CN201593409U

CN201593409U - 泵注法除硫装置

Info

Publication number: CN201593409U
Application number: CN2010201003377U
Authority: CN
Inventors: 任源峰; 张利明; 潘作山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2020-01-25

Abstract

本实用新型涉及一种在含硫化氢井上试气过程中使用的泵注法除硫装置。提供一种结构紧凑、自动化程度高，泵注除硫剂除去硫化氢并具远程控制功能的除硫装置。装置由硫化氢监测探头、泵注装置、泵注头、泵注管线、信号电缆、动力电缆、远程控制柜组成。硫化氢监测探头通过信号电缆、泵注装置通过动力和信号电缆与远程控制柜连接；泵注装置通过泵注管线与泵注头连接；注入泵、储液罐、控制箱固定在底座上；注入泵为隔膜计量泵，配有防爆电机，并能调速。注入泵上装有安全阀、单流阀、压力表、压力阻尼器并通过管路连接；压力、排量传感器通过电缆与控制箱连接。远程控制柜能对泵压、排量、硫化氢浓度实时控制、显示、记录。

Description

泵注法除硫装置

技术领域

本实用新型涉及泵注法除去硫化氢气体装置，特别涉及含硫化氢井试气过程中除去油气中硫化氢的装置，属于石油、天然气勘探开发领域试气工程中消除剧毒硫化氢气体实现安全生产的装备。

背景技术

我国含有硫化氢的天然气储量占很大一部分，如何安全开发这部分油气资源存在着高难度的技术问题。因为硫化氢是一种剧毒的气体，人与其接触，轻者造成一定的危害，重者会危及生命。同时，由于其腐蚀钢材，易造成氢脆，也对试气流程使用钢材提出了特殊要求。

在含硫化氢油气井的试气诱喷排液过程中，为了防止硫化氢对人员的伤害和地面流程的腐蚀，一般采用以下技术措施进行除硫和防硫。

1、含有硫化氢的油气水到达地面后，经过分离器进行气液分离。分离后，含硫化氢的天然气通过火把燃烧，一般采用碱液喷淋的方法中和硫化氢。即在排出含硫化氢天然气出口处，用喷淋头喷出碱液来吸收硫化氢，使其减少硫化氢在天然气中的含量。分离后，含有硫化氢的油水进入储液罐，与储液罐中的碱液中和，降低油水中硫化氢的浓度。

2、在井口、出气口、计量罐等容易泄漏硫化氢气体的部位安装强力排风扇，进行强对流通风，将含硫化氢天然气吹散，以降低硫化氢在空气中的浓度及在井场的聚集。

3、采用防硫钢材制造地面试气流程。

这样，无论是天然气还是油水，都是到达地面后对其所含硫化氢进行处理，必然会有一部分硫化氢扩散到空气中，存在较大危险性。当井场空气中硫化氢浓度超出临界浓度，就被迫关井，影响试气作业的正常进行。目前所采取的技术措施存在以下问题。

1、采用喷淋法中和天然气中的硫化氢。由于火把喷出的天然气流有一定压力，流速快，喷淋的碱液易被气流带走，很难与硫化氢接触反应，因此，除硫效果不好。而没有被中和的硫化氢燃烧后变成了二氧化硫或三氧化硫，同样具有毒害作用。

2、喷淋法无法控制喷淋碱液的时间和药量，喷淋过量的药液会造成二次污染，喷淋量不足除硫效果更差。

3、碱液在计量罐中中和硫化氢。因排出油水具有一定压力，出液口如果伸入碱液中，会造成碱液飞溅，硫化氢在罐内扩散。如果出液口远离碱液液面，排出液在与碱液接触前硫化氢也必然会在空气中扩散。

4、以上方法都不能减弱或消除硫化氢对地面流程的腐蚀。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种体积小、结构紧凑、除硫效果好的泵注法除硫装置。即向试气流程中泵注除硫剂，采用二级降硫、多级反应的的原理，将硫化氢消除在流程中，目的是到达地面的油气中不含硫化氢或控制在安全浓度范围内，实现安全生产。同时满足对硫化氢浓度、泵注压力、液量实时远距离监测、控制、显示、记录。

