CN203716945U - 移动式液态co2注入撬装装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于石油开采设备领域，特别涉及一种移动式液态CO2注入撬装装置，包括液态CO2储罐、运载系统、泵送系统和加热系统，运载系统包括槽车和运载平台，液态CO2储罐固定在槽车上，泵送系统和加热系统固定在运载平台上，运载平台设有注入管线和回流管线，泵送系统和加热系统依次连于注入管线上；注入管线的进口端和回流管线的出口端分别通过注入耐压软管和回流耐压软管与液态CO2储罐的出液口和进液口相连，液态CO2储罐的出液口和进液口分别装有出液阀和回流阀，注入管线的出口端与井口相连。本实用新型不但能现实液态CO2注入提高采收率，而且还能实现CO2的地质埋存，更能根据CO2吞吐井的位置快捷地运移调整。
Description
技术领域
本实用新型属于石油开采设备领域，特别涉及一种移动式液态CO2注入装置，尤其是涉及低渗透油田的移动式液态CO2注入撬装装置。
背景技术
陕北地区气候干旱少雨且不均，水资源匮乏，且在注水开发过程中，常常存在水源不足、注不进等问题，而注气开发低渗透油田技术已成熟，可有效的补充地层能量。
与注水相比，注CO2不仅可陕北油田低渗透储量的有效开发提高采出程度及采收率的问题，而且还可实现CO2的地质埋存，响应国家号召解决温室气体（CO2）的有效埋存和资源化利用。
陕北能源化工基地建设迅速，CO2气源丰富，为大面积开展液态CO2驱油提供了气源保障。
但由于陕北油田不仅属于低渗透油田，而且地层压力低，注CO2提高采收率不能达到混相压力，需实现CO2吞吐作业，即注入一定量液态CO2后浸泡一段时间，然后放喷、开采，并依此循环。
目前用于井下注入液体CO2的装置多为固定式或半固定式，需吊装，不能有效集成，更不能根据注CO2吞吐井和区块及时迅捷的调整。
实用新型内容
为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种移动式液态CO2注入撬装装置，不但能现实液态CO2注入提高采收率，而且还能实现CO2的地质埋存，更能根据CO2吞吐井的位置快捷地运移调整。
为实现上述目的，本实用新型采用下述方案：
一种移动式液态CO2注入撬装装置，包括液态CO2储罐、运载系统、泵送系统和加热系统，其中，运载系统包括槽车和运载平台，液态CO2储罐固定在槽车上，泵送系统和加热系统固定在运载平台上，运载平台设有注入管线和回流管线，泵送系统和加热系统依次连于注入管线上；注入管线的进口端和回流管线的出口端分别通过注入耐压软管和回流耐压软管与液态CO2储罐的出液口和进液口相连，液态CO2储罐的出液口和进液口分别装有出液阀和回流阀，注入管线的出口端与井口相连。
进一步的，加热系统为加热箱，泵送系统包括依次相连的屏蔽泵和注入泵，注入泵的出口端与回流管线之间装有低温旁通阀，与加热箱的入口端之间装有控制调节阀。
进一步的，注入泵采用耐低温输送液体柱塞泵，最大输出压力为45MPa；注入管线和回流管线的管线材质为16Mn管材，口径为 英寸。
进一步的，回流管线与注入管线的出口端之间装有高温旁通阀。
进一步的，高温旁通阀与回流阀之间设有放空端，并装有放空阀。
进一步的，加热箱与注入管线的出口端之间的管线侧壁上通过旁路安装有安全阀。
进一步的，控制调节阀与加热箱之间还装有单向阀。
进一步的，控制调节阀与加热箱之间还装有绝热法兰。
进一步的，本实用新型还包括控制系统，所述控制系统固定在运载平台上，包括配电箱和变频控制箱，外部来电通过配电箱与变频控制箱连接，变频控制箱引出的火线分别与屏蔽泵、注入泵和加热箱连接，同时屏蔽泵、注入泵和加热箱共用一根地线与配电箱或变频控制箱相连，形成回路；所述注入泵的入口端和加热箱的出口端均装有压力检测装置和温度检测装置，并通过数据传输线与变频控制箱相连。
在上述任一技术方案中的液态CO2注入撬装装置，其运载平台具有可伸缩支架，该可伸缩支架至少对称设置在运载平台一条对角线的两端。
相对于现有技术，本实用新型的技术效果在于：
