CN205280701U - 一种天然气集输消泡评价装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及的是一种天然气集输消泡评价装置，这种天然气集输消泡评价装置包括立式柱状发生器、倒置式搅拌电机、起泡液罐、蠕动泵、消泡剂罐、平流泵、计时自控系统，立式柱状发生器设置有立式泡沫腔和控温器，立式泡沫腔设置有带标尺的可视化窗，立式泡沫腔内设置搅拌叶片，立式泡沫腔的顶部设有天然气流口，立式泡沫腔的底部设置有起泡液入口、消泡剂入口；起泡液入口通过起泡管线连接起泡液罐，消泡剂入口通过消泡管线连接消泡剂罐，天然气流口通过天然气管线连接甲烷气罐；倒置式搅拌电机连接搅拌叶片。本实用新型能够反映天然气集输中温度场和压力场变化对消泡剂消泡能力的影响，提高消泡能力评价的科学性和可靠性。
Description
技术领域：
本实用新型涉及的是用于消泡能力评价的装置，具体涉及的是一种天然气集输消泡评价装置。
背景技术：
在深层及低产气井中更为突出的井底积水问题直接影响着气藏的正常开发，产水气藏的排水采气工艺技术始于20世纪50年代的美国，我国于20世纪80年代引入了柱塞举升排水技术，经过30多年的发展，已逐步形成优选管柱、泡沫排水、气举、机抽、电潜泵、射流泵等工艺技术，并在现场应用中取得了显著成效。其中，泡沫排水采气工艺由于具有单位排液量大、适宜较深井况、地面及环境条件要求低、设计简单、维修方便、投资成本低、注入灵活且免修期长等特点，目前已成为国内各大气田产水气藏开发中运用最为广泛的排水采气技术。然而，当产水气井采取泡排措施后，给相应地面集输管道、设施内的消泡、气水分离带来难度，分离效果不彻底，特别是携液气流中高矿化度含泡沫水的盐分会结晶析出，给后续脱水系统的正常运行带来威胁。同时，在含二氧化碳或硫化氢气田的开发中，以防腐为目的的水溶性缓蚀剂的大量使用会进一步加速起泡，这就相应要求发展适合的消泡工艺技术。其中，以高性能消泡剂合理加注为代表的消泡能力评价则显得尤为重要，科学而可靠的消泡评价对于促进泡沫排水采气工艺的应用与发展，以及实现天然气的高效集输具有重要意义。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种天然气集输消泡评价装置，这种天然气集输消泡评价装置用于解决常规消泡装置起泡体系与温度场和压力场欠关联、体系成泡的流动扰动程度模拟缺乏稳定性和精准性、消泡过程在带压环境不可视、消泡能力评价结果缺乏与气田矿场实际应用相一致性的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：这种天然气集输消泡评价装置包括立式柱状发生器、倒置式搅拌电机、起泡液罐、蠕动泵、消泡剂罐、平流泵、计时自控系统，立式柱状发生器设置有立式泡沫腔和控温器，立式泡沫腔设置有带标尺的可视化窗，立式泡沫腔内设置搅拌叶片，立式泡沫腔的顶部设有天然气流口和压力表，立式泡沫腔的底部设置有起泡液入口、消泡剂入口及排出阀；起泡液入口通过起泡管线连接起泡液罐，起泡管线上设置蠕动泵和液体流量计，消泡剂入口通过消泡管线连接消泡剂罐，消泡管线上设置平流泵和所述的液体流量计，天然气流口通过天然气管线连接甲烷气罐，天然气管线上设置有气体流量计；倒置式搅拌电机连接搅拌叶片。
上述方案中倒置式搅拌电机的输出轴与外磁套固定，外磁套环绕在内磁套外，内磁套连接搅拌轴，搅拌轴与内磁套连接处设置轴承扶正器，外磁套及内磁套设置在壳体内，搅拌轴从壳体上端穿出并伸入到立式泡沫腔，搅拌轴的上端连接搅拌叶片。
上述方案中倒置式搅拌电机与立式柱状发生器设置散热片，有利于防止立式柱状发生器内所控制温度场对倒置式搅拌电机的危害。
上述方案中控温器、压力表、倒置式搅拌电机、蠕动泵、平流泵、气体流量计、液体流量计、排出阀均与计时自控系统相连，用以实现对温度、压力、搅拌速度、泵启停、气液比及消泡时间的综合控制、调节、采集记录与显示，保证自动化程度。
上述方案中气体流量计与天然气流口之间安装截止阀，气体流量计与截止阀之间设置调节阀，气体流量计的另一侧安装入流阀；出流阀设置在气体流量计和截止阀的跨线上。
