CN218759829U - 天然气单井站智能一体化橇装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于天然气单井站技术领域，特别涉及天然气单井站智能一体化橇装装置。其技术方案为：天然气单井站智能一体化橇装装置，包括依次通过管路连接的井口高压节流模块、高效除屑器模块、加热分离计量一体化模块和出站阀组模块，还包括药剂加注模块和放空分液模块，加热分离计量一体化模块和井口高压节流模块分别与药剂加注模块通过管路连接，井口高压节流模块、高效除屑器模块、加热分离计量一体化模块、药剂加注模块和出站阀组模块分别与放空分液模块通过管路连接。本实用新型提供了一种集成了井口高压节流、高效除屑、加热分离计量、自动排液、清管收发球、出站、加注等全部工艺模块的一体化撬装装置。

Description

天然气单井站智能一体化橇装装置

技术领域

本实用新型属于天然气单井站技术领域，特别涉及天然气单井站智能一体化橇装装置。

背景技术

目前，国内油气田单井天然气生产已大量使用一体化橇装装置，主要将井站中的加热、节流、计量、分离、清管发球、药剂加注等功能集成于同一橇座上。在井场建设阶段，直接将整橇运至现场，再结合现场单独

设置的井口装置区、出站阀组区、站控系统，通过管道和电缆连接起来，形成整个单井站的建设，使得现场的安装时间和施工工人野外的作业时间有效缩短。但相对于整个单井天然气站场建设而言，总体布置仍较分散，征地面积减少量有限。除一体化橇装装置外，其余的配套生产装置还需单独采买或者现场制作安装，未能完全实现整站工厂化预制，建设效率有待进一步提升。

在天然气单井生产初期，部分井井口产物中含有大量的岩屑，容易堵塞站场内节流部件。细小的岩屑颗粒在气流的携带下，对站场内的设备、阀门、管道等高速冲刷，容易形成穿孔等破坏，造成经济损失，甚至人员伤亡。同时，现有的一体化橇装装置，主要集成了站场工艺设备和信息采集终端，信息的处理和站内各自动化设备的控制需要敷设大量的线缆到控制室，由控制室统一处理。装置整体自动化程度偏低，站场建设自动化部分的投资未能有效降低。

因而随着油气田地面工程建设模式的不断创新，该类装置已难以满足各用户对装置智能化、无人值守的要求，在流程优化、设备选型、电仪设计等方面还需要进行一步研发和优化。近年来，CPECC西南分公司在智能化控制、多相流计量、除砂除屑、高效分离、井口高压集成技术等方面取得了长足的进步。充分利用上述研发基础，对井站一体化集成装置进行升级，开发新型天然气单井站智能一体化橇装装置，对于满足生产需求，提高生产效率，适应油气田开发新模式，具有重大的意义。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种集成了井口高压节流、高效除屑、加热分离计量、自动排液、清管收发球、出站、加注等全部工艺模块的一体化撬装装置。

本实用新型所采用的技术方案为：

天然气单井站智能一体化橇装装置，包括依次通过管路连接的井口高压节流模块、高效除屑器模块、加热分离计量一体化模块和出站阀组模块，还包括药剂加注模块和放空分液模块，加热分离计量一体化模块和井口高压节流模块分别与药剂加注模块通过管路连接，井口高压节流模块、高效除屑器模块、加热分离计量一体化模块、药剂加注模块和出站阀组模块分别与放空分液模块通过管路连接。

本实用新型的井口高压节流模块、高效除屑器模块、加热分离计量一体化模块、出站阀组模块、药剂加注模块和放空分液模块通过管路连通，形成整站一体化橇装装置。以上各模块通过工厂预制完成的连接管路置于井站钻井基础上，实现井站的快速建设。

本实用新型易于形成标准化、系列化，其形成的产品能够满足单井站或集气站各种工况的需求。装置集成度高、节约占地面积约40％。能实现工厂化预制率100％，建设效率大大提升，有效缩短油气田地面工程建设周期，单井从装置进场到进气投产仅需7～15天的现场施工时间。

