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llO 内蒙古石油化工 2010年第2期 同心双管柱负压排砂采油技术研究 王
刚 ，梁 兴 ，刘 斌 1．辽河油 田钻采工艺研究院．辽宁 盘锦 ．冀东油 田高尚堡作业区，河北 唐山 063000 摘 要：辽河小洼油 田是以蒸汽吞吐开采的稠油油藏，随着蒸汽吞吐轮次的增加，地层亏空严重 地 层 出细粉砂也越来越严重。为此研制 出同心双管柱 负压排砂采油技术，利用该技术将油层近井地带的游 离砂逐渐排 出地面，直到地层不出砂 ，此项技术解决了出砂严重井生产工艺问题，降低了生产费用。在采 用该项工艺时，要注意解决六个方面的问题 ：①混合液管砂堵问题 ；②管柱密封问题 ；③生产数据录取问 题 ；④动力液水质问题；⑤地面除砂问题 ；@ 出砂严重井水力喷射泵喷嘴、喉管使用寿命问题 。 关键词 ：小洼油 田；排砂采油 ；负压 ；稠油油藏 中图分类号 ：TE355
文献标识码：A 文章编号：1O06―
O2一O110一O3 小洼油 田是 l992年投人开发的稠油油 田，油井 另外碱性蒸汽在高温高压下对地层岩石产生渐进的
出砂一直是困扰该区块原油生产的主要问题之一 。
溶蚀作用，使井筒附近及近井地带的地层骨架遭受
随着油 田开发，油井出砂造成的地层亏空 日趋严重 。
严重破坏，致地层出砂 。
蒸汽吞吐轮次的增加 使 以往的防砂技术不再适应 ④与油井的生产制度有关。小洼油、田部分油井
与现在的油藏状况，各种防砂效果均不明显。特别是 采油强度高，生产压差大，造成地层激动出砂。
1999年以后新调的d31油层的油井，油层薄、出砂粒 3 排砂采油装置结构
径小、出砂量大 ，油井防砂难度大，出砂严重制约了 排砂采油装置主要由3部分组成：井 口装置、井
小洼油 田的开发。针对
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3秒自动关闭窗口一种气井细粉砂地面分离排砂装置的制作方法
专利名称一种气井细粉砂地面分离排砂装置的制作方法
技术领域本发明涉及一种用于天然气气井对含细粉砂天然气进行地面分离和平衡排砂的细粉砂地面分离排砂装置。
背景技术我国部分疏松砂岩气藏属于第四系粉砂岩和泥质粉砂岩，具有欠压实、成岩性差、 胶结疏松、高粘土、高泥质、高矿化度、敏感性强及出砂严重等特点，大部分生产井只能靠控制压差生产，极大地限制了气井产能的发挥，目前常规防砂技术基本无效或效果很差，防砂难度极大，严重制约了气田的高效开发，此外，由于气田地层胶结疏松，固井第二界面胶结质量差、容易造成管外水窜，气田气水比逐年上升，出水加剧了出砂。为了保证气井具有良好的经济开采价值，国内类似气藏开发的通常做法是控制采气生产制度与防砂相结合的工艺措施，使这类气藏在地层适当出砂的情况下井筒携砂开采。但目前常规的分离装置均无法实现细粉砂的较好分离，特别是砂粒直径小于0. 07mm的情况，随着时间增长，地层带出井筒的细粉砂一方面导致管线堵塞，另一方面引起阀门、仪表等设备等的磨损，特别是后期增压开采和增压输送过程中对压缩机组造成极大的危害，严重影响机组寿命，给站场设备和人员的安全带来严重威胁。因此迫切需要一种针对含砂天然气细粉砂的地面分离排砂装置，解决目前疏松砂岩气藏开发中地面细粉砂的分离和排砂问题。
本发明的目的是为了解决含砂天然气中细粉砂难以分离导致集输系统设备组件的磨损，管线、仪表及其它元器件冲蚀、堵塞等系列安全隐患的难题，特提供一种气井细粉砂地面分离排砂装置。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案一种气井细粉砂地面分离排砂装置，是由聚凝剂池、沉降池、过滤器、积液罐、分离器、离心泵和阀门组成。其结构特征是聚凝剂池内装有液态聚凝剂，聚凝剂池的顶部用管道连接第二阀门，再连接离心泵；沉降池内部上方安装有过滤器，过滤器用管道连接第一阀门，再连接离心泵；沉降池上部左侧用管道连接第三阀门，再连接积液罐底部，积液罐底部另有管道连接第四阀门与第三阀门并联作为排污通道；离心泵出口用管道连接第八阀门，再连接分离器上部配置喷嘴的管线上；分离器外部为金属壳体，分离器内腔下端为沉降区，沉降区上方为直径为Icm的湍动球组成的湍球紊流区，分离器内腔的中上方横截面处均布设置两组喷嘴，喷嘴上方安装有捕雾器; 分离器中部右侧设置有液位报警器，分离器的下端左侧设置有原料气入口，原料气入口管道上安装有原料气进气阀；分离器的顶端为净化气出口，进化气出口管道一支连接第六阀门，再连接积液罐上端，另一支连接第七阀门及放空管道，再一支连接净化气出口阀并连接集输管线；分离器底端为含砂沉积液出口，用管道连接第五阀门，再连接积液罐上部，积液罐顶部用管道连接积液罐放空阀门，再连接在放空管道上；分离器下部右侧设置有反冲洗液入口，并用管道连接第九阀门，再连接在离心泵的出口管道上。
