压差式压缩机气举井口减压装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020796101.5 (22)申请日 2020.05.13 (73)专利权人 西安朗益软件科技有限公司 地址 710000 陕西省西安市高新区锦业路 38号粤汉国际21012-2室 (72)发明人 刘晓娟 (74)专利代理机构 西安铭泽知识产权代理事务 所(普通合伙) 61223 代理人 姬莉 (51)Int.Cl. E21B 43/12(2006.01) E21B 43/38(2006.01) E21B 47/06(2012.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发。

2、明专利 (54)实用新型名称 一种压差式压缩机气举井口减压装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种压差式压缩机气举 井口减压装置， 属于排水采气配套装置技术领 域。 该井口减压装置减压分离室的减压通道与进 气管连通， 气液分离通道与出气管连通； 各组导 流单元用于将减压通道与气液分离通道连通， 并 且用于沿进气管到出气管的方向进行逐级减压； 每组导流单元至少包括两个导流通道； 滑阀结构 设置于减压通道内用于各组导流单元的导流通 道泄压； 设置排液阀的排液通道， 设置于气液分 离通道的底部用于排出分离出的液体； 进气管和 出气管上分别设置一个压力检测件。 本实用新型 还公开了上述减压装置用于压缩。

3、机气举井口减 压的方法， 本实用新型的井口减压装置保证压缩 机工作连续时长， 提高了排液的效率， 保证压缩 机气举措施的连续性。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 212054648 U 2020.12.01 CN 212054648 U 1.一种压差式压缩机气举井口减压装置， 其特征在于， 包括： 进气管； 出气管； 减压分离室， 包括气液分离通道以及减压通道， 减压通道与进气管连通， 气液分离通道 与出气管连通； 至少两组导流单元， 各组导流单元用于将减压通道与气液分离通道连通， 并且用于沿 进气管到出气管的方向进行逐级减压； 每组导流单元至少包括两个导流通道， 各导流通道 均位。

4、于减压腔室的同一横截面上； 滑阀结构， 设置于减压通道内， 用于各组导流单元的导流通道进行泄压； 设置排液阀的排液通道， 设置于气液分离通道的底部用于排出分离出的液体； 压力检测件， 数量为两个， 进气管和出气管上分别设置一个。 2.如权利要求1所述的压差式压缩机气举井口减压装置， 其特征在于， 所述滑阀结构包 括 弹簧， 设在减压通道内， 弹簧的自由端设在靠近进气管的一侧； 活塞头， 设在弹簧的自由端。 3.如权利要求2所述的压差式压缩机气举井口减压装置， 其特征在于， 所述活塞头靠近 进气管的一侧为锥形结构。 4.如权利要求1所述的压差式压缩机气举井口减压装置， 其特征在于， 所述减压分离。

5、室 包括纺锤型的壳体， 所述气液分离通道沿纺锤型壳体的内壁设置， 减压通道沿纺锤型的壳 体的中心轴方向设置。 5.如权利要求1所述的压差式压缩机气举井口减压装置， 其特征在于， 各导流单元均设 有三个导流通道， 三个导流通道呈120 均匀分布于同一横截面上。 6.如权利要求1所述的压差式压缩机气举井口减压装置， 其特征在于， 所述减压通道的 内径与进气管的内径比为6： 1。 7.如权利要求1所述的压差式压缩机气举井口减压装置， 其特征在于， 所述进气管、 出 气管和减压分离室一体成型或进气管、 出气管和减压分离室由单独的部件形成， 其间通过 带有螺纹的连接部螺纹连接在一起。 8.如权利要求1所。

6、述的压差式压缩机气举井口减压装置， 其特征在于， 所述进气管和出 气管通过法兰与外部管道连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212054648 U 2 一种压差式压缩机气举井口减压装置 技术领域 0001 本实用新型涉及排水采气配套装置技术领域， 具体涉及一种压差式压缩机气举井 口减压装置。 背景技术 0002 压缩机(氮气)气举需要将井底举升至井口的混相气液在气井井口下游进行放排。 放排效果取决于井口下游压力， 在放排过程中， 通过调节气井井口下游节流阀， 来实现控制 井口放排瞬时压力。 0003 根据国家环境保护要求， 目前压缩机(氮气)气举大多采用下游排液密闭集输工 艺， 该工艺的。

7、效果取决于集气干管的压力， 当集气干管压力超过5MPa时， 从井底举升到井口 的混相气液会在下游节流阀处形成超压现象， 导致下游节流阀损毁甚至管线破裂。 0004 在压缩机(氮气)气举作业的过程中， 通过人工手动调节节流阀的方式来控制下游 集气干管的压力， 该方式存在两点问题： 0005 1、 下游节流阀前端压力若在1秒内上升2MPa， 就需强制采取降压措施。 一般的， 压 缩机(气举)操作规程要求井口作业人员时刻注意观察井口压力， 但有时压力变化速度较 快， 往往难以迅速反应， 无法及时采取有效措施调节或关闭节流阀， 若超过一定时长超压运 行， 阀体及下游集气干管将面临损毁危险， 井口作业人。

