專(zhuān)利名稱(chēng)：油井的套管氣回收及原油輸送的油氣混合渦流輸送系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉石油開(kāi)采中的套管氣回收及原油輸送藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及油井的套管氣回收及原油輸送的油氣混合潤(rùn)流輸送系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)行的原油開(kāi)采工藝中，由于原油開(kāi)采中油井套管中的天然氣的產(chǎn)量不是很大，加之產(chǎn)量不穩(wěn)定。因此一般都是只鋪設(shè)輸油管道到集輸站。因現(xiàn)有采油工藝設(shè)計(jì)和相關(guān)的配套設(shè)施不到位，從套管中所產(chǎn)生的天然氣沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的輸氣管線(xiàn)來(lái)輸送，是的油井井口產(chǎn)生的天然氣無(wú)法輸送至集輸站。這部分天然氣無(wú)法得到有效利用。一般通過(guò)短管線(xiàn)送至油井附近的火炬燃燒塔，將其燃燒掉。以確保采油生產(chǎn)中的生產(chǎn)和人員的安全。油井的地域分布廣泛，自然條件差等原因是的油井的開(kāi)采成本中人員的費(fèi)用占了相當(dāng)?shù)谋壤?。而套管氣的不穩(wěn)定性和產(chǎn)量不高，因此在實(shí)際開(kāi)采作業(yè)中一般不回收套管氣， 以減少井上的工作人員。提高生產(chǎn)的安全性。如何以合理的成本來(lái)回收套管天然氣是現(xiàn)在正在改進(jìn)提高的采油工藝技術(shù)的領(lǐng)域之一。在采油作業(yè)中，由于油田大都處于西北寒冷地區(qū)，原油在冬季低溫下的粘度會(huì)增加很多，因此冬季原有的密閉灌輸中結(jié)蠟堵管的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。在采油工藝技術(shù)中經(jīng)常采用投球、高壓蒸汽掃線(xiàn)、原油加熱等輔助措施來(lái)保證原有的穩(wěn)定輸送。如何在正常輸送中尤其是冬季開(kāi)發(fā)運(yùn)用新的原油輸送工藝技術(shù)，是現(xiàn)在正在研究試驗(yàn)的采油工藝技術(shù)領(lǐng)域的重要課題之一。渦流輸送技術(shù)是一種廣泛由于粉狀、高粘度物料輸送的技術(shù)。其主要是通過(guò)改變物料的運(yùn)動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)輸送功能。例如面粉、煤灰、炭黑等粉狀物料的輸送。為了降低運(yùn)動(dòng)粘度，一般采用壓縮空氣作為輸送動(dòng)力，將氣體和粉狀物料混合并在管壁上產(chǎn)生更螺旋狀的運(yùn)動(dòng)形式。使的輸送時(shí)不會(huì)沉淀，結(jié)塊。并利用壓差實(shí)現(xiàn)輸送的目的?，F(xiàn)有渦流運(yùn)動(dòng)理論分析證實(shí)，渦流態(tài)的物料其運(yùn)動(dòng)時(shí)的分子摩擦力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一般的軸向運(yùn)動(dòng)是的摩擦力。將渦流技術(shù)用于原油的輸送是采油工藝技術(shù)領(lǐng)域的正在發(fā)展的應(yīng)用技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供油井的套管氣回收及原油輸送的油氣混合渦流輸送系統(tǒng)，利用套管氣實(shí)現(xiàn)油氣混合渦流輸送，防止結(jié)蠟、沉淀的產(chǎn)生。