CN204532296U - 无人值守移动泡沫剂注入橇块 - Google Patents

Abstract

一种无人值守移动泡沫剂注入橇块，包括承载车部分以及坐落其上的工作部分，工作部分包括外部的可拆卸箱体以及位于箱体内部的泡沫剂注入橇块；泡沫剂注入橇块包括药剂储存单元、药剂注入单元以及自控配电单元；药剂储存单元包括药剂罐、换热单元；药剂注入单元包括通过泡沫剂管线以及其上的高压泡沫剂计量阀组与药剂罐连接的注入泵、与注入泵出口管线连接的氮气管线以及其上的高压氮气计量阀组；自控配电单元包括配电柜以及PLC控制柜。本实用新型采用车载形式，采用常规牵引车头即可，转运费用低；内部自控设施完备，重要设备运行参数就地显示，实时传输，由集中监控室统一远程监控管理，实现无人值守，大大降低工人劳动强度。

Description

无人值守移动泡沫剂注入橇块

技术领域

本发明涉及油气井蒸汽驱堵调作业技术领域，具体是一种用于地面设施不完备的油田边远区块向注入井进行注水、注聚、注氮气泡沫剂等作业的泡沫剂注入橇块。

背景技术

目前胜利油田下辖的油田中部分为稠油油藏，自上世纪80年代陆续开展注汽开发，蒸汽吞吐及蒸汽驱是大幅度提高稠油油藏采收率重要手段。但在蒸汽驱过程中，在压力场和温度场的共同作用下，砂岩储层被溶蚀，固体颗粒运移，形成“大孔道”；生产过程中，稠油携带泥砂，加剧了大孔道的发育，促进了汽窜的发生，汽窜形成后井口温度、日产液量、含水大幅上升，生产井日产油量锐减。为持续提高生产井采收率，控制蒸汽驱汽窜，需对生产井蒸汽驱进行调剖作业，采取以高温氮气泡沫、温敏凝胶、热固性堵剂为主3种封堵调剖技术，有针对性的进行封堵调剖，调整蒸汽在油藏中的运移方向，延长蒸汽突破的时间，大幅度提高蒸汽的波及效率，提高蒸汽的热利用率和开发效果。

高温氮气泡沫调剖由于重力分异、遇油不稳定、运移再生等特性，可以实现蒸汽驱超覆治理。高温氮气泡沫调剖技术广泛应用于胜利油田热采吞吐井，对弱边底水引起的高含水以及邻井汽窜问题有着显著治理作用。

为配合生产井调剖作业，对于注入井多、注入规模大的油田，通常建设固定注入站，主要包括：制氮注氮设施，药剂储罐，注入泵橇块及配套设施组成。固定站通常建于在开发区域中心位置，位置相对集中，便于管理。由于高温氮气泡沫剂注入有周期性，站外需独立新建高压氮气泡沫剂管线，投资较高，而且在调剖间歇期设备停滞使用率低。对于注入井少、注入规模小的油田，设置临时注氮设施将设备集中改为车载或露天布置于注汽井场，包括高压制氮注氮车、车载泡沫剂储罐、临时注入泵3部分，通过高压管线接入注汽井。临时注氮设施可以在各井场搬运，能够基本满足注氮迫切需求，减少外部管网建设，节省投资。但对于春风油田地处新疆戈壁地区冬季温度低、泡沫剂要求温度控制严格，冬季低温药剂及设备易冻结；同时设备多、搬运次数多增加了管理难度。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有设施存在的上述缺陷，提供一种具有无人值守功能、可移动的泡沫剂注入橇块，与制氮注氮车(该车型技术成熟并应用广泛)组合运行，置于注入井井场，为1～2口井注入高压氮气泡沫剂，减少高压氮气泡沫剂管线建设，节约投资，同时可做到移动托运、快速安装、远程监控，大大降低现场人员劳动强度。