8、员也存在作业安全风险； 0006 2、 当下游压力超过5MPa， 井口作业人员及时调节节流阀， 此时集气干管内的排液 速度降低， 举升至井口的部分混相气液会回流至井底， 压缩机(氮气)气举排液效果将很难 保证， 单次措施效果无法达到设计要求， 同时也会增加措施作业成本。 0007 目前， 为兼顾压缩机(氮气)气举排液措施安全和效果， 一般需要在井口调节阀下 游连接一具50m3常压密闭集液罐。 这样不仅不需要操作人员时刻观察井口压力， 也能够按 照措施设计的排量进行排液。 但需要调整措施工艺方案， 在作业现场调装一具50m3常压密 闭集液罐。 这样不仅会增加作业成本， 而且在措施完成后， 罐内措。

9、施废液无法在短期内有效 处理。 该工艺缺点明显， 难以规模应用。 0008 针对存在的问题， 在不增加任何设备和工艺的情况下， 更多依靠井口操作人员的 经验来实施压缩机(氮气)气举作业， 且当高于10MPa的情况下开关调节阀对井口操作人员 的技能熟练度要求极高， 在现有措施条件下很难最大程度的保证作业效果， 也不利于天然 气(氮气)气举工艺的制度化、 规范化。 0009 压缩机气举所接入的气源为气井下游集气干管内高速流动的气液混相， 气液混相 在经过压缩机简易分离装置处理后， 将分离出的天然气经加压后注入气井油套环空， 这样 为能够将油管内的液柱举出地面提供了外部能量。 当液柱举升至地面时， 。

10、排出介质呈现为 气液混相， 并经过下游节流阀流入气井下游集气干管。 随着气液混相被排出井筒， 气井产气 量也随之增加， 此时从干管内高速流动的气液混相大量进入压缩机简易分离装置， 而当从 集气干管采集到的气液混相瞬时流量超过15m3/h且气液比达到0.07m3/m3时， 分离装置将无 法正常工作， 将会导致压缩机过载停机， 进而极大的影响排液举升效率， 而目前并没有更好 说明书 1/5 页 3 CN 212054648 U 3 的工艺能够解决压缩机气举在举升过程中遇到的这类问题。 0010 虽然可以利用氮气作为外接气源为积液复产井提供举升能量， 但却因为氮气压缩 机气举成本高昂， 且效果有限。。

11、 因此， 迫切需要研发一种可以控制排出井筒气液混相状态的 装置并配套相对应的工艺技术。 实用新型内容 0011 本实用新型的目的是为了克服现有技术中的问题， 提供一种压差式压缩机气举井 口减压装置。 0012 本实用新型提供了一种压差式压缩机气举井口减压装置， 包括 0013 进气管； 0014 出气管； 0015 减压分离室， 包括气液分离通道以及减压通道， 减压通道与进气管连通， 气液分离 通道与出气管连通； 0016 至少两组导流单元， 各组导流单元用于将减压通道与气液分离通道连通， 并且用 于沿进气管到出气管的方向进行逐级减压； 每组导流单元至少包括两个导流通道， 各导流 通道均位于减。

12、压腔室的同一横截面上； 0017 滑阀结构， 设置于减压通道内， 用于各组导流单元的导流通道进行泄压； 0018 设置排液阀的排液通道， 设置于气液分离通道的底部用于排出分离出的液体； 0019 压力检测件， 数量为两个， 进气管和出气管上分别设置一个。 0020 较佳地， 滑阀结构包括 0021 弹簧， 设在减压通道内， 弹簧的自由端设在靠近进气管的一侧； 0022 活塞头， 设在弹簧的自由端。 0023 较佳地， 活塞头靠近进气管的一侧为锥形结构。 0024 较佳地， 减压分离室包括纺锤型的壳体， 所述气液分离通道沿纺锤型壳体的内壁 设置， 减压通道沿纺锤型的壳体的中心轴方向设置。 002。

13、5 较佳地， 各导流单元均设有三个导流通道， 三个导流通道呈120 均匀分布于同一 横截面上。 0026 较佳地， 减压通道的内径与进气管的内径比为6： 1。 0027 较佳地， 进气管、 出气管和减压分离室一体成型或进气管、 出气管和减压分离室由 单独的部件形成， 其间通过带有螺纹的连接部螺纹连接在一起。 0028 进气管和出气管通过法兰与外部管道连接。 0029 本实用新型的目的之二是提供上述压差式压缩机气举井口减压装置用于压缩机 气举井口减压的方法， 包括以下步骤； 0030 将压差式压缩机气举井口减压装置安装在气井井口地面管线短节前后端之间， 替 代短节， 接口采用法兰连接， 接入气源。

