CN118292819A - 一种环举引流天然气混输排采设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及排水采气装置技术领域，尤其公开了一种环举引流天然气混输排采设备，包括采油树和气液分离器，所述气液分离器连接有储水罐和进集输管线，所述采油树上设有油管接口和套管接口，所述气液分离器和油管接口通过第一管路连通，所述气液分离器和套管接口通过第二管路连通，第一管路上安装有增压机组，第二管路安装有负压机组，与传统技术相比，本技术方案在排采设备运行的初始阶段，通入氮气时避免了氮气与井底天然气的混合，节省了氮气与天然气分离的操作步骤，节省了能源，提高了天然气的排采效率。

Description

一种环举引流天然气混输排采设备及工艺

技术领域

本发明涉及排水采气装置技术领域，尤其涉及一种环举引流天然气混输排采设备及工艺。

背景技术

天然气开采过程中，需要将油管和套管同时插入到地下的气井中，通过套管加压注入氮气，油管排出氮气与天然气的混合气的方式，将天然气从油管中开采出来，由于天然气储藏位置较深，在设备启动时需要在向气井内注入一端时间的氮气，当气井内的压力达标后方能使得天然气排采设备正常循环运行，混合气在采出后需要将氮气从天然气中分离，为了节省这一流程步骤，人们尝试在排采设备能够正常循环工作时，用开采出的天然气代替氮气排入井内的方式来开采井内天然气，虽然节省了排采设备正常循环工作时氮气与天然气分离的步骤，但是由于替换氮气的天然气也是在井内开采出来的，所以排采设备在正常循环工作前，即排采设备启动时，如果没有天然气可使用，则依然需要通入氮气。

传统的排采设备在通入氮气后，氮气在井底与井内的天然气充分混合成为混合气，导致很长一段时间内开采出来的均为天然气与氮气的混合气，从而需要花费大量的时间和物力将氮气从天然气中分离，不仅浪费能源也降低了天然气的排采效率。

因此，有必要提出一种环举引流天然气混输排采设备及工艺，以尽量避免氮气与井底的天然气混合，节省能源，提高天然气的排采效率。

发明内容

本发明的目的是解决现有排采设备和排采工艺中，氮气与井底的天然气混合，导致氮气天然气分离时浪费能源且降低了天然气的排采效率的问题，现提供一种环举引流天然气混输排采设备及工艺。

本发明的技术方案是：

本发明提供了一种环举引流天然气混输排采设备，包括采油树和气液分离器，所述气液分离器连接有储水罐和进集输管线，所述采油树上设有油管接口和套管接口，所述气液分离器和油管接口通过第一管路连通，所述气液分离器和套管接口通过第二管路连通，第一管路上安装有增压机组，第二管路安装有负压机组，所述增压机组与油管接口之间的第一管路还连通有第三管路，所述第三管路与套管接口连接，所述负压机组与套管接口之间的第二管路还连通有第四管路，所述第四管路与油管接口连接。