本实用新型的技术方案是：包括承载车部分以及坐落其上的工作部分，所述工作部分包括外部的可拆卸箱体以及位于箱体内部的泡沫剂注入橇块；所述泡沫剂注入橇块包括药剂储存单元、药剂注入单元以及自控配电单元；所述药剂储存单元包括药剂罐、换热单元，所述药剂罐的外部设有进料管线以及进料泵、内部设有多组换热管线以及搅拌装置，且所述换热单元与换热管线连接构成循环换热系统；所述药剂注入单元包括通过泡沫剂管线以及其上的高压泡沫剂计量阀组与药剂罐连接的注入泵、与注入泵出口管线连接的氮气管线以及其上的高压氮气计量阀组；所述自控配电单元包括用于系统中各个用电单元供电的配电柜以及用于监测系统运行状态并能够远程传输信号的PLC控制柜。

上述撬块工作原理为：无人值守移动泡沫剂注入橇块整体采用车载形式，方便运输，无需吊车及运输车，采用常规牵引车头即可，降低转运费用，当撬块托运至井场(药剂罐尽可能保持空罐)后，橇块拖车（承载车部分）自带液压千斤顶落下，自井场配电箱接入外接电源。药剂罐车将配置好的泡沫剂经进料泵以及进料管线注入药剂罐，换热单元开启，确保泡沫剂达到要求温度；其次用高压软管(自带卡箍接口)将注氮车与高压氮气计量阀组联通，高压泡沫剂计量阀组出口接入注入井井口；最后开启泡沫剂注入橇块的自控设施，确保监控设施正常工作。PLC控制柜用于监测系统泡沫剂注入橇块常用的控制参数，比如温度、压力、流量、液位以及各个泵的运行参数等，同时能够通过无线采集传输模块传输至远程监控室集中管理。配电柜通过外接电源，为箱体内橇块照明、视频摄像头供电；为泡沫剂注入橇块进料泵、搅拌机、循环导热油泵、隔膜式计量泵提供动力用电；为导热油箱电热器提供电力；为电磁流量计、压力变送器、RTU无线传输设备等自控仪表提供电力。

上述方案可进一步改进为：

所述可拆卸箱体为长方体状，所述药剂罐为钢制方形常压罐，其前后两侧紧分别邻箱体、左侧分别并列布置换热单元和自控配电单元、右侧布置药剂注入单元。药剂罐容积较大，占整个箱体近40%容积，药剂罐两侧紧邻可拆卸箱体，无法通过，这样既能最大限度利用空间，同时确保整个橇块重心基本位于中部，避免托运时重心偏移导致橇块倾覆危险。

所述可拆卸箱体上设有用于整体吊装的吊耳；吊耳优选安装在底板上，并可承载整套设备运行。

可拆卸箱体可以保护橇块内部设备并延长其使用寿命，所述可拆卸箱体由底座以及四周和顶部的彩钢板拼合而成，且彩钢板上设有保温层，其一便于快速拼装以及拆卸，其二便于冬季的保温。

所述可拆卸箱体内设有视频摄像头，所述药剂罐内分别安装液位传感器以及温度控制器，且所述视频摄像头、液位传感器以及温度控制器分别与PLC控制柜连接；视频摄像头优选两个且分别安装在箱体的两端，多方位监控不留死角；液位传感器以及温度控制器分别用于监控药剂罐内液体的液位以及温度。

箱体采用外部开门窗方式，即所述可拆卸箱体上设有对开门及窗户；具体设计可以为：厢体前后设有对开门便于日常操作，两侧设有对开门及窗户便于设备维修及夏季通风，厢顶窗口便于采光及搅拌机检修，解决因药剂罐过大操作空间狭小不便检修操作问题；

所述高压泡沫剂计量阀组包括连接在注入泵进口管线上的高压截止阀、电磁流量计以及连接在注入泵出口管线高压调节阀、高压止回阀、压力变送器、高压卡箍接口；所述高压氮气计量阀组包括连接在氮气管线上的高压截止阀、电磁流量计、高压调节阀、高压止回阀、压力变送器、高压卡箍接口。本实用新型中的内置计量阀组是其他泡沫剂橇块不具备的，可实现就地计量、现场调节，精细化管理；计量阀组配备高压卡箍接口，安全方便，易于安装，其中高压氮气计量阀组中的高压卡箍接口与注氮车连接，高压泡沫剂计量阀组中的高压卡箍接口用于与注入井井口连接。

