CN216110662U - Co2混相驱油工艺装置 - Google Patents

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彭兆强
房建
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Abstract

本实用新型公开了一种CO2混相驱油工艺装置，其包括喂液泵、注入泵和加热器，喂液泵的液相出口与注入泵的入口连通，注入泵的液相出口与加热器的入口连通，其特征在于，还包括缓冲罐，所述缓冲罐包括第一入口、第二入口，喂液泵的气相出口与缓冲罐的第一入口连通，注入泵的气相出口与缓冲罐的第二入口连通，缓冲罐还包括用于与液态CO2储罐连通的第一出口。本实用新型增设缓冲罐有效解决管路冻堵问题，并对加热装置进行改进以提高液态CO2的汽化速度，进而提高CO2驱油效率，且该CO2混相驱油工艺装置为可移动式一体化撬装装置，装置集成度高、便于移动、自动化控制，有效提高CO2混相驱油效率。

Description

CO2混相驱油工艺装置
技术领域
本实用新型涉及CO2驱油技术领域。更具体地说，本实用新型涉及CO2混相驱油工艺装置。
背景技术
CO2混相驱油技术，是利用CO2将原油中的轻质组分萃取或气化，从而形成CO2与原油中轻质烃的混合相，降低界面张力，从而提高原油采收率。这种混相驱替技术可适用于API重度较高的轻质油源开采，开采效率较高，可应用于浅层、深层、碳酸盐层、高渗透层、岩砂层等各种场合，尤其适用于在水驱效果达不到开采要求的低渗透油藏、开采程度较高接近枯竭的砂岩油藏或轻质油藏等。
CO2地面注入工艺是CO2混相驱油技术的重要部分，CO2地面注入工艺是利用注入泵将储罐内的液态CO2经输送管路注入到油井内。目前采用的CO2地面注入工艺装置主要包括：注入泵、喂液泵、流量计、蓄热器、阀门等配套设备，设备需现场组装，费时费力，且设备分散，不便于管理，另外，装置自动化程度低，需人工操作，CO2注入精度达不到高标准要求。因此亟需研发出集成度高、易搬运的自动化控制液态CO2注入装置。
同时，在实际的CO2注入过程中，液态CO2储罐输出CO2时常因管体阀门及泵内部气压与储罐内部气压存在差别而出现干冰堵塞损坏输送设备的现象，另外，在CO2经蓄热器注入油井时，由于液态CO2的汽化速度过慢，需要消耗较长时间，影响CO2驱油的效率。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种CO2混相驱油工艺装置，能够有效解决上述问题，本实用新型的CO2混相驱油工艺装置增设缓冲罐有效解决管路冻堵问题，并对加热装置进行改进以提高液态CO2的汽化速度，进而提高CO2驱油效率，且该CO2混相驱油工艺装置为可移动式一体化撬装装置，装置集成度高、便于移动、自动化控制，有效提高CO2混相驱油效率。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种CO2混相驱油工艺装置，其包括喂液泵、注入泵和加热器，所述喂液泵的液相出口与所述注入泵的入口连通，所述注入泵的液相出口与所述加热器的入口连通，其特征在于，还包括缓冲罐，所述缓冲罐包括第一入口、第二入口，所述喂液泵的气相出口与所述缓冲罐的第一入口连通，所述注入泵的气相出口与所述缓冲罐的第二入口连通，所述缓冲罐还包括用于与液态CO2储罐连通的第一出口。
优选的是：所述加热器包括：
管壳，其内部设置有喷头，所述喷头的入口端与所述管壳一端连接，所述喷头的出口端朝向所述管壳的另一端；其中，所述管壳的一端与所述注入泵的液相出口连通，所述管壳的另一端与油井连通；
加热装置，其套设在所述管壳外表面。
优选的是：还包括底座，所述喂液泵、注入泵、加热器、缓冲罐均固定安装于所述底座上，所述底座的底面上设置有滑轮。
优选的是：还包括控制器，所述控制器固定安装于底座上，所述喂液泵、注入泵、加热器均通过导线与所述控制器连接。
