CN201865650U - 一种高压套管气平衡缓释装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种与高压天然气井生产配套的高压套管气平衡缓释装置。整套装置由井口模块、施工模块、分气模块组成。井口模块包括与套管阀门连接的高压法兰为基座连接的气路管线和液路管线，在两条管线上分别安装针型阀和压力表；施工模块通过气路管线和液路管线与进口模块连接，在两条管线上分别安装上针型阀和压力表，在液路管线的末端安装高压液泵；分气模块设置在气路管线末端，形式为三通管道装置。本实用新型采用可控的平衡缓释手段逐步降低套压，避免了快速降压给控制阀门、泄压管道及井下工具等设备造成伤害，套压释放后通过液路管线向油套环空内注入套管保护液，以有效避免高压腐蚀性气体对套管和井口的腐蚀。

Description

一种高压套管气平衡缓释装置

(一)技术领域

本实用新型公开一种与高压天然气井生产配套的高压套管气平衡缓释装置。

(二)背景技术

天然气井生产过程中，井下天然气在生产管柱连接螺纹和环空封隔器等部位渗漏，将逐渐进入油套环空并在井口附近聚集，使套管压力升高，对井口设备和各层套管的安全使用带来隐患。特别是高压、高酸性天然气井，高压与强腐蚀性的双重作用会严重威胁井口安全。因此，定期、定量释放套管压力是天然气井生产过程中重要的工作环节。

目前常用的套压释放方法主要有两种。一是使用地面测试放喷流程将套管气引入放喷池，二是使用辅助生产流程将套管气引入分离器。这两种方法通常都使用采气井口油管头单侧翼阀控制，放喷管径大，放喷速度快，在套压释放过程中存在以下几个方面的不利因素：a.高压套管气的快速释放会产生强烈的气流冲击，对控制阀门、泄压管道冲蚀严重，并伴有巨大的噪音；b.套压的快速降低，会造成井下管柱的剧烈震动和封隔器上下密封面的瞬时高压差，对管柱寿命有较大影响，进而使地层气在窜入套管并在井口积聚的时间越来越短；c.主体装置造价较高，检换阀件工作量较大、时间长；d.套压释放后，如果没有补充有效的套管保护液，天然气中可能含有的硫化氢或二氧化碳等腐蚀性气体将对生产套管腐蚀和破坏，为生产带来较大的安全风险。

(三)发明内容

本实用新型的目的是为了解决以上所述存在的问题，提供一种采用可控的平衡缓释手段逐步降低套压同时又能有效避免高压腐蚀性气体对套管和井口的腐蚀的高压套管气平衡缓释装置。

实现本实用新型目的的技术方案在于：

整套装置包括井口模块、施工模块、分气模块。

井口模块包括与套管阀门连接的高压法兰为基座连接的气路管线和液路管线，在两条管线上分别安装针型阀和压力表，用于井口两路管线的监控和通断控制。

施工模块通过气路管线和液路管线与井口模块连接，在两条管线上分别安装针型阀和压力表，在液路管线的末端安装高压液泵。施工模块的作用为控制环空保护液的泵送与高压套管气的平衡释放。

分气模块设置在气路管线末端，形式为三通管道装置。分气模块的作用是控制高压套管气导入放喷池或生产流程。

施工模块是整套装置的主体，采用橇装形式，可在施工完成后快速拆除移至下一口井施工；在施工模块拆除的条件下，如果仅需缓慢释放油套环空内的高压游离气，则只需要使用一根管线连接井口模块气路与分气模块即可实现。通过将施工模块安装在井口高压区安全距离以外，整个施工过程的人身安全有较大保障。

本实用新型的优点有：

1、采用可控的平衡缓释手段逐步降低套压，避免了快速降压给控制阀门、泄压管道等设备造成伤害。

2、套压释放后通过液路管线向油套环空内注入套管保护液，以有效避免高压腐蚀性气体对套管和井口的腐蚀。

(四)附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型井口模块控制箱结构示意图；

图3为本实用新型施工模块控制箱结构示意图；

图4为本实用新型分气模块结构示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图做进一步说明，但不仅限于此。

如图1、2、3、4所示，整套装置由井口模块、施工模块、分气模块组成。

井口模块包括与套管阀门连接的高压法兰1、连接在高压法兰1上的气路管线3和液路管线2、气路管线3上安装的针型阀43和压力表41、液路管线2上安装的针型阀44和压力表42，其中部件41、42、43、44是封装在井口模块控制箱4中并固定在井口。

施工模块包括包括气路管线3上安装的针型阀53和压力表51、液路管线2上安装的针型阀54和压力表52以及液路管线2末端安装的高压液泵7，其中51、52、53、54是封装在施工模块控制箱5中。

