CN203161193U - 基于囊式气压罐的油田密闭注水装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及油田注水开采技术领域，是一种基于囊式气压罐的油田密闭注水装置；其包括给水泵、三通、囊式气压罐、注水泵、多井式分水器、报警装置、第一控制单元和第二控制单元；在囊式气压罐内安装有储气囊，在储气囊上安装有压力传感器，储气囊和囊式气压罐之间形成储液腔；给水泵的出水口和三通的第一端通过管线固定连接在一起，三通的第二端和注水泵的进水口通过管线固定连接在一起。本实用新型通过给水泵、注水泵、压力传感器、第一控制单元和第二控制单元的配合使用，实现了全密闭油田单井注水的目的，消除了水锤和压力抖动，具有稳定性好和适用性广的特点，提高了生产效率，降低了生产成本和安全隐患，延长了注水泵的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及油田注水开采技术领域，是一种基于囊式气压罐的油田密闭注水装置。
背景技术
注水作为最重要的保持地层压力平稳变化和提高采收率的油田开采技术，在我国乃至世界的各大油田均有普遍的应用，随着各油田资源的减少和对地层认知的加深，近几年，油田开采更凸出要注采同步，甚至超前注水，通过向油层注水来保持地层压力，提高最终采收率；目前油田注水普遍采用“缓冲罐”流程和“泵控泵”流程。
“缓冲罐”主流程如附图2所示，其为：但缓冲罐存在1、不论是采用浮床式隔氧装置或气体隔氧装置，都受制于现场安装和设备运行管理条件，会产生曝氧，造成注入水中溶解氧含量超标；当注入水中含有过量的氧气、二氧化碳时，都会使注水设备管线产生严重的腐蚀，其腐蚀产物Fe（OH）3沉淀、CaCO3沉淀还会堵塞地层孔隙，降低渗透率，采收困难。2、缓冲罐为细菌滋生提供了适宜的空间，大量细菌进入注入水中，造成水质中细菌数量超标；注入水引起的细菌危害，主要有腐生菌和硫酸还原菌，腐生菌以铁菌为代表，当它在水中遇有重碳酸络合物（Fe（HCO3）2）时，在铁菌的代谢作用下会生成Fe（OH）3沉淀，堵塞油层；硫酸还原菌可以把硫酸根（SO4 2-）还原成硫化氢（H2S），而硫化氢与二价铁离子（Fe2+）又可生成硫化亚铁（FeS）沉淀，堵塞油层，从而导致吸水能力下降。
我国部分油田的油藏属于低渗透、碎屑岩油藏，注水水质要求应符合《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析办法》SY/T-5329-94中的水质要求。此规范对注入水中溶解氧、SRB菌（硫酸还原菌）、腐生菌、铁细菌含量等有着严格和明确的限制；如果注水水质达不到要求，不但达不到驱油的目的，还会造成储层损坏，损失巨大。
“泵控泵”流程主流程如附图3所示，其为：“泵控泵”的连锁控制存在1、设备选型困难；给水泵或者提升泵要与后端的注水泵连锁，满足泵型、泵效合理匹配，实现稳定注水，对前后泵的匹配性要求很高。在现实生产中，受输水距离远近、注水量、注水压力等因素的制约，即使在运行初期，能选到匹配合理的泵型，随着注水条件的变化，两泵匹配性变差，会产生能耗大，注水效率低等一系列的问题。2、控制复杂、缺乏事故应变能力；需要一套包含水源站内供水系统控制，多路水源供水与注水站注水的宏观调控，以及数据远传及监控在内的协调组比控制系统，影响因素多，控制复杂。而“泵控泵”在给水泵事故急停或来水不稳定的情况下，整个系统不能保证注水泵入口给水稳定和吸入压力平稳，可造成注水泵震动严重、泵效差，维护频繁、设备寿命降低。
为确保处理后的净化水在油田注水系统不被二次污染，使用密闭注水代替开式注水流程已成为国内各大油田研究的热点，近年来有公开文献报道了一些新型的油田注水方法，对此查到以下专利：
