一種高壓氣體分層注入實驗裝置製造方法

2023-05-30 14:11:16

一種高壓氣體分層注入實驗裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及油田三次採油【技術領域】，屬於一套模擬油田分層注CO2的實驗裝置。本發明是提供了一套安全、可靠、功能齊全、操作控制方便的高壓氣體分層注入實驗裝置。它由氮氣製備裝置1、高壓儲氣裝置2、分層實驗模擬井裝置3、氣體回收卸壓裝置4組成；其中氮氣製備裝置1依次與高壓儲氣裝置2、分層實驗模擬井裝置3、氣體回收卸壓裝置4相連接。具有對應用於高壓氣體工況下的封隔器坐封性能、工具流動性能等指標進行測試和標定的功能，從而實現對試驗對象的正確認識和評價，為產品的研發和應用提供技術支撐等優點。
【專利說明】一種高壓氣體分層注入實驗裝置
[0001]【技術領域】:本發明涉及油田三次採油【技術領域】，屬於一套模擬油田分層注(?的實驗裝置。
[0002]【背景技術】:大慶油田(?驅區塊注氣井井下適合注(?的地層有3-5層。由於地層存在滲透率差異，層間矛盾突出，適宜採用分層注氣技術。然而目前國內缺乏一套安全、可靠、功能齊全、操作方便的高壓氣體分層注入實驗裝置。
[0003]
【發明內容】
:本發明的目的是建立一個安全、可靠、功能齊全、操作控制方便的一種高壓氣體分層注入實驗裝置。
[0004]它主要對應用於高壓氣體工況下的封隔器坐封性能、工具流動性能等指標進行測試和標定，從而實現對試驗對象的正確認識和評價，為產品的研發和應用提供技術支撐。
[0005]本發明是通過以下技術方案來實現的:本發明涉及的高壓氣體分層注入實驗裝置，是一套由多個子裝置協調配套組成，主要包括:氮氣製備裝置、高壓儲氣裝置、分層實驗模擬井裝置、氣體回收卸壓裝置。氣體回收卸壓裝置又與高壓儲氣裝置相連，實現氮氣的循環利用。各裝置之間通過截止閥或單向閥與管線連接，根據實驗要求來實現高壓氣體的產生、儲存，模擬井中封隔器坐封及工具流動性能試驗功能。
[0006]氮氣製備裝置由空氣壓縮機、截止閥、空氣乾燥機、壓力表、儲氣罐、減壓閥、制氮機、單向閥組成；其中空氣壓縮機管線經過截止閥後連接空氣乾燥機，空氣乾燥機連接前端帶壓力表後端帶減壓閥，並獨立帶有進口截止閥的儲氣罐；儲氣罐的減壓閥連接制氮機，制氮機依次連接減壓閥、帶獨立截止閥的儲氣罐、壓力表和單向閥。
[0007]高壓儲氣裝置由氮氣增壓機、壓力表、截止閥、減壓閥、儲氣罐組成；其中氮氣增壓機依次連接壓力表、帶獨立截止閥的儲氣罐、減壓閥和截止閥。
[0008]分層實驗模擬井裝置由單向閥、流量計、壓力表、截止閥、四通、封隔器、油管、套管、配注器、球閥組成；其中連接高壓儲氣裝置的進氣管線分成兩根，一根為通過井口四通連接油管的輸入管，另一根為通過截止閥連接環套空間的旁通管，輸入管由上而下依此連接單向閥、流量計、壓力表、井口四通、截止閥，旁通管通過截止閥與套管相連，通過截止閥、井口四通、截止閥連接回收卸壓裝置；油套環空在不同深度連接兩根輸出管，分別為一層輸出管和二層輸出管，一層輸出管依次由截止閥、壓力表、流量計連接，二層輸出管依次由截止閥、壓力表、流量計連接，兩根輸出管分別通過單向閥與回收卸壓裝置相連；套管內一級封隔器、一層配注器、二級封隔器、二層配注器、三級封隔器、球閥通過油管自上而下依次連接。