作为本实用新型的优选方案，所述井口高压节流模块与井口来原料气连通，井口高压节流模块设置用于降压的节流阀和用于测温测压的测温测压套，节流阀位于井口高压节流模块通入井口来原料气的一侧，测温测压套位于井口高压节流模块连接高效除屑器模块的一侧。井口来原料气经节流阀降压至20～35MPa后，经过测温测压套后进入高效除屑器模块。

作为本实用新型的优选方案，所述高效除屑器模块上设置有用于脱除固体杂质的高效除屑器、用于排砂的排砂阀、用于排液的排液阀，排砂阀位于高效除屑器的进口侧，排液阀位于高效除屑器的出口侧。原料气经高效除屑器脱除岩屑等固体杂质后进入加热分离计量一体化模块。排砂阀用于排砂控制，排液阀用于排液控制。

作为本实用新型的优选方案，所述加热分离计量一体化模块包括加热炉，加热炉的进口端设置有用于降低压力的角式节流阀，加热炉的出口连接有高效气液分离器，高效气液分离器通过管路与出站阀组模块连接。加热分离计量一体化模块置于多层框架结构中。原料气经角式节流阀降压至站场设计压力，通过加热炉中盘管进行加热至设计温度，随后原料气进入高效气液分离器分离。

作为本实用新型的优选方案，所述高效气液分离器的气相管路上连接有气体流量计，高效气液分离器的液相管路上连接有液相流量计，高效气液分离器的气相管路和液相管路汇合后连接到出站阀组模块。分离过后的气相经过高级孔板阀及一体化气相流量计完成计量，液相通过电磁液相流量计计量以后，与气相汇在一起进入出站阀组模块，此后原料气进入集气管网送入下游进一步处理。

作为本实用新型的优选方案，所述药剂加注模块包括加注泵，加注泵的出口分别通过管路连接至高效气液分离器的气相管路和液相管路。多层框架结构中的药剂加注模块将缓蚀剂通过加注泵注入加热分离计量一体化模块中的气液分离器气液两相管路，降低橇内管线腐蚀速率。加热分离计量一体化模块中设置缓蚀剂加注环，作为缓蚀剂进口。

作为本实用新型的优选方案，所述药剂加注模块包括加注泵，加注泵的出口还通过管路连接至井口高压节流模块的进口侧。通过多层框架结构中的药剂加注模块将抑制剂泵入井口高压节流模块中的节流阀前，防止节流后水合物产生。

作为本实用新型的优选方案，所述加热分离计量一体化模块、出站阀组模块、药剂加注模块和放空分液模块设置于同一个多层框架上。

作为本实用新型的优选方案，所述放空分液模块包括放空分液罐，井口高压节流模块、高效除屑器模块、加热分离计量一体化模块、药剂加注模块和出站阀组模块分别与放空分液罐通过管路连接，放空分液罐通过放空总管连接有放空火炬。来自井口高压节流模块、高效除屑器模块、加热分离计量一体化模块、药剂加注模块、出站阀组模块的放空天然气，通过工厂预制现场安装的放空管短进入放空分液模块。放空气在放空分液罐分液以后通过放空总管接入放空火炬。

作为本实用新型的优选方案，还包括用于采集单井站天然气生产中的压力、温度、液位控制、自动排液、流量测量、加热炉火焰监测、熄火保护、负压监测、超温及低液位停炉、远程吹扫及远程自动点火数据的RTU信号采集控制模块。在各模块上设置接线盒，将单井站天然气生产中的压力、温度、液位控制、自动排液、流量测量，加热炉火焰监测、熄火保护、负压监测、超温及低液位停炉、远程吹扫及远程自动点火等功能集中引入设置在多层框架结构内的RTU信号采集控制模块，实现生产数据的自动采集和控制，实现天然气生产的智能化。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的井口高压节流模块、高效除屑器模块、加热分离计量一体化模块、出站阀组模块、药剂加注模块和放空分液模块通过管路连通，形成整站一体化橇装装置。以上各模块通过工厂预制完成的连接管路置于井站钻井基础上，实现井站的快速建设。本实用新型易于形成标准化、系列化，其形成的产品能够满足单井站或集气站各种工况的需求。本实用新型装置集成度高、节约占地面积、提升了建设效率，有效缩短油气田地面工程建设周期。