1、公开号为CN1737377A的的中国专利文献公开了泵控泵压流可调自动注水方法，其主要特征为：由变频调速器驱动的前置增压泵的出口管道与注水泵的入口相连通；前置增压泵入口、出口压力传感器、转速传感器、注水泵通过电缆与变频调速器和控制柜相连接；前置增压泵入口和出口管道上各安装一组减震器，实现泵控泵压流可调自动注水。
2、公开号为CN1916428A的中国专利文献公开了泵控泵压流双控自动注水方法，其主要特征为：由变频调速器、控制柜驱动的前置增压泵的出口通过管道与由另一个变频调速器和该控制柜驱动的另一个前置增压泵入口相连接，后者前置增压泵的出口，通过管道与注水泵的入口相连通；两个前置增压泵分别控制注水泵的流量和压力，实现注水压力流量同时可控。
上述专利文献都是基于“泵控泵”注水技术，存在投入成本高和为保证注水泵及其前置增压泵的流量和压力要求，需要变频调控污水处理系统污水泵的运行，影响上游污水处理系统正常处理水量的要求；同时其在现场的应用表现为控制端复杂，影响因素多，事故状态下应变能力差。
发明内容
本实用新型提供了一种基于囊式气压罐的油田密闭注水装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有装置存在投入成本高、影响因素多和事故状态下应变能力差的问题。
本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种基于囊式气压罐的油田密闭注水装置，包括给水泵、三通、囊式气压罐、注水泵、多井式分水器、报警装置、第一控制单元和第二控制单元；在囊式气压罐内安装有储气囊，在储气囊上安装有压力传感器，储气囊和囊式气压罐之间形成储液腔；给水泵的出水口和三通的第一端通过管线固定连接在一起，三通的第二端和注水泵的进水口通过管线固定连接在一起，三通的第三端和囊式气压罐通过管线固定连接在一起并与储液腔相连通，在三通的第三端和囊式气压罐之间的管线上固定安装有阀门，注水泵的出水口和多井式分水器的进水口通过管线固定连接在一起，压力传感器的信号输出端和第二控制单元的信号输入端通过导线电连接在一起，第二控制单元的第一信号输出端和第二信号输出端分别与报警装置的信号输入端和注水泵的第一电源控制信号输入端通过导线电连接在一起，注水泵的第一电源控制信号输出端和第一控制单元的第一信号输入端通过导线电连接在一起，第一控制单元的第一信号输出端和给水泵的电源控制信号输入端通过导线电连接在一起；给水泵的电源控制信号输出端和第一控制单元的第二信号输入端通过导线电连接在一起，第一控制单元的第二信号输出端和注水泵的第二电源控制信号输入端通过导线电连接在一起。
下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：
上述在给水泵和三通的第一端之间的管线上固定安装有过滤器。
上述报警装置为声控报警装置。
上述报警装置为光控报警装置。
上述报警装置为声光控报警装置。
本实用新型通过给水泵、注水泵、压力传感器、第一控制单元和第二控制单元的配合使用，实现了全密闭油田单井注水的目的，消除了水锤和压力抖动，具有稳定性好和适用性广的特点，提高了生产效率，降低了生产成本和安全隐患，延长了注水泵的使用寿命。
附图说明
附图1为本实用新型的工艺流程示意图。附图2为现有技术中的“缓冲罐”主流程图。附图3为现有技术中的“泵控泵”主流程图。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