[0009]回收卸壓裝置由截止閥、壓力表、儲氣罐、減壓閥、消聲器、單向閥組成；其中截止閥依次連接帶有壓力表、帶有截止閥的儲氣罐、減壓閥後，分成兩條管線，一條管線連接放空截止閥和消聲器，另一條管線通過截止閥和單向閥與高壓儲氣裝置相連。
[0010]本發明與已有技術相比具有如下優點:
[0011]1)氮氣製備裝置、高壓儲氣裝置、氣體回收卸壓裝置，可以實現氮氣產生、儲存、增壓和循環利用。
[0012]2)分層實驗模擬井裝置模擬井下情況，實現了封隔器高壓坐封性能、工具流動性能等指標進行測試和標定。
[0013]【專利附圖】

【附圖說明】:圖1為本發明結構簡圖。
[0014]圖1:1-氮氣製備裝置，2-高壓儲氣裝置，3-分層實驗模擬井裝置，4-氣體回收卸壓裝置，5-空氣壓縮機，6-截止閥，7-空氣乾燥機，8-壓力表，9-儲氣罐，10-減壓閥，11-制氮機，12-單向閥，13-增壓機，14-流量計，15-井口四通，16-封隔器，17-配注器，18-油管，19-套管，20-球閥，21-消聲器。
[0015]【具體實施方式】:以下結合附圖對本發明做進一步詳述，它由氮氣製備裝置1、高壓儲氣裝置2、分層實驗模擬井裝置3、氣體回收卸壓裝置4組成；其中氮氣製備裝置1依次與高壓儲氣裝置2、分層實驗模擬井裝置3、氣體回收卸壓裝置4相連接，同時氣體回收卸壓裝置4又與高壓儲氣裝置2相連。
[0016]氮氣製備裝置1由空氣壓縮機5、截止閥6、空氣乾燥機7、壓力表8、截止閥6-1、儲氣罐9、減壓閥10、制氮機11、減壓閥10-1、截止閥6-2、壓力表8-1、單向閥12組成；其中空氣壓縮機5管線經過截止閥6後連接空氣乾燥機7，空氣乾燥機7連接前端帶壓力表8，後端帶減壓閥10，並獨立帶有進口截止閥6-1的儲氣罐9 ；儲氣罐9的減壓閥10連接制氮機11，制氮機11依次連接減壓閥10-1、帶獨立截止閥6-2的儲氣罐9-1、壓力表8-1和單向閥12。
[0017]高壓儲氣裝置2由氮氣增壓機13、壓力表8-2、截止閥6-3、減壓閥10-2、儲氣罐
9-2、截止閥6-4組成；其中氮氣增壓機13依次連接壓力表8-2、帶獨立截止閥6-3的儲氣罐9-2、減壓閥10-2和截止閥6-4。
[0018]分層實驗模擬井裝置3由單向閥12-1、單向閥12-2、單向閥12-3、流量計14、流量計14-1、流量計14-2、壓力表8-3、壓力表8-4、壓力表8-5、截止閥6-9、截止閥6-10、截止閥6-5、四通15、截止閥6-6、截止閥6-7、截止閥6-8、封隔器16、配注器17、油管18、套管19、封隔器16-1、配注器17-1、封隔器16-2、球閥20組成；其中連接高壓儲氣裝置2的進氣管線分成兩根，一根為通過井口四通15連接油管18的輸入管，另一根為通過截止閥6-8連接環套空間的旁通管，輸入管由上而下依此連接單向閥12-1、流量計14、壓力表8-3、井口四通15、截止閥6-7，旁通管通過截止閥6-8與套管相連，通過截止閥6-5、井口四通15、截止閥6-6連接回收卸壓裝置4 ；油套環空在不同深度連接兩根輸出管，分別為一層輸出管和二層輸出管，一層輸出管依次由截止閥6-9、壓力表8-4、流量計14-1連接，二層輸出管依次由截止閥6-10、壓力表8-5、流量計14-2連接，兩根輸出管分別通過單向閥12-2、單向閥12-3與回收卸壓裝置4相連；套管內一級封隔器16、一層配注器17、二級封隔器16-1、二層配注器17-1、三級封隔器16-2、球閥20通過油管18自上而下依次連接。
[0019]回收卸壓裝置4由截止閥6-11、壓力表8-6、儲氣罐9-3、截止閥6-12、減壓閥
