CN211258582U - 双管分注co2地面测调装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及双管分注CO2地面测调装置，应用于油田开发井CO2分注。本实用新型的装置，其三通分别与总管线和二条分管线连接，总管线连接有阀门、流量计和压力计，分管线一或/和分管线二上还包括安装有可调减压器、差压计、温度计和放空阀。在总管线或分管线上设置换热器。可调减压器包括2级以上节流喷嘴串联安装。可调减压器在节流喷嘴下游正对喷口处设置挡板。温度计安装在安装总成上。由于安装了2级以上喷嘴，通过逐级减压实现了大节流压差，且对喷嘴的冲蚀小，更能保证流量调节的长期准确性，安装的换热器防止了冰堵问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业油田开发分层注气技术领域，特别是一种双管分注 CO2地面测调装置。
背景技术
在油田分层注水技术中，同心双管分注是一项常用技术。这项技术的主要特征是在井下安装两层同心相套的油管，在外油管上安装分层可洗井封隔器，在分层封隔器附近设置一个密封内外油管环空的插入装置，实现内外油管环空向上油层注水，内油管向下油层注水。
该技术的地面装置与常规注水井的地面装置不同。中国专利申请号201721157413.6，专利名称“双管分注地面配套装置”公开了这样一种同心双管分注地面装置。该装置由双管汇系统组成，所述双管汇系统包括四通、上管路及下管路，所述的上管路及下管路并联后与四通的两个接口连接，上管路及下管路中均包括：锥座式油管头、压力表、涡街流量计及微调式注水阀。所述的上管路及下管路中的两个锥座式油管头，呈上下布置，其上层锥座式油管头与下层锥座式油管头法兰连接。所述的下层锥座式油管头3-1/2NU锥座式油管头，上层锥座式油管头为2-3/8NU锥座式油管头。所述的上层锥座式油管头及下层锥座式油管头的左右两端口分别连接左右闸阀，其中上层锥座式油管头通过四通依次管路连接上层截止阀、上层涡街流量计及上层微调式注水阀构成上管路，上层压力表通过上层截止阀连接在上管路上，上层锥座式油管头的右闸阀管路连接上层油管；下层锥座式油管头通过上层锥座式油管头的左闸阀依次管路连接下层截止阀、下层涡街流量计及下层微调式注水阀构成下管路，下层压力表通过下层截止阀连接在下管路上，下层锥座式油管头的右闸阀管路连接下层油管。所述的微调式注水阀，其阀体内设两个相互垂直的阀芯，其中之一是微调阀，另一个是洗井阀。
与通用地面装置相比不同之处在于，这套装置的井口部分是两套四通，有两个油管挂。
同心双管分注技术现在也应用到了CO2驱分注井上，上述“双管分注地面配套装置”用于分注CO2不能满足需求，主要表现在：
1、CO2的粘度很低，常规节流器针对CO2的减压能力差，不能满足注气工程对减压的要求。
2、气体减压会急剧吸热，CO2温度不高时可能造成结冰堵塞节流器。
发明内容
为解决上述技术问题，发明了双管分注CO2地面测调装置，解决了注气调压和预防冰堵的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
双管分注CO2地面测调装置，三通分别与总管线、分管线一和分管线二连接，总管线连接有阀门、流量计和压力计，分管线一或/和分管线二连接阀门和流量计，在分管线一或/和分管线二上还安装有可调减压器、差压计、温度计和放空阀，温度计安装在可调减压器之后。
在所述的总管线或分管线一或分管线二上于可调减压器之前设置换热器。所述的可调减压器包括2级以上节流喷嘴串联安装在外管中。所述的可调减压器在节流喷嘴下游正对喷口处设置挡板。
所述的节流喷嘴是由可换喷嘴和嘴座共同构成，可换喷嘴共轴安装在嘴座的内孔中，在嘴座的内孔中设置挡板，嘴座相串联连接形成节流喷嘴组，节流喷嘴组安装在端头上并一同连接在外管的一端。
所述的温度计是安装在安装总成上。所述的安装总成包括套装在一起的外管和内管，内管设有沉孔，沉孔中灌有液体，温度计的传感器插入液体中。所述的液体是防冻液或导热油或液压油或乙醇溶液或水。