如附图1所示，该基于囊式气压罐的油田密闭注水装置，包括给水泵、三通、囊式气压罐、注水泵、多井式分水器、报警装置、第一控制单元和第二控制单元；在囊式气压罐内安装有储气囊，在储气囊上安装有压力传感器，储气囊和囊式气压罐之间形成储液腔；给水泵的出水口和三通的第一端通过管线固定连接在一起，三通的第二端和注水泵的进水口通过管线固定连接在一起，三通的第三端和囊式气压罐通过管线固定连接在一起并与储液腔相连通，在三通的第三端和囊式气压罐之间的管线上固定安装有阀门，注水泵的出水口和多井式分水器的进水口通过管线固定连接在一起，压力传感器的信号输出端和第二控制单元的信号输入端通过导线电连接在一起，第二控制单元的第一信号输出端和第二信号输出端分别与报警装置的信号输入端和注水泵的第一电源控制信号输入端通过导线电连接在一起，注水泵的第一电源控制信号输出端和第一控制单元的第一信号输入端通过导线电连接在一起，第一控制单元的第一信号输出端和给水泵的电源控制信号输入端通过导线电连接在一起；给水泵的电源控制信号输出端和第一控制单元的第二信号输入端通过导线电连接在一起，第一控制单元的第二信号输出端和注水泵的第二电源控制信号输入端通过导线电连接在一起。安装使用时，首先将给水泵与水源接好，再将多井式分水器和各油田注水单井之间通过管道连接在一起，当给水泵流量急剧减小，会造成注水泵前囊式气压罐补水多，储气囊内压力小于设定的报警压力，报警装置启用并同时注水泵关停；当给水泵或注水泵急停，给水泵和注水泵形成连锁，即给水泵关停时，给水泵连锁注水泵关停；当注水泵关停时，注水泵连锁给水泵关停。囊式气压罐为现有公知公用的现有设备。第一控制单元和第二控制单元采用现有公知的PLC等控制器。
可根据实际需要，对上述基于囊式气压罐的油田密闭注水装置作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，在给水泵和三通的第一端之间的管线上固定安装有过滤器。这样，便于过滤水中的杂质。
根据需要，报警装置为声控报警装置。
根据需要，报警装置为光控报警装置。
根据需要，报警装置为声光控报警装置。
以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (5)
1.一种基于囊式气压罐的油田密闭注水装置，其特征在于包括给水泵、三通、囊式气压罐、注水泵、多井式分水器、报警装置、第一控制单元和第二控制单元；在囊式气压罐内安装有储气囊，在储气囊上安装有压力传感器，储气囊和囊式气压罐之间形成储液腔；给水泵的出水口和三通的第一端通过管线固定连接在一起，三通的第二端和注水泵的进水口通过管线固定连接在一起，三通的第三端和囊式气压罐通过管线固定连接在一起并与储液腔相连通，在三通的第三端和囊式气压罐之间的管线上固定安装有阀门，注水泵的出水口和多井式分水器的进水口通过管线固定连接在一起，压力传感器的信号输出端和第二控制单元的信号输入端通过导线电连接在一起，第二控制单元的第一信号输出端和第二信号输出端分别与报警装置的信号输入端和注水泵的第一电源控制信号输入端通过导线电连接在一起，注水泵的第一电源控制信号输出端和第一控制单元的第一信号输入端通过导线电连接在一起，第一控制单元的第一信号输出端和给水泵的电源控制信号输入端通过导线电连接在一起；给水泵的电源控制信号输出端和第一控制单元的第二信号输入端通过导线电连接在一起，第一控制单元的第二信号输出端和注水泵的第二电源控制信号输入端通过导线电连接在一起。
2.根据权利要求1所述的基于囊式气压罐的油田密闭注水装置，其特征在于给水泵和三通的第一端之间的管线上固定安装有过滤器。
3.根据权利要求1或2所述的基于囊式气压罐的油田密闭注水装置，其特征在于报警装置为声控报警装置。
4.根据权利要求1或2所述的基于囊式气压罐的油田密闭注水装置，其特征在于报警装置为光控报警装置。
5.根据权利要求1或2所述的基于囊式气压罐的油田密闭注水装置，其特征在于报警装置为声光控报警装置。
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