10-3、消聲器21、截止閥6-13、截止閥6-14、單向閥12-4組成；其中截止閥6-11依次連接帶有壓力表8-6、帶有截止閥6-12的儲氣罐9-3、減壓閥10-3後，分成兩條管線，一條管線連接放空截止閥6-13和消聲器21，另一條管線通過截止閥6-14和單向閥12-4與高壓儲氣裝置2相連。
[0020]本發明的實驗流程包括:高壓氮氣儲存流程，模擬井中封隔器坐封流程，工具流動性能試驗流程。根據工作要求，選擇對應的控制流程，實現所需的實驗目標。
[0021]1)高壓氮氣儲存流程:
[0022]確保氮氣製備裝置1、高壓儲氣裝置2中各設備電源接通，打開截止閥6及這兩個裝置各個儲氣罐的截止閥6-1、截止閥6-2、截止閥6-3，同時調節好減壓閥10、減壓閥10-1和減壓閥10-2。啟動空氣壓縮機5、制氮機11、增壓機13，向高壓儲氣罐9-2中充氣，當壓力表8-2達到實驗要求壓力時停止增壓機13並處於待機狀態。待系統壓力低於實驗要求壓力時啟動增壓機13進行增壓，保持連續的供氣量。
[0023]高壓氮氣儲存流程是系統實驗的準備流程，目的是為所進行的試驗提供高壓氣體動力源。
[0024]2)模擬井中封隔器坐封流程:
[0025]將封隔器、配注器等井下工具按要求下入模擬井中，確保模擬井中的井下工具及封隔器與井口裝置連接、密封可靠，打開截止閥6-4。啟動高壓氮氣儲存工藝流程，為封隔器坐封提供高壓氣源。一切就緒，打開截止閥6-7，為模擬井中待坐封的管柱提供高壓氣體。當壓力表8-3中坐封壓力達到實驗要求時，穩壓5?10分鐘，確保模擬井中封隔器坐封完成。關閉截止閥6-4，打開截止閥6-6、截止閥6-11及回收罐9-3上的截止閥6-12，將模擬井中油管內的高壓氣體回收到回收罐9-3中儲存。
[0026]3)模擬井中工具流動性能實驗工藝流程:
[0027]確保配注器與封隔器組成的井下工具管柱按要求下入模擬井中，並按要求完成坐封過程。完成高壓氮氣儲存工藝流程，設定實驗儲氣壓力，打開截止閥6-4和截止閥6-7，按照要求開啟截止閥6-9或者截止閥6-10或者截止閥6-9和截止閥6-10，回收卸壓裝置4的截止閥6-11和回收罐9-3上的截止閥6-12。測定單層或雙層同時注氣時的流動數據。為模擬井中配注器的分層注入實驗提供高壓氣體，並使其連續流動。實驗過程中可以通過調節回收卸壓裝置中的截止閥6-13，調定迴路的背壓，模擬地層壓力。實驗過程中可以按設計要求分級設定實驗壓力值，獲得多種工況下的流動特性實驗數據。完成模擬井中工具流動性能實驗後，關閉所有截止閥。
【權利要求】
1.一種高壓氣體分層注入實驗裝置，其特徵在於:它由氮氣製備裝置(1)、高壓儲氣裝置(2)、分層實驗模擬井裝置(3)、氣體回收卸壓裝置(4)組成；其中氮氣製備裝置(1)依次與高壓儲氣裝置(2)、分層實驗模擬井裝置(3)、氣體回收卸壓裝置(4)相連接，同時氣體回收卸壓裝置(4)又與高壓儲氣裝置(2)相連。
2.根據權利要求1所述的一種高壓氣體分層注入實驗裝置，其特徵在於:氮氣製備裝置(1)由空氣壓縮機(5)、截止閥(6)、空氣乾燥機(7)、壓力表(8)、截止閥(6-1)、儲氣罐(9)、減壓閥(10)、制氮機(11)、減壓閥(10-1)、截止閥(6-2)、壓力表(8-1)、單向閥(12)組成；其中空氣壓縮機(5)管線經過截止閥(6)後連接空氣乾燥機(7)，空氣乾燥機(7)連接前端帶壓力表(8)，後端帶減壓閥(10)，並獨立帶有進口截止閥￠-1)的儲氣罐(9);儲氣罐(9)的減壓閥(10)連接制氮機(11)，制氮機(11)依次連接減壓閥(10-1)、帶獨立截止閥(6-2)的儲氣罐(9-1)、壓力表(8-1)和單向閥(12)。