本发明的技术优点在于：
1、本发明的装置安装了2级以上串联可调节流喷嘴，通过逐级减压来实现注气工程对大节流压差的需求。
2、换热器加热CO2，可以防止CO2减压吸热造成的冰堵问题。
3、安装的差压计和温度计更便于计算节流喷嘴的尺寸。
4、串联的节流喷嘴组方便从可调减压器中取出，喷嘴更换方便。
5、与一级减压装置相比，本发明的喷嘴级数多，流经每一级喷口的CO2流速低，对喷嘴的冲蚀破坏小，更能保证流量调节的长期准确性。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：
图1是双管分注CO2地面测调装置优选实施例一的结构示意图。
图2是双管分注CO2地面测调装置优选实施例二的结构示意图。
图3是双管分注CO2地面测调装置优选实施例三的结构示意图，图中换热器安装在了分管线上。
图4是双管分注CO2地面测调装置优选实施例四的结构示意图，图中只有一路分管线安装了流量计和可调减压器。
图5是双管分注CO2地面测调装置优选实施例五的结构示意图，图中只有一路分管线安装了流量计、可调减压器和换热器。
图6是可调减压器的优选实施例一的结构示意图。
图7是可调减压器的优选实施例二的结构示意图。
图8是温度计安装总成的结构示意图。
图中：1-总管线，2-阀门，3-换热器，4-流量计，5-压力计，6-分管线一， 7-温度计，8-差压计，9-可调减压器，10-放空阀，11-三通，12-分管线二， 13-针形阀，401-节流喷嘴，402-挡板，403-减压外管，404-喷口，501-端头， 502-进气管，503-可换喷嘴，504-嘴座，505-出气管，201-安装总成，602-内管，603-液体，604-传感外管，605-传感器。
具体实施方式
见图1所示，双管分注CO2地面测调装置，三通11分别与总管线1、分管线一6和分管线二12连接，总管线连接有阀门2、流量计4和压力计5，分管线一和分管线二均连接阀门和流量计，在分管线一和分管线二上还安装有可调减压器9、差压计8、温度计7和放空阀10，温度计7安装在可调减压器9之后。这个装置的配置适用于供CO2管线压力较高，需要分二路减压后注气。为了方便拆装，如图中所示，一般在压力计和管线之间安装针形阀13，由于差压计有两条压力管线分别连接在可调减压器前后，因此差压计与管线连接之间安装了两个针形阀13。安装差压计和温度计的目的是为节流喷嘴的调整提供计算依据。当然，差压计8也可以使用一个压力计替代，替代的压力计安装在可调减压器9之后，通过计算所述的替代压力计与压力计5的压力差来获得可调减压器9的节流压差，这样的压力计替代方法以下不再赘述。
高压CO2减压后会吸热，造成CO2和管路急剧降温，当温度降到CO2冰点时会产生管路冰堵。为解决这一问题，当二条分管线减压后都可能产生冰堵时，在总管线上设置换热器3，给CO2升温到一定的温度，使减压后的CO2高于冰点温度。
换热器是已知技术，油田上常用的换热器是水套炉。
见图2所示的优选实施例，双管分注CO2地面测调装置，三通11分别与总管线1、分管线一6和分管线二12连接，总管线连接有阀门2、流量计4和压力计5，分管线一和分管线二均连接阀门和流量计，在分管线一和分管线二上还安装有可调减压器9、差压计8、温度计7和放空阀10，温度计7安装在可调减压器9之后。在压力计和管线之间安装针形阀13，差压计与管线连接之间安装了两个针形阀13。这个装置的配置适用于供CO2管线压力较高，需要分二路减压后注气且减压后不会发生管路冰堵的情况。
见图3所示的优选实施例，本装置是应用在来气压力较高，两路分管线都需要减压注入，且其中一路分管线减压节流压差较大，减压后可能产生冰堵，需要对该路来气升温以消除冰堵的情况。其具体的实施方式是：三通11分别与总管线1、分管线一6和分管线二12连接，总管线1连接有阀门2、流量计 4和压力计5，分管线一和分管线二均连接阀门和流量计，在分管线一和分管线二上还安装有可调减压器9、差压计8、温度计7和放空阀10，温度计7安装在可调减压器9之后。在压力计和管线之间安装针形阀13，差压计与管线连接之间安装了两个针形阀13。换热器3安装在其中一路分管线上，可安装在分管线一6上，也可安装在分管线二12上，换热器3安装在可调减压器9之前。
