CN204005244U - 一种适用于页岩气与致密气的地面集输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种适用于页岩气与致密气的地面集输系统，包括集输装置，集输装置进一步包括：一次节流装置、一级安全阀、水合物抑制剂储罐、水浴式电加热器、二次节流装置、二级安全阀、两相分离器、外输管线、计量分离器、气田水罐及孔板流量计。本实用新型设置了通用性地面集输系统，满足试采阶段和正常生产大规模开采阶段、满足井口整个生产周期(开井期、反排期、正常生产期和生产后期)的需要，以地面集输系统为基础可以根据不同阶段采用不同的工艺，从而满足页岩气整个开发周期生产需要。由于本实用新型的地面集输系统具有通用性，使得井口能够采用串联的方式，通过串联的方式，大大减小了施工量及建设费用。

Description

一种适用于页岩气与致密气的地面集输系统

技术领域

本实用新型涉及页岩气与致密气井口的设备，特别是涉及一种适用于页岩气与致密气的地面集输系统。

背景技术

目前页岩气与致密气工业所采用的地面集输系统都是借用石油、天然气行业的成果，难以满足页岩气与致密气工业对地面集输系统的客观需求，突出的问题主要体现在以下几个方面：

1.页岩气与致密气的井口大部分处于偏远山区，地面集输系统施工较为困难，若所有井口均通过地面集输系统直接与集中处理站相连，则建设费用过高。

2.页岩气与致密气的井口在试采阶段(开井期与反排期)和正常生产大规模开采阶段所采用的地面集输系统不同，若根据井口所处的不同阶段来配套相应的地面集输系统，会极大增加生产成本。

实用新型内容

本实用新型目的是要提供一种能适用于页岩气与致密气的地面集输系统，来克服至少上述一个弊端。

特别地，本实用新型提供了一种适用于页岩气与致密气的地面集输系统，包括能够实现多点节流的集输装置，所述集输装置布置于井口与集中处理站之间；并且，与所述集中处理站距离小于预设距离的井口直接通过所述集输装置与所述集中处理站相连，与所述集中处理站距离大于所述预设距离的井口通过与所述集中处理站距离小于所述预设距离的井口串联进而通过所述集输装置与所述集中处理站相连，所述集输装置包括：

一次节流装置，布置于与所述集中处理站距离小于所述预设距离的井口；

一级安全阀，与所述一次节流装置的出口通过管线连接；

水合物抑制剂储罐，与所述一次节流装置的入口通过管线连接；

水浴式电加热器，与所述一次节流装置的出口通过管线连接；

二次节流装置，与所述水浴式电加热器的出口通过管线连接；

二级安全阀，与所述二次节流装置的出口通过管线连接；

两相分离器，与所述二次节流装置的出口通过管线连接；

外输管线，所述外输管线的入口与所述二次节流装置的出口连接，所述外输管线的出口连接外输装置；

计量分离器，所述计量分离器的入口与所述二次节流装置的出口通过管线连接，所述计量分离器的出口与所述外输管线通过管线连接；

气田水罐，与所述两相分离器的出口通过管线连接；

孔板流量计，与所述两相分离器的出口通过管线连接，并与所述气田水罐并联。

进一步地，还包括：

放空分离器，所述放空分离器的入口通过管线分别连接于所述一级安全阀的出口、所述二级安全阀的出口、所述两相分离器的出口连接，所述放空分离器的出口通过管线与所述气田水罐的入口连接。

进一步地，所述放空分离器的出口通过管线与所述放空火炬连接，且所述气田水罐与所述放空火炬并联。

进一步地，所述放空分离器的出口与所述气田水罐的入口之间通过管线连接有一隔膜泵。

进一步地，还包括：

水合物抑制剂计量泵，通过管线连接于所述水合物抑制剂储罐的出口与所述一次节流装置的入口之间。

进一步地，还包括：

脱水装置，与所述孔板流量计的出口通过管线连接。

进一步地，所述脱水装置包括：

原料气预冷器，所述原料气预冷器的出口通过管线连接有J-T阀的入口，所述J-T阀的出口通过管线连接有低温分离器的入口。

进一步地，所述一次节流装置与所述二次节流装置均为角式节流阀。

本实用新型具有如下优点：

由于本实用新型设置了通用性地面集输系统，使得井口能够采用串联的方式，具体地，与集中处理站距离较近的井口直接通过集输装置与集中处理站相连，与集中处理站距离较远的井口通过与集中处理站距离较近的井口串联进而通过集输装置与集中处理站相连。通过串联的方式，大大减小了施工量及建设费用。