3.根據權利要求1所述的一種高壓氣體分層注入實驗裝置，其特徵在於:高壓儲氣裝置(2)由氮氣增壓機(13)、壓力表(8-2)、截止閥(6-3)、減壓閥(10-2)、儲氣罐(9-2)、截止閥(6-4)組成；其中氮氣增壓機(13)依次連接壓力表(8-2)、帶獨立截止閥￠-3)的儲氣罐(9-2)、減壓閥(10-2)和截止閥(6-4)。
4.根據權利要求1所述的一種高壓氣體分層注入實驗裝置，其特徵在於:分層實驗模擬井裝置(3)由單向閥(12-1)、單向閥(12-2)、單向閥(12-3)、流量計(14)、流量計(14-1)、流量計(14-2)、壓力表(8-3)、壓力表(8-4)、壓力表(8_5)、截止閥(6_9)、截止閥(6-10)、截止閥(6-5)、四通(15)、截止閥(6-6)、截止閥(6_7)、截止閥(6_8)、封隔器(16)、配注器(17)、油管(18)、套管(19)、封隔器(16-1)、配注器(17-1)、封隔器(16_2)、球閥(20)組成；其中連接高壓儲氣裝置(2)的進氣管線分成兩根，一根為通過井口四通(15)連接油管(18)的輸入管，另一根為通過截止閥(6-8)連接環套空間的旁通管，輸入管由上而下依此連接單向閥(12-1)、流量計(14)、壓力表(8-3)、井口四通(15)、截止閥(6_7)，旁通管通過截止閥(6-8)與套管相連，通過截止閥(6-5)、井口四通(15)、截止閥(6-6)連接回收卸壓裝置(4);油套環空在不同深度連接兩根輸出管，分別為一層輸出管和二層輸出管，一層輸出管依次由截止閥￠-9)、壓力表(8-4)、流量計(14-1)連接，二層輸出管依次由截止閥(6-10)、壓力表(8-5)、流量計(14-2)連接，兩根輸出管分別通過單向閥(12-2)、單向閥(12-3)與回收卸壓裝置(4)相連；套管內一級封隔器(16)、一層配注器(17)、二級封隔器(16-1)、二層配注器(17-1)、三級封隔器(16-2)、球閥(20)通過油管(18)自上而下依次連接。
5.根據權利要求1所述的一種高壓氣體分層注入實驗裝置，其特徵在於:回收卸壓裝置(4)由截止閥(6-11)、壓力表(8-6)、儲氣罐(9-3)、截止閥(6-12)、減壓閥(10-3)、消聲器(21)、截止閥(6-13)、截止閥(6-14)、單向閥(12-4)組成；其中截止閥(6_11)依次連接帶有壓力表(8-6)、帶有截止閥￠-12)的儲氣罐(9-3)、減壓閥(10-3)後，分成兩條管線，一條管線連接放空截止閥(6-13)和消聲器(21)，另一條管線通過截止閥(6-14)和單向閥(12-4)與高壓儲氣裝置(2)相連。
【文檔編號】F17C13/04GK104359000SQ201410476018
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月9日 優先權日:2014年9月9日
【發明者】楊野, 周萬富, 王鳳山, 劉崇江, 賈光政, 徐德奎, 趙驪川, 王浩, 任永良, 何慶, 劉雲 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 大慶油田有限責任公司