换热单元的目的是为了保持药剂罐内的温度，换热方式可以采用多种，比如我们优选设计为：所述换热单元为导热油换热单元，其包括导热油箱以及与其连接的至少一台循环导热油泵；所述导热箱体内设有恒温加热器，恒温加热器可以选择为电加热器；增加导热油设施可以确保泡沫剂保持在40℃～50℃最佳药性温度。

所述PLC控制柜内设有RTU无线采集传输模块，即配备RTU无线传输功能，将箱体内部设备运行工况信号远传，实现远程监控。

所述注入泵优选为隔膜式计量泵，比如可以设计为JG-TM隔膜式计量泵两台(单台流量可自动调节0～400L/h， Q=400L/h ，P=10MPa ，N=3.0kW),需求量大时两台同时开启。

本实用新型的结构合理，制作成本低，适宜推广使用，与现有技术相比，具有以下有益效果是：

(1) 泡沫剂注入橇块采用车载形式，方便运输，无需吊车及运输车，采用常规牵引车头即可，转运费用低；

(2) 外部安装彩钢板箱体，保护橇块内部设备，厢体前后设有对开门便于日常操作，两侧设有对开门及窗户便于设备维修及夏季通风，厢顶窗口便于采光及搅拌机检修；

(3) 药剂罐为钢制方形常压罐(外形尺寸6m×2m×2.2m)，有效容积达22m³储存更多泡沫剂，约为中型罐车满罐容积，可满足单口注入井4天用量，大大减少装车次数。相对于现场临时注入橇块，增加导热油设施确保泡沫剂保持在40℃～50℃最佳药性温度；

(4)注入泵选择JG-TM隔膜式计量泵2台，该泵流量可自动调节,计量准确，根据生产需要排量可在0～800L/h区间范围内选择，适应性强；内置计量阀组是其他泡沫剂橇块不具备的，可实现就地计量、现场调节，精细化管理；计量阀组配备高压卡箍接口，安全方便，易于安装。

(5) 内部自控设施完备，重要设备运行参数就地显示，实时传输，设备正常运行时，操作人员可离开现场，由集中监控室统一远程监控管理，实现无人值守，大大降低工人劳动强度。

附图说明

图1是本实用新型的外部示意图；

图2是本实用新型的泡沫剂注入橇块内部示意图；

图3是本实用新型的泡沫剂注入橇块设备安装图。

图4是图3的俯视图；

图5是药剂罐的右视图；

图6是药剂罐的左视图；

图中：1、拖车，2、可拆卸箱体，3、对开门，4、窗户，5、药剂罐，6、搅拌机，7、导热油箱，8、循环导热油泵，9、配电柜，10、PLC控制柜，11、进料泵，12、进料管线，13、泡沫剂管线，14、隔膜式计量泵，15、氮气管线，16、液位传感器，17、排气口，18、温度控制器，19、防震压力表，20、安全阀，21、高压止回阀，22、缓冲器，23、高压调节阀，24、高压截止阀，25、过滤器，26、电磁流量计，27、人孔，28、进水口，29、导热油排气口，30、导热油加油口，31、导热油加热器，32、导热油进口，33、导热油出口，34、溢流口，35、排污口，36、上罐直梯，37、导热油换热管线，38、底座，39、保温层，40、进料口。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本实用新型做进一步的说明。

参见图1-6，一种无人值守移动泡沫剂注入橇块，包括拖车1以及坐落其上的工作部分，工作部分包括外部的可拆卸箱体2以及位于箱体内部的泡沫剂注入橇块；可拆卸箱体2为长方体状(外形尺寸为11m×2.3m×2.7m)，其由底座38以及四周和顶部的彩钢板拼合而成，且彩钢板上设有保温层39，可拆卸箱体2侧面上设有对开门3及窗户4，可拆卸箱体2的底座（底板）还设有用于整体吊装的吊耳、内部的两端分别安装视频摄像头。

