CN107269239A - 一种稳定油套环空压力的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稳定油套环空压力的装置及其方法，通过智能泵汲系统和智能泄压系统之间所形成的压力差并叠加环空保护液液柱压力来平衡油套环空压力，压力过高时，泄压阀会因为压力过载而自动打开，排出环空中多余的液体或气体；压力不足时，工作泵自动抽吸环空保护液注入环空，从而补充环空压力；工作泵实现对油套环空保护液的取样，检测环空保护液的性能变化，并能及时替换油套环空内的环空保护液。本发明的优点在于：安装和施工工艺简单方便，形成一套独立、安全的智能控制系统，不仅可以有效稳定油套环空内的压力，并且可以用于油套环空保护液的取样和替换，便于油气井井筒开展各项安全工艺操作及维护，且不影响油气井的生产和其他作业。
Description
技术领域
本发明涉及油气井安全技术领域，特别涉及一种稳定油套环空压力的装置，还涉及基于该装置的方法。
背景技术
环空保护液作为一种油气井工作液，被广泛应用于油套环空当中，它不仅能平衡油套环空的压力，降低油管与环空之间的压力，减轻套管头和封隔器所承受的压力，而且能有效防护油套管的腐蚀。
目前随着油气需求量的日益增多以及勘探开发工作的不断深入，井下地质条件和井身结构也越来越复杂，环空压力异常问题也越来越突出。一方面，对于气井，在一些非正常情况下，若封隔器密封效果不好或油套管因腐蚀受损而发生破坏，均可能造成环空保护液漏失、腐蚀性气体窜入环空，进而引起环空压力上升，导致井口抬升等严重事故，气体等杂质的侵入还会影响环空保护液的性能，降低其防护效果，给气井的安全生产带来隐患；另一方面，对于油井，若封隔器密封效果不好或者油套管因腐蚀而破坏，均可能造成环空保护液的漏失，进而会造成油套环空压力不足，导致油套管在较大的压力下受挤压而产生变形破坏。所以，一方面要稳定油套环空的压力，另一方面要定期检测环空保护液的性能，及时发现问题替换受污染的环空保护液，平衡环空压力。但目前来说没有一套特定的专门用于稳定环空压力并替换环空保护液的装置及方法。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种稳定油套环空压力的装置及其方法，能有效的解决上述现有技术存在的问题。
为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种稳定油套环空压力的装置，包括：智能泵汲系统和智能泄压系统；
所述的智能泵汲系统包括：抽汲泵(2)、信号接收器、压力表(3)、三通阀(4)、补液管(8)、替液管(7)、插入式压力传感器(9)、液位计(10)；插入式压力传感器(9)和液位计(10)组成双保险，向信号接收器提供信号，保持抽汲泵压力稳定在一定数值，插入式压力传感器(9)显示环空内压力；压力表(3)显示智能泵汲系统与智能泄压系统之间的压力差；补液管(8)和替液管(7)通过三通阀(4)与抽汲泵相连，作为环空保护液(19)补充和替换的通道。
所述智能泄压系统包括：泄压管(14)、安全阀(5)、固定箍(15)、锥度接头(16)、过滤接头(17)及法兰式平行闸阀(6)；泄压管(14)通过固定箍(15)固定在油管(12)上，随油管(12)一起下入井中；泄压管(14)通过锥度接头(16)相连，末端安装有过滤接头(17)，防止杂质堵塞管道；当环空压力超过安全阀(5)额定阈值时，安全阀(5)自动打开，环空保护液(19)通过泄压管(14)流出环空进入废液池；当智能泄压系统不能正常工作时还可通过法兰式平行闸阀(6)进行手动关闭。
作为优选，所述气液储集罐包括气体储集罐和环空保护液(19)储集罐，与智能抽汲系统相连，为抽汲系统提供压力源。
作为优选，所述的智能泵汲系统和智能泄压系统存在一定的压力差，该压力差和环空保护液(19)液柱压力叠加来平衡环空压力，一方面可以降低环空保护液(19)的密度，降低经济成本，另一方面，将环空压力的控制转换到井口以上，方便控制，方便环空保护液(19)的取样及替换。
本发明还公开了一种稳定油套环空压力的稳定方法，包括以下步骤：
S1：完井后计算环空压力，计算环空保护液密度，保持智能抽汲系统和智能泄压系统之间稳定在一定的压差，通过叠加环空保护液液柱压力平衡环空压力。
S2：当环空中压力超过安全阀额定阈值时，安全阀自动打开，环空中液体或气体通过智能泄压系统排出环空。