本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型的一种泵注法除硫装置，由硫化氢监测探头、泵注装置、泵注头、泵注管线、信号电缆、动力电缆、远程控制柜等组成。其中：所述硫化氢监测探头通过信号电缆与远程控制柜连接；所述泵注装置通过动力电缆和信号电缆与远程控制柜连接，同时，泵注装置通过泵注管线与泵注头连接；所述泵注头连接在试气流程管汇上。

本实用新型所述的一种泵注法除硫装置，其中：所述泵注装置由注入泵、储液罐、控制箱、安全阀、单流阀、压力表、压力阻尼器、传感器等组成；所述注入泵、储液罐、控制箱固定在底座上；所述注入泵、储液罐通过管路及阀门连接；注入泵电机通过电缆连接在控制箱内。

本实用新型所述的一种泵注法除硫装置，其中：所述泵注装置的注入泵、泵注头、与泵相关的组件(安全阀、单流阀、压力表、压力阻尼器、传感器)及泵的控制旋钮、显示仪表均为两套，以实现泵注法二次除硫，左边布置为1号泵，右边布置为2号泵。

本实用新型所述的一种泵注法除硫装置，其中：所述注入泵为JYMX(II)系列液压隔膜计量泵，所配防爆电机与泵成一体，可以通过电机的变频调速来实现排量的调整(泵的最大工作压力、排量根据硫化氢产量计算选定)；所述注入泵上装有安全阀、单流阀、压力表、压力阻尼器，并通过管路连接；所述注入泵上装有(泵压、流量)传感器，通过信号电缆与控制箱连接。

本实用新型所述的一种泵注法除硫装置，其中：所述储液罐是一体积0.7m³方罐，用于存放配制好的除硫剂；储液罐上装有液位计，液位计上的液位传感器通过信号电缆与控制箱连接。

本实用新型所述的一种泵注法除硫装置，其中：所述控制箱上装有指示灯、控制按钮。

本实用新型所述的一种泵注法除硫装置，其中：所述泵注头是一外径30cm、内径20cm、长度10cm的圆柱体，泵注头上开有直径1.5mm的小孔6个，可将除硫剂呈雾状喷射入试气流程管汇内；泵注头的一头通过泵注管线与注入泵出液口相连，另一头通过螺纹连接在试气管汇上。

本实用新型所述的一种泵注法除硫装置，其中：所述泵注管线是直径1″的高压胶管，能承受10MPa的压力，两头是快速接头，用来连接注入泵与泵注头。

本实用新型所述的一种泵注法除硫的装置，其中：所述远程控制柜放置在距离泵注装置100米以外的值班房内，通过信号电缆与动力电缆与泵注装置的控制箱连接；所述远程控制柜面板上装有频率调节旋钮、泵起停按钮、运转指示灯、高低液位指示灯、低液位报警灯、频率表、压力显示器高低液位指示灯、低液位报警灯、频率表、压力显示器、排量显示器、硫化氢报警指示灯、综合记录仪。

