CN217106952U - 一种天然气井口负压采气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天然气井口负压采气装置，通过增设撬装负压采气装置本体，降低井口压力，增大井底与井口压力差，提高采出天然气产量，并将天然气和采出液增压打入管线，实现低压天然气井口采气，同时通过增设负压罐I气体流量计、负压罐I液体流量计、负压罐II气体流量计、负压罐II液体流量计，由此实现气液产量计量，实现稳产增产的效果；本实用新型通过PLC和控制阀组件的配合使用，即可实现集成管路组件的导通和关闭，并且通过负压罐、循环泵、控制阀组件的配合使用实现负压抽吸和增压，撬装负压采气装置本体内增设的多个负压罐通过抽吸过程和增压过程相互切换实现连续对井口天然气进行负压采气。

Description

一种天然气井口负压采气装置

技术领域

本实用新型是一种天然气井口负压采气装置，具体涉及天然气井口采气技术领域。

背景技术

天然气同原油一样埋藏在地下封闭的地质构造之中，有些和原油储藏在同一层位，有些单独存在；对于和原油储藏在同一层位的天然气，会伴随原油一起开采出来；对于只有单相气存在的，我们称之为气藏。在天然气开采过程中，经过长时间的开发，呈现出井筒积液严重、间歇性生产等特点，从而造成产气量下降，此时新开发的天然气井口压力会高于地面集输压力，并且随着气田开发进程的不断推进，天然气井口压力会随着开采气量的增加逐渐降低，当天然气井口压力低于或等于地面天然气集输最低压力要求时，容易导致出现由于井口压力低而无法继续生产的弊端。对于低压天然气井口采气，若采用传统的井口高压节流采气工艺是无法满足采气生产的要求。因此对于井口压力过低的天然气井口往往需要采取井下作业措施提高井底压力，从而提高井口压力，使其满足井口压力高于集输最低压力的要求。现有的井下措施一般采用射流涡流采气，采用射流涡流采气是利用井下涡流工具（螺杆式压缩机增压进行负压采气）将井筒中的垂直向上运动的流体改变为螺旋向上运动，从而形成螺旋涡流，但是上述井下措施仅对部分井底增压有效果，对于无法通过井下措施实现增压的天然气井往往只能废弃，由此造成大量能源的浪费，并造成较大的损失。

此外，现有的技术对于低压天然气井口采气来讲，存在以下缺点：

（1）井下作业措施具有较大不确定性，由于地下地质条件复杂，影响因素较多，井下作业措施并不能完全起到增加井下压力的效果，甚至在一定的情况下会起到相反的效果，另外井下作业措施复杂，费用高；