附图说明

图1是本实用新型的俯视结构示意图；

图2是本实用新型的主视结构示意图。

图中：1-井口高压节流模块；2-高效除屑器模块；3-加热分离计量一体化模块；4-药剂加注模块；5-放空分液模块；6-出站阀组模块；11-节流阀；12-测温测压套；21-高效除屑器；22-排砂阀；23-排液阀；31-加热炉；32-角式节流阀；33-高效气液分离器；41-加注泵；51-放空分液罐。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1和图2所示，本实施例的天然气单井站智能一体化橇装装置，包括依次通过管路连接的井口高压节流模块1、高效除屑器模块2、加热分离计量一体化模块3和出站阀组模块6，还包括药剂加注模块4和放空分液模块5，加热分离计量一体化模块3和井口高压节流模块1分别与药剂加注模块4通过管路连接，井口高压节流模块1、高效除屑器模块2、加热分离计量一体化模块3、药剂加注模块4和出站阀组模块6分别与放空分液模块5通过管路连接。

本实用新型的井口高压节流模块1、高效除屑器模块2、加热分离计量一体化模块3、出站阀组模块6、药剂加注模块4和放空分液模块5通过管路连通，形成整站一体化橇装装置。以上各模块通过工厂预制完成的连接管路置于井站钻井基础上，实现井站的快速建设。

本实用新型能对天然气中的岩屑进行有效脱除，采用多层框架结构，集成了整个单井天然气生产用的井口高压节流、高效除屑、加热分离计量、自动排液、清管收发球、出站、加注等全部工艺模块和RTU信号采集控制模块，实现了天然气生产站场100％橇装化。本实用新型易于形成标准化、系列化，其形成的产品能够满足单井站或集气站各种工况的需求。装置集成度高、节约占地面积约40％。能实现工厂化预制率100％，建设效率大大提升，有效缩短油气田地面工程建设周期，单井从装置进场到进气投产仅需7～15天的现场施工时间。

具体地，所述井口高压节流模块1与井口来原料气连通，井口高压节流模块1设置用于降压的节流阀11和用于测温测压的测温测压套12，节流阀11位于井口高压节流模块1通入井口来原料气的一侧，测温测压套12位于井口高压节流模块1连接高效除屑器模块2的一侧。井口来原料气经节流阀11降压至20～35MPa后，经过测温测压套12后进入高效除屑器模块2。

具体地，所述高效除屑器模块2上设置有用于脱除固体杂质的高效除屑器21、用于排砂的排砂阀22、用于排液的排液阀23，排砂阀22位于高效除屑器21的进口侧，排液阀23位于高效除屑器21的出口侧。原料气经高效除屑器21脱除岩屑等固体杂质后进入加热分离计量一体化模块3。排砂阀22用于排砂控制，排液阀23用于排液控制。

具体地，所述加热分离计量一体化模块3包括加热炉31，加热炉31的进口端设置有用于降低压力的角式节流阀32，加热炉31的出口连接有高效气液分离器33，高效气液分离器33通过管路与出站阀组模块6连接。加热分离计量一体化模块3置于多层框架结构中。原料气经角式节流阀32降压至站场设计压力，通过加热炉31中盘管进行加热至设计温度，随后原料气进入高效气液分离器33分离。

所述高效气液分离器33的气相管路上连接有气体流量计，高效气液分离器33的液相管路上连接有液相流量计，高效气液分离器33的气相管路和液相管路汇合后连接到出站阀组模块6。分离过后的气相经过高级孔板阀及一体化气相流量计完成计量，液相通过电磁液相流量计计量以后，与气相汇在一起进入出站阀组模块6，此后原料气进入集气管网送入下游进一步处理。