由于本实用新型设置了通用性地面集输系统，并且以地面集输系统为基础可以根据不同阶段采用不同的工艺，不但能够满足试采阶段和正常生产大规模开采阶段的需要，同时也能满足开井期、反排期、正常生产期及生产后期的井口整个生产周期的需要。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的近端单井的地面集输系统的系统流程图；

图2是根据本实用新型一个实施例的近端双井的地面集输系统的系统流程图。

附图标记如下：

10-一级角式节流阀，11-一级安全阀，12-水合物抑制剂储罐，13-水浴式电加热器，14-二级角式节流阀，15-二级安全阀，16-两相分离器，17-气田水罐，18-孔板流量计，19-放空分离器，20-放空火炬，21-隔膜泵，22-水合物抑制剂计量泵，23-热量控制器。

具体实施方式

一种适用于页岩气与致密气的地面集输系统集输装置，包括能够实现多点节流的集输装置，该集输装置布置于井口与集中处理站之间；并且，近端井口直接通过集输装置与集中处理站相连，远端井口通过与近端井口串联进而通过集输装置与集中处理站相连。通过串联的方式，大大减小了施工量及建设费用。

本实用新型基于如下构思：集输装置在试采阶段井口通过一级角式节流阀10和二级角式节流阀14进行二次节流，在正常生产阶段井口仅通过二级角式节流阀14进行一次节流。此外，当井下采取了节流工艺时，井口仅通过二级角式节流阀14进行一次节流。

下面先介绍集输装置，再介绍使用集输装置的单井流程和双井流程。

如图1所示，在集输装置中一级角式节流阀10、水浴式电加热器13、二级角式节流阀14、两相分离器16顺序布置，两相分离器16后分别并联有孔板流量计18和气田水罐17。一级安全阀11与二级安全阀15分别通过管线与一级角式节流阀10的出口、二级角式节流阀14的出口连接，一级安全阀11与二级安全阀15用于防止超压工况的产生。一级角式节流阀10的入口通过管线与水合物抑制剂储罐12连接。例如，水合物抑制剂可以为甲醇，水合物抑制剂储罐12通过向井口注甲醇的方式控制节流后温度。水合物抑制剂计量泵22与水合物抑制剂储罐12连接，来控制水合物抑制剂的使用量。一外输管线的入口与二级角式节流阀14的出口连接，外输管线的出口连接外输装置。放空分离器19的入口通过管线分别与一级安全阀11的出口、二级安全阀15的出口、两相分离器16的出口连接，放空分离器19的出口通过管线分别与并联有气田水罐的17入口及放空火炬20。在放空分离器19的出口与气田水罐的入口之间通过管线连接有一隔膜泵21。由于本实用新型的地面集输系统具有通用性，使得井口能够采用串联的方式，通过串联的方式大大减小了施工量及建设费用。

图1是根据本实用新型一个实施例的适用于页岩气近端单井的地面集输系统的系统流程图。单井流程包括生产流程、安全卸放流程、污水外运流程、甲醇加注和缓蚀剂加注流程、清管通球流程和脱水流程，各流程分别详细叙述如下：

1)生产流程

①开井期与反排期：页岩气经过井口的一级角式节流阀10节流，同时水合物抑制剂储罐12经在水合物抑制剂计量泵22控制下向井口注甲醇来控制节流后温度比水合物形成温度高3度以上，页岩气然后经水浴式电加热器13加热以防止二次节流后续操作产生水合物。图1中的热量控制器23用于控制水浴式电加热器13的加热量。加热后的页岩气温度控制在60℃以下，经二级角式节流阀14进一步节流。此时分以下步骤：