（2）低压天然气井大多为开发末期的天然气井口，可采储量少，井下作业措施提高压力效果差，费用高、投资效益低；

（3）每口井需要配套针对性的井下作业措施，不具有通用性，作业成本高，不适宜于大范围内推广与使用。

现有技术中，中国专利CN201786334U公开了一种负压采气工艺管柱，上述技术方案包括套管、油管、气举阀、单流阀，在气举阀和单流阀之间装有采气封隔器，采气封隔器的上接头螺纹连接气举阀下面的油管，采气封隔器的下椎体螺纹连接单流阀上面的油管，主要应用于油田低渗透气藏能量较低或开发晚期，延长天然气相对稳产时间，同时，被谁封隔在渗透区的天然气通过排水采出，提高采收率。中国专利CN206722813U公开了一种利用原井气源循环排水采气的装置，上述技术方案中天然气井中都设有套管，在套管内预设生产管柱，在生产管柱中下入排水采气管柱，在排水采气管柱内下入若干个气动排水采气泵；生产管柱顶端两侧开口为天然气进口，排水采气管柱顶端开口为气液混合物出口，气液混合物采出分离后，部分天然气进入生产管柱和排水采气管柱环空通过气动排水采气泵抽排地层气与水，气动排水才气泵从上至下依次包括上接头、混合管、负压腔、中间壳体、下接头，在中间壳体的内部设有气液进口，另一侧设有进气口，进气口的上端连接有气嘴。上述技术方案利用原井气源作为原动力，可以实现气井长期有效开发，从而提高天然气最终采收率。比较上述技术方案，对于本申请所提出的“对于无法通过井下措施实现增压的天然气井往往只能废弃，由此造成大量能源的浪费，并造成较大损失”的问题依然无法得到解决。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种天然气井口负压采气装置，通过增设撬装负压采气装置本体，降低井口压力，增大井底与井口压力差，提高采出天然气产量，并将天然气和采出液增压打入管线，实现低压天然气井口采气，同时通过增设负压罐I气体流量计、负压罐I液体流量计、负压罐II气体流量计、负压罐II液体流量计，由此实现气液产量计量，实现稳产增产的效果。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种天然气井口负压采气装置，包括撬装负压采气装置本体，所述负压罐I进口阀门、负压罐II进口阀门、负压罐I液体出口阀门、负压罐II液体进口阀门、负压罐II液体出口阀门、负压罐II液体排放阀门、负压罐II气体排放阀门、负压罐I液体进口阀门、负压罐I液体排放阀门、负压罐I气体排放阀门、负压罐I气体流量计、负压罐I液体流量计、负压罐II气体流量计、负压罐II液体流量计组合形成控制阀组件，控制阀组件的各个控制件均通过控制线分别与PLC控制系统相连接，所述撬装负压采气装置本体设置有控制阀组件、负压罐I、负压罐II、PLC控制系统、循环泵以及集成管路组件，所述集成管路组件设置有井口管道、第一连接管、天然气排放管、第四连接管、第五连接管，所述负压罐I与负压罐II的进口均与井口管道相连，所述负压罐I与负压罐II的液体出口分别与循环泵进口相连，所述负压罐I、负压罐II的液体进口分别与循环泵出口相连，所述负压罐I、负压罐II的液体排放口均与天然气排放管相连。

优选的，所述井口一端设置有井口管道，所述井口管道的另一端分别与负压罐I的进口以及第五连接管的进口相连，靠近所述负压罐I的井口管道上侧设置有负压罐I进口阀门，所述第五连接管的另一端与负压罐II的进口相连接，所述第五连接管上侧设置有负压罐II进口阀门。

优选的，所述负压罐I与负压罐II可以根据实际需要进行相应的增加，所述撬装负压采气装置本体至少包括2个以上负压罐，所述负压罐I的液体进口上设置有负压罐I液体进口阀门，靠近所述负压罐II液体进口上设置有负压罐II液体进口阀门，所述负压罐I液体进口阀门的另一端通过管道与循环泵的出口相连，所述负压罐II液体进口阀门的另一端通过管道与循环泵的出口相连。

优选的，所述负压罐I与负压罐II的气体排放口均与天然气排放管相连接，所述负压罐I的气体排放口处设置有负压罐I气体排放阀门，所述负压罐II的气体排放口处设置有负压罐II气体排放阀门，靠近所述负压罐I气体排放阀门的一侧设置有负压罐I气体流量计，靠近所述负压罐II气体排放阀门的一侧设置有负压罐II气体流量计。

优选的，所述负压罐I的液体排放口通过第四连接管与天然气排放管相连接，所述第四连接管上侧设置有负压罐I液体排放阀门与负压罐I液体流量计。

优选的，所述负压罐II的液体排放口通过第一连接管与天然气排放管相连接，所述第一连接管上侧均设置有负压罐II液体排放阀门与负压罐II液体流量计。

优选的，所述负压罐I的液体出口设置有负压罐I液体出口阀门，所述负压罐II的液体出口设置有负压罐II液体出口阀门，所述负压罐I液体出口阀门的一端与负压罐I底端相连接，所述负压罐I液体出口阀门的另一端通过管道与循环泵的进口相连，所述负压罐II液体出口阀门的另一端通过管道与循环泵的进口相连，所述循环泵采用水环式真空泵、离心泵、柱塞泵等其中的一种或几种的组合，其主要作用是抽吸负压罐中液体，将负压罐压力降至指定液位或者升高到指定液位。

优选的，所述撬装负压采气装置本体分为分为负压抽吸和正压增压两个过程：

（1）负压抽吸过程由循环泵分别抽取负压罐I以及负压罐II内液体，随着负压罐I以及负压罐II内液位下降，负压罐I以及负压罐I内压力降低，从而使负压罐I以及负压罐II对井口具有抽吸作用，当负压罐I以及负压罐II内液位达到设定值后关闭循环泵，至此完成抽吸过程；