泡沫剂注入橇块包括药剂储存单元、药剂注入单元以及自控配电单元；药剂储存单元包括药剂罐5、换热单元，药剂罐5为钢制方形常压罐(外形尺寸6m×2m×2.2m)，其前后两侧分别紧邻可拆卸箱体、左侧分别并列布置换热单元和自控配电单元、右侧布置药剂注入单元（即橇块右侧为药剂注入区，箱体设对开门及防盗窗，便于设备操作、检修、采光、散热；橇块左侧为自控配电区，箱体设对开门及防盗窗，便于电气设施维修）。自控配电单元包括用于系统中各个用电单元供电的配电柜9以及用于监测系统运行状态并能够远程传输信号的PLC控制柜10，PLC控制柜10用于监测系统泡沫剂注入橇块常用的控制参数，比如温度、压力、流量、液位以及各个泵的运行参数等，同时能够通过RTU无线采集传输模块传输至远程监控室集中管理。配电柜9通过外接电源，为箱体内橇块照明、视频摄像头供电；为泡沫剂注入橇块进料泵、搅拌机、循环导热油泵、隔膜式计量泵提供动力用电；为导热油箱电热器提供电力；为电磁流量计、压力变送器、RTU无线传输设备等自控仪表提供电力。

药剂罐5的一侧通过进料口40连接进料管线12以及进料泵11、另一侧设有溢流口34和排污口35、顶部设有进水口28、内部设有多组导热油换热管线37以及三套搅拌机6，为了便于维护操作，药剂罐5侧面还设有上罐直梯37、顶面设有人孔27，药剂罐5内还分别安装液位传感器16以及温度控制器18，且液位传感器以及温度控制器分别与PLC控制柜10连接。

换热单元为导热油换热单元，其包括导热油箱7以及与其并排连接的两台循环导热油泵8；导热箱体7内设有导热油加热器31，且由PLC控制柜10控制运转，导热箱体7的顶部设有导热油排气口29和导热油加油口30，循环导热油泵8、导热油箱7分别通过导热油进口32、导热油出口33与药剂罐5内的导热油换热管线37连接构成循环换热系统。

药剂注入单元包括通过泡沫剂管线13以及其上的高压泡沫剂计量阀组与药剂罐5连接的隔膜式计量泵14（注入泵可以选择JG-TM隔膜式计量泵2台，该泵流量可自动调节,计量准确，根据生产需要排量可在0～800L/h区间范围内选择，适应性强）、与隔膜式计量泵14出口管线连接的氮气管线15以及其上的高压氮气计量阀组；高压泡沫剂计量阀组包括连接在隔膜式计量泵14进口管线上的高压截止阀24、电磁流量计26以及连接在注入泵出口管线高压调节阀23、高压止回阀21、压力变送器（或者通过缓冲器安装的防震压力表19）、安全阀20、高压卡箍接口；高压氮气计量阀组包括连接在氮气管线上的高压截止阀、电磁流量计、高压调节阀、高压止回阀、压力变送器、高压卡箍接口，其与高压泡沫剂计量阀组的组成基本一样。

本装置的工作过程如下：

前期准备工作：首先确认调剖作业生产井，将本实用新型的泡沫剂注入橇块托运至该井场(药剂罐尽可能保持空罐)，橇块拖车自带液压千斤顶落下，自井场配电箱接入外接电源。药剂罐车将配置好的泡沫剂经进料泵输至泡沫剂注入橇块，导热油橇块（换热单元）开启，确保泡沫剂达到要求温度；其次用高压软管(自带卡箍接口)将注氮车与注入橇块高压氮气计量阀组联通，高压泡沫剂计量阀组出口接入注入井井口；最后开启泡沫剂注入橇块的自控设施，确保监控设施正常工作。