本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型与常压、常温消泡评价装置相比，立式发生器考虑天然气起泡体系集输环节所处的温度和压力环境，能够反映天然气集输中温度场和压力场变化对消泡剂消泡能力的影响，提高消泡能力评价的科学性和可靠性，实现对天然气矿场集输中消泡工艺技术的指导与评估。
2、本实用新型与传统机械搅拌相比，采用磁动力的搅拌系统，通过电机带动外磁套，外磁套带动内磁套，继而内磁套在轴承扶正的前提下让搅拌叶片稳定转动，且其密封好，隔绝外来流体，对流动扰动程度的模拟精准，同时，在搅拌系统的电机与立式柱状发生器间设置散热片，有利于保护立式柱状发生器内所控制温度场对电机的危害。
3、本实用新型除了通过标尺和起、消泡计时对泡高、消泡率变化的定量评价外，在带压环境下实现消泡过程的可视化可进一步结合定性描述来综合反映消泡能力。
4、本实用新型通过计时自控系统实现对气液比、时间、温度、压力、剂量的综合控制、调节、记录与显示，取得高的自动化程度。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
1.立式柱状发生器，2.立式泡沫腔，3.标尺，4.可视化窗，5.计时自控系统，6.压力表，7.倒置式搅拌电机，8.外磁套，9.内磁套，10.轴承扶正器，11.散热片，12.搅拌叶片，13.排出阀，14.甲烷气罐，15.减压阀，16.气体流量计，17.截止阀，18.入流阀，19.出流阀，20.调节阀，21.起泡液罐，22.蠕动泵，23.消泡剂罐，24.平流泵，25.液体流量计。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
如图1所示，这种天然气集输消泡评价装置包括立式柱状发生器1、倒置式搅拌电机7、起泡液罐21、蠕动泵22、消泡剂罐23、平流泵24、计时自控系统5，立式柱状发生器1设置有立式泡沫腔2和常温～40℃的控温器，立式柱状发生器1承压能力达到5MPa，立式泡沫腔2设置有带标尺3的可视化窗4，立式泡沫腔2内设置搅拌叶片12；倒置式搅拌电机7的输出轴与外磁套8固定，外磁套8环绕在内磁套9外，内磁套9连接搅拌轴，搅拌轴与内磁套9连接处设置轴承扶正器10，外磁套8及内磁套9设置在壳体内，搅拌轴从壳体上端穿出并伸入到立式泡沫腔2，搅拌轴的上端连接搅拌叶片12；倒置式搅拌电机7与立式柱状发生器1设置散热片11。这样构成的倒置式搅拌系统采用磁动力，搅拌扰动程度通过控制叶片的转速实现。
立式泡沫腔的顶部设有天然气流口和压力表6，立式泡沫腔2的底部设置有起泡液入口、消泡剂入口及排出阀13，排出阀13实现天然气源入流时的排空和消泡结束后的排液；起泡液入口通过起泡管线连接起泡液罐21，起泡管线上设置蠕动泵22和液体流量计25，消泡剂入口通过消泡管线连接消泡剂罐23，消泡管线上设置平流泵24和所述的液体流量计25，天然气流口通过天然气管线连接甲烷气罐14，天然气管线上设置有气体流量计16，起泡发生阶段气液比调整中气源的入流和出流均通过天然气流口，甲烷气罐14设置有减压阀15；气体流量计16与天然气流口之间安装截止阀17，气体流量计16与截止阀17之间设置调节阀20，气体流量计16的另一侧安装入流阀18；出流阀19设置在气体流量计16和截止阀17的跨线上。
控温器、压力表6、倒置式搅拌电机7、蠕动泵22、平流泵24、气体流量计16、液体流量计25、排出阀13均与计时自控系统5相连，用以实现对温度、压力、搅拌速度、泵启停、气液比及消泡时间的综合控制、调节、采集记录与显示，保证自动化程度。
所述立式柱状发生器1的立式泡沫腔2嵌入式设置有带标尺3的可视化窗4，并具有控温模块和压力表6，同时设有基于磁动力的搅拌叶片12，从而可在不同温度场和压力场环境下，集可视化观测定性与泡高、消泡率的定量于一体评价起泡体系的消泡过程与消泡剂的消泡能力，并且设计采用甲烷气源，能够可靠反映天然气集输中温度场和压力场变化对消泡能力的影响。
