CN116498278B - 一种二氧化碳吞吐注入泵撬 - Google Patents
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Abstract
一种二氧化碳吞吐注入泵撬，涉及油田二氧化碳压裂技术领域。储罐内安装有多个高压胶囊，高压胶囊呈波纹管状结构，高压胶囊在储罐内横向均布安装，高压胶囊通过法兰密封连接管汇，管汇伸出储罐连接进油管线，进油管线连接多级离心泵出口，多级离心泵入口连接油箱，多级离心泵变频控制。本发明的有益效果是：使高压胶囊膨胀压缩储罐内的空间保持压力不变，提高储罐的有效空间，提高二氧化碳储量，降低补充次数和作业成本，避免使用活塞推进增压存在泄漏的风险，结构简单，同时供给压裂泵的液态二氧化碳压力稳定，提高压裂泵的泵效。
Description
技术领域
本发明涉及油田二氧化碳压裂技术领域，尤其涉及一种二氧化碳吞吐注入泵撬。
背景技术
二氧化碳吞吐采油技术是指通过向储层原油中注入一定量的液态二氧化碳，并焖井一段时间，以使原油与二氧化碳充分混合，原油与二氧化碳充分接触后原油粘度、密度等物理性质发生变化，同时改善流体的流动特性，方便抽取原油，二氧化碳吞吐注入作业时，储罐内液态CO 2进入压裂泵进入注入井口，由于储罐的容积是一定的，压裂泵注入液态CO 2时，储罐的压力逐渐降低， 储罐在一定压力范围才能储存CO 2液体，例如在10°C时，储罐的压力要高于4.5MPa才能保证CO 2不会汽化，储罐压力过低时需要及时补充，造成储罐的容积浪费和补充次数增加，压裂泵的喂液压力也不稳定，影响泵效；
在运输车储罐补充CO 2时，同样存在储罐内的压力由低变高的过程，影响补充泵的泵效；
为了保持储罐处于恒压状态，公告号CN 114949716 B公开了一种液态二氧化碳防灭火系统的恒压检测机构和恒压储罐，提出设置机械加压机构，包括设置在罐体内的活塞和设置在罐体外侧的推动活塞动作的动力件，控制器控制动力件动作，推动罐体内的活塞动作，压缩罐体内的空间，对罐体进行增压，采用活塞推进增压，适用于小尺寸的储罐情况下且机械加工精度要求高，油田压裂二氧化碳吞吐量大，不适合使用此类技术方案。
发明内容
为了解决现有二氧化碳吞吐注入时，储罐的容积浪费、利用率低和二氧化碳补充次数频繁的问题，本发明提供一二氧化碳吞吐注入泵撬。
本发明提供的技术方案是：二氧化碳吞吐注入泵撬，包括储罐，储罐为卧式容器罐，储罐内储存有液态的二氧化碳，储罐的出液管线通过电动阀连接压裂泵和注入井口，储罐上设有进液管线，进液管线上设有电动阀，储罐上安装有温度变送器A、压力变送器和安全阀，压裂泵后端的出液管线上安装有温度变送器B和流量计；
储罐内安装有多个高压胶囊，高压胶囊呈波纹管状结构，高压胶囊在储罐内横向均布安装，高压胶囊通过法兰密封连接管汇，管汇伸出储罐连接进油管线，进油管线连接多级离心泵出口，多级离心泵入口连接油箱，多级离心泵变频控制。
管汇上旁接有返油管线，返油管线上设有电动阀，返油管线连接稳压节流阀后回到油箱上方，进油管线上设有电动阀和单向阀；
稳压节流阀包括阀座，阀座左侧连接管汇一侧的返油管线，阀座右侧通过螺纹密封连接短接管，短接管右侧连接油箱一侧的返油管线，短接管中心设有缸套，缸套内通过密封圈间隙配合连接活塞，活塞左侧开有沉孔，沉孔内间隙配合连接芯轴，芯轴左侧固定连接阀头，阀头与阀座之间通过圆锥环面密封，阀头和活塞之间设有压缩弹簧，缸套右侧开有通孔密封焊接有压力管，压力管伸出短接管的管壁，压力管与短接管密封焊接在一起，压力管连接稳压管线，稳压管线旁接在多级离心泵和单向阀之间的进油管线上。
出液管线外侧焊接有封闭的夹套，夹套将出液管线和压裂泵包裹在内，注入井口一侧的出液管线上焊接有旁通管线，旁通管线连接夹套，夹套在储罐一侧设有排放管线，排放管线上设有电动阀。
储罐上方设有人孔，高压胶囊从人孔进入储罐。
储罐、压裂泵、多级离心泵和油箱均安装在一个撬体上。