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為油井的套管氣回收及原油輸送的油氣混合渦流輸送系統(tǒng)，包括原油緩沖罐37，原油緩沖罐37的入口通過(guò)油管進(jìn)口閥7和油管進(jìn)口 6連接，原油緩沖罐37的加壓口依次經(jīng)過(guò)油壓套壓平衡閥5、套管氣壓力表35、套管氣壓力變送器34、輸氣泵進(jìn)口閥33并通過(guò)套管氣通道39和輸氣泵32的出口連接，原油緩沖罐37的出口依次經(jīng)過(guò)原油溫度傳感器12、原油流量計(jì)13、原油壓力表14、原油壓力變送器15、輸油泵進(jìn)口閥門(mén)16、輸油泵17、輸油泵出口閥18、原油止回閥19和渦流氣液混合器20的入口連接，渦流氣液混合器20的出口依次通過(guò)出口壓力變送器21、出口壓力表23和出口 22連接，渦流氣液混合器20的加壓口依次通過(guò)氣體止回閥25、氣體流量計(jì)26、輸氣泵出口閥31和輸氣泵32連接，原油緩沖罐37的底部設(shè)有原油緩沖罐排污閥10，油管進(jìn)口 6通過(guò)油管旁路閥8、原油緩沖罐安全閥38和原油緩沖罐37連通，油管進(jìn)口 6通過(guò)油管旁路閥8和出口 22連通，油井上的套管出口通過(guò)套管氣進(jìn)口 3分成兩路，一路通過(guò)套管氣進(jìn)口閥4和套管氣通道39連通，另一路通過(guò)套管氣進(jìn)口切換閥門(mén)2和天然氣火炬出口 I連通，或通過(guò)套管氣進(jìn)口切換閥門(mén)2、氣罐安全閥30和氣體緩沖罐28連通，氣體緩沖罐28的出口通過(guò)氣罐出口閥29和氣體流量計(jì)26、輸氣泵出口閥31之間的管路連通，氣體緩沖罐28底部設(shè)有氣體緩沖罐排污閥27。所述的套管氣進(jìn)口切換閥門(mén)2、套管氣進(jìn)口閥4、油壓套壓平衡閥5、油管進(jìn)口閥7、 油管旁路閥8、原油溫度傳感器12、原油流量計(jì)13、原油壓力變送器15、輸油泵進(jìn)口閥門(mén)16、 輸油泵17、輸油泵出口閥18、原油止回閥19、出口壓力變送器21、氣體流量計(jì)26、輸氣泵進(jìn)口閥33、套管氣壓力變送器34分別和控制器36電路連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為實(shí)現(xiàn)原油的獨(dú)立輸送，減少抽油機(jī)的背壓，可以提高抽油效率和采油產(chǎn)量；可以完全回收套管氣，增加采油的效益，消除由于套管氣燃燒所帶來(lái)的環(huán)境污染；利用套管氣可以實(shí)現(xiàn)充氣降粘，減少原油輸送是的動(dòng)態(tài)粘度；實(shí)現(xiàn)渦流輸送，減少原油在輸油管里的結(jié)蠟，沉淀等堵管現(xiàn)象的發(fā)生。大大減少輸油管的維護(hù)費(fèi)用。其五實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，可以遙控遙測(cè)，大大減少人工成本，實(shí)現(xiàn)油井采油的精細(xì)化管理。


附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，實(shí)線(xiàn)為油氣管路；虛線(xiàn)為控制及信號(hào)回路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。油井的套管氣回收及原油輸送的油氣混合渦流輸送系統(tǒng)，包括原油緩沖罐37，原油緩沖罐37的入口通過(guò)油管進(jìn)口閥7和油管進(jìn)口 6連接，原油緩沖罐37的加壓口依次經(jīng)過(guò)油壓套壓平衡閥5、套管氣壓力表35、套管氣壓力變送器34、輸氣泵進(jìn)口閥33并通過(guò)套管氣通道39和輸氣泵32的出口連接，原油緩沖罐37的出口依次經(jīng)過(guò)原油溫度傳感器12、原油流量計(jì)13、原油壓力表14、原油壓力變送器15、輸油泵進(jìn)口閥門(mén)16、輸油泵17、輸油泵出口閥18、原油止回閥19和渦流氣液混合器20的入口連接，渦流氣液混合器20的出口依次通過(guò)出口壓力變送器21、出口壓力表23和出口 22連接，渦流氣液混合器20的加壓口依次通過(guò)氣體止回閥25、氣體流量計(jì)26、輸氣泵出口閥31和輸氣泵32連接，原油緩沖罐37的底部設(shè)有原油緩沖罐排污閥10，油管進(jìn)口 6通過(guò)油管旁路閥8、原油緩沖罐安全閥38和原油緩沖罐37連通，油管進(jìn)口 6通過(guò)油管旁路閥8和出口 22連通，油井上的套管出口通過(guò)套管氣進(jìn)口 3分成兩路，一路通過(guò)套管氣進(jìn)口閥4和套管氣通道39連通，另一路通過(guò)套管氣進(jìn)口切換閥門(mén)2和天然氣火炬出口 I連通，或通過(guò)套管氣進(jìn)口切換閥門(mén)2、氣罐安全閥30和氣體緩沖罐28連通，氣體緩沖罐28的出口通過(guò)氣罐出口閥29和氣體流量計(jì)26、輸氣泵出口閥31之間的管路連通，氣體緩沖罐28底部設(shè)有氣體緩沖罐排污閥27。