具体地，所述药剂加注模块4包括加注泵41，加注泵41的出口分别通过管路连接至高效气液分离器33的气相管路和液相管路。多层框架结构中的药剂加注模块4将缓蚀剂通过加注泵41注入加热分离计量一体化模块3中的气液分离器气液两相管路，降低橇内管线腐蚀速率。加热分离计量一体化模块3中设置缓蚀剂加注环，作为缓蚀剂进口。加注泵41的出口还通过管路连接至井口高压节流模块1的进口侧。通过多层框架结构中的药剂加注模块4将抑制剂泵入井口高压节流模块1中的节流阀11前，防止节流后水合物产生。

所述加热分离计量一体化模块3、出站阀组模块6、药剂加注模块4和放空分液模块5设置于同一个多层框架上，放空分液模块5布置于多层框架的上层，出站阀组模块6和药剂加注模块4布置于多层框架的下层，加热分离计量一体化模块3布置在多层框架的下层和上层。

具体地，所述放空分液模块5包括放空分液罐51，井口高压节流模块1、高效除屑器模块2、加热分离计量一体化模块3、药剂加注模块4和出站阀组模块6分别与放空分液罐51通过管路连接，放空分液罐51通过放空总管连接有放空火炬。来自井口高压节流模块1、高效除屑器模块2、加热分离计量一体化模块3、药剂加注模块4、出站阀组模块6的放空天然气，通过工厂预制现场安装的放空管短进入放空分液模块5。放空气在放空分液罐51分液以后通过放空总管接入放空火炬。

本发明还包括用于采集单井站天然气生产中的压力、温度、液位控制、自动排液、流量测量、加热炉31火焰监测、熄火保护、负压监测、超温及低液位停炉、远程吹扫及远程自动点火数据的RTU信号采集控制模块。在各模块上设置接线盒，将单井站天然气生产中的压力、温度、液位控制、自动排液、流量测量，加热炉31火焰监测、熄火保护、负压监测、超温及低液位停炉、远程吹扫及远程自动点火等功能集中引入设置在多层框架结构内的RTU信号采集控制模块，实现生产数据的自动采集和控制，实现天然气生产的智能化。

工作原理：

井口来含岩屑高压天然气，进入井口高压节流模块1，节流阀11采用多种规格的油嘴，既可远程调节产量，又可以通过更换阀芯，适应多种流量工况。节流降压后天然气进入高效除屑器模块2，通过高效除屑器21滤除天然气中岩屑等固体颗粒。可通过增设自控手段，实现在线除屑。

除屑后天然气进入包含加热分离计量一体化模块3、出站阀组模块6、药剂加注模块4和放空分液模块5的多层框架模块。多层框架模块，主要包括天然气加热、分离、计量、排液、发球、出站、加注等功能。当产气量小于10万方/天时，采用电加热炉31，炉内采用掺入醇类的热媒，大大缩小加热炉31尺寸，提高加热炉31效率。当产气量大于等于10万方/天时，加热炉31采用水套加热炉31，设火焰监测和熄火保护，同时设温度和压力远传接口。气液分离器置于加热炉31上部，与加热炉31组成合一设备，减少装置占地面积。气液分离器排液采用自动排液系统，实现液体的自动排放、液位异常情况报警和切断井口阀门。在气液分离器气出口设高级孔板阀，液出口设质量流量计对产量进行监测、累积。橇内设燃料气调压系统，对燃料气调压后供加热炉31使用。天然气经气液分离器分离后通过出站阀组模块6进入管道，送往下游。出站阀组模块6设清管收发球装置，实现集气管线清管作业。在多层框架内设置药剂加注功能，实现缓蚀剂和抑制剂的在线加注。两种药剂罐合一设置，进出液系统独立设置，在减少装置材料用量的同时，又能实现多种药剂的独立加注。

以上所述井口高压节流模块1、高效除屑器模块2、多层框架模块等通过工厂预制完成的连接管路置于井站钻井基础上，实现井站的快速建设。在装置内还设置有RTU，将单井站天然气生产中的压力、温度、液位控制、自动排液、流量测量，加热炉31火焰监测、熄火保护、负压监测、超温及低液位停炉、远程吹扫及远程自动点火等功能集中引入，实现生产数据的自动采集和控制，整站“一键式启停”。

