專利名稱:一種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型具體提供了一種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置，叢式氣井分別通過進橇裝設備接口，依次與開關井調節(jié)閥、緊急截斷閥、兩相流量計、單井關斷閥通過管線串聯(lián)后與天然氣匯管連接構成天然氣管道，天然氣管道將叢式氣井的天然氣管道匯集后分兩路，一路與壓差密閉發(fā)電裝置、下游接口依次通過管線串聯(lián)連接，一路與流量控制閥、總關斷閥、下游接口依次通過管線串聯(lián)連接。本實用新型提供的這種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置，具有可遠程開、關氣井、可利用天然氣壓力能發(fā)電、簡易兩相計量，并具有安裝簡單、施工周期短、便于維護的優(yōu)點，能夠提高井場的快速建產(chǎn)和管理效率。
【專利說明】一種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于叢式井場的具有遠程開關井、簡易兩相計量、自供電系統(tǒng)，以及超欠壓保護為一體的橇裝式天然氣集輸裝置，具體地說是一種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置。

【背景技術】
[0002]隨著蘇里格氣田氣井數(shù)量的逐年攀升，但“增產(chǎn)不增人”，需要不斷提高井場快速建產(chǎn)和“智能化”管理水平。目前蘇里格氣田井場地面建設工程現(xiàn)場施工受氣候和設備限制，施工周期長、組織協(xié)調難度大、占地面積大；氣井在日常生產(chǎn)運行時，遠程開井作業(yè)需要到每口氣井井口操作，開井時間比較長，現(xiàn)場操作人員相對缺乏，尤其是間歇生產(chǎn)井逐年增加，在一定程度增加氣井生產(chǎn)運行管理難度和現(xiàn)場工作強度；井場采用太陽能、風能供電系統(tǒng)，供電的可持續(xù)性和穩(wěn)定性受到陰雨天氣、冬季低溫環(huán)境影響。要提高井場“智能化”管理水平，必須有可持續(xù)、穩(wěn)定的電力供應才能夠保證。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術缺點，并提高井場快速建產(chǎn)和提高管理效率，提供一種可遠程開、關氣井、可利用天然氣壓力能發(fā)電、簡易兩相計量，具有安裝簡單、施工周期短、便于維護的可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置。
[0004]本實用新型的技術方案是:一種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置，它包括進橇裝設備接口、開關井調節(jié)閥、緊急截斷閥、兩相流量計、單井關斷閥、流量控制閥、壓差密閉發(fā)電裝置、總關斷閥、橇裝設備至下游管線接口、天然氣匯管；與叢式氣井相接的進橇裝設備接口通過管線依次與開關井調節(jié)閥、緊急截斷閥、兩相流量計、單井關斷閥串聯(lián)后與天然氣匯管連接構成天然氣管道，天然氣管道將叢式氣井的天然氣管道匯集后分兩路，一路與壓差密閉發(fā)電裝置、下游接口依次通過管線串聯(lián)連接，一路與流量控制閥、總關斷閥、下游接口依次通過管線串聯(lián)連接。
[0005]上述開關井調節(jié)閥為24V直流電動調節(jié)閥。
[0006]上述緊急截斷閥選用型號為:YKQ80_250。
[0007]將上述緊急截斷閥設置在上游高壓系統(tǒng)和下游中低壓系統(tǒng)的連接分界點處。
[0008]所述壓差密閉發(fā)電裝置由球閥和發(fā)電裝置組成，所述發(fā)電裝置串接于兩個球閥之間；發(fā)電裝置的型號選用星旋式AT16-75型發(fā)電盒子。
[0009]上述兩相流量計為孔板差壓式流量計。
[0010]上述叢式氣井由2?9 口天然氣氣井組成。
[0011]本實用新型的有益效果:本實用新型提供的這種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置，具有可遠程開、關氣井、可利用天然氣壓力能發(fā)電、簡易兩相計量，并具有安裝簡單、施工周期短、便于維護的優(yōu)點，能夠提高井場的快速建產(chǎn)和管理效率。