（2）正压增压过程由循环泵抽取负压罐I中的液体，经过循环泵增压后打入负压罐II负压罐内部，此时由于负压罐II内液体增多，负压罐II内压力升高，负压罐II内气相空间中的气体被压入后续流程，当液位达到设置定值后关闭负压罐II液体入口阀门，进入抽吸流程。

本实用新型提供了一种天然气井口负压采气装置，具备以下有益效果：

1、通过增设撬装负压采气装置本体，降低井口压力，增大井底与井口压力差，提高采出天然气产量，并将天然气和采出液增压打入管线，实现低压天然气井口采气，同时通过增设负压罐I气体流量计、负压罐I液体流量计、负压罐II气体流量计、负压罐II液体流量计，由此实现气液产量计量，实现稳产增产的效果；

2、本实用新型通过PLC和控制阀组件的配合使用，即可实现集成管路组件的导通和关闭，并且通过负压罐、循环泵、控制阀组件的配合使用实现负压抽吸和增压，撬装负压采气装置本体内增设的多个负压罐通过抽吸过程和增压过程相互切换实现连续对井口天然气进行负压采气；

3、本实用新型通过增设撬装负压采气装置本体，降低井口压力，增大井底与井口压力差，有效解决了“对于无法通过井下措施实现增压的天然气井往往只能废弃，由此造成大量能源的浪费，并造成较大损失”的技术难题。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中：

图1为本实用新型提出的一种天然气井口负压采气装置的结构图；

图2为本实用新型提出的一种天然气井口负压采气装置的结构图；

附图标记为：1、负压罐I；2、负压罐II；3、负压罐I进口阀门；4、负压罐II进口阀门；5、负压罐I液体出口阀门；6、负压罐II液体进口阀门；7、负压罐II液体出口阀门；8、负压罐II液体排放阀门；9、负压罐II气体排放阀门；10、负压罐I液体进口阀门；11、负压罐I液体排放阀门；12、负压罐I气体排放阀门；13、负压罐I气体流量计；14、负压罐I液体流量计；15、负压罐II气体流量计；16、负压罐II液体流量计；17、循环泵；18、井口；19、集成管路组件；191、井口管道；192、第一连接管；193、天然气排放管；198、第四连接管；199、第五连接管；20、PLC控制系统；21、控制线；22、撬装负压采气装置本体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据图1-2所示一种天然气井口负压采气装置，本实用新型提供以下一种技术方案：包括撬装负压采气装置本体22，所述负压罐II进口阀门4、负压罐I液体出口阀门5、负压罐II液体进口阀门6、负压罐II液体出口阀门7、负压罐II液体排放阀门8、负压罐II气体排放阀门9、负压罐I液体进口阀门10、负压罐I液体排放阀门11、负压罐I气体排放阀门12、负压罐I气体流量计13、负压罐I液体流量计14、负压罐II气体流量计15、负压罐II液体流量计16组合形成控制阀组件，控制阀组件的各个控制件均通过控制线分别与PLC控制系统20相连接，所述撬装负压采气装置本体22设置有控制阀组件、负压罐I1、负压罐II2、PLC控制系统20、循环泵17以及集成管路组件19，所述集成管路组件19设置有井口管道191、第一连接管192、天然气排放管193、第四连接管198、第五连接管199，所述负压罐I1与负压罐II2的进口均与井口管道191相连，所述负压罐I1与负压罐II2的液体出口分别与循环泵17进口相连，所述负压罐I1、负压罐II2的液体进口分别与循环泵17出口相连，所述负压罐I1、负压罐II2的液体排放口均与天然气排放管相连。

如图1-2所示，本实施例提供了一种天然气井口负压采气装置，其特征在于：所述井口18一端设置有井口管道191，所述井口管道191的另一端分别与负压罐I1的进口以及第五连接管199的进口相连，靠近所述负压罐I1的井口管道191上侧设置有负压罐I进口阀门3，所述第五连接管199的另一端与负压罐II2的进口相连接，所述第五连接管199上侧设置有负压罐II进口阀门4。