若仅为单个单井，近端单井的页岩气随后通过两相分离器16进行气液分离，远端单井的页岩气选择外输至下一井口或集中处理站。两相分离器16分离出来的液体经过计量后进入气田水罐17储存，分离出的气体经过孔板流量计18进行计量后经调节阀调节进行外输。当孔板流量计18的出口通过管线连接有脱水装置时，分离出的气体进入脱水装置进行低温脱水，达到外输水露点要求后外输。此外，还可以将来自其它井口的页岩气经过预分离器进行气液分离后，与经过两相分离器16分离后的页岩气管线汇合后进入脱水装置进行低温脱水，预分离器分离出的污水进入气田水罐17。

若为串联单井，需要计量单井产量时页岩气随后进入与二级角式节流阀14出口相连的计量分离器来对分离后的气相与液相分别计量后汇合外输。如不需要计量单井产量，则经过二次节流阀节流后直接进入外输管线并通过外输装置外输至下一井口或集中处理站。来自其它井口的页岩气需要计量时，该页岩气进入计量分离器，气相与液相分别计量后汇合外输；不需计量时，直接进入外输管线外输至下一井口或集中处理站。

②正常生产期和生产后期：页岩气井进入正常生产期和生产后期后井口压力衰减从而无需一级角式节流阀10节流和水浴式电加热器13加热，因此页岩气直接进入二级角式节流阀14节流。此后页岩气处理步骤与上述开井期与反排期页岩气的处理步骤相同。

2)安全卸放流程

一级安全阀11和二级安全阀15分别设置在一级角式节流阀10和二级角式节流阀14后，用于防止超压工况的产生。放空后的页岩气进入放空分离器19，分离出游离水后进入放空火炬20进行焚烧，放空分离器19分离出的污水经过放空凝液泵增压输送至气田水罐17储存。

3)污水外运流程

气田水罐17内的污水可定期通过装车鹤管装车后外运。同时在反排期时，由于井口产出水较多，则在井口气田水罐17旁设置了两台临时储水罐，用于储存井口产出的反排水。反排水可通过水泵输至气田水罐17的装车汇管后装车外运。同时气田水罐17内的污水也可以自流至气田临时储水罐内进行储存。

4)甲醇加注和缓蚀剂加注流程

为了防止开井期和反排期井口形成水合物而被冻堵，水合物抑制剂储罐12为移动式橇装甲醇加注橇，用于对井口进行甲醇加注。同时在井口及集中处理站的出站处设置了加注口，必要时用于加注缓蚀剂以防止管线的腐蚀。

5)清管通球流程

设有发球筒一套，用于外输管线清管通球使用。在预分离器入口管线设有收球阀，用于外输管线清管通球时使用。脱水装置后的外输管线在出站管线上预留临时发球阀安装位置，用于外输管线增设清管通球设施使用。

6)脱水流程

脱水装置包括：原料气预冷器，原料气预冷器的出口通过管线连接有J-T阀的入口，J-T阀的出口通过管线连接有低温分离器的入口，低温分离器的出口分别连接有水浴式电加热器13及原料气预冷器。进入脱水装置的页岩气预冷后，经过J-T阀进行节流降温，然后进行气液分离，分离出的低温凝液进入井口水浴式电加热器13的另一套加热盘管加热后进入气田水罐17。低温分离器分离出的低温气体进入原料气预冷器回收冷量后外输。

图2是本实用新型一个实施例示意的双井流程，双井流程包括生产流程、安全卸放流程、污水外运流程、甲醇加注和缓蚀剂加注流程和清管通球流程，各流程分别详细叙述如下：

1)生产流程

①开井期及反排期：页岩气经过井口的一级角式节流阀10节流，同时水合物抑制剂储罐12经在水合物抑制剂计量泵22控制下向井口注甲醇来控制节流后温度比水合物形成温度高3度以上。然后与另一井口节流后的页岩气分别经过同一个水浴式电加热器13加热以防止二次节流后续操作产生水合物，加热后的温度控制在60℃以下，然后经过二级角式节流阀14节流后汇合。通过两相分离器16进行气液分离、分离出来的液体经过计量后进入气田水罐17储存，分离出的气体经过计后经调节阀调节进行外输。当双井串联且需要计量单井产量时，页岩气进入计量分离器来对分离后的气相与液相分别计量后汇合外输至下一井口或集中处理站，如不需要计量单井产量，则经过二次节流阀节流后直接进入外输管线外输。来自其它井口的页岩气通过同一个两相分离器16进行气液分离、分离出来的液体经过计量后进入气田水罐17储存，分离出的气体经过孔板流量计18进行计量经调节阀调节进行外输。