本实用新型所述的一种泵注法除硫装置，其中：所述电器、电机、控制箱、电缆均具防爆功能。

本实用新型所述的一种泵注法除硫装置，其中：所述储液罐、管路、管件、阀门、液位计均采用不锈钢焊接而成。

本实用新型具有如下显著优点：

1、能有效的泵注除硫剂，采用二级除硫、多级反应方式，从井中产出的油气水混合物，分离后的天然气和油水中有效消除硫化氢。

2、安装在油嘴后的泵注头高压喷射除硫剂，使得除硫剂与气液中的硫化氢充分混合反应。

3、在管汇中，经过油嘴高速喷出的气液使得除硫剂与气液中的硫化氢混合反应。

4、安装在分离器后的泵注头高压喷射除硫剂，使得除硫剂与天然气中的硫化氢二次中和反应。

5、使得产出地面的气、液中不含硫化氢或将其控制在安全指标范围内，实现试气过程中的安全生产。

6、泵注装置远程控制柜具有对注入泵和传感器信号远程控制，硫化氢浓度、泵压、排量、累计液量、液位高度等物理量自动显示、记录功能。

7、泵注装置可实现调速功能，除硫剂用量可以任意调整；

8、设备具有防腐、防爆等功能，安全性能可靠。

附图说明

图1：表示本实用新型的泵注法除硫装置示意图。

图2：表示本实用新型的泵注装置示意图。

图3：表示本实用新型的远程控制柜面板示意图。

其中：1、2硫化氢探头；3、4、7信号电缆；5泵注装置；6控制箱；8动力电缆；9远程控制柜；10、13泵注头；11、12泵注管线；14底座；15、43泵进液口；16、42注入泵；11、47泵排量传感器；18、40电机；19、39泵出液口；20、38单流阀；21、32压力阻尼器；22、37安全阀；23、33泵压传感器；24、31压力表；25、28泵停止按钮；26、29泵启动按钮；27、30泵工作指示灯；34储液罐；35液位计传感器；36液位计；44、45频率调节旋钮；46、47远控停止按钮；48、49远控启动按钮；50、51运转指示灯；52高液位指示灯；53、58频率表；54、57泵压显示器；55、56排量显示器；59低液位指示灯；60低液位报警指示灯；61硫化氢报警指示灯；62综合记录仪。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步介绍，但不作为对本实用新型的限定。

如图1、2、3所示，一种泵注法除硫装置，包括硫化氢监测探头1、2；泵注装置5；泵注头10、13；泵注管线11、12；信号电缆3、4、7；动力电缆8；远程控制柜9。所述硫化氢监测探头1、2通过信号电缆3、4与远程控制柜9连接；所述泵注装置5通过动力电缆8和信号电缆7与远程控制柜9连接，同时，泵注装置5上的泵出液口19、39通过泵注管线11、12与泵注头10、13连接；所述泵注头10、13连接在试气流程管汇上。所述泵注装置由注入泵16、42；储液罐34；控制箱6；安全阀22、37；单流阀20、38；压力表24、31；压力阻尼器21、32；泵压传感器23、33；泵排量传感器11、47组成；所述注入泵16、42；储液罐34；控制箱6固定在底座14上；所述注入泵16、14与储液罐34通过泵进液口15、43及管路、阀门连接；注入泵16、42的电机18、40通过电缆连接在控制箱6内。

本实用新型所述的一种泵注法除硫装置，所述泵注装置5的注入泵16、42；泵注头10、13与泵相关的组件(安全阀22、37；单流阀20、38；压力表24、31；压力阻尼器21、32；泵压传感器23、33；泵排量传感器11、47)及泵的控制旋钮、显示仪表均为两套，以实现泵注法二次除硫，在图1、2中左边布置为1号泵，右边布置为2号泵。装置的工作过程是：从井内产出的含硫化氢油气，经过节流管汇的油嘴后进入注入短接，此时1号注入泵16泵出除硫剂，通过泵注管线12进入1号泵注头13，在高压下从泵注头以雾状喷射，与含有硫化氢的油气进行第一次混合反应。除硫剂与油气在管汇中流动，除硫剂与剩余硫化氢继续反应。然后进入到分离器内，经过分离器内的喷头喷向分离伞，此时，除硫剂与剩余的含硫化氢油气再次混合反应。经过分离器分离后，如果天然气中还含有硫化氢，在天然气输出管线上安装的2号泵注头10继续泵注除硫剂，与天然气中的硫化氢再次反应。

装在天然气输出管线上的硫化氢监测探头1或装在计量罐上的硫化氢监测探头2监测到的硫化氢浓度传到远程控制柜9，综合记录仪62显示记录数据。当硫化氢浓度超过30ppm，硫化氢报警指示灯61闪亮报警，值守人员按动远控启动按钮48，此时运转指示灯50亮，启动1号注入泵16泵注储液罐34内的除硫剂。根据硫化氢浓度的大小观察频率表53，同时转动1号泵16的频率调节旋钮45，通过调节频率使得1号电机18转速改变，这样1号注入泵16的排量改变，起到改变注入除硫剂液量的目的。若需要启动2号泵42向天然气输出管线上安装的2号泵注头10泵注除硫剂，方法同上。根据需要，两台泵可在不同位置分别泵注，也可同时泵注；两台泵也可在同一位置同时泵注。

储液罐34上液位计36的传感器35把液位信号从控制箱6传到远程控制柜9。储液罐34中可自动加除硫剂，当达到低液位时，低液位指示灯59亮；当达到高液位时，高液位指示灯52亮。当泵注过程中到达低液位时，报警指示灯60亮闪报警。