如图1-2所示，本实施例提供了一种天然气井口负压采气装置，其特征在于：所述负压罐I1与负压罐II2可以根据实际需要进行相应的增加，所述撬装负压采气装置本体22至少包括2个以上负压罐，所述负压罐I1的液体进口上设置有负压罐I液体进口阀门10，靠近所述负压罐II2液体进口上设置有负压罐II液体进口阀门6，所述负压罐I液体进口阀门10的另一端通过管道与循环泵17的出口相连，所述负压罐II液体进口阀门6的另一端通过管道与循环泵17的出口相连。

如图1-2所示，本实施例提供了一种天然气井口负压采气装置，其特征在于：所述负压罐I1与负压罐II2的气体排放口均与天然气排放管193相连接，所述负压罐I1的气体排放口处设置有负压罐I气体排放阀门12，所述负压罐II2的气体排放口处设置有负压罐II气体排放阀门9，靠近所述负压罐I气体排放阀门12的一侧设置有负压罐I气体流量计13，靠近所述负压罐II气体排放阀门9的一侧设置有负压罐II气体流量计15。

如图1-2所示，本实施例提供了一种天然气井口负压采气装置，其特征在于：所述负压罐I1的液体排放口通过第四连接管198与天然气排放管193相连接，所述第四连接管198上侧设置有负压罐I液体排放阀门11与负压罐I液体流量计14。

如图1-2所示，本实施例提供了一种天然气井口负压采气装置，其特征在于：所述负压罐II2的液体排放口通过第一连接管192与天然气排放管193相连接，所述第一连接管192上侧均设置有负压罐II液体排放阀门8与负压罐II液体流量计16。

如图1-2所示，本实施例提供了一种天然气井口负压采气装置，其特征在于：所述负压罐I1的液体出口设置有负压罐I液体出口阀门5，所述负压罐II的液体出口设置有负压罐II液体出口阀门7，所述负压罐I液体出口阀门5的一端与负压罐I1底端相连接，所述负压罐I液体出口阀门5的另一端通过管道与循环泵17的进口相连，所述负压罐II液体出口阀门7的另一端通过管道与循环泵17的进口相连，所述循环泵17采用水环式真空泵、离心泵、柱塞泵等其中的一种或几种的组合，其主要作用是抽吸负压罐中液体，将负压罐压力降至指定液位或者升高到指定液位。

本实用新型的工作原理，所述撬装负压采气装置本体分为分为负压抽吸和正压增压两个过程：

（1）负压抽吸过程由循环泵17分别抽取负压罐I1以及负压罐II2内液体，随着负压罐I1以及负压罐II2内液位下降，负压罐I1以及负压罐II2内压力降低，从而使负压罐I1以及负压罐II2对井口具有抽吸作用，当负压罐I1以及负压罐II2内液位达到设定值后关闭循环泵，至此完成抽吸过程；

（2）正压增压过程由循环泵17抽取负压罐I1中的液体，经过循环泵增压后打入负压罐II2负压罐内部，此时由于负压罐II2内液体增多，负压罐II2内压力升高，负压罐II2内气相空间中的气体被压入后续流程，当液位达到设置定值后关闭负压罐II2液体入口阀门，进入抽吸流程。

通过增设撬装负压采气装置本体，降低井口压力，增大井底与井口压力差，提高采出天然气产量，并将天然气和采出液增压打入管线，实现低压天然气井口采气，同时通过增设负压罐I气体流量计13、负压罐I液体流量计14、负压罐II气体流量计15、负压罐II液体流量计16，由此实现气液产量计量，实现稳产增产的效果。本实用新型通过PLC和控制阀组件的配合使用，即可实现集成管路组件的导通和关闭，并且通过负压罐、循环泵、控制阀组件的配合使用实现负压抽吸和增压，撬装负压采气装置本体内增设的多个负压罐通过抽吸过程和增压过程相互切换实现连续对井口天然气进行负压采气。