所述的套管氣進(jìn)口切換閥門(mén)2、套管氣進(jìn)口閥4、油壓套壓平衡閥5、油管進(jìn)口閥7、油管旁路閥8、原油溫度傳感器12、原油流量計(jì)13、原油壓力變送器15、輸油泵進(jìn)口閥門(mén)16、 輸油泵17、輸油泵出口閥18、原油止回閥19、出口壓力變送器21、氣體流量計(jì)26、輸氣泵進(jìn)口閥33、套管氣壓力變送器34分別和控制器36電路連接。本發(fā)明的工作原理為抽油機(jī)從油井內(nèi)抽出的原油直接進(jìn)入系統(tǒng)的油管進(jìn)口 6，進(jìn)入原油緩沖罐37。由于一般的抽油機(jī)是間歇式的，所以原油的流量也是間歇式的，將間歇式的原油進(jìn)入原油緩沖罐后，可為后面的原油加壓提供連續(xù)穩(wěn)定的流量。也可以將原油中的伴生氣也收集在原油緩沖罐中。以利于后續(xù)的輸油泵連續(xù)輸送。輸油泵32將原油緩沖罐37內(nèi)的原油和伴生天然氣加壓后輸送至渦流氣液混合器20，產(chǎn)生渦流效應(yīng)，并通過(guò)進(jìn)入的套管天然氣的加速后，以渦流形式輸送至出口 22，原油和天然氣在輸油管道內(nèi)以渦流的方式輸送。由于渦流運(yùn)動(dòng)的效應(yīng)，原油中的水始終在管壁附近運(yùn)動(dòng)，使得原油中的結(jié)蠟物質(zhì)和管壁的接觸機(jī)會(huì)大大減少。這樣大大減少了原油在管道內(nèi)的結(jié)蠟堵管現(xiàn)象。其中輸油泵進(jìn)口閥門(mén)16和輸油泵出口閥門(mén)18主要用于輸油泵17維修時(shí)防止原油和天然氣泄漏。原油止回閥19主要用于防止出口 22壓力大于輸油泵的輸出壓力時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉通路，以保護(hù)輸油泵17。油井上的套管出口直接接入系統(tǒng)的套管氣進(jìn)口3，套管中的天然氣通過(guò)輸氣泵32 加壓，輸送至氣體緩沖罐和渦流氣液混合器20。其中氣體止回閥25用于保證壓力氣體回路的的壓力和壓力輸油回路的壓力平衡。當(dāng)氣體壓力低于輸油壓力時(shí)，氣體止回閥自動(dòng)切斷通路。輸氣泵32繼續(xù)加壓，直至壓力平衡。氣體開(kāi)始進(jìn)入渦流混合器20。當(dāng)氣體從渦流氣液混合器的切向進(jìn)入后，原油的渦流效應(yīng)被進(jìn)一步加強(qiáng)，同時(shí)在有限的空間內(nèi)氣體和液體充分混合。使得原油的動(dòng)態(tài)粘度大大下降，減少了原油在管道內(nèi)的流動(dòng)阻力。利用氣體的低粘度特性來(lái)降低原油的運(yùn)動(dòng)粘度。產(chǎn)生充氣降粘效應(yīng)。安全保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，帶電動(dòng)或氣動(dòng)操作器的套管氣進(jìn)口切換閥2 打開(kāi)；套管氣進(jìn)口閥4關(guān)閉。套管氣直接進(jìn)入火炬燃燒管路。套管氣進(jìn)口氣切換閥2和套管氣進(jìn)口閥4可以合并為一個(gè)三通閥。油管進(jìn)口閥7關(guān)閉；油管旁路閥8打開(kāi)。原油從油路旁路管9直接通道出口 22。油管進(jìn)口閥7和油管旁路閥8可以合并為一個(gè)三通閥。當(dāng)原油緩沖罐37內(nèi)的壓力超過(guò)額定壓力時(shí)原油緩沖罐上的安全閥打開(kāi)將介質(zhì)泄壓到油路旁路管9內(nèi)。以確保罐體安全。當(dāng)氣體緩沖罐28內(nèi)的壓力超過(guò)額定壓力時(shí)其上面的氣罐安全閥30打開(kāi)，將過(guò)壓氣體通到火炬燃燒管道。油井的套管氣回收及原油輸送的油氣混合渦流輸送系統(tǒng)裝置有控制器36。可以根據(jù)原油緩沖罐的壓力變送器15的信號(hào)決定是否開(kāi)啟輸油泵18。可以根據(jù)套管氣壓力變送器34的信號(hào)決定是否開(kāi)啟輸氣泵32。可以根據(jù)系統(tǒng)是否正常工作來(lái)控制原油進(jìn)口閥7或者原油旁路閥8的通斷。同樣控制套管氣進(jìn)口閥4或者套管氣切換閥的通斷。還可以根據(jù)原油流量計(jì)13和氣體流量計(jì)26的信號(hào)和設(shè)定值來(lái)決定是否開(kāi)啟輸油泵18和輸氣泵31。 還可以根據(jù)上述參數(shù)的組合來(lái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制。滿(mǎn)足采油工藝的工藝要求。
