一種利用毛細管單向閥控制起泡劑加注裝置及其方法

2023-04-24 13:12:36

一種利用毛細管單向閥控制起泡劑加注裝置及其方法
【專利摘要】本發明涉及的是一種利用毛細管單向閥控制起泡劑加注裝置及方法，其中的利用毛細管單向閥控制起泡劑加注裝置包括毛細管、井下單向閥、儲液罐、氣控單向閥、控制器、壓力傳感器，儲液罐通過管線連接至氣井井口裝置的油套環空，該管線上設置氣控單向閥，油套環空內懸掛毛細管，毛細管的下端抵達氣井氣層中下部，毛細管下端安裝一個井下單向閥；油套環空內安裝壓力傳感器，壓力傳感器連接控制器，控制器連接氣控單向閥，控制器的顯示裝置設置在儲液罐上設置的儀錶盤上。本發明利用毛細管連接井下單向閥控制泡排劑的加注時機和加注量，排出積液實現氣井連續生產的目的。
【專利說明】一種利用毛細管單向閥控制起泡劑加注裝置及其方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及氣田開發領域，特別涉及一種利用單向閥自動控制起泡劑加注的方 法，適用於油管、套管環空連通的積液氣井，具體涉及一種利用毛細管單向閥控制起泡劑加 注裝置及方法。

【背景技術】
[0002] 氣井井筒存在積液，無疑影響其正常生產，同時汙染氣層，進一步降低氣井產能。 因此，在氣井生產過程中，及時排出積液，確保氣井連續生產能力，至關重要。目前，排水採 氣方法眾多，應用最為廣泛的主要是泡沫排水採氣。原因在於泡沫排水採氣工藝操作簡單 方便、成本低廉、增產效果明顯。
[0003] 泡沫排水採氣工藝在現場實施主要通過泡排車泵注、平衡罐滴注、泡排棒/球自 動定期投放等多種方式實現。這些措施都需要人為判斷井底積液量，估算泡排劑加注量，設 定泡排劑/棒/球的加注間隔等，存在一定不確定性，在加注時機和加注量上存在一定盲目 性。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的是提供一種利用毛細管單向閥控制起泡劑加注裝置，這種利用毛細 管單向閥控制起泡劑加注裝置用於解決氣井井筒起泡劑加注時機和加注量上存在一定盲 目性的問題，本發明的另一個目的是提供這種利用毛細管單向閥控制起泡劑加注裝置的方 法。
[0005] 本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：這種利用毛細管單向閥控制起泡劑 加注裝置包括毛細管、井下單向閥、儲液罐、氣控單向閥、控制器、壓力傳感器，儲液罐通過 管線連接至氣井井口裝置的油套環空，該管線上設置氣控單向閥，油套環空內懸掛毛細管， 毛細管的下端抵達氣井氣層中下部，毛細管下端安裝一個井下單向閥；油套環空內安裝壓 力傳感器，壓力傳感器連接控制器，控制器連接氣控單向閥，控制器的顯示裝置設置在儲液 罐上設置的儀錶盤上。
[0006] 上述利用毛細管單向閥控制起泡劑加注裝置控制起泡劑加注方法： 氣井生產過程中，井下單向閥上下壓力平衡，井下單向閥處於長關狀態，當氣井底部開 始積液後，底部壓力逐漸增大，當積液高度達到某一個值後，井下單向閥下部壓力與其上方 壓力差值大於井下單向閥的設定壓力後，井下單向閥開啟，同時壓力傳感器將此時的壓力 信號傳送給控制器，控制器控制氣控單向閥開啟，儲液罐自動將設定的起泡劑量通過毛細 管加注到氣井油套環空底部，加注量達到設定值後氣控單向閥關閉，積液和起泡劑發生反 應後被氣體攜帶出井口，井下單向閥下方壓力降低，逐漸與上方壓力持平，隨即井下單向閥 關閉。
[0007] 本發明具有以下有益效果： 本發明利用毛細管連接井下單向閥控制泡排劑的加注時機和加注量，加注量為事先計 算後並設定的，單向開關閥在液柱高度附加壓力的作用下，從而控制泡排劑的加注時機和 加注量，排出積液實現氣井連續生產的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是本發明的連接示意圖。
[0009] 圖中：1.毛細管，2.井下單向閥，3.儲液罐，4.氣控單向閥，5.油套環空，6.氣井 井口裝置，7.儀錶盤。