本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种天然气井口负压采气装置，包括撬装负压采气装置本体（22），其特征在于：负压罐I进口阀门（3）、负压罐II进口阀门（4）、负压罐I液体出口阀门（5）、负压罐II液体进口阀门（6）、负压罐II液体出口阀门（7）、负压罐II液体排放阀门（8）、负压罐II气体排放阀门（9）、负压罐I液体进口阀门（10）、负压罐I液体排放阀门（11）、负压罐I气体排放阀门（12）、负压罐I气体流量计（13）、负压罐I液体流量计（14）、负压罐II气体流量计（15）、负压罐II液体流量计（16）组合形成控制阀组件，控制阀组件的各个控制件均通过控制线（21）分别与PLC控制系统（20）相连接，所述撬装负压采气装置本体（22）设置有控制阀组件、负压罐I（1）、负压罐II（2）、PLC控制系统（20）、循环泵（17）以及集成管路组件（19），所述集成管路组件（19）设置有井口管道（191）、第一连接管（192）、天然气排放管（193）、第四连接管（198）、第五连接管（199），所述负压罐I（1）与负压罐II（2）的进口均与井口管道（191）相连，所述负压罐I（1）与负压罐II（2）的液体出口分别与循环泵（17）进口相连，所述负压罐I（1）、负压罐II（2）的液体进口分别与循环泵（17）出口相连，所述负压罐I（1）、负压罐II（2）的液体排放口均与天然气排放管（193）相连。

2.根据权利要求1所述的一种天然气井口负压采气装置，其特征在于：所述井口（18）一端设置有井口管道（191），所述井口管道（191）的另一端分别与负压罐I（1）的进口以及第五连接管（199）的进口相连，靠近所述负压罐I（1）的井口管道（191）上侧设置有负压罐I进口阀门（3），所述第五连接管（199）的另一端与负压罐II（2）的进口相连接，所述第五连接管（199）上侧设置有负压罐II进口阀门（4）。

3.根据权利要求1所述的一种天然气井口负压采气装置，其特征在于：所述负压罐I（1）与负压罐II（2）可以根据实际需要进行相应的增加，所述撬装负压采气装置本体（22）至少包括2个以上负压罐，所述负压罐I（1）的液体进口上设置有负压罐I液体进口阀门（10），靠近所述负压罐II（2）液体进口上设置有负压罐II液体进口阀门（6），所述负压罐I液体进口阀门（10）的另一端通过管道与循环泵（17）的出口相连，所述负压罐II液体进口阀门（6）的另一端通过管道与循环泵（17）的出口相连。

4.根据权利要求1所述的一种天然气井口负压采气装置，其特征在于：所述负压罐I（1）与负压罐II（2）的气体排放口均与天然气排放管（193）相连接，所述负压罐I（1）的气体排放口处设置有负压罐I气体排放阀门（12），所述负压罐II（2）的气体排放口处设置有负压罐II气体排放阀门（9），靠近所述负压罐I气体排放阀门（12）的一侧设置有负压罐I气体流量计（13），靠近所述负压罐II气体排放阀门（9）的一侧设置有负压罐II气体流量计（15）。

5.根据权利要求1所述的一种天然气井口负压采气装置，其特征在于：所述负压罐I（1）的液体排放口通过第四连接管（198）与天然气排放管（193）相连接，所述第四连接管（198）上侧设置有负压罐I液体排放阀门（11）与负压罐I液体流量计（14）。

6.根据权利要求1所述的一种天然气井口负压采气装置，其特征在于：所述负压罐II（2）的液体排放口通过第一连接管（192）与天然气排放管（193）相连接，所述第一连接管（192）上侧均设置有负压罐II液体排放阀门（8）与负压罐II液体流量计（16）。

7.根据权利要求1所述的一种天然气井口负压采气装置，其特征在于：所述负压罐I（1）的液体出口设置有负压罐I液体出口阀门（5），所述负压罐II（2）的液体出口设置有负压罐II液体出口阀门（7），所述负压罐I液体出口阀门（5）的一端与负压罐I（1）底端相连接，所述负压罐I液体出口阀门（5）的另一端通过管道与循环泵（17）的进口相连，所述负压罐II液体出口阀门（7）的另一端通过管道与循环泵（17）的进口相连，所述循环泵（17）采用水环式真空泵、离心泵、柱塞泵其中的一种或几种的组合件。

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