S3：当环空内液位下降至设定高度或环空内压力降低到一定程度时，智能抽汲系统和智能泄压系统之间压差也会随之下降，此时，智能抽汲泵从气液储集罐中抽汲气体或液体补充此压力降，以此补充抽汲系统和泄压系统之间的压力差，同时也稳定了环空当中的压力。
S4：通过压力表读数可知抽汲系统和泄压系统之间的压差，当智能泄压系统不能正常工作时，可手动打开法兰式平行闸阀进行泄压。
本发明还公开了一种环空保护液取样和更替方法，包括以下步骤：
S1：取样前手动关闭法兰式平行闸阀，使泄压系统处于关闭状态；关闭气液储集罐通道。
S2：启动智能抽汲系统，循环环空内环空保护液，环空保护液由替液管循环出环空进入抽汲系统，由补液管从抽汲系统中再循环进入环空；循环时随时观察抽汲系统和泄压系统之间的压差，防止因压差过大而造成油套管的损坏；循环结束后，停止抽汲系统的运转，从抽汲系统中取适量环空保护液样本用于检测。
S3：取样结束后，打开法兰式平行闸阀，观察压力表读数，保证抽汲系统和泄压系统压差稳定在一定数值。
S4：环空保护液更替前应先循环环空内环空保护液，打开气液储集罐通道，观察流量计，将预定体积的新环空保护液通过补液管注入环空，将原环空保护液通过替液管排出环空；替液过程中，观察压力表读数，控制注入流量和排出流量的大小，保证抽汲系统和泄压系统之间的压差稳定。
与现有技术相比本发明的优点在于：
将环空压力的控制放置在地面，通过设置合理的压差稳定环空压力，降低了环空保护液的密度，环空保护液取样检测与替换在地面即可实现，操作更加简单。
形成了一套安全、独立的管路系统，此系统可独立操作，施工过程简单方便，不影响井的生产和其他作业。
附图说明
图1为本发明实施例的装置结构示意图。
附图标记说明：气/液储集罐(1)，抽汲泵(2)，压力表(3)，三通阀(4)，安全阀(5)，法兰式平行闸阀(6)，替液管(7)，补液管(8)，插入式压力传感器(9)，液位计(10)，套管(11)，油管(12)，封隔器(13)，泄压管(14)，固定箍(15)，锥度接头(16)，过滤接头(17)，环空保护液(18)。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，一种稳定油套环空压力的装置，包括：智能泵汲系统和智能泄压系统；
所述的智能泵汲系统包括：抽汲泵(2)、信号接收器、压力表(3)、三通阀(4)、补液管(8)、替液管(7)、插入式压力传感器(9)、液位计(10)；插入式压力传感器(9)和液位计(10)组成双保险，向信号接收器提供信号，保持抽汲泵压力稳定在一定数值，插入式压力传感器(9)显示环空内压力；压力表(3)显示智能泵汲系统与智能泄压系统之间的压力差；补液管(8)和替液管(7)通过三通阀(4)与抽汲泵相连，作为环空保护液(19)补充和替换的通道。
所述智能泄压系统包括：泄压管(14)、安全阀(5)、固定箍(15)、锥度接头(16)、过滤接头(17)及法兰式平行闸阀(6)；泄压管(14)通过固定箍(15)固定在油管(12)上，随油管(12)一起下入井中；泄压管(14)通过锥度接头(16)相连，末端安装有过滤接头(17)，防止杂质堵塞管道；当环空压力超过安全阀(5)额定阈值时，安全阀(5)自动打开，环空保护液(19)通过泄压管(14)流出环空进入废液池；当智能泄压系统不能正常工作时还可通过法兰式平行闸阀(6)进行手动关闭。
作为优选，所述气液储集罐包括气体储集罐和环空保护液(19)储集罐，与智能抽汲系统相连，为抽汲系统提供压力源。
作为优选，所述的智能泵汲系统和智能泄压系统存在一定的压力差，该压力差和环空保护液(19)液柱压力叠加来平衡环空压力，一方面可以降低环空保护液(19)的密度，降低经济成本，另一方面，将环空压力的控制转换到井口以上，方便控制，方便环空保护液(19)的取样及替换。
一种稳定油套环空压力的稳定方法，包括以下步骤：
S1：完井后计算环空压力，计算环空保护液密度，保持智能抽汲系统和智能泄压系统之间稳定在一定的压差，通过叠加环空保护液液柱压力平衡环空压力。
S2：当环空中压力超过安全阀额定阈值时，安全阀自动打开，环空中液体或气体通过智能泄压系统排出环空。
S3：当环空内液位下降至设定高度或环空内压力降低到一定程度时，智能抽汲系统和智能泄压系统之间压差也会随之下降，此时，智能抽汲泵从气液储集罐中抽汲气体或液体补充此压力降，以此补充抽汲系统和泄压系统之间的压力差，同时也稳定了环空当中的压力。