[0012]以下將結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。

【附圖說明】

[0013]圖1是本實用新型結構示意圖。
[0014]附圖標記說明:1、進橇裝設備接口 ；2、開關井調節(jié)閥；3、緊急截斷閥；4、兩相流量計；5、單井關斷閥；6、流量控制閥；7、壓差密閉發(fā)電裝置；8、總關斷閥；9、橇裝設備至下游管線接口 ； 10、天然氣匯管；11、球閥；12、發(fā)電裝置；13、蓄電池。

【具體實施方式】
[0015]實施例1:
[0016]如圖1所示的一種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置，它包括進橇裝設備接口 1、開關井調節(jié)閥2、緊急截斷閥3、兩相流量計4、單井關斷閥5、流量控制閥6、壓差密閉發(fā)電裝置7、總關斷閥8、橇裝設備至下游管線接口 9、天然氣匯管10;采氣樹來氣，先經(jīng)過天然氣進橇裝設備接口 I進入?yún)彩骄畧銮裂b裝置，天然氣進橇裝設備接口 I可同時接入1~9口采氣樹來氣；叢式氣井分別通過進橇裝設備接口 1，依次與開關井調節(jié)閥2、緊急截斷閥3、兩相流量計4、單井關斷閥5通過管線串聯(lián)后與天然氣匯管10連接構成天然氣管道，天然氣管道將叢式氣井的天然氣管道匯集后分兩路，一路與壓差密閉發(fā)電裝置7、下游接口 9依次通過管線串聯(lián)連接，一路與流量控制閥6、總關斷閥8、下游接口 9依次通過管線串聯(lián)連接。
[0017]實施例2:
[0018]在實施例1的基礎上，所述開關調節(jié)閥2為24V直流電動調節(jié)閥，具有遠程開關和閥門開度監(jiān)測控制功能，遠程開井時，根據(jù)井口運行參數(shù)，對開關調節(jié)閥2開度隨時進行調節(jié)，最終實現(xiàn)遠程智能開關井功能。遠程關井有兩種狀況，一是壓力異常時，通過開關調節(jié)閥(高壓)、緊急截斷閥(中壓)自動關斷氣源，二是系統(tǒng)下達關井時，考慮氣流高速沖擊的影響，先關閉開關調節(jié)閥，再關閉緊急截斷閥，確保地面集輸管道系統(tǒng)運行壓力不超過管道設計壓力，提高氣井安全生產(chǎn)系數(shù)。遠程開井，即考慮高壓氣井開井節(jié)流降壓過程及氣流高速沖擊的影響，先開啟緊急截斷閥，通過監(jiān)測開關調節(jié)閥前后壓差比、管線系統(tǒng)壓力、以及井口流量大小，及時根據(jù)井口各項運行參數(shù)對開關調節(jié)閥的開度進行實時調節(jié)，從而確保開井過程中采氣管線不超過，井口截斷閥不起跳，而且避免因節(jié)流降壓過程形成水合物堵塞。開關調節(jié)閥即電動井口針閥為現(xiàn)有技術產(chǎn)品，其保留了原針閥的功能，增加了電動控制功能和閥門開度監(jiān)測控制功能，在開關井調節(jié)閥主要用于主控系統(tǒng)下達開關井指令后，完成智能調節(jié)開井及關井任務。該閥設有兩道密封，一道軟密封，一道硬密封，軟密封閥座采用增強四氟乙烯材料；硬密封由針閥芯與閥座組成，針閥芯和閥座均焊有一層硬質合金層。為減小開啟力矩，在上端設計有一個密封平衡腔室，保證了開啟關閉閥門時的低力矩，降低電動頭的扭矩。開關調節(jié)閥特點:1特種抗沖刷合金材料及節(jié)流頭結構特殊設計保證調節(jié)閥使用壽命。2壓力自平衡的設計結構降低了開關轉矩，將耗電量降至最低。3調節(jié)閥采用軟硬雙重密封結構及軟密封防沖刷結構，從而保證調節(jié)閥的完全密封。4電動執(zhí)行裝置具有超久壓電動關閉功能。開關調節(jié)閥2與緊急截斷閥3具有遠程關閉功能且聯(lián)動。當壓力超壓或欠壓時(當P…或？〈M)時，開關調節(jié)閥2、緊急截斷閥3同時自動關閉，N、M值可根據(jù)需求設定；
[0019]當開關調節(jié)閥2或緊急截斷閥3其中任一個閥關閉，另一閥自動關閉；當系統(tǒng)下達關井指令時，先關閉開關調節(jié)閥2，當開關調節(jié)閥2閥位狀態(tài)顯示關閉后再關閉緊急截斷閥3。