沉降池为含砂沉积液的沉积区，沉降池分为左、右两部分，中间由隔板隔开形成连通器的结构；沉降池左边上方为沉降液入口，直接连接在积液罐的底端；沉降池右边上方设置有过滤器，过滤器用管道直接连接在离心泵的入口。当含砂天然气为含水湿气时，经过滤器过滤后的洗砂液在离心泵的作用下通过管线进入分离器内部，洗砂液在喷嘴的作用下在分离器内部均勻周向喷洒；当含砂天然气为不含水的干气时，聚凝剂在离心泵在作用下通过管线进入分离器内部，聚凝剂在喷嘴的作用下在分离器内部均勻周向喷洒。含砂天然气通过原料气入口呈淹没射流状分散喷射进入分离器内部后，以大气泡形式与分离器内部的液相接触并向上流动，在通过喷嘴喷洒出的液相以及湍动球的作用下，天然气中的细粉砂被充分润湿并逐渐聚集、沉降在液相介质中， 并最终依靠重力沉降在分离器的底部，经分离后的天然气在捕雾器的作用下脱去携带的液相物质由分离器顶部的净化气出口排出并进入集输管线。当分离器内部的液位达到设定为高度时，液位报警器发出排液警报，打开分离器与积液罐之间的第五阀门，含砂沉积液进入积液罐。当积液罐中的积液达到积液罐高度的3/4时，排出积液罐内的积液进入沉降池或含砂聚凝剂处理中心。本发明的有益效果在于(1)能够满足气井细粉砂地面分离的要求，为含砂气井的经济开采提供保障；(2)细粉砂分离效率高、能耗小，产量波动对细粉砂分离效果影响小；(3)能够方便与现有天然气集输流程相联接，安装操作方便；(4)既能用于湿天然气又能用于干气的细粉砂地面分离处理。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1为本发明一种气井细粉砂地面分离排砂装置的结构示意图。图中:1、第一阀门；2、第二阀门；3、聚凝剂池；4、沉降池；5、过滤器；6、第三阀门； 7、第四阀门；8、第五阀门；9、第六阀门；10、第七阀门；11、净化气出口阀；12、反冲洗液入口 ；13、含砂沉积液出口 ；14、原料气入口 ；15、原料气进气阀；16、湍动球；17、壳体；18、喷嘴；19、捕雾器；20、净化气出口 ；21、分离器；22、第八阀门；23、液位报警器；24、第九阀门； 25、积液罐；26、离心泵；27、积液罐放空阀门。
具体实施例方式根据附图所示，一种气井细粉砂地面分离排砂装置的聚凝剂池3内装有聚凝剂； 细粉砂地面分离排砂装置的沉降池4为含砂沉积液的沉积区，沉降池4分为左右两部分，中间由隔板隔开形成连通器的结构，沉降池4左边为沉积液入口，沉降池4内部右边上方设置有过滤器5，含砂沉积液在重力沉降以及过滤器5的作用下作为洗砂液循环利用；细粉砂分离装置的分离器21内部下端为沉降区，沉降区上方为直径为Icm的湍动球16组成的湍球紊流区，分离器21内部的中上方横截面处均布设置两组喷嘴18，分离器21内部上方设置有捕雾器19，分离器21右侧设置有液位报警器23，分离器21的下端左侧为原料气入口 14，分离器21的顶端为净化气出口 20，分离器底部为含砂沉积液出口 13，分离器21下端周向设置有反冲洗液入口 12。当含砂天然气为含水湿气时，经过滤器5过滤后的洗砂液在离心泵 26的作用下通过管线进入分离器21内部，洗砂液在喷嘴18的作用下在分离器21内部均勻
4周向喷洒；当含砂天然气为不含水的干气时，聚凝剂在离心泵26的作用下通过管线进入分离器21内部，聚凝剂在喷嘴18的作用下在分离器21内部均勻周向喷洒；含砂天然气通过原料气入口 14呈淹没射流状分散喷射进入分离器21内部后，以大气泡形式与分离器21内部的液相接触并向上流动，在通过喷嘴18喷洒出的液相以及湍动球16的作用下，天然气中的细粉砂被充分润湿并逐渐聚集、沉降在液相介质中，并最终依靠重力沉降在分离器21的底部，经分离后的天然气在捕雾器19的作用下脱去携带的液相物质由分离器21顶部的净化气出口 20排出并进入集输管线。当分离器21内部的液位达到设定为高度时，液位报警器23发出排液警报，打开分离器21与积液罐25之间的第五阀门8，含砂沉积液进入积液罐 25。当积液罐25中的积液达到积液罐25高度的3/4时，排出积液罐25内的积液进入沉降池4或含砂聚凝剂处理中心。