1、本实用新型注入设备高度集成，工艺流程简洁、操作方便，泵送系统中的泵组也可扩展至2-3个，实现对1-3口井同时注入，节约工程投资费用。
2、本实用新型在注入液态CO2提高采收率的同时，还可实现CO2的地质埋存，可有效地减少污染、保护环境。
3、本实用新型因采用变频控制技术，注气泵能够恒压变流量工作，满足不同配注量需求；而加热系统能够恒温工作，保证地层因温度变化而被冷的液态CO2冻伤甚至冻堵。
4、本实用新型的设备均固定在可移动的撬上，同时可移动的撬底部装有可伸缩支架，保证投注及时、运移快捷，特别便于低渗透油田CO2吞吐提高采收率使用。
附图说明
图1为本实用新型的示意图。
图中，1、槽车；2、运载平台；3、可伸缩支架；4、配电箱；5、变频控制箱；6、屏蔽泵；7、注入泵；8、低温旁通阀；9、高温旁路阀；10、单向阀；11、加热箱；12、控制调节阀；13、安全阀；14、放空阀；15、回流阀；16、出口阀；17、注入耐压软管；18、回流耐压软管；19、绝热法兰；20、液态CO2储罐；21、注入管线；22、回流管线。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型提供一种移动式液态CO2注入撬装装置，包括液态CO2储罐20、运载系统、泵送系统和加热系统，其中，运载系统包括槽车1和运载平台2，保证本实用新型能够根据CO2吞吐井的位置快捷地运移调整。液态CO2储罐20固定在槽车1上，便于转运和更换液态CO2储罐20，液态CO2储罐20优选容量为15T或25T。泵送系统和加热系统固定在运载平台2上，运载平台2设有注入管线21和回流管线22，泵送系统和加热系统依次连于注入管线21上。泵送系统用于将注入管线21的进口端和回流管线22的出口端分别通过注入耐压软管17和回流耐压软管18与液态CO2储罐20的出液口和进液口相连，液态CO2储罐20的出液口和进液口分别装有出口阀16和回流阀15，注入管线21的出口端与井口相连。注入管线21连通液态CO2储罐20的出液口和井口，回流管线22连通液态CO2储罐20的进液口和井口，实现CO2的吞吐。
优选的，上述加热系统为加热箱11，以水作为加热介质，对注入管线21内的CO2进行水浴加热。加热箱11的优选容积为2方，经加热箱11加热后的管线温度应大于10℃，但最低不得低于8℃。因为热的CO2在注入过程中会与井口和油管等金属发生热量交换而降温，由于加热箱11不能保证管线恒温，所以通常的加热方式为间歇式加热，即加热一段时间使加热箱11内介质的温度上升到一定值后停止加热，等管线内流体（CO2）的温度低于10℃时再启动加热箱11。管线内流体（CO2）的温度优选在10-15℃范围，过高的温度虽然对CO2注入没有负面影响，但是会增加加热运行成本。
同时，泵送系统包括依次相连的屏蔽泵6和注入泵7，注入泵7的出口端与回流管线22之间装有低温旁通阀8，与加热箱11的入口端之间装有控制调节阀12。屏蔽泵6给注入泵7提供泵前进液压力，通常为2MPa左右。注入泵7用于提升注入压力，可提供的压力范围为2-45MPa。低温旁通阀8实现低温低压回流控制，主要用于冷却注入泵7及注入泵7之前的注入管线21，减少液态CO2气化，提高注入泵7的输出效率。
注入之前，打开液态CO2储罐20的出液口和进液口，打开低温旁通阀8，同时关闭控制调节阀12，形成闭合环路，用于冷却注入泵7以及注入泵7之前的管线，以降低液态CO2的气化程度。因为注入泵7是液态泵，若有气体，其输出效率大幅度降低，甚至为零。
上述注入泵7采用耐低温输送液体柱塞泵，最大输出压力为45MPa。通常情况下，注入井设计的井口注入压力低于25MPa，实际的井口注入压力通常又低于设计压力。为防止个别井的地层压力高的现象，故选择输出压力稍高一点的注入泵7。过高的输出压力一方面没有太大必要，另一方面也会增大投入和运行成本。另外，注入管线21和回流管线22的管线材质优选为16Mn管材，因为这一材质的钢材具有较好的耐低温性；管线的口径优选为2英寸，因为井口和油管的直径通常是英寸，选择该尺寸口径的管线便于与井口直接连接或通过常用转换接头连接。