[0020]緊急截斷閥也為現(xiàn)有技術產(chǎn)品，本實施例選用的型號為YKQ80-250，其主要由閥主體、壓力檢測裝置、蓄能機構、驅動機構及控制電路組成。本緊急截斷閥功能滿足超壓、欠壓自動截斷，而一旦截斷，則不能自動復位，只有故障解除后、且閥門采集到控制壓力處于正常狀態(tài)的信號時，方可通過現(xiàn)場手動或遠程控制將截斷閥打開，且該閥也可遠程控制關閉；閥主體在設計時參照低轉矩球閥的結構原理，結合進口及出口單合雙密封設計保證主閥的氣密性及工作壽命，單向雙密封的設計實現(xiàn)了介質由左至右的截至密封；壓力檢測與傳遞裝置管路充有油液，用膜盒或隔離活塞將導壓管路中的油液與主管線中的含水天然氣隔離，可以避免因結冰或機械雜質堵塞導壓管路，確保壓力信號準確無誤的傳輸，使整個系統(tǒng)始終處于安全運行狀態(tài)；閥驅動機構采用齒輪傳動方式，通過直流伺服電機作為動力源，將電機提供的功率傳遞到閥主體的閥芯，驅動閥芯旋轉，開啟和關閉閥門，同時通過采用壓縮彈簧的方式，儲蓄能量作為閥主體的動力源，驅動閥芯旋轉，開啟和關閉閥門。所述緊急截斷閥具有定壓關井功能，即在井下節(jié)流器失效或下游管線損壞等引起地面中低壓管線超、欠壓情況下，緊急截斷、關閉氣源，從而保護井場一體化集成裝置，因此井場地面流程以緊急截斷閥為分界點，緊急截斷閥上游為高壓系統(tǒng)，緊急截斷閥下游為中低壓系統(tǒng)。
[0021]遠程緊急截斷裝置3為分界點，上游為高壓系統(tǒng)，下游為中低壓系統(tǒng)。
[0022]壓差密閉發(fā)電裝置7是利用天然氣壓力能轉換為電能，通過流量控制閥6的開度來調節(jié)，控制進入發(fā)電裝置12的天然氣氣量，從而調整發(fā)電量，為采氣井口設備提供持續(xù)的電源。所述的密閉壓差發(fā)電裝置由球閥11、發(fā)電裝置12組成，發(fā)電裝置12串接于兩個球閥11之間，并將發(fā)電裝置12與蓄電池13相連接，發(fā)電裝置12利用天然氣壓力能進行發(fā)電，將馬達和發(fā)電機固定到密閉容器中，容器進出口通過法蘭與天然氣連接、容器出口設泄流口，通過閥門控制天然氣泄流量調整馬達轉速，即發(fā)電功率。不會消耗天然氣化學能，對天然氣采集及輸送無任何影響，從而為叢式井場一體化集成裝置提供電力動力保障。發(fā)電裝置12發(fā)電對蓄電池13進線充電，保障井口發(fā)電裝置停電后所需的后續(xù)用電，同時模塊可在正常運行時直接對負載提供直流電源。發(fā)電裝置12為現(xiàn)有技術產(chǎn)品，具體選用星旋式AT16-75型發(fā)電盒子。星旋式AT16-75型發(fā)電盒子是一個密閉的容器，將流體馬達和發(fā)電機固定到容器中，容器進出口通過法蘭與天然氣管道連接，一端為進氣口、另一端為排氣口，接口 DN50 PN63。其內置有氣體發(fā)動機以及發(fā)電機模塊。其內部有兩路氣流通道，分別為排氣閥通道、泄洪閥通道；排氣閥通道是在開啟氣體發(fā)動機時，管道氣流流經(jīng)氣體發(fā)動機、排氣閥、排氣口的通道；泄洪閥通道是在關閉氣體發(fā)動機時，管道氣流流經(jīng)泄洪閥、排氣口的通道。管道氣流流入壓力能回收發(fā)電模塊后，可通過氣體發(fā)動機、排氣調節(jié)閥至排氣口流出，并帶動發(fā)電機發(fā)出電能；也可通過泄洪調節(jié)閥直接從排氣口流出，發(fā)電機停止發(fā)電；適當調節(jié)排氣閥和泄洪閥可有效控制氣體發(fā)動機轉速，使發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電。
[0023]所述兩相流量計為孔板壓差式流量計。通過檢測孔板前后差壓，結合物性參數(shù)，即可計算氣體流量，實現(xiàn)了不分離狀態(tài)產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量在線計量。從而準確掌握氣井產(chǎn)水量資料，計算氣井水氣比，精細化、動態(tài)化制定排水采氣措施。該流量計由一體化儀表、壓力變送器、錐形孔板、計量直管段組成。兩相流通過孔板時，在孔板兩側中存在著差壓噪聲，即差壓脈動。這種噪聲是兩相流動的固有特性，與兩相流的流量質量含氣率密切相關。根據(jù)國內多年的理論和實驗研宄，并經(jīng)過氣一液兩相流測量工程試驗，應用一塊節(jié)流孔板配以一體型天然氣氣液兩相流量計本體、壓力變送器，可以根據(jù)差壓測量平均值及其方差，計算出凝析液天然氣兩種介質的流量。所述叢式井由2?9 口天然氣氣井組成。