權(quán)利要求
1.油井的套管氣回收及原油輸送的油氣混合渦流輸送系統(tǒng)，包括原油緩沖罐(37)，其特征在于原油緩沖罐(37)的入口通過(guò)油管進(jìn)口閥(7)和油管進(jìn)口(6)連接，原油緩沖罐 (37)的加壓口依次經(jīng)過(guò)油壓套壓平衡閥(5)、套管氣壓力表(35)、套管氣壓力變送器(34)、 輸氣泵進(jìn)口閥(33)并通過(guò)套管氣通道(39)和輸氣泵(32)的出口連接，原油緩沖罐(37)的出口依次經(jīng)過(guò)原油溫度傳感器(12)、原油流量計(jì)(13)、原油壓力表(14)、原油壓力變送器 (15)、輸油泵進(jìn)口閥門(mén)(16)、輸油泵(17)、輸油泵出口閥(18)、原油止回閥(19)和渦流氣液混合器(20)的入口連接，渦流氣液混合器(20)的出口依次通過(guò)出口壓力變送器(21)、出口壓力表(23)和出口(22)連接，渦流氣液混合器(20)的加壓口依次通過(guò)氣體止回閥(25)、 氣體流量計(jì)(26)、輸氣泵出口閥(31)和輸氣泵(32)連接，原油緩沖罐(37)的底部設(shè)有原油緩沖罐排污閥(10)，油管進(jìn)口(6)通過(guò)油管旁路閥(8)、原油緩沖罐安全閥(38)和原油緩沖罐(37)連通，油管進(jìn)口(6)通過(guò)油管旁路閥(8)和出口(22)連通，油井上的套管出口通過(guò)套管氣進(jìn)口(3)分成兩路，一路通過(guò)套管氣進(jìn)口閥(4)和套管氣通道(39)連通，另一路通過(guò)套管氣進(jìn)口切換閥門(mén)(2)和天然氣火炬出口(I)連通，或通過(guò)套管氣進(jìn)口切換閥門(mén)(2)、氣罐安全閥(30)和氣體緩沖罐(28)連通，氣體緩沖罐(28)的出口通過(guò)氣罐出口閥 029和氣體流量計(jì)(26)、輸氣泵出口閥(31)之間的管路連通，氣體緩沖罐(28)底部設(shè)有氣體緩沖罐排污閥(27)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的油井的套管氣回收及原油輸送的油氣混合渦流輸送系統(tǒng)， 其特征在于所述的套管氣進(jìn)口切換閥門(mén)(2)、套管氣進(jìn)口閥(4)、油壓套壓平衡閥(5)、油管進(jìn)口閥(7)、油管旁路閥(8)、原油溫度傳感器(12)、原油流量計(jì)(13)、原油壓力變送器 (15)、輸油泵進(jìn)口閥門(mén)(16)、輸油泵(17)、輸油泵出口閥(18)、原油止回閥(19)、出口壓力變送器(21)、氣體流量計(jì)(26)、輸氣泵進(jìn)口閥(33)、套管氣壓力變送器(34)分別和控制器 (36)電路連接。
全文摘要
油井的套管氣回收及原油輸送的油氣混合渦流輸送系統(tǒng)，為井口原油和套管天然氣的回收和輸送工藝技術(shù)，應(yīng)用于原油開(kāi)采過(guò)程中實(shí)現(xiàn)回收套管氣、降低原油輸送中的運(yùn)動(dòng)粘度、實(shí)現(xiàn)油氣在同一管道內(nèi)的均勻輸送、減少原油輸送中的結(jié)蠟堵塞現(xiàn)象，通過(guò)回收原油開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的天然氣并加壓實(shí)現(xiàn)油氣混輸，實(shí)現(xiàn)原油開(kāi)采的效益最大化，其中通過(guò)輸氣泵的加壓輸送，經(jīng)過(guò)渦流混合器的流態(tài)優(yōu)化，通過(guò)全自動(dòng)的工作控制和安全保護(hù)實(shí)現(xiàn)效益和安全的保障。
文檔編號(hào)F17D1/14GK102588737SQ201210023699
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者劉恒, 張西躍 申請(qǐng)人:深圳樂(lè)滿(mǎn)油氣技術(shù)有限公司