【具體實施方式】
[0010] 下面對本發明作進一步的說明： 如圖1所示，這種利用毛細管單向閥控制起泡劑加注裝置包括毛細管1、井下單向閥2、 儲液罐3、氣控單向閥4、控制器、壓力傳感器，儲液罐3通過管線連接至氣井井口裝置6的 油套環空5,該管線上設置氣控單向閥4,油套環空5內懸掛毛細管1，毛細管1的下端抵達 氣井氣層中下部，毛細管1下端安裝一個井下單向閥2,井下單向閥2在一定壓力條件下自 動開關，毛細管1將起泡劑注入到井底，實現起泡劑加注；油套環空5內安裝壓力傳感器，壓 力傳感器安裝在靠近井下單向閥處，壓力傳感器的安裝採用公知技術即可完成，壓力傳感 器連接控制器，控制器連接氣控單向閥4,控制器的顯示裝置設置在儲液罐3上設置的儀表 盤7上，實現加注時機與加注量的設置和顯示，儲液罐3儲存大量起泡劑，氣控單向閥4實 現儲液罐3自動開關，起泡劑流出儲液罐3。氣控單向閥4也可以選擇其它自控單向閥。
[0011] 上述利用毛細管單向閥控制起泡劑加注裝置控制起泡劑加注方法： 氣井生產過程中，井下單向閥2上下壓力平衡，井下單向閥2處於長關狀態，當氣井底 部開始積液後，底部壓力逐漸增大，當積液高度達到某一個值後，井下單向閥2下部壓力與 其上方壓力差值大於井下單向閥2的設定壓力後，井下單向閥2開啟，同時壓力傳感器將此 時的壓力信號傳送給控制器，控制器控制氣控單向閥4開啟，儲液罐3自動將設定的起泡劑 量通過毛細管1加注到氣井油套環空5底部，加注量達到設定值後氣控單向閥4關閉，積液 和起泡劑發生反應後被氣體攜帶出井口，井下單向閥2下方壓力降低，逐漸與上方壓力持 平，隨即井下單向閥2關閉。
[0012] 1)起泡劑加注時機： 單向閥設定壓力值=屍2 -屍1 2 /1#⑴ 其中，Pl--單向閥上方壓力； P2--單向閥下方壓力； P一一井筒液體密度； h一一井筒內液體高度。
[0013] 2)起泡劑加注量根據積液高度確定。
[0014] 井下單向閥2開啟壓力已知，操作人員根據式（1)計算出積液高度、積液量，即可 按照加注的該起泡劑與積液的配比關係計算出所需的起泡劑加注量，這些都可以在儲液罐 3的儀錶盤7上確定並顯示出來。
[0015] 氣井內不積液的初始狀態：井下單向閥2上方壓力Pl與下方壓力P2持平，井下單 向閥2處於關閉狀態。
[0016] 氣井開始積液：積液高度逐漸增加，井下單向閥下方壓力P2逐漸增大，上方壓力 Pl不變，P2-P1壓差逐漸增大，當增大到一定量(井下單向閥設定壓力)後，井下單向閥開啟， 氣控單向閥4打開，儲液罐儀表計算設定的足量起泡劑隨著油套環空內的毛細管1流經井 下單向閥2後注入井底。
[0017] 氣井內積液排出後的最終狀態：積液與起泡劑發生化學反應，產生大量泡沫，降低 了液體密度，隨之被氣體帶出井口。氣井內積液排出後，井下單向閥下方壓力P2降低到與 上方壓力Pl持平，井下單向閥2關閉。
[0018] 本發明秘密進行如下實驗： 假如井下單向閥開啟壓力為6MPa (單向閥開啟壓力由技術人員對氣井分析、優化得 到)，則積液高度設定值為500m，井底積液約4m3。該起泡劑與積液配比為1 :10,則需要加注 起泡劑確定為〇. 4m3,儀錶盤顯示需加注起泡劑0. 4m3,即400L。井下單向閥2開啟，氣控單 向閥4開啟，起泡劑緩慢注入油套環空內。加注量到400L後，氣控單向閥4關閉，井下單向 閥2關閉。
【權利要求】
1. 一種利用毛細管單向閥控制起泡劑加注裝置，其特徵在於：這種利用毛細管單向閥 控制起泡劑加注裝置包括毛細管（1)、井下單向閥（2)、儲液罐（3)、氣控單向閥（4)、控制 器、壓力傳感器，儲液罐（3)通過管線連接至氣井井口裝置（6)的油套環空（5)，該管線上設 置氣控單向閥（4)，油套環空（5)內懸掛毛細管（1)，毛細管（1)的下端抵達氣井氣層中下 部，毛細管（1)下端安裝一個井下單向閥（2);油套環空（5)內安裝壓力傳感器，壓力傳感器 連接控制器，控制器連接氣控單向閥（4)，控制器的顯示裝置設置在儲液罐（3)上設置的儀 錶盤（7)上。
2. -種權利要求1所述的利用毛細管單向閥控制起泡劑加注裝置的加注方法，其特徵 在於：氣井生產過程中，井下單向閥（2)上下壓力平衡，井下單向閥（2)處於長關狀態，當氣 井底部開始積液後，底部壓力逐漸增大，當積液高度達到某一個值後，井下單向閥（2)下部 壓力與其上方壓力差值大於井下單向閥（2)的設定壓力後，井下單向閥（2)開啟，同時壓力 傳感器將此時的壓力信號傳送給控制器，控制器控制氣控單向閥（4)開啟，儲液罐（3)自動 將設定的起泡劑量通過毛細管（1)加注到氣井油套環空（5)底部，加注量達到設定值後氣 控單向閥（4)關閉，積液和起泡劑發生反應後被氣體攜帶出井口，井下單向閥（2)下方壓力 降低，逐漸與井下單向閥（2)上方壓力持平，隨即井下單向閥（2)關閉。
【文檔編號】E21B43/22GK104453813SQ201410662076
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】馮朋鑫, 黃斌, 傅程, 宋考平, 劉進祥, 張偉文, 楊興宙 申請人:東北石油大學