本实用新型在进行天然气集输消泡评价时，首先在一定温度和压力环境下形成起泡体系：设置立式柱状发生器1温度，打开截止阀17、入流阀18和立式柱状发生器1底部的排出阀13，启动气体流量计16，将甲烷气体压入立式柱状发生器1，由于甲烷气密度低于空气，所以可在气体流量计16的阶段累积流量等于立式柱状发生器1的容积时关闭排出阀13，并继续压入甲烷气至监测压力达到泡沫体系的压力环境需要，此时，关闭截止阀17、入流阀18，启动蠕动泵22，从起泡液罐21将起泡液经由液体流量计25计量泵入立式柱状发生器1，同时打开出流阀19，根据气液比需要，以调节阀20调节需经由气体流量计16放空的甲烷气，至立式柱状发生器1内达到目标气液比时，依次停泵、关闭阀组，继而设置搅拌电机转速，启动搅拌，扰动成泡，读取泡高；然后，在该温度场和压力场条件下进行消泡能力评价：根据消泡剂评价用量，启动平流泵24，从消泡液罐23将消泡液经由液体流量计25计量泵入立式柱状发生器1，在与成泡阶段相同的搅拌速度搅拌后，停止搅拌，启动计时系统，同步记录泡高变化，并通过可视化窗4观察消泡过程和现象，至泡高恒定或完全消泡，停止计时，得到该温度、压力环境、该气液比、该扰动条件、该消泡剂用量下泡高、消泡率随时间的变化。最后，关闭控温模块，打开排出阀13，泄压、排出液体，并利用甲烷气源冲扫、清理立式柱状发生器1的内壁。
本实用新型很好地解决了常规消泡装置起泡体系与温度场和压力场欠关联、体系成泡的流动扰动程度模拟缺乏稳定性和精准性、消泡过程在带压环境不可视、消泡能力评价结果缺乏与气田矿场实际应用相一致性的问题，在对天然气集输环节各种气液比成泡体系消泡的适应性方面优势显著，原理明确、结构简单、操作维护方便、自动化程度高，能够在温度、压力条件控制与调节，流动成泡扰动模拟方面再现矿场真实环境，同时集可视化观测定性与泡高、消泡率的定量于一体，保证消泡能力评价的科学性和可靠性，便于试验和工程评估推广应用，助力于泡沫排水采气工艺的应用与发展，保障天然气的高效集输和气田的持续稳产。
Claims (5)
1.一种天然气集输消泡评价装置，其特征在于：这种天然气集输消泡评价装置包括立式柱状发生器（1）、倒置式搅拌电机（7）、起泡液罐（21）、蠕动泵（22）、消泡剂罐（23）、平流泵（24）、计时自控系统（5），立式柱状发生器（1）设置有立式泡沫腔（2）和控温器，立式泡沫腔（2）设置有带标尺（3）的可视化窗（4），立式泡沫腔（2）内设置搅拌叶片（12），立式泡沫腔（2）的顶部设有天然气流口和压力表（6），立式泡沫腔（2）的底部设置有起泡液入口、消泡剂入口及排出阀（13）；起泡液入口通过起泡管线连接起泡液罐（21），起泡管线上设置蠕动泵（22）和液体流量计（25），消泡剂入口通过消泡管线连接消泡剂罐（23），消泡管线上设置平流泵（24）和所述的液体流量计（25），天然气流口通过天然气管线连接甲烷气罐（14），天然气管线上设置有气体流量计（16）；倒置式搅拌电机（7）连接搅拌叶片（12）。
2.根据权利要求1所述的天然气集输消泡评价装置，其特征在于：所述的倒置式搅拌电机（7）的输出轴与外磁套（8）固定，外磁套（8）环绕在内磁套（9）外，内磁套（9）连接搅拌轴，搅拌轴与内磁套（9）连接处设置轴承扶正器（10），外磁套（8）及内磁套（9）设置在壳体内，搅拌轴从壳体上端穿出并伸入到立式泡沫腔（2），搅拌轴的上端连接搅拌叶片（12）。
3.根据权利要求1或2所述的天然气集输消泡评价装置，其特征在于：所述的倒置式搅拌电机（7）与立式柱状发生器（1）设置散热片（11）。
4.根据权利要求3所述的天然气集输消泡评价装置，其特征在于：所述的控温器、压力表（6）、倒置式搅拌电机（7）、蠕动泵（22）、平流泵（24）、气体流量计（16）、液体流量计（25）、排出阀（13）均与计时自控系统（5）相连。
5.根据权利要求3所述的天然气集输消泡评价装置，其特征在于：所述的气体流量计（16）与天然气流口之间安装截止阀（17），气体流量计（16）与截止阀（17）之间设置调节阀（20），气体流量计（16）的另一侧安装入流阀（18）；出流阀（19）设置在气体流量计（16）和截止阀（17）的跨线上。
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