分气模块为三通管道装置6，用于气体分流，部件61、62为针型阀，用于控制各路气体。

部件11、12为管线双工接头，用于气液路的连接和拆除。

操作流程如下：

1整体试压

施工时，先将整套装置连接完成，然后开启套管阀门作气路与液路承压试验的准备。

气路试压：关闭分气模块6内的针型阀61和62，开启井口模块控制箱4的气路针型阀43和施工模块控制箱5的气路针型阀53，将套管内的气体充满整个气路，待气路压力稳定后关闭井口模块控制箱4的气路针型阀43并开始计时。如果在一定时间段内气路压力恒定则表明气路密闭性好，达到合格施工条件；如气路压力下降超过预定值，则表明气路有泄漏点，需检查整改泄漏点并再次试压合格方能施工。

液路试压：关闭高压液泵7出口的截止阀，开启井口模块控制箱4的液路针型阀44和施工模块控制箱的液路针型阀54，然后采用与气路试压相同的方法进行液路承压试验。

试压完成后将管线内的压力放空，并关闭装置上的各个针型阀，进入待施工状态。

2、施工

施工目的为释放套压并补充环空保护液。

1)释放套压：

a.首先确定套管气的排放方向(即引入放喷池或进入生产流程)，开启分气模块6内对应的针型阀。如套管气被引入放喷池，则将放喷池内与气路出口对应长明火点燃，以将释放的套管气充分燃烧；如套管气进入生产流程，则生产流程上相关的连接与控制部件作开启准备。

b.全开套管头翼阀，观察井口控制模块箱4的气路压力表41，待压力稳定后全开井口模块控制箱4的气路针型阀43。

c.观察施工模块控制箱5内的气路压力表51，根据放喷需要缓慢开启气路针型阀53。如套管气被引入放喷池，应同时观察放喷口火焰燃烧情况，调整排气量确保套管气被充分燃烧。

d.套管气排放方向切换。若放喷过程中需要切换排放方向，则在做好切换准备后，直接操作分气模块6上的对应的针型阀即可。

e.套压释放施工完成后，依井口阀门、井口模块控制箱4的气路针型阀43、施工模块控制箱5的气路针型阀53的顺序关闭气路。

2)注环空保护液

a.首先定量配制环空保护液，并将保护液引入高压液泵7的储液箱。

b.全开套管头翼阀，观察井口模块控制箱4内的液路压力表42，待压力稳定后全开井口模块控制箱4内的液路针型阀44。

c.全开施工模块控制箱5内的液路针型阀54，同时观察施工模块控制箱5的液路压力表52。

d.启动高压液泵7，开始向井内注入环空保护液。在注入过程中可通过控制施工模块控制箱5内的液路针型阀54来调节注入量。

e.完成环空保护液施工后，关闭井口阀门，开启高压液泵7上的泄压阀即可将管线内的压力泄掉，然后依次关闭井口模块控制箱4的液路针型阀44和施工模块控制箱5的液路针型阀54。

3)释放套压并同时注入环空保护液

a.首先按照1)、2)中的a.款做好气/液路施工前准备。

b.先开气路稳定释放套压，再开液路向井内注入环空保护液。在同时操作时注意观察施工模块控制箱5的气/液路压力表51和52，并通过调节施工模块控制箱5的气/液路针型53和54阀协调注液/排气压力。通常注液压力应高于排气压力。

c.施工完成后，根据1)、2)关闭气/液两路。

4)完工移除

为便于施工操作，套管气平衡缓释工作完成后，通常将井口模块和分气模块留置原井，而只移除施工模块至下一施工井位。施工模块的移除方法为：

a.检查井口模块控制箱4的气/液路针型阀43、44和分气模块6的针型阀61、62处于关闭状态。

b.完全释放气路和液路内的压力。

c.在井口模块控制箱的管线双公11处除拆除气路和液路的地面管线，并使用护丝将双公裸露的螺纹保护好。

d.在分气模块的三通处拆除气路。

e.将施工模块的气路和液路管线打包装橇，即可完成施工模块的整体移除。

Claims (4)

1.一种高压套管气平衡缓释装置，其特征在于：它包括井口模块、施工模块、分气模块。

2.根据权力要求1所述的高压套管气平衡缓释装置，其特征在于：井口模块包括与套管阀门连接的高压法兰(1)、连接在高压法兰(1)上的气路管线(3)和液路管线(2)、气路管线(3)上安装的针型阀(43)和压力表(41)、液路管线(2)上安装的针型阀(44)和压力表(42)。

3.根据权力要求1所述的高压套管气平衡缓释装置，其特征在于：施工模块通过气路管线(3)和液路管线(2)与井口模块连接，施工模块包括气路管线(3)上安装的针型阀(53)和压力表(51)、液路管线(2)上安装的针型阀(54)和压力表(52)以及液路管线(2)末端安装的高压液泵(7)。

4.根据权力要求1所述的高压套管气平衡缓释装置，其特征在于：分气模块(6)为三通管道装置，连接于气路管线(3)末端。

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