进一步的，所述第一管路安装有稳压器，所述稳压器与增压机组配合使用。

进一步的，所述第二管路安装有单向阀。

进一步的，所述第一管路还安装有气相流量计和过滤器，所述进集输管线安装有气相流量计和单向阀。

进一步的，第一管路安装有氮气通断阀，所述氮气通断阀可外接氮气，使得氮气进入第一管路。

进一步的，所述储水罐开设有出水口。

进一步的，所述第三管路安装有控制其通断的第一通断阀，所述第一管路安装有第一管路通断阀，所述第一管路通断阀安装于第三管路与第一管路连接处的两端。

进一步的，所述第四管路安装有控制其通断的第二通断阀，所述第二管路安装有第二管路通断阀，所述第二管路通断阀安装于第四管路与第二管路连接处至套管接口之间。

本发明还提供了一种环举引流天然气混输排采工艺，包括上述任意一项环举引流天然气混输排采设备，具体包括以下步骤：

（1）当排采设备整体初始运行时，关闭第三管路和第四管路并向第一管路中通入氮气；

（2）启动增压机组，所述增压机组将氮气通过油管接口注入到井内的油管内；

（3）启动负压机组，所述负压机组将井内的天然气通过套管接口抽取到第二管路中；

（4）所述气液分离器接收第二管路中的天然气，并在气液分离器内将天然气中的水分离出来排到储水罐中；

（5）所述气液分离器将分离出水后的天然气排出至进集输管线中。

进一步的，还包括以下步骤：

（1）当排采设备整体正常运行排水到达油管低端后，关闭氮气通断阀，停止向第一管路中通入氮气；

（2）打开第一通断阀，第三管路将第一管路与套管接口连通，调整第一管路通断阀，使得第一管路与油管接口断开；

（3）打开第二通断阀，第二通断阀将第二管路与油管接口连通，调整第二管路通断阀，使得第二管路与套管接口断开。

本发明的一种环举引流天然气混输排采设备及工艺，一方面，第一管路与油管接口连通，第二管路与套管接口连通，此时油管进气，注入的是氮气，然后套管出气，排出的是套管内的天然气，而当第一管路与油管接口断开，第三管路连通时，第三管路将第一管路与套管接口连通，同理，第四管路与套管接口断开，第四管路将第二管路与油管接口连通，此时套管进气，注入的是从套管内天然气，油管出气，排出的是先前注入油管内的氮气，此时的氮气在油管内，并未与井内的天然气混合，此种排采设备能够实现先油管进气，套管出气的排采方式，也能进行后套管进气，油管出气的排采方式，负压机组始终抽取井内的气体，而增压机组则始终向井内注入气体，无论采用哪种排采方式，都不影响设备整体的正常运行，另一方面，排采设备整体初始运行时，第一管路中通入氮气，油管接口注入氮气，套管接口排出天然气，通过向油管中注入氮气，压出套管内的天然气，当油管中的氮气压到油管的低端后，排采设备整体能够正常运行，此时切换管路，使得套管接口注气，此时注入天然气，油管接口会先排出之前注入的氮气，然后再排出天然气，由于先注入油管内的氮气只是用于将套管内的天然气和水排出，当设备能够正常循环运行时即停止，因此油管内的氮气依然停留在油管内，并没有与井内的天然气混合，因此当切换管路时，油管接口排出的气体为氮气，不是天然气与氮气的混合气，当氮气从油管接口内排出时，不需要进行天然气与氮气的分离，从而节省了氮气与天然气分离的操作步骤，与传统技术相比，本技术方案在排采设备运行的初始阶段，通入氮气时避免了氮气与井底天然气的混合，节省了氮气与天然气分离的操作步骤，节省了能源，提高了天然气的排采效率。

附图说明

图1 为本发明结构流程图。

附图标记：1、采油树；2、气液分离器；3、储水罐；4、进集输管线；5、油管接口；6、套管接口；7、第一管路；8、第二管路；9、增压机组；10、负压机组；11、第三管路；12、第四管路；13、稳压器；14、单向阀；15、气相流量计；16、过滤器；17、发电机；18、氮气通断阀；19、出水口；20、第一通断阀；21、第一管路通断阀；22、第二通断阀；23、第二管路通断阀；24、油管；25、套管；26、减压阀；27、精密过滤器；28、管路流量计。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、技术特征、发明目的与技术效果易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供了一种环举引流天然气混输排采设备，包括采油树1和气液分离器2，所述气液分离器2连接有储水罐3和进集输管线4，所述采油树1上使用螺栓和法兰安装有油管接口5和套管接口6，油管接口5与油管24使用螺栓和法兰连通，套管接口6与套管25使用螺栓和法兰连通，套管25套设在油管24外侧，所述气液分离器2和油管接口5通过第一管路7连通，所述气液分离器2和套管接口6通过第二管路8使用螺栓和法兰连通，第一管路7上安装有增压机组9，第二管路8安装有负压机组10，所述增压机组9与油管接口5之间的第一管路7上还使用螺栓和法兰连通有第三管路11，所述第三管路11与套管接口6连接，所述负压机组10与套管接口6之间的第二管路8还使用螺栓和法兰连通有第四管路12，所述第四管路12与油管接口5使用螺栓和法兰固定密封连接。

优选的，所述第一管路7安装有稳压器13，所述稳压器13与增压机组9配合使用，可稳定管路中的压力。

优选的，所述第二管路8使用螺栓和法兰安装有单向阀14，防止逆流。

优选的，所述第一管路7还使用螺栓和法兰安装有气相流量计15和过滤器16，所述进集输管线4使用螺栓和法兰安装有气相流量计15和单向阀14，过滤器16用于过滤杂质，气相流量计15用于检测管路内的流量，从而根据流量信息以及压强信息控制各管路的通断。