本发明的有益效果为：储罐上的压力变送器将压力信号传递给变频器，变频器通过PID控制多级离心泵，多级离心泵将油箱内的液压油升压输送进入高压胶囊，高压胶囊升压膨胀，在压裂泵注入的过程中，储罐的压力保持不变，使高压胶囊膨胀压缩储罐内的空间保持压力不变，提高储罐的有效空间，提高二氧化碳储量，降低补充次数和作业成本，避免使用活塞推进增压存在泄漏的风险，结构简单，同时供给压裂泵的液态二氧化碳压力稳定，提高压裂泵的泵效，通过设置稳压节流阀，向储罐补充二氧化碳时，储罐内始终保持一定的压力，罐车的补充泵压力泵效稳定，储罐内的二氧化碳始终处于液体状态，还可以对压裂泵及管道预冷。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是本发明中稳压节流阀的结构示意图；
附图3是本发明中管汇和高压胶囊的连接示意图。
图中：1-储罐，2-压裂泵，3-注入井口，4-高压胶囊，5-温度变送器A，6-压力变送器，7-安全阀，8-进液管线，9-多级离心泵，10-稳压节流阀，11-返油管线，12-进油管线，13-出液管线，14-夹套，15-旁通管线，16-排放管线，17-人孔，18-稳压管线，19-管汇，20-油箱，21-活塞，22-芯轴，23-阀头，24-压力管，25-阀座，26-短接管，27-缸套，28-流量计，29-温度变送器B。
具体实施方式
如图1～3所示，二氧化碳吞吐注入泵撬，包括储罐1，储罐1为卧式容器罐，储罐1内储存有液态的二氧化碳，储罐1的出液管线13通过电动阀连接压裂泵2和注入井口3，储罐1上设有进液管线8，进液管线8上设有电动阀，储罐1上安装有温度变送器A5、压力变送器6和安全阀7，压裂泵2后端的出液管线13上安装有温度变送器B29和流量计28；
储罐1内安装有多个高压胶囊4，高压胶囊4呈波纹管状结构，高压胶囊4在储罐1内横向均布安装，高压胶囊4通过法兰密封连接管汇19，管汇19伸出储罐1连接进油管线12，进油管线12连接多级离心泵9出口，多级离心泵9入口连接油箱20，多级离心泵9变频控制，在压裂泵2进行注入液态二氧化碳时，储罐1上的压力变送器6将压力信号传递给变频器，变频器通过PID控制多级离心泵9，多级离心泵9将油箱20内的液压油升压输送进入高压胶囊4，高压胶囊4升压膨胀，在压裂泵2注入的过程中，储罐1的压力保持不变，使高压胶囊4膨胀压缩储罐1内的空间保持压力不变，提高储罐1的有效空间，提高二氧化碳储量，降低补充次数和作业成本，避免使用活塞直接推进增压存在泄漏的风险，结构简单，同时供给压裂泵2的液态二氧化碳压力稳定，提高压裂泵2的泵效，出液管线13上的流量计28计量注入的液体二氧化碳，当储罐1内的储量降低到一定值时，向储罐1内补充液态二氧化碳。
管汇19上旁接有返油管线11，返油管线11上设有电动阀，返油管线11连接稳压节流阀10后回到油箱20上方，进油管线12上设有电动阀和单向阀；
稳压节流阀10包括阀座25，阀座25左侧连接管汇19一侧的返油管线11，阀座25右侧通过螺纹密封连接短接管26，短接管26右侧连接油箱20一侧的返油管线11，短接管26中心设有缸套27，缸套27内通过密封圈间隙配合连接活塞21，活塞21左侧开有沉孔，沉孔内间隙配合连接芯轴22，芯轴22左侧固定连接阀头23，阀头23与阀座25之间通过圆锥环面密封，阀头23和活塞21之间设有压缩弹簧，缸套27右侧开有通孔密封焊接有压力管24，压力管24伸出短接管26的管壁，压力管24与短接管26密封焊接在一起，压力管24连接稳压管线18，稳压管线18旁接在多级离心泵9和单向阀之间的进油管线12上。
在罐车通过补充泵向储罐1内补充液态二氧化碳时，关闭进油管线12的电动阀，打开返油管线11的电动阀，储罐1上的压力变送器6同样将信号传递给变频器，变频器通过PID控制多级离心泵9，多级离心泵9将液压油从压力管24进入缸套27，液压油推动活塞21压缩阀头23，阀头23压迫阀座25起到节流作用，在一定的压力下才能打开稳压节流阀10，在变频器的PID控制下，返回的液压油的背压始终处于低于补充二氧化碳压力0.1MPa，也就是储罐1内始终保持一定的压力，罐车的补充泵压力泵效稳定，储罐1内的二氧化碳始终处于液体状态。