②正常生产期和生产后期：与单井流程相同，页岩气直接进入二级角式节流阀14节流。此后页岩气处理步骤与上述开井期与反排期页岩气的处理步骤相同。

安全卸放流程、污水外运流程、甲醇加注和缓蚀剂加注流程和清管通球流程与上述单井流程相对应的各流程相同，此处不再赘述。

以上，近端井口为与集中处理站距离小于预设距离的井口，远端井口为与集中处理站距离大于预设距离的井口。类似地，近端单井是指与集中处理站距离小于预设距离的单个井口，近端双井是指与集中处理站距离小于预设距离的两个井口，远端单井是指与集中处理站距离大于预设距离的单个井口。一次节流装置、一级安全阀、水浴式电加热器、二次节流装置等装置均可选择性的进行关闭操作以达到满足试采阶段和正常生产大规模开采阶段，以及满足井口整个生产周期(开井期、反排期、正常生产期和生产后期)的需要，从而能根据不同阶段采用不同的工艺来进一步满足页岩气整个开发周期生产需要。并且，预设距离可以根据具体工作需要来进行灵活设置。

以上仅以页岩气作为举例，因致密气与页岩气的集输环境相近，集输工艺也与上述页岩气集输工艺相近，此处不再赘述。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种适用于页岩气与致密气的地面集输系统，其特征在于，包括能够实现多点节流的集输装置，所述集输装置布置于井口与集中处理站之间；并且，与所述集中处理站距离小于预设距离的井口直接通过所述集输装置与所述集中处理站相连，与所述集中处理站距离大于所述预设距离的井口通过与所述集中处理站距离小于所述预设距离的井口串联进而通过所述集输装置与所述集中处理站相连，所述集输装置包括：

一次节流装置(10)，布置于与所述集中处理站距离小于所述预设距离的井口；

一级安全阀(11)，与所述一次节流装置(10)的出口通过管线连接；

水合物抑制剂储罐(12)，与所述一次节流装置(10)的入口通过管线连接；

水浴式电加热器(13)，与所述一次节流装置(10)的出口通过管线连接；

二次节流装置(14)，与所述水浴式电加热器(13)的出口通过管线连接；

二级安全阀(15)，与所述二次节流装置(14)的出口通过管线连接；

两相分离器(16)，与所述二次节流装置(14)的出口通过管线连接；

外输管线，所述外输管线的入口与所述二次节流装置(14)的出口连接，所述外输管线的出口连接外输装置；

计量分离器，所述计量分离器的入口与所述二次节流装置(14)的出口通过管线连接，所述计量分离器的出口与所述外输管线通过管线连接；

气田水罐(17)，与所述两相分离器(16)的出口通过管线连接；

孔板流量计(18)，与所述两相分离器(16)的出口通过管线连接，并与所述气田水罐(17)并联。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

放空分离器(19)，所述放空分离器(19)的入口通过管线分别连接于所述一级安全阀(11)的出口、所述二级安全阀(15)的出口、所述两相分离器(16)的出口连接，所述放空分离器(19)的出口通过管线与所述气田水罐(17)的入口连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述放空分离器(19)的出口通过管线与所述放空火炬(20)连接，且所述气田水罐(17)与所述放空火炬(20)并联。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述放空分离器(19)的出口与所述气田水罐(17)的入口之间通过管线连接有一隔膜泵(21)。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

水合物抑制剂计量泵(22)，通过管线连接于所述水合物抑制剂储罐(12)的出口与所述一次节流装置(10)的入口之间。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

脱水装置，与所述孔板流量计(18)的出口通过管线连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述脱水装置包括：

原料气预冷器，所述原料气预冷器的出口通过管线连接有J-T阀的入口，所述J-T阀的出口通过管线连接有低温分离器的入口。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述一次节流装置(10)与所述二次节流装置(14)均为角式节流阀。