优选的，第一管路7安装有氮气通断阀18，所述氮气通断阀18可外接氮气，使得氮气进入第一管路7。

优选的，所述储水罐3开设有出水口19，用于排出水。

优选的，所述第三管路11安装有控制其通断的第一通断阀20，所述第一管路7安装有第一管路通断阀21，所述第一管路通断阀21安装于第三管路11与第一管路7连接处的两端，当需要第一管路7与套管接口6连通时，第一通断阀20打开，第三管路11连通，优选的，如图1所示，所述第一管路通断阀21设有两个，且分别位于第三管路11与第一管路7连接处的左右两侧，通过控制左侧这个第一管路通断阀21的通断，实现第一管路7与油管接口5连通，通过控制右侧这个第一管路通断阀21的通断，实现第一管路7与第三管路11的连通。

优选的，所述第四管路12安装有控制其通断的第二通断阀22，所述第二管路8安装有第二管路通断阀23，所述第二管路通断阀23安装于第四管路12与第二管路8连接处至第二管路8与第三管路11的连接处之间，当需要第二管路8与油管接口5连通时，第二管路通断阀23打开，第四管路12连通，第二通断阀22断开，防止第一管路7的气体通过第三管路11和第二通断阀22不注入套管25直接从第二管路8中回流至气液分离器2的情况。

优选的，油管24采用直径为∅60mm的管，套管25采用直径为∅177mm的管。

具体的，所述进集输管线4还通过管路连通有发电机17，且此管路上使用螺钉和法兰安装有减压阀26、精密过滤器27和管路流量计28。

本实施例还提供了一种环举引流天然气混输排采工艺，包括上述任意一项环举引流天然气混输排采设备，具体包括以下步骤：

（1）当排采设备整体初始运行时，关闭第三管路11和第四管路12并向第一管路7中通入氮气；

（2）启动增压机组9，所述增压机组9将氮气通过油管接口5注入到井内的油管24内；

（3）启动负压机组10，所述负压机组10将井内的天然气通过套管接口6抽取到第二管路8中；

（4）所述气液分离器2接收第二管路8中的天然气，并在气液分离器2内将天然气中的水分离出来排到储水罐3中；

（5）所述气液分离器2将分离出水后的天然气排出至进集输管线4中。

优选的，还包括以下步骤：

（6）当排采设备整体正常运行排水到达油管24低端后，关闭氮气通断阀18，停止向第一管路7中通入氮气；

（7）打开第一通断阀20，第三管路11将第一管路7与套管接口6连通，调整第一管路通断阀21，使得第一管路7与油管接口5断开；

（8）打开第二通断阀22，第二通断阀22将第二管路8与油管接口5连通，调整第二管路通断阀23，使得第二管路8与套管接口6断开。

工作时，一方面，第一管路7与油管接口5连通，第二管路8与套管接口6连通，此时油管24进气，注入的是氮气，然后套管25出气，排出的是套管25内的天然气，而当第一管路7与油管接口5断开，第三管路11连通时，第三管路11将第一管路7与套管接口6连通，同理，第四管路12与套管接口6断开，第四管路12将第二管路8与油管接口5连通，此时套管25进气，注入的是从套管25内排出的天然气，油管24出气，排出的是先前注入油管24内的氮气，此时的氮气在油管24内，并未与井内的天然气混合，此种排采设备能够实现先油管24进气，套管25出气的排采方式，也能进行套管25进气，油管24出气的排采方式，负压机组10始终抽取井内的气体，而增压机组9则始终向井内注入气体，通过采用电磁换向阀等设备即可实现阀门通与断的瞬间转换，方便操作，而且无论采用哪种排采方式，都不影响设备整体的正常运行，另一方面，排采设备整体初始运行时，第一管路7中通入氮气，油管接口5注入氮气，套管接口6排出天然气，通过向油管24中注入氮气，压出套管25内的天然气，当油管24中的氮气压到油管24的低端后，排采设备整体能够正常运行，此时切换管路，使得套管接口6注气，此时注入天然气，油管接口5会先排出之前注入的氮气，然后再排出天然气，从而形成一个环举引流天然气排采过程，由于先注入油管24内的氮气只是用于将套管25内的天然气和水排出，当设备能够正常循环运行时即停止，因此油管24内的氮气依然停留在油管24内，并没有与井内的天然气混合，因此当切换管路时，油管接口5排出的气体为氮气，不是天然气与氮气的混合气，当氮气从油管接口5内排出时，不需要进行天然气与氮气的分离，从而节省了氮气与天然气分离的操作步骤，与传统技术相比，本技术方案在排采设备运行的初始阶段，通入氮气时避免了氮气与井底天然气的混合，节省了氮气与天然气分离的操作步骤，节省了能源，提高了天然气的排采效率。