优选的是：连通所述注入泵的液相出口与所述加热器的入口之间的管道上设置有流量计，所述流量计通过导线与所述控制器连接。
优选的是：所述喂液泵的入口处设置有第一止回阀，所述加热器的出口处设置有第二止回阀，所述第一止回阀及所述第二止回阀均通过导线与所述控制器连接。
优选的是：连通所述喂液泵的液相出口与所述注入泵的入口之间的管道上设置有第一电动阀门，连通所述注入泵的液相出口与所述流量计的入口之间的管道上设置有第二电动阀门，连通所述流量计的出口与所述加热器的入口之间的管道上设置有第三电动阀门，所述加热器的出口处第二止回阀后设置有第四电动阀门，所述第一电动阀门、第二电动阀门、第三电动阀门、第四电动阀门均通过导线与所述控制器连接。
优选的是：所述喂液泵、注入泵、加热器的出口管道上均设置有压力传感器，所述压力传感器均通过导线与所述控制器连接。
优选的是：所述加热器的出口管道上设置有温度传感器，所述温度传感器通过导线与所述控制器连接。
优选的是：所述缓冲罐还包括第二出口，所述第二出口与所述加热器的出口处的管道连通。
本实用新型至少包括以下有益效果：
1、本实用新型的CO2混相驱油工艺装置增设了缓冲罐，平衡了设备运行时液态CO2储罐与喂液泵、注入泵之间的气压，有效解决管路冻堵问题，且可平衡液态CO2储罐内的压力，并且缓冲罐还可收集喂液泵、注入泵及液相管路中少量汽化的CO2，防止CO2气体直接放空排入大气造成二次污染。
2、本实用新型的CO2混相驱油工艺装置对加热器进行改进，加热器内部设置喷头，使流出的液态CO2呈喷雾状，有效提高液态CO2的汽化速度，提高CO2驱油效率。
3、本实用新型的CO2混相驱油工艺装置，其喂液泵、注入泵、加热器、缓冲罐、控制器均固定于底座上，且底座上设置有滑轮，为可移动式一体化撬装装置，装置集成度高、便于移动、自动化控制，安全、高效、控制精确。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本实用新型的CO2混相驱油工艺装置结构示意图。
图2为本实用新型的CO2混相驱油工艺装置加热器结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1-2所示，本实用新型提供一种CO2混相驱油工艺装置，其包括喂液泵1、注入泵2、加热器3、缓冲罐4，所述喂液泵1的入口由液相管道5与液态CO2储罐的液相出口连通，所述喂液泵1的液相出口由液相管道5与所述注入泵2的入口连通，所述注入泵2的液相出口由液相管道5与所述加热器3的入口连通，所述加热器3的出口由注入管道6连接至油井，所述缓冲罐4包括第一入口、第二入口，所述喂液泵1的气相出口由气相管道7与所述缓冲罐4的第一入口连通，所述注入泵2的气相出口由气相管道9与所述缓冲罐4的第二入口连通，所述缓冲罐4还包括用于与液态CO2储罐连通的第一出口，所述缓冲罐4的第一出口由气相管道8与液态CO2储罐的气相出口连通。
上述技术方案中，液态CO2储罐中的液态CO2首先流经喂液泵1进行增压，然后流经注入泵2增加到指定压力，再经过加热器3升温至指定温度后注入油井内。在设备启动之前首先连通液态CO2储罐的液相出口与喂液泵1的入口之间的液相管道5、喂液泵1的气相出口与缓冲罐4之间的气相管道7、缓冲罐4与液态CO2储罐的气相出口之间的气相管道8，以使液态CO2储罐、喂液泵1、缓冲罐4内的压力达到平衡，避免在液态CO2储罐输出CO2时因喂液泵1内部气压与液态CO2储罐内部气压存在差别而出现干冰冻堵损坏输送设备的现象。当液态CO2储罐、喂液泵1内压力达到平衡后，连通喂液泵1的液相出口与注入泵2的入口之间的液相管道5、注入泵2的液相出口管道与加热器3的入口之间的液相管道5、注入泵2的气相出口与缓冲罐4之间的气相管道9，以使CO2对喂液泵1、注入泵2、加热器3、液相管道5及注入管道6进行预冷，避免管路因温差而导致出现干冰堵塞现象。
另一种技术方案中，所述加热器3包括：