S4：通过压力表读数可知抽汲系统和泄压系统之间的压差，当智能泄压系统不能正常工作时，可手动打开法兰式平行闸阀进行泄压。
一种环空保护液取样和更替方法，包括以下步骤：
S1：取样前手动关闭法兰式平行闸阀，使泄压系统处于关闭状态；关闭气液储集罐通道。
S2：启动智能抽汲系统，循环环空内环空保护液，环空保护液由替液管循环出环空进入抽汲系统，由补液管从抽汲系统中再循环进入环空；循环时随时观察抽汲系统和泄压系统之间的压差，防止因压差过大而造成油套管的损坏；循环结束后，停止抽汲系统的运转，从抽汲系统中取适量环空保护液样本用于检测。
S3：取样结束后，打开法兰式平行闸阀，观察压力表读数，保证抽汲系统和泄压系统压差稳定在一定数值。
S4：环空保护液更替前应先循环环空内环空保护液，打开气液储集罐通道，观察流量计，将预定体积的新环空保护液通过补液管注入环空，将原环空保护液通过替液管排出环空；替液过程中，观察压力表读数，控制注入流量和排出流量的大小，保证抽汲系统和泄压系统之间的压差稳定。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种稳定油套环空压力的装置，其特征在于包括：智能泵汲系统和智能泄压系统；
所述的智能泵汲系统包括：抽汲泵(2)、信号接收器、压力表(3)、三通阀(4)、补液管(8)、替液管(7)、插入式压力传感器(9)、液位计(10)；插入式压力传感器(9)和液位计(10)组成双保险，向信号接收器提供信号，保持抽汲泵压力稳定在一定数值，插入式压力传感器(9)显示环空内压力；压力表(3)显示智能泵汲系统与智能泄压系统之间的压力差；补液管(8)和替液管(7)通过三通阀(4)与抽汲泵相连，作为环空保护液(19)补充和替换的通道；
所述智能泄压系统包括：泄压管(14)、安全阀(5)、固定箍(15)、锥度接头(16)、过滤接头(17)及法兰式平行闸阀(6)；泄压管(14)通过固定箍(15)固定在油管(12)上，随油管(12)一起下入井中；泄压管(14)通过锥度接头(16)相连，末端安装有过滤接头(17)，防止杂质堵塞管道；当环空压力超过安全阀(5)额定阈值时，安全阀(5)自动打开，环空保护液(19)通过泄压管(14)流出环空进入废液池；当智能泄压系统不能正常工作时还可通过法兰式平行闸阀(6)进行手动关闭。
2.根据权利要求1所述的一种稳定油套环空压力的装置，其特征在于：所述气液储集罐包括气体储集罐和环空保护液(19)储集罐，与智能抽汲系统相连，为抽汲系统提供压力源。
3.根据权利要求2所述的一种稳定油套环空压力的装置，其特征在于：所述的智能泵汲系统和智能泄压系统存在一定的压力差，该压力差和环空保护液(19)液柱压力叠加来平衡环空压力，一方面可以降低环空保护液(19)的密度，降低经济成本，另一方面，将环空压力的控制转换到井口以上，方便控制，方便环空保护液(19)的取样及替换。
4.一种稳定油套环空压力的稳定方法，其特征在于包括以下步骤：
S1：完井后计算环空压力，计算环空保护液密度，保持智能抽汲系统和智能泄压系统之间稳定在一定的压差，通过叠加环空保护液液柱压力平衡环空压力；
S2：当环空中压力超过安全阀额定阈值时，安全阀自动打开，环空中液体或气体通过智能泄压系统排出环空；
S3：当环空内液位下降至设定高度或环空内压力降低到一定程度时，智能抽汲系统和智能泄压系统之间压差也会随之下降，此时，智能抽汲泵从气液储集罐中抽汲气体或液体补充此压力降，以此补充抽汲系统和泄压系统之间的压力差，同时也稳定了环空当中的压力；
S4：通过压力表读数可知抽汲系统和泄压系统之间的压差，当智能泄压系统不能正常工作时，可手动打开法兰式平行闸阀进行泄压。
5.一种环空保护液取样和更替方法，其特征在于包括以下步骤：
S1：取样前手动关闭法兰式平行闸阀，使泄压系统处于关闭状态；关闭气液储集罐通道；
S2：启动智能抽汲系统，循环环空内环空保护液，环空保护液由替液管循环出环空进入抽汲系统，由补液管从抽汲系统中再循环进入环空；循环时随时观察抽汲系统和泄压系统之间的压差，防止因压差过大而造成油套管的损坏；循环结束后，停止抽汲系统的运转，从抽汲系统中取适量环空保护液样本用于检测；
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