中期开机运行：注汽井调剖方案根据具体方案具体设计，本次参考春风油田排601北区蒸汽驱堵调方案，注汽井注入高温高压氮气1～3d后开始注泡沫剂，持续混注约7d后，泡沫剂停注，高温高压氮气与蒸汽混注5d，氮气停注，结束堵调调剖作业，后期恢复正常注蒸汽。因此高压软管连接后，制氮注氮车开启，提供高温高压浓度达标的氮气，输至泡沫剂橇块氮气计量阀组，经计量监控后注入注汽井；后期开启泡沫剂橇块隔膜式计量泵经泡沫剂计量阀组计量监控，与高温高压氮气混合注入注汽井。设备开启正常运行后，现场管理人员不必全天值班，定期巡检(1～4次/d)即可，泡沫剂橇块内自控设施将生产数据实时传输至中心管理站。

后期停机转运：结束堵调调剖作业后，制氮注氮车停机、泡沫剂橇块停机，药剂罐内泡沫剂清除。橇块间高压软管拆卸，泡沫剂橇块外接电源断开。制氮注氮车自行撤离，泡沫剂橇块由拖车牵引至下一处等待调剖作业的注汽井井场。

Claims (10)

1.一种无人值守移动泡沫剂注入橇块，其特征在于：包括承载车部分以及坐落其上的工作部分，所述工作部分包括外部的可拆卸箱体以及位于箱体内部的泡沫剂注入橇块；所述泡沫剂注入橇块包括药剂储存单元、药剂注入单元以及自控配电单元；所述药剂储存单元包括药剂罐、换热单元，所述药剂罐的外部设有进料管线以及进料泵、内部设有多组换热管线以及搅拌装置，且所述换热单元与换热管线连接构成循环换热系统；所述药剂注入单元包括通过泡沫剂管线以及其上的高压泡沫剂计量阀组与药剂罐连接的注入泵、与注入泵出口管线连接的氮气管线以及其上的高压氮气计量阀组；所述自控配电单元包括用于系统中各个用电单元供电的配电柜以及用于监测系统运行状态并能够远程传输信号的PLC控制柜。

2.根据权利要求1所述的无人值守移动泡沫剂注入橇块，其特征在于：所述可拆卸箱体为长方体状，所述药剂罐为钢制方形常压罐，其前后两侧分别紧邻可拆卸箱体、左侧分别并列布置换热单元和自控配电单元、右侧布置药剂注入单元。

3.根据权利要求1所述的无人值守移动泡沫剂注入橇块，其特征在于：所述可拆卸箱体上设有用于整体吊装的吊耳。

4.根据权利要求1所述的无人值守移动泡沫剂注入橇块，其特征在于：所述可拆卸箱体由底座以及四周和顶部的彩钢板拼合而成，且彩钢板上设有保温层。

5.根据权利要求1所述的无人值守移动泡沫剂注入橇块，其特征在于：所述可拆卸箱体内设有视频摄像头，所述药剂罐内分别安装液位传感器以及温度控制器，且所述视频摄像头、液位传感器以及温度控制器分别与PLC控制柜连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的无人值守移动泡沫剂注入橇块，其特征在于：所述可拆卸箱体上设有对开门及窗户。

7.根据权利要求1所述的无人值守移动泡沫剂注入橇块，其特征在于：所述高压泡沫剂计量阀组包括连接在注入泵进口管线上的高压截止阀、电磁流量计以及连接在注入泵出口管线高压调节阀、高压止回阀、压力变送器、高压卡箍接口；所述高压氮气计量阀组包括连接在氮气管线上的高压截止阀、电磁流量计、高压调节阀、高压止回阀、压力变送器、高压卡箍接口。

8.根据权利要求1所述的无人值守移动泡沫剂注入橇块，其特征在于：所述换热单元为导热油换热单元，其包括导热油箱以及与其连接的至少一台循环导热油泵；所述导热箱体内设有恒温加热器，且所述恒温加热器由PLC控制柜控制运转。

9. 根据权利要求1所述的无人值守移动泡沫剂注入橇块，其特征在于：所述PLC控制柜内设有RTU无线采集传输模块。

10.根据权利要求1所述的无人值守移动泡沫剂注入橇块，其特征在于：所述注入泵为隔膜式计量泵。