管壳301，所述管壳301采用高导热陶瓷材质，管壳内部设置有喷头302，所述喷头302为礼花喷头，所述喷头302的入口端与所述管壳301一端连接，所述喷头302的出口端朝向所述管壳301的另一端；其中，所述管壳301的一端与所述注入泵2的液相出口连通，所述管壳301的另一端与油井连通；
加热装置303，所述加热装置302为电磁加热装置，其套设在所述管壳201外表面。
上述技术方案中，加热器3入口端由液相管道5与注入泵2的出口连通，其出口端由注入管道6与油井连通；加热器3管壳301采用高导热陶瓷材料，可有效避免CO2汽化时对管壳301内壁造成腐蚀，且高导热陶瓷具有较好的保温、导热性能，能够有效提高液态CO2的汽化效率；加热器3内部设置有礼花喷头302，较大的喷出表面积，喷雾量大，有利于液态CO2的快速汽化；加热装置303套设于管壳301外表面，利用电磁加热的方式进行升温，升温快，加热温度稳定，有效提高液态CO2的快速效率。
另一种技术方案中，还包括底座11，所述喂液泵1、注入泵2、加热器3、缓冲罐4均固定安装于所述底座11上，所述底座11的底面上设置有滑轮29。
上述技术方案中，底座11为矩形钢制框架，喂液泵1、注入泵2、加热器3、缓冲罐4均用螺钉固定安装于底座11之上，成为一体化撬装装置，占地面积小，设备集中便于管理，底座11的底面四个角上设置有滑轮29，使装置在现场的位置可灵活调整移动。
另一种技术方案中，还包括控制器12，所述控制器12固定安装于底座11上，所述喂液泵1、注入泵2、加热器3均通过导线与所述控制器12连接。
上述技术方案中，本实用新型CO2混相驱油工艺装置配备有控制器12，控制器12用螺钉固定安装于底座11之上，喂液泵1、注入泵2、加热器3均通过导线与控制器12连接，技术人员直接通过控制器12即可控制各设备的开启、关闭，并通过控制器12观察各设备反馈的相关数据信息，实现自动化控制，减少人为操作的误差，更安全、更高效、更精准。
另一种技术方案中，连通所述注入泵2的液相出口与所述加热器3的入口之间的液相管道上5设置有流量计13，便于控制液相管道5中液态CO2的流速，所述流量计13通过导线与所述控制器12连接，流量计13数据信息反馈到控制器12，技术人员通过控制器12上显示的流量数据便可对液相管道5中液态CO2的流速进行动态监控。
另一种技术方案中，所述喂液泵1的入口处的液相管道5上设置有第一止回阀14，所述加热器3的出口处注入管道6上设置有第二止回阀15，所述第一止回阀14及所述第二止回阀15均通过导线与所述控制器连接。
连通所述喂液泵1的液相出口与所述注入泵2的入口之间的液相管道5上设置有第一电动阀门16，连通所述注入泵2的液相出口与所述流量计13的入口之间的液相管道5上设置有第二电动阀门17，连通所述流量计13的出口与所述加热器3的入口之间的液相管道5上设置有第三电动阀门18，所述加热器3的出口处的注入管道6上第二止回阀15后设置有第四电动阀门19，所述第一电动阀门16、第二电动阀门17、第三电动阀门18、第四电动阀门19均通过导线与所述控制器12连接。
上述技术方案实际操作中，在开启液态CO2储罐液相出口阀门28后，通过控制器12操作，首先开启第一止回阀14、喂液泵气相管道7上设置的第五电动阀门24、缓冲罐气相管道8上设置的第六电动阀门25，以使储罐、喂液泵1、缓冲罐4内部的压力达到平衡，然后开启注入泵气相管道9上设置的第七电动阀门26、第一电动阀门16、第二电动阀门17、第三电动阀门18、第二止回阀15、第四电动阀门19，以对喂液泵1、注入泵2、流量计13、加热器3、液相管道5、注入管道6进行预冷，最后启动喂液泵1、注入泵2、加热器3，并开始向油井注入CO2。通过控制器12控制各阀门、设备的启闭以实现CO2混相驱油工艺的自动控制，便于操作和检修。
另一种技术方案中，所述喂液泵1的液相出口、注入泵2的液相出口、加热器3的出口管道上均设置有压力传感器，所述压力传感器均通过导线与所述控制器12连接。