见图4所示的优选实施例，本装置与图2所示装置不同的是二路分管线中只有其中一路分管线安装了阀门、流量计、可调减压器、差压计、温度计和放空阀。图4所示装置的配置适用于对油层条件清楚掌握，地面二路注气管线中只需要对其中一路注气进行减压的情况。其具体的连接方式是：三通11分别与总管线1、分管线一6和分管线二12连接，总管线连接有阀门2、流量计4 和压力计5，分管线一6连接阀门和流量计，在分管线一6上还安装有可调减压器9、差压计8、温度计7和放空阀10，温度计7安装在可调减压器9之后。在压力计和管线之间安装针形阀13，差压计与管线连接之间安装了两个针形阀 13。
见图5所示的优选实施例，本装置与图4所示装置不同的是在安装了阀门、流量计、可调减压器、差压计、温度计和放空阀的一路分管线上还安装了换热器3。图5所示装置的配置适用于对油层条件清楚掌握，地面二路注气管线中只需要对其中一路注气进行减压且减压后会发生冰堵的情况。其具体的连接方式是：三通11分别与总管线1、分管线一6和分管线二12连接，总管线连接有阀门2、流量计4和压力计5，分管线一6连接阀门和流量计，在分管线一6 上还安装有可调减压器9、差压计8、温度计7和放空阀10，温度计7安装在可调减压器9之后。在压力计和管线之间安装针形阀13，差压计与管线连接之间安装了两个针形阀13。可调减压器9之前于分管线一6上设置换热器3。
见图6所示，所述的可调减压器9包括2级以上节流喷嘴401串联安装在减压外管403中。为了进一步增加每级节流喷嘴的减压值，在节流喷嘴401下游正对喷口404处设置挡板402。所述的喷口是指图中节流喷嘴401内孔中直径最小之处。所述的下游是指流体流经喷口404后的流道段。
采用2级以上节流喷嘴串联减压的好处是，可以把总减压值分到每级节流喷嘴上。这样，喷嘴级数多，流经每一级喷口的CO2流速低，对喷嘴的冲蚀破坏小，更能保证流量调节的长期准确性。再者，由于气体的特殊性，当喷口尺寸一定时，其减压的最大值是一个定值，单级节流喷嘴可能不能实现工程上对较大减压值的减压需求。
见图7所示，所述的节流喷嘴401是由可换喷嘴503和嘴座504共同构成，可换喷嘴503共轴安装在嘴座504的内孔中，在嘴座的内孔中设置挡板402，嘴座504相串联连接形成节流喷嘴组，节流喷嘴组安装在端头501上并一同连接在减压外管403的一端。这样设计的优点是，调整减压值时，只需更换可换喷嘴503，操作方便，有利于减少成本。图中所示进气管502是CO2入口，出气管505是减压后的CO2出口。
在可调减压器中，节流喷嘴401或可换喷嘴503的喷口尺寸可以相同，也可以不相同。
市场上在售温度计一般是把温度传感器安装在一根金属管中，所述的金属管耐压能力常常不足，在应用于高压管路测温时，需要对所述的金属管进行压力防护。为解决这一问题，如图4所示，所述的温度计7是安装在安装总成201 上，安装总成201安装在管路上。管路中的压力由安装总成承担，而所述的温度传感器金属管不承担压力。见图8所示，所述的安装总成201包括套装在一起的传感外管604和内管602，内管设有沉孔，沉孔中灌有液体603，温度计的传感器605插入液体中。需要说明的是，本发明装置的所有实施例只要工况需要都应配置安装总成201。
所述的液体应该根据管线中CO2的温度来选择，原则是低温不能固化，高温不能气化，以高导热系数为好。如CO2的冰点约为－56℃，如果管线中的CO2温度是零下状态，可以使用乙醇或高浓度乙醇溶液，不同液体的冰点和沸点参数可以查找相关资料，这里不一一赘述。为了降低成本，应选择市场在售液体，如防冻液、导热油、液压油、乙醇、水或其混合物，汞也可以使用。