优选的，回流管线22与注入管线21的出口端之间装有高温旁通阀9，高温旁通阀9与回流阀15之间设有放空端，并装有放空阀14。通常情况下，高温旁通阀9始终处于关闭状态，随着CO2的注入，液态CO2储罐20内的压力会逐渐降低，液态CO2会因压力降低而逐渐气化，所以当液态CO2储罐20内的压力较低时需适当打开高温旁路阀9，提升液态CO2储罐20内的压力。当需要维护或更换控制调节阀12之后至井口之间的管线或其他设备时，通过适当开启高温旁路阀9放空此间密闭管线内的压力。同时，放空阀14一般情况下处于关闭状态，只有在注入工作停止、对管线进行放空时打开。
优选的，加热箱11与注入管线21的出口端之间的管线侧壁上通过旁路安装有安全阀13。通过在管线侧壁上开一小孔，在小孔处焊接一段细管，将安全阀13通过螺纹安装在细管的端部。通常情况下，安全阀13通常处于关闭状态，不影响注入管线21的正常输送。当注入管线21中的压力因故超过安全阀13的预置压力许可范围时，安全阀13可以自动开启、释放管线压力，防止管线因压力过高而爆裂，当管内压力低于设定的压力后又会自动关闭。安全阀13的预置压力可以根据需要进行选择。
为了防止控制调节阀12之后注入管线21内的液态CO2逆流，控制调节阀12与加热箱11之间还装有单向阀10。
同时，控制调节阀12与加热箱11之间还装有绝热法兰19，可用于隔离被加热的注入管线21热量传递到注入泵7，进而避免影响注入泵7的输出效率。
本实用新型还包括控制系统，该控制系统固定在运载平台2上，包括配电箱4和变频控制箱5，外部来电通过配电箱4稳压后与变频控制箱5连接，变频控制箱5引出的380V火线分别与屏蔽泵6、注入泵7和加热箱11连接，同时屏蔽泵6、注入泵7和加热箱11共用一根地线与配电箱4或变频控制箱5相连，形成回路。注入泵7的入口端和加热箱11的出口端均装有压力检测装置和温度检测装置，并通过数据传输线与变频控制箱5相连。所述压力检测装置和温度检测装置分别为具有压力传感器的压力表和具有温度传感器的温度表。其中，压力表的量程选择0-45MPa，温度表的量程选择-30-40℃。由于液态CO2的温度为-20℃，所以选择温度表的最低刻度应低于-20℃，例如为-30℃，甚至更低于些，如-40℃。因为陕北冬季外部比较寒冷，该量程能够有效避免温度表被冻坏。而加热表的最高刻度可根据加热箱的加热温度来选择，所以选择温度表的最大量程稍高一点，如40℃。
变频控制箱首先接收来自温度和压力传感器传来的温度和压力并显示（包括注入泵前温度和压力、加热箱后管线的温度和压力），如果加热箱后管线的温度低于设定的最低值则自动启动加热装置，如果此温度高于设定的最高值则对加热箱中的加热电阻进行断电，其加热速率通过变频进行设置并在变频控制箱上显示。
同时，变频控制箱5还可对屏蔽泵6、注入泵7进行启动与关停操作，并通过变频调整注入泵7的转速进而控制输出压力，即注入流量。
另外，本实用新型的运载平台2还具有可伸缩支架3，该可伸缩支架3至少对称设置在运载平台2一条对角线的两端，有利于注入过程的平稳安全进行。
当该撬装装置驶入到待注CO2井或区块后，首先支起可伸缩支撑架3支撑、固定运载平台2。通过螺纹将注入管线21和回流管线22分别通过耐压软管17、18与液态CO2储罐20的出液口和进液口相连，并将外来电与配电箱4相连。
正式进行液态CO2注入前，首先关闭控制调节阀12和放空阀14，然后打开液态CO2储罐20的出口阀16和回流阀15，以及低温旁通阀8，并启动屏蔽泵6，用液态CO2循环冷却注入泵7以及注入泵7之前的管线，以降低液态CO2的气化程度。同时打开加热箱11，对加热箱11内的介质进行预热。待注入泵7出现明显的冰霜现象时，打开控制调节阀12，关闭低温旁通阀8，启动注入泵7，调节加热箱11的加热速率，使液态CO2按照预定的注入压力通过井口、井筒而注入到油层。