需要注意的是，当设备运行的初始阶段，有外接天然气供设备注入到井内时，从而不需要外接氮气时，则只需要从本实施例中步骤（6）开始即可，直接进行套管接口6注气，油管接口5出气的正举流程即可，整个过程同样不需要进行氮气与天然气的分离。

在上述两个流程转换时，氮气压到底端，使得套管和油管都出气时，则可瞬间切换管路，且设备运行时，应当首先优先本井气使用，套管气的气源不够或者不稳定时再使用氮气。

综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (10)

1.一种环举引流天然气混输排采设备，包括采油树（1）和气液分离器（2），所述气液分离器（2）连接有储水罐（3）和进集输管线（4），其特征在于：所述采油树（1）上设有油管接口（5）和套管接口（6），所述气液分离器（2）和油管接口（5）通过第一管路（7）连通，所述气液分离器（2）和套管接口（6）通过第二管路（8）连通，第一管路（7）上安装有增压机组（9），第二管路（8）安装有负压机组（10），所述增压机组（9）与油管接口（5）之间的第一管路（7）还连通有第三管路（11），所述第三管路（11）与套管接口（6）连接，所述负压机组（10）与套管接口（6）之间的第二管路（8）还连通有第四管路（12），所述第四管路（12）与油管接口（5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种环举引流天然气混输排采设备，其特征在于：所述第一管路（7）安装有稳压器（13），所述稳压器（13）与增压机组（9）配合使用。

3.根据权利要求1所述的一种环举引流天然气混输排采设备，其特征在于：所述第二管路（8）安装有单向阀（14）。

4.根据权利要求2所述的一种环举引流天然气混输排采设备，其特征在于：所述第一管路（7）还安装有气相流量计（15）和过滤器（16），所述进集输管线（4）安装有气相流量计（15）和单向阀（14）。

5.根据权利要求1所述的一种环举引流天然气混输排采设备，其特征在于：第一管路（7）安装有氮气通断阀（18），所述氮气通断阀（18）可外接氮气，使得氮气进入第一管路（7）。

6.根据权利要求1所述的一种环举引流天然气混输排采设备，其特征在于：所述储水罐（3）开设有出水口（19）。

7.根据权利要求1所述的一种环举引流天然气混输排采设备及工艺，其特征在于：所述第三管路（11）安装有控制其通断的第一通断阀（20），所述第一管路（7）安装有第一管路通断阀（21），所述第一管路通断阀（21）安装于第三管路（11）与第一管路（7）连接处的两端。

8.根据权利要求7所述的一种环举引流天然气混输排采设备及工艺，其特征在于：所述第四管路（12）安装有控制其通断的第二通断阀（22），所述第二管路（8）安装有第二管路通断阀（23），所述第二管路通断阀（23）安装于第四管路（12）与第二管路（8）连接处至套管接口（6）之间。

9.一种环举引流天然气混输排采工艺，包括权利要求1-8任意一项所述的环举引流天然气混输排采设备，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）当排采设备整体初始运行时，关闭第三管路（11）和第四管路（12）并向第一管路（7）中通入氮气；

（2）启动增压机组（9），所述增压机组（9）将氮气通过油管接口（5）注入到井内的油管（24）内；

（3）启动负压机组（10），所述负压机组（10）将井内的天然气通过套管接口（6）抽取到第二管路（8）中；

（4）所述气液分离器（2）接收第二管路（8）中的天然气，并在气液分离器（2）内将天然气中的水分离出来排到储水罐（3）中；

（5）所述气液分离器（2）将分离出水后的天然气排出至进集输管线（4）中。

10.根据权利要求9所述的一种环举引流天然气混输排采工艺，其特征在于，还包括以下步骤：

（1）当排采设备整体正常运行排水到达油管（24）低端后，关闭氮气通断阀（18），停止向第一管路（7）中通入氮气；

（2）打开第一通断阀（20），第三管路（11）将第一管路（7）与套管接口（6）连通，调整第一管路通断阀（21），使得第一管路（7）与油管接口（5）断开；

（3）打开第二通断阀（22），第二通断阀（22）将第二管路（8）与油管接口（5）连通，调整第二管路通断阀（23），使得第二管路（8）与套管接口（6）断开。