出液管线13外侧焊接有封闭的夹套14，夹套14将出液管线13和压裂泵2包裹在内，注入井口3一侧的出液管线13上焊接有旁通管线15，旁通管线15连接夹套14，夹套14在储罐1一侧设有排放管线16，排放管线16上设有电动阀，在压裂泵2注入前，打开排放管线16上的电动阀，储罐1内的液态二氧化碳在夹套14内汽化吸热，对出液管线13和压裂泵2进行预冷，后关闭排放管线16进行注入作业。
储罐1上方设有人孔17，高压胶囊4从人孔17进入储罐1。
储罐1、压裂泵2、多级离心泵9和油箱20均安装在一个撬体上。
Claims (3)
1.一种二氧化碳吞吐注入泵撬，包括储罐(1)，其特征在于：储罐(1)为卧式容器罐，储罐(1)内储存有液态的二氧化碳，储罐(1)的出液管线(13)通过电动阀连接压裂泵(2)和注入井口(3)，储罐(1)上设有进液管线(8)，进液管线(8)上设有电动阀，储罐(1)上安装有温度变送器A(5)、压力变送器(6)和安全阀(7)，压裂泵(2)后端的出液管线(13)上安装有温度变送器B(29) 和流量计(28)；
储罐(1)内安装有多个高压胶囊(4)，高压胶囊(4)呈波纹管状结构，高压胶囊(4)在储罐(1)内横向均布安装，高压胶囊(4)通过法兰密封连接管汇(19)，管汇(19)伸出储罐(1)连接进油管线(12)，进油管线(12)连接多级离心泵(9)出口，多级离心泵(9)入口连接油箱(20)，多级离心泵(9)变频控制；
所述管汇(19)上旁接有返油管线(11)，返油管线(11)上设有电动阀，返油管线(11)连接稳压节流阀(10)后回到油箱(20)上方，进油管线(12)上设有电动阀和单向阀；
稳压节流阀(10)包括阀座(25)，阀座(25)左侧连接管汇(19)一侧的返油管线(11)，阀座(25)右侧通过螺纹密封连接短接管(26)，短接管(26)右侧连接油箱(20)一侧的返油管线(11)，短接管(26)中心设有缸套(27)，缸套(27)内通过密封圈间隙配合连接活塞(21)，活塞(21)左侧开有沉孔，沉孔内间隙配合连接芯轴(22)，芯轴(22)左侧固定连接阀头(23)，阀头(23)与阀座(25)之间通过圆锥环面密封，阀头(23)和活塞(21)之间设有压缩弹簧，缸套(27)右侧开有通孔密封焊接有压力管(24)，压力管(24)伸出短接管(26)的管壁，压力管(24)与短接管(26)密封焊接在一起，压力管(24) 连接稳压管线(18)，稳压管线(18)旁接在多级离心泵(9)和单向阀之间的进油管线(12)上；
在出液管线(13)外侧焊接有封闭的夹套(14)，夹套(14)将出液管线(13)和压裂泵(2)包裹在内，注入井口(3)一侧的出液管线(13)上焊接有旁通管线(15)，旁通管线(15)连接夹套(14)，夹套(14)在储罐(1)一侧设有排放管线(16)，排放管线(16)上设有电动阀。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳吞吐注入泵撬，其特征在于：储罐(1)上方设有人孔(17)，高压胶囊(4)从人孔(17)进入储罐(1)。
3.根据权利要求2所述的二氧化碳吞吐注入泵撬，其特征在于：储罐(1)、压裂泵(2)、多级离心泵(9)和油箱(20)均安装在一个撬体上。
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|---|
| 二氧化碳干法压裂技术应用现状与发展趋势;赵凯灵;;化工设计通讯;第42卷(第06期);第103页+第119页 * |
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