上述技术方案中，喂液泵1的液相出口管道上设置有压力传感器20，注入泵2的液相出口管道上设置有压力传感器21，加热器3的出口管道上设置有压力传感器22，压力传感器20、压力传感器21、压力传感器22均通过导线与控制器12连接，喂液泵1的液相出口、注入泵2的液相出口、加热器3的出口管道内的压力信息实施反馈到控制器12，便于技术人员对设备进行调控。
另一种技术方案中，所述加热器3的出口管道上设置有温度传感器23，所述温度传感器23通过导线与所述控制器12连接，温度传感器23将流出加热器3的CO2的温度信息反馈到控制器12，便于技术人员对注入的CO2的温度进行调控。
另一种技术方案中，所述缓冲罐4还包括第二出口，所述第二出口由气相管道10与所述加热器3的出口处的注入管道6连通。
上述技术方案中，气相管道10一端连通缓冲罐4第二出口，另一端连接于注入管道6上第二止回阀15与第四电动阀门19之间，当缓冲罐4内超压时，开启气相管道10上设置的第八电动阀门27，连通缓冲罐4第二出口与注入管道6，使缓冲罐4内的CO2气体经注入管道6排至油井内，避免CO2气体直接放空排入大气造成二次污染。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.CO2混相驱油工艺装置，其包括喂液泵、注入泵和加热器，所述喂液泵的液相出口与所述注入泵的入口连通，所述注入泵的液相出口与所述加热器的入口连通，其特征在于，还包括缓冲罐，所述缓冲罐包括第一入口、第二入口，所述喂液泵的气相出口与所述缓冲罐的第一入口连通，所述注入泵的气相出口与所述缓冲罐的第二入口连通，所述缓冲罐还包括用于与液态CO2储罐连通的第一出口。
2.如权利要求1所述的CO2混相驱油工艺装置，其特征在于，所述加热器包括：
管壳，其内部设置有喷头，所述喷头的入口端与所述管壳一端连接，所述喷头的出口端朝向所述管壳的另一端；其中，所述管壳的一端与所述注入泵的液相出口连通，所述管壳的另一端与油井连通；
加热装置，其套设在所述管壳外表面。
3.如权利要求1所述的CO2混相驱油工艺装置，其特征在于，还包括底座，所述喂液泵、注入泵、加热器、缓冲罐均固定安装于所述底座上，所述底座的底面上设置有滑轮。
4.如权利要求3所述的CO2混相驱油工艺装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器固定安装于底座上，所述喂液泵、注入泵、加热器均通过导线与所述控制器连接。
5.如权利要求4所述的CO2混相驱油工艺装置，其特征在于，连通所述注入泵的液相出口与所述加热器的入口之间的管道上设置有流量计，所述流量计通过导线与所述控制器连接。
6.如权利要求4所述的CO2混相驱油工艺装置，其特征在于，所述喂液泵的入口处设置有第一止回阀，所述加热器的出口处设置有第二止回阀，所述第一止回阀及所述第二止回阀均通过导线与所述控制器连接。
7.如权利要求5所述的CO2混相驱油工艺装置，其特征在于，连通所述喂液泵的液相出口与所述注入泵的入口之间的管道上设置有第一电动阀门，连通所述注入泵的液相出口与所述流量计的入口之间的管道上设置有第二电动阀门，连通所述流量计的出口与所述加热器的入口之间的管道上设置有第三电动阀门，所述加热器的出口处第二止回阀后设置有第四电动阀门，所述第一电动阀门、第二电动阀门、第三电动阀门、第四电动阀门均通过导线与所述控制器连接。
8.如权利要求7所述的CO2混相驱油工艺装置，其特征在于，所述喂液泵、注入泵、加热器的出口管道上均设置有压力传感器，所述压力传感器均通过导线与所述控制器连接。
9.如权利要求7所述的CO2混相驱油工艺装置，其特征在于，所述加热器的出口管道上设置有温度传感器，所述温度传感器通过导线与所述控制器连接。
10.如权利要求1所述的CO2混相驱油工艺装置，其特征在于，所述缓冲罐还包括第二出口，所述第二出口与所述加热器的出口处的管道连通。
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