14、； 装置承压等级按照大于20MPa压力设计； 0031 当压缩机气举开始工作时， 被举升至地面的高压、 高速气液混相经过压差式压缩 机气举井口减压装置后， 变为低压、 低速的分离态气体和液体， 大部分气体带动液体经过出 气管继续进入集气管线下游， 通过安装在进气管和出气管的压力检测件判断被举升至地面 的气液混相流体压力是否在地面管线安全运行范围内； 说明书 2/5 页 4 CN 212054648 U 4 0032 压缩机气举结束后， 恢复气井正常生产流程， 将该装置泄压后卸下， 并打开排液阀 排出存留在其中的液体， 做好装置的防腐并妥善收置。 0033 与现有技术相比， 本实用新型的有益效果。

15、是： 本实用新型的压差式压缩机气举井 口减压装置采用法兰连接的方式， 进口法兰面与地面集气管线上端法兰面相连接， 出口法 兰面与地面集气管线后端法兰面相连接， 气源接口与压缩机进气口相连接， 装置承压等级 按照20MPa压力设计， 或者根据不同气田的集气方式， 承压等级可以更高。 该装置主要是采 用纺锤流线型结构设计， 对压缩机气举排至地面的高压、 高速气液混相流体进行分压选择 性分离。 一方面， 能够将不同等级压力的混相流体选择性的导入不同体积的分离仓进行分 离， 另一方面为压缩机气源取气提供了经过分离处理后相对含液率较低的气体。 0034 1)更加高效的排液。 由于目前压缩机气举采用的是集。

16、气管线内的天然气， 当液体 被带出井口进入集气管线流程后， 大量的液体也随着压缩机进气口进入分离器， 压缩机气 源分离器的额定工作压力为2MPa， 对大处理量为1m3液体， 而当进入分离器的液体超过额定 压力或最大处理量时， 压缩机进气口安全阀打开， 压缩机开启停机保护模式， 气举作业中 断， 刚举升至地面的液体在没有持续气源的支撑下又回落至井底， 只能将压缩机气源分离 器内的液体排出后才能再次启动压缩机进行作业。 0035 使用该装置后， 当气液混相流体在进入压缩机气源分离器之前， 大部分先进入该 装置预先将流体进行分离处理， 降低压缩机气源分离器的工作负担， 保证压缩机工作连续 时长， 提。

17、高了排液的效率。 0036 2)防止井口及地面管线超压。 如果带出地面的气液混相流体流动速度过快、 对地 面管线造成的压力过高(比如超过管线运行额定压力： 6.4MPa)就会存在管线破裂甚至机械 损害、 气体中毒等不安全问题。 该装置最大截面为65mm(大于地面管线65mm)经过该装 置处理后， 高压、 高速气液混相流体变为低压、 低速的气、 液分离状态， 再进入该装置后端的 集气管线时， 已变成低压状态的分离态气液， 可以最大程度的保证压缩机气举安全运行。 该 装置具有结构简单、 操作方便等特点， 其产品的研制和现场使用， 将极大的减少现场员工的 工作量， 提高安全级别， 强化了气田现场管理。

18、， 解决了压缩机气举运行难题。 0037 3)密闭承压无需在措施过程中排液。 由于该装置与气井地面流程相连为整体， 只 是通过锥形结构及装置截面变径的特征可保证密闭集输， 无需在措施过程中排液， 保证压 缩机气举措施的连续性， 并且密闭集输不会污染环境。 附图说明 0038 图1为本实用新型一级减压状态的减压装置结构示意图； 0039 图2为本实用新型二级减压状态的减压装置结构示意图； 0040 图3为本实用新型三级减压状态的减压装置结构示意图； 0041 图4为本实用新型减压装置的内部结构示意图。 0042 附图标记说明： 0043 1、 进气管； 2、 压力表接头1； 3、 气液分离通道；。

19、 4、 压力表接头2； 5、 锥形活塞头； 6、 一 级导流通道； 7、 二级导流通道； 8、 排液通道； 10、 三级导流通道； 11、 弹簧； 12、 出气管。 说明书 3/5 页 5 CN 212054648 U 5 具体实施方式 0044 下面结合附图1-4， 对本实用新型的具体实施方式进行详细描述， 但应当理解本实 用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。 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的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。 0045 本实用新型提供的一种压差式压缩机气举井口减压装置， 包括： 0046 进气管； 00。