在CO2驱油田注气现场，CO2常常以液态增压泵注。当CO2输送到井口时，由于距离远近不同，CO2相态会产生较大变化，可能是液态、气态、超临界或其混合状态。对于相态不定的CO2，常规的孔板流量计、涡街流量计等难以准确计量，最好使用质量流量计进行计量。
本发明的双管分注CO2地面测调装置，其使用方法是，
a、安装方法：总管线与来CO2管线相接，分管线连接分两种情况，
①安装了可调减压器的分管线一和分管线二分别与注气树的两个注气接口连接；
②安装了可调减压器的分管线一或分管线二与注气压力低的注气树接口连接，未安装可调减压器的分管线一或分管线二与注气压力高的注气树接口连接；
b、调压方法：从可调减压器上拆下端头带出节流喷嘴，调整节流喷嘴或可换喷嘴的尺寸，重新装回可调减压器。
显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.双管分注CO2地面测调装置，三通（11）分别与总管线（1）、分管线一（6）和分管线二（12）连接，总管线连接有阀门（2）、流量计（4）和压力计（5），分管线一或/和分管线二连接阀门和流量计，其特征在于，在分管线一或/和分管线二上还安装有可调减压器（9）、差压计（8）、温度计（7）和放空阀（10），温度计安装在可调减压器之后。
2.根据权利要求1所述的双管分注CO2地面测调装置，其特征在于，在所述的总管线或分管线一或分管线二上于可调减压器之前设置换热器（3）。
3.根据权利要求1所述的双管分注CO2地面测调装置，其特征在于，所述的可调减压器（9）包括2级以上节流喷嘴（401）串联安装在减压外管（403）中。
4.根据权利要求3所述的双管分注CO2地面测调装置，其特征在于，所述的可调减压器（9）在节流喷嘴（401）下游正对喷口处设置挡板（402）。
5.根据权利要求3或4所述的双管分注CO2地面测调装置，其特征在于，所述的节流喷嘴（401）是由可换喷嘴（503）和嘴座（504）共同构成，可换喷嘴（503）共轴安装在嘴座（504）的内孔中，在嘴座的内孔中设置挡板（402），嘴座（504）相串联连接形成节流喷嘴组，节流喷嘴组安装在端头（501）上并一同连接在减压外管（403）的一端。
6.根据权利要求1～4任一权利要求所述的双管分注CO2地面测调装置，其特征在于，所述的温度计（7）是安装在安装总成（201）上。
7.根据权利要求5所述的双管分注CO2地面测调装置，其特征在于，所述的温度计（7）是安装在安装总成（201）上。
8.根据权利要求6所述的双管分注CO2地面测调装置，其特征在于，所述的安装总成（201）包括套装在一起的传感外管（604）和内管（602），内管设有沉孔，沉孔中灌有液体，温度计的传感器（605）插入液体中。
9.根据权利要求7所述的双管分注CO2地面测调装置，其特征在于，所述的安装总成（201）包括套装在一起的传感外管（604）和内管（602），内管设有沉孔，沉孔中灌有液体，温度计的传感器（605）插入液体中。
10.根据权利要求8所述的双管分注CO2地面测调装置，其特征在于，所述的液体是防冻液或导热油或液压油或乙醇溶液或水。
11.根据权利要求9所述的双管分注CO2地面测调装置，其特征在于，所述的液体是防冻液或导热油或液压油或乙醇溶液或水。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110159235A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-08-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 双管分注co2地面测调装置及其使用方法 |
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2019
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