本实用新型从流程优化、设备选型、电仪设计等方面进行进一步优化和研发。从整站一体化橇装集成、装置智能化等方面进行了全面地提升。通过工厂深度预制，现场快速拼装，实现天然气地面工程快速建产，缩短气田开发整体周期，降低整体投资。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.天然气单井站智能一体化橇装装置，其特征在于：包括依次通过管路连接的井口高压节流模块(1)、高效除屑器模块(2)、加热分离计量一体化模块(3)和出站阀组模块(6)，还包括药剂加注模块(4)和放空分液模块(5)，加热分离计量一体化模块(3)和井口高压节流模块(1)分别与药剂加注模块(4)通过管路连接，井口高压节流模块(1)、高效除屑器模块(2)、加热分离计量一体化模块(3)、药剂加注模块(4)和出站阀组模块(6)分别与放空分液模块(5)通过管路连接。

2.根据权利要求1所述的天然气单井站智能一体化橇装装置，其特征在于：所述井口高压节流模块(1)与井口来原料气连通，井口高压节流模块(1)设置用于降压的节流阀(11)和用于测温测压的测温测压套(12)，节流阀(11)位于井口高压节流模块(1)通入井口来原料气的一侧，测温测压套(12)位于井口高压节流模块(1)连接高效除屑器模块(2)的一侧。

3.根据权利要求1所述的天然气单井站智能一体化橇装装置，其特征在于：所述高效除屑器模块(2)上设置有用于脱除固体杂质的高效除屑器(21)、用于排砂的排砂阀(22)、用于排液的排液阀(23)，排砂阀(22)位于高效除屑器(21)的进口侧，排液阀(23)位于高效除屑器(21)的出口侧。

4.根据权利要求1所述的天然气单井站智能一体化橇装装置，其特征在于：所述加热分离计量一体化模块(3)包括加热炉(31)，加热炉(31)的进口端设置有用于降低压力的角式节流阀(32)，加热炉(31)的出口连接有高效气液分离器(33)，高效气液分离器(33)通过管路与出站阀组模块(6)连接。

5.根据权利要求4所述的天然气单井站智能一体化橇装装置，其特征在于：所述高效气液分离器(33)的气相管路上连接有气体流量计，高效气液分离器(33)的液相管路上连接有液相流量计，高效气液分离器(33)的气相管路和液相管路汇合后连接到出站阀组模块(6)。

6.根据权利要求4所述的天然气单井站智能一体化橇装装置，其特征在于：所述药剂加注模块(4)包括加注泵(41)，加注泵(41)的出口分别通过管路连接至高效气液分离器(33)的气相管路和液相管路。

7.根据权利要求1所述的天然气单井站智能一体化橇装装置，其特征在于：所述药剂加注模块(4)包括加注泵(41)，加注泵(41)的出口还通过管路连接至井口高压节流模块(1)的进口侧。

8.根据权利要求1所述的天然气单井站智能一体化橇装装置，其特征在于：所述加热分离计量一体化模块(3)、出站阀组模块(6)、药剂加注模块(4)和放空分液模块(5)设置于同一个多层框架上。

9.根据权利要求1所述的天然气单井站智能一体化橇装装置，其特征在于：所述放空分液模块(5)包括放空分液罐(51)，井口高压节流模块(1)、高效除屑器模块(2)、加热分离计量一体化模块(3)、药剂加注模块(4)和出站阀组模块(6)分别与放空分液罐(51)通过管路连接，放空分液罐(51)通过放空总管连接有放空火炬。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的天然气单井站智能一体化橇装装置，其特征在于：还包括用于采集单井站天然气生产中的压力、温度、液位控制、自动排液、流量测量、加热分离计量一体化模块(3)的加热炉(31)火焰监测、熄火保护、负压监测、超温及低液位停炉、远程吹扫及远程自动点火数据的RTU信号采集控制模块。

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