20、47 出气管； 0048 减压分离室， 包括气液分离通道以及减压通道， 减压通道与进气管连通， 气液分离 通道与出气管连通； 0049 至少两组导流单元， 各组导流单元用于将减压通道与气液分离通道连通， 并且用 于沿进气管到出气管的方向进行逐级减压； 每组导流单元至少包括两个导流通道， 各导流 通道均位于减压腔室的同一横截面上； 0050 滑阀结构， 设置于减压通道内， 用于各组导流单元的导流通道进行泄压； 0051 设置排液阀的排液通道， 设置于气液分离通道的底部用于排出分离出的液体； 0052 压力检测件， 数量为两个， 进气管和出气管上分别设置一个。 0053 其中， 滑阀结构包括 00。

21、54 弹簧， 设在减压通道内， 弹簧的自由端设在靠近进气管的一侧； 0055 活塞头， 设在弹簧的自由端。 0056 其中， 活塞头靠近进气管的一侧为锥形结构。 0057 其中， 减压分离室包括纺锤型的壳体， 所述气液分离通道沿纺锤型壳体的内壁设 置， 减压通道沿纺锤型的壳体的中心轴方向设置。 0058 其中， 各导流单元均设有三个导流通道， 三个导流通道呈120 均匀分布于同一横 截面上。 0059 其中， 减压通道的内径与进气管的内径比为6： 1。 0060 其中， 进气管、 出气管和减压分离室一体成型或进气管、 出气管和减压分离室由单 独的部件形成， 其间通过带有螺纹的连接部螺纹连接在一。

22、起。 0061 其中， 进气管和出气管通过法兰与外部管道连接。 0062 本实施例还提供了上述压差式压缩机气举井口减压装置用于压缩机气举井口减 压的方法， 包括以下步骤； 0063 将压差式压缩机气举井口减压装置安装在气井井口地面管线短节前后端之间， 替 代短节， 接口采用法兰连接， 接入气源； 装置承压等级按照大于20MPa压力设计； 气源接口与 出气管处的压力检测件的接口连接， 当需要检测压力时可将压力表与接口连接； 0064 当压缩机气举开始工作时， 被举升至地面的高压、 高速气液混相经过压差式压缩 机气举井口减压装置后， 变为低压、 低速的分离态气体和液体， 大部分气体带动液体经过出 。

23、气口继续进入集气管线下游， 通过安装在装置进气管和出气管的压力检测件判断被举升至 地面的气液混相流体压力是否在地面管线安全运行范围内； 0065 压缩机气举结束后， 恢复气井正常生产流程， 将该压差式压缩机气举井口减压装 置泄压后卸下， 并打开排液阀排出存留在其中的液体， 做好装置的防腐并妥善收置。 说明书 4/5 页 6 CN 212054648 U 6 0066 上述实施例中的气液分离通道3。 主要分离由一、 二、 三级导流通道减压后的混合 有液体的天然气， 并将分离的天然气通过出气管12排入地面管线流程； 分离的液体收集在 纺锥形结构的凹腔处， 并通过排液通道8排出液体； 0067 一级。

24、导流通道6。 在该装置的横截面上共有3个各呈120 的一级导流通道， 在当流 入进气管1的流体压力小于4MPa时， 气液混相推动锥形活塞头5并压缩弹簧11向出气管12方 向移动， 此时的气液混相进入3个一级导流通道后在气液分离通道3内减压分离， 随后气体 通过出气管12进入其后的地面管线， 液体滑落到气液分离通道3底部收集并排出； 0068 二级导流通道7。 在该装置的横截面上共有3个各呈120 的二级导流通道， 在当流 入进气管1的流体压力在4MPa-8MPa范围内时， 气液混相推动锥形活塞头5并压缩弹簧11向 出气管12方向移动， 此时的气液混相进入3个一级导流通道以及3个二级导流通道后在。

25、气液 分离通道3内减压分离， 随后气体通过出气管12进入其后的地面管线， 液体滑落到气液分离 通道3底部收集并排出； 0069 三级导流通道10。 在该装置的横截面上共有3个各呈120 的三级导流通道， 在当流 入进气管1的流体压力大于8MPa时， 气液混相推动锥形活塞头5并压缩弹簧11向出气管12方 向移动， 此时的气液混相进入3个一级导流通道、 3个二级导流通道、 3个三级导流通道后在 气液分离通道3内减压分离， 随后气体通过出气管12进入其后的地面管线， 液体滑落到气液 分离通道3底部收集并排出。 0070 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。 说明书 5/5 页 7 CN 212054648 U 7 图1 图2 说明书附图 1/2 页 8 CN 212054648 U 8 图3 图4 说明书附图 2/2 页 9 CN 212054648 U 9 。