注入过程中回流阀15一直处于开启状态，这对注入过程没影响，因为密闭回流管线22上的低温旁通阀8、高温旁路阀9和放空阀14均处于关闭状态。当液态CO2储罐20内的压力较低时，只需适当的打开高温旁路阀9即可对液态CO2储罐20内的压力增压。高温旁路阀9用于实现高温高压回流控制，一般情况下处于关闭状态，只有在需要提高液态CO2储罐20内压力，以及维护或更换位于单向阀10至井口间的注入管线21或绝热法兰19需放空时才适当开启。
当注入工作停止时，关闭出口阀16和回流阀15，关闭电源并断开外来电与配电箱4的连接，关闭井口上的阀门，同时打开低温旁路阀8、高温旁路阀9和放空阀14，待管线放空后，将与出口阀16和回流阀15相连的耐压软管17、18拆卸下来并断开与井口相连的接头，收回可伸缩支架3，这样可随时机动的调整需要移动至的注入井或区块。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (10)
1.移动式液态CO2注入撬装装置，其特征在于，包括液态CO2储罐、运载系统、泵送系统和加热系统，所述运载系统包括槽车和运载平台，所述液态CO2储罐固定在槽车上，所述泵送系统和加热系统固定在运载平台上，所述运载平台设有注入管线和回流管线，泵送系统和加热系统依次连于注入管线上；所述注入管线的进口端和回流管线的出口端分别通过注入耐压软管和回流耐压软管与液态CO2储罐的出液口和进液口相连，所述液态CO2储罐的出液口和进液口分别装有出液阀和回流阀，所述注入管线的出口端与井口相连。
2.根据权利要求1所述的移动式液态CO2注入撬装装置，其特征在于，所述加热系统为加热箱，所述泵送系统包括依次相连的屏蔽泵和注入泵，所述注入泵的出口端与回流管线之间装有低温旁通阀，与加热箱的入口端之间装有控制调节阀。
3.根据权利要求2所述的移动式液态CO2注入撬装装置，其特征在于，所述注入泵采用耐低温输送液体柱塞泵，最大输出压力为45MPa；注入管线和回流管线的管线材质为16Mn管材，口径为 英寸。
4.根据权利要求3所述的移动式液态CO2注入撬装装置，其特征在于，所述回流管线与注入管线的出口端之间装有高温旁通阀。
5.根据权利要求4所述的移动式液态CO2注入撬装装置，其特征在于，所述高温旁通阀与回流阀之间设有放空端，并装有放空阀。
6.根据权利要求5所述的移动式液态CO2注入撬装装置，其特征在于，所述加热箱与注入管线的出口端之间的管线侧壁上通过旁路安装有安全阀。
7.根据权利要求6所述的移动式液态CO2注入撬装装置，其特征在于，所述控制调节阀与加热箱之间还装有单向阀。
8.根据权利要求7所述的移动式液态CO2注入撬装装置，其特征在于，所述控制调节阀与加热箱之间还装有绝热法兰。
9.根据权利要求8所述的移动式液态CO2注入撬装装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统固定在运载平台上，包括配电箱和变频控制箱，外部来电通过配电箱与变频控制箱连接，变频控制箱引出的火线分别与屏蔽泵、注入泵和加热箱连接，同时屏蔽泵、注入泵和加热箱共用一根地线与配电箱或变频控制箱相连，形成回路；所述注入泵的入口端和加热箱的出口端均装有压力检测装置和温度检测装置，并通过数据传输线与变频控制箱相连。
10.根据权利要求1-9任一所述的移动式液态CO2注入撬装装置，其特征在于，所述运载平台具有可伸缩支架，所述可伸缩支架至少对称设置在运载平台一条对角线的两端。
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| CN103899284A (zh) * | 2014-03-05 | 2014-07-02 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 | 移动式液态co2注入撬装装置 |
| CN106917613A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-07-04 | 新疆敦华石油技术股份有限公司 | 油田液态二氧化碳注入装置及注入方法 |
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