一种气井细粉砂地面分离排砂装置的使用方法和工作原理(参见图1)。(1)细粉砂的正常分离过程关闭第五阀门8、第六阀门9以及第七阀门10，打开第一阀门1或者第二阀门2，启动离心泵26，向分离器21内部喷洒循环液或者聚凝剂，打开净化气出口阀11以及原料气进气阀15，开始含砂天然气细粉砂的分离过程。(2)分离器21排含砂沉积液过程当分离器21内的沉积液达到设定位置，液位报警器23发出报警，关闭原料气进气阀15、第七阀门10、第八阀门22以及第六阀门9，打开第五阀门8以及第九阀门M，将积液罐放空阀门27打开一定的开度泄压，分离器21内的含砂沉积液进入积液罐25，于此同时通过离心泵沈的作用下对分离器21底部含砂沉积液进行反冲洗，开始分离器21排含砂沉积液的过程。(3)积液罐25排含砂沉积液过程当积液罐25内部的液位达到其高度的3/4时， 关闭第五阀门8、第六阀门9以及积液罐放空阀门27，当原料气为干气时打开第四阀门7并关闭第三阀门6，积液罐25内的沉积液为聚凝剂，积液罐25内的含砂沉积液被排出罐外进入含砂聚凝剂处理中心；当原料气为湿气时打开第三阀门6并关闭第四阀门7，积液罐25 内的沉积液为循环液，积液罐25内的含砂沉积液被排出罐外进入沉降池4。
1.一种气井细粉砂地面分离排砂装置，是由聚凝剂池、沉降池、过滤器、积液罐、分离器、离心泵和阀门组成，其特征是聚凝剂池(3)内装有液态聚凝剂，池顶部用管道连接第二阀门(2)，再连接离心泵(26)；沉降池(4)内部上方安装有过滤器(5)，过滤器(5)用管道连接第一阀门(1)，再连接离心泵(26);沉降池(4)上部左侧用管道连接第三阀门(6)，再连接积液罐(25)底部，积液罐(25)底部另有管道连接第四阀门(7)与第三阀门(6)并联作为排污通道；离心泵(26)出口用管道连接第八阀门(22)，再连接分离器(21)上部配置喷嘴 (18)的管线上；分离器(21)外部为金属壳体(17)，分离器(21)内腔下端为沉降区，沉降区上方为直径为Icm的湍动球(16)组成的湍球紊流区，分离器(21)内腔的中上方横截面处均布设置两组喷嘴(18 )，喷嘴(18 )上方安装有捕雾器(19 )；分离器(21)右侧设置有液位报警器(23)，分离器(21)的下端左侧设置有原料气入口(14)，原料气入口管道上安装有原料气进气阀(15);分离器(21)的顶端为净化气出口(20)，进化气出口管道一支连接第六阀门 (9)，再连接积液罐(25)上端，另一支连接第七阀门(10)及放空管道，再一支连接净化气出口阀(11)并连接集输管线；分离器(21)底端为含砂沉积液出口(13)，用管道连接第五阀门 (8)，再连接积液罐(25)上部，积液罐(25)顶部用管道连接积液罐放空阀门(27)，再连接在放空管道上；分离器(21)下部右侧设置有反冲洗液入口(12)，用管道连接第九阀门(24)， 再连接在离心泵(26 )的出口管道上。
2.根据权利要求1所述的细粉砂地面分离排砂装置，其特征是上述的沉降池(4)为含砂沉积液的沉积区，沉降池(4)分为左、右两部分，中间由隔板隔开形成连通器的结构；沉降池(4)左边上方为沉降液入口，直接连接在积液罐(25)的底端；沉降池右边上方设置有过滤器(5 )，过滤器(5 )用管道直接连接在离心泵(26 )的入口。
本发明涉及一种用于气井对天然气进行分离和排砂的细粉砂地面分离排砂装置。它能解决含细粉砂天然气难以分离，导致集输设备磨损、冲蚀、堵塞等问题。其技术方案是聚凝剂池用管道连接离心泵，沉降池内安装有过滤器用管道连接离心泵，沉降池左边为沉降液入口，连接积液罐底部；离心泵出口用管道连接分离器上部配置喷嘴管线上；分离器外部为金属壳体，内腔下端为沉降区，沉降区上方为湍动球组，内腔上方设置两组喷嘴，喷嘴上方安装有捕雾器；分离器右侧设置有液位报警器，下端设置有原料气入口，顶端为净化气出口，底端为含砂沉积液出口，下部设置有反冲洗液入口。本装置细粉砂分离效率高、能耗小，既能用于湿天然气又能用于干气地面分离处理。
文档编号C10L3/10GKSQ
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者叶哲伟, 张梁, 梁政, 王飞, 蒋发光, 邓雄 申请人:西南石油大学油井细粉砂防砂工艺技术研究与应用
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油井细粉砂防砂工艺技术研究与应用
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