根据权利要求2所述的控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，其特征在于，还包括气体检测系统，包括气体监测仪器(26)、第一手动控制阀(24)及报警部件，所述气体监测仪器(26)设置于所述消音装置(25)，所述报警部件与所述气体监测仪器(26)电连接，所述第一手动控制阀(24)设置于所述气体排出管道(c)。

4.根据权利要求1所述的控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，其特征在于，从靠近所述脱气分离装置(16)到远离于所述脱气分离装置(16)的方向，所述分离器进口管道(a)依次设置有分离器压变(19)、分离器进口阀门(18)以及所述第一电磁阀(17)。

5.根据权利要求4所述的控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，其特征在于，包括自动加药系统，所述自动加药系统包括加药罐(32)、加压泵(31)以及输药管道，所述输药管道一端连接所述加药罐(32)和所述加压泵(31)，另一端设置于所述分离器压变(19)和所述分离器进口阀门(18)之间且连接所述分离器进口管道(a)。

6.根据权利要求1所述的控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，其特征在于，还包括排污管道，所述排污管道设置有第二手动控制阀门(30)。

7.根据权利要求1所述的控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，其特征在于，所述脱气分离装置(16)设置有安全阀门(20)。

8.根据权利要求1所述的控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，其特征在于，从靠近所述脱气分离装置(16)到远离于所述脱气分离装置(16)的方向，所述分离器出口管道(b)依次设置有管道连接头(12)、单流控制阀(14)、第一出口控制阀(13)以及回压阀门(10)。

9.根据权利要求3所述的控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，其特征在于，从靠近所述脱气分离装置(16)到远离于所述脱气分离装置(16)的方向，所述气体排出管道(c)依次设置有气体流量控制计(22)、所述第三电磁阀(23)和所述第一手动控制阀(24)。

10.根据权利要求1所述的控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，其特征在于，从靠近所述脱气分离装置(16)到远离于所述脱气分离装置(16)的方向，所述分离器进口管道(a)依次设置有分离器进口阀门(18以及所述第一电磁阀(17)。

11.根据权利要求10所述的控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备，其特征在于，还包括掺水降粘管路(9)，一端连通所述分离器进口管道(a)。

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