注入泵16、42上安装有安全阀22、37，起到超压保护作用；单流阀20、38起到注入泵16、42停止工作时，防止管线上的带压液体向泵内流动；压力表24、31直接显示泵压；压力阻尼器21、32的作用就是使得压力表和压力传感器上反映的数值稳定，显示一个平均数值；注入泵16、42上装有泵压传感器23、33和排量传感器17、41，通过信号电缆与控制箱6连接，再传到远程控制柜9。

控制箱6面板上装有启动按钮26、29和停止按钮25、28，方便在泵注装置上启停注入泵；工作指示灯27、30显示泵的状态。

远程控制柜9上压力显示仪54、57显示泵压数据；排量显示仪55、56显示排量数据；综合记录仪62实时同步显示、记录压力、排量和硫化氢浓度数据。

Claims

1.一种泵注法除硫装置，包括硫化氢监测探头(1、2)、泵注装置(5)、泵注头(10、13)、泵注管线(11、12)、信号电缆(3、4、7)、动力电缆(8)、远程控制柜(9)，其特征是：所述硫化氢监测探头(1、2)通过信号电缆(3、4)与远程控制柜(9)连接；所述泵注装置(5)通过泵注管线(11、12)与泵注头(10、13)连接；所述泵注头(10、13)另一端靠螺纹连接到试气流程上；所述泵注装置(5)的控制箱(6)通过信号电缆(7)、动力电缆(8)与远程控制柜(9)连接。

2.根据权利要求1所述的泵注法除硫装置，其特征是：所述泵注装置(5)由注入泵(16、29)、储液罐(34)、控制箱(6)、安全阀(22、37)、单流阀(20、38)、压力表(24、31)、压力阻尼器(21、32)、泵压传感器(23、33)、排量传感器(17、41)组成；所述注入泵(16、29)、储液罐(34)、控制箱(6)固定在底座(14)上；所述注入泵(16、29)、储液罐(34)通过泵进液口(15、43)及管路、阀门连接；所述注入泵(16、29)电机(18、40)通过电缆连接在控制箱(6)内。

3.根据权利要求2所述的泵注法除硫装置，其特征是：所述注入泵(16、29)为JYMX(II)系列液压隔膜计量泵，同时配有防爆电机(18、40)；所述注入泵(16、29)上装有安全阀(22、37)、单流阀(20、38)、压力表(24、31)、压力阻尼器(21、32)，并通过管路连接；所述注入泵(16、29)上装有泵压传感器(22、33)和排量传感器(17、41)，通过电缆与控制箱(6)连接。

4.根据权利要求3所述的泵注法除硫装置，其特征是：所述储液罐(34)是一体积0.7m3方罐；所述储液罐上装有液位计(36)，液位计(36)上的液位传感器(35)通过信号电缆与控制箱(6)连接。

5.根据权利要求4所述的泵注法除硫装置，其特征是：所述控制箱(6)上装有泵启动按钮(26、29)和泵停止按钮(25、28)，工作指示灯(27、30)。

6.根据权利要求5所述的泵注法除硫装置，其特征是：所述泵注头(10、13)是一外径30cm、内径20cm、长度10cm的圆柱体，上开有直径1.5mm的小孔6个；所述泵注头(10、13)的一头通过泵注管线(11、12)与注入泵(16、29)的出液口(19、39)相连，另一头通过螺纹连接在试气管汇上。

7.根据权利要求6所述的泵注法除硫装置，其特征是：所述泵注管线(11、12)是直径1″的高压胶管，能承受10MPa的压力，两头是快速接头，用来连接注入泵出液口(19、39)与泵注头(10、13)。

8.根据权利要求7所述的泵注法除硫装置，其特征是：所述远程控制柜(9)放置在距离泵注装置100米以外的值班房内，通过信号电缆(7)与动力电缆(8)与泵注装置(5)的控制箱(6)连接；所述远程控制柜(9)面板上装有泵启动按钮(48、49)、停止按钮(46、47)、运转指示灯(50、51)、高低液位指示灯(52)、低液位指示灯(59)，低液位报警指示灯(60)，硫化氢报警指示灯(61)，频率表(53、58)、泵压显示器(54、57)、排量显示器(55、56)、综合记录仪(62)。

9.根据权利要求8所述的泵注法除硫装置，其特征是：所述电器、电机、控制箱、电缆均具防爆功能。

10.根据权利要求9所述的泵注法除硫装置，其特征是：所述储液罐、管路、管件、阀门、液位计均采用不锈钢焊接而成。