[0024]本實用新型采用工廠預制，在工廠預制完成后，運送至井場，通過進橇裝設備接口I和采氣樹、橇裝設備至下游管線接口 9和采氣管線連接后即可投入運行，本實用新型的叢式氣井每口單井分別設開關井調節(jié)閥2、緊急截斷閥3，遠程開井時首先打開緊急截斷閥3，根據(jù)井口各項運行參數(shù)，調節(jié)開關井調節(jié)閥2開度，從而確保開井過程中采氣管線不超過，井口緊急截斷閥3不起跳，而且避免因節(jié)流降壓過程形成水合物堵塞。當井口壓力異常時，遠程關井，同時關閉高、中壓自動關斷(開關井調節(jié)閥2、緊急截斷閥3);當系統(tǒng)下達關井時，遠程關井，先關閉開關井調節(jié)閥2，再關閉緊急截斷閥3，確保地面集輸管道系統(tǒng)運行壓力不超過管道設計壓力，提高氣井安全生產(chǎn)系數(shù)。因此，本實用新型具有可遠程開、關氣井、可利用天然氣壓力能發(fā)電、簡易兩相計量，并具有安裝簡單、施工周期短、便于維護的優(yōu)點，能夠提高井場的快速建產(chǎn)和管理效率。
[0025]本實施例沒有詳細敘述的部分屬本行業(yè)的公知的常用手段，這里不一一敘述。以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明，并不構成對本實用新型的保護范圍的限制，凡是與本實用新型相同或相似的設計均屬于本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置，它包括進橇裝設備接口(1)、開關井調節(jié)閥(2)、緊急截斷閥(3)、兩相流量計(4)、單井關斷閥(5)、流量控制閥(6)、壓差密閉發(fā)電裝置(7)、總關斷閥(8)、橇裝設備至下游管線接口(9)、天然氣匯管(10)，其特征是:與叢式氣井相接的進橇裝設備接口(I)通過管線依次與開關井調節(jié)閥(2)、緊急截斷閥(3)、兩相流量計(4)、單井關斷閥(5)串聯(lián)后與天然氣匯管(10)連接構成天然氣管道，天然氣管道將叢式氣井的天然氣管道匯集后分兩路，一路與壓差密閉發(fā)電裝置(7)、下游接口(9)依次通過管線串聯(lián)連接，一路與流量控制閥(6)、總關斷閥(8)、下游接口(9)依次通過管線串聯(lián)連接。2.根據(jù)權利要求1所述的一種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置，其特征是:所述開關井調節(jié)閥(2 )為24V直流電動調節(jié)閥。3.根據(jù)權利要求1所述的一種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置，其特征是:所述緊急截斷閥(3)選用的型號為:YKQ80-250。4.根據(jù)權利要求1所述的一種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置，其特征是:將緊急截斷閥(3)設置在上游高壓系統(tǒng)和下游中低壓系統(tǒng)的連接分界點處。5.根據(jù)權利要求1所述的一種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置，其特征是:所述壓差密閉發(fā)電裝置(7)由兩個球閥(11)和發(fā)電裝置(12)組成，所述發(fā)電裝置(12)串接于兩個球閥(11)之間；發(fā)電裝置(12)的型號選用星旋式AT16-75型發(fā)電盒子。6.根據(jù)權利要求1所述的一種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置，其特征是:所述兩相流量計(4)為孔板差壓式流量計。7.根據(jù)權利要求1所述的一種可移動橇裝式叢式井場一體化集成裝置，其特征是:所述叢式氣井由2?9 口天然氣氣井組成。
【文檔編號】E21B41-00GK204283350SQ201420660961
【發(fā)明者】王莉華, 王登海, 鄭欣, 劉銀春, 常志波, 楊光, 陳兆安, 李衛(wèi), 呂陽偉, 馮亞軍, 周妮妮, 許茜, 喬光輝, 陳小鋒, 周艷杰, 周元甲, 楊宏麗, 孫芳萍 [申請人]西安長慶科技工程有限責任公司