一种气井井口节流加热生产装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种气井井口节流加热生产装置及方法，包括生产管线、伴热装置、叶轮膨胀机、控制阀和电源系统，所述的生产管线出口段设置有伴热装置和控制阀，伴热装置和控制阀之间设置有叶轮膨胀机，所述的电源系统分别与伴热装置和叶轮膨胀机电连接。本发明专利技术中叶轮膨胀机既可以发电，又起节流降压作用；加热装置可提高管线内天然气介质温度。本发明专利技术可代替井下节流工艺，降低生产投入成本、施工难度及安全风险，将气井节流生产调节由井下不可控转移至地面可调可控状态，大大缩短生产调节导致的停井周期。同时，由于井口加热，可提高生产官道内天然气介质温度，降低水合物形成几率，可缓解单井管线冬季冻堵问题。

A production device and method of throttling and heating at the wellhead of gas well

The invention provides a production device and method for throttling and heating the wellhead of a gas well, including a production pipeline, a heat tracing device, an impeller expander, a control valve and a power supply system. The outlet section of the production pipeline is provided with a heat tracing device and a control valve, and an impeller expander is arranged between the heat tracing device and the control valve. The power supply system is respectively connected with the heat tracing device and the impeller expander. In the invention, the impeller expander can not only generate electricity, but also play the role of throttling and depressurizing; the heating device can improve the temperature of natural gas medium in the pipeline. The invention can replace the downhole throttling process, reduce the production input cost, construction difficulty and safety risk, transfer the gas well throttling production adjustment from the downhole uncontrollable to the ground adjustable and controllable state, and greatly shorten the well stopping period caused by the production adjustment. At the same time, due to the heating of the wellhead, the temperature of the natural gas medium in the production channel can be increased, the probability of hydrate formation can be reduced, and the problem of freezing and blocking of single well pipeline in winter can be alleviated.

【技术实现步骤摘要】
一种气井井口节流加热生产装置及方法
本专利技术涉及天然气开发领域，特别适合单井产能低，需低成本开发气田，特别涉及一种气井井口节流加热生产装置及方法。
技术介绍
苏里格气田属于典型的“低渗、低压、低产、低丰度”气田，从2002年开始投入开发评价以来，对气田的认识不断深化，认识到气田经济有效开发必须“依靠科技、创新机制、简化开采，走低成本开发的道路”。在此期间，钻采工艺以降低成本为核心，开展了以快速钻井、分层压裂和井下节流为代表的一系列工艺技术试验。通过井下节流与多项地面集气技术的配套试验，最终形成了井口不加热、不注醇、集气管线不保温的中低压集气新思路。其中井下节流工艺技术是地面流程简化的关键技术。采用井下节流技术应用后，可大大降低集气管线压力、取消注醇管线、取消地面加热炉、有效防止水合物堵塞，建设和生产费用都可大幅度降低，并且在防止地层激动等方面具有一定的效果。该技术成为实现井口不加热、不注醇、集气管线不保温的中低压集气新思路的基础。从试验情况来看，井下节流工艺取得了成功，效果显著，而低压气则用天然气压缩机增压外输。从能量利用观点分析来看，这种方法显然不合理：高压气藏的能量浪费在节流阀上，而驱动天然气压缩机又需消耗额外能量。该工艺从加工、生产、维护等方面存在如下问题：第一、井下节流工艺施工繁琐、工作量大，整体成本高；第二、井下节流工艺对井下工具要求高，且维修施工难度大、成本高、周期长，具有较高的安全风险，维修过程影响气井正常生产。近年来，从世界范围来看天然气管道输送压力越来越高。天然气管网的压力远高于用户所需的压力，蕴藏有大量的压力能。目前，国内已有天然气压力能回收利用研究；国外已对天然气压力能利用从单纯的工程应用转向较深入的理论研究。综上所述，结合长庆苏里格气田现状，提出一种利用气井自身能量，实现井口节流加热生产工艺，降低开发成本，满足生产工艺要求。专利技术的内容为了克服现有井下节流工艺施工繁琐、工作量大，整体成本高；井下节流工艺对井下工具要求高，且维修施工难度大、成本高、周期长，具有较高的安全风险，维修过程影响气井正常生产的问题。本专利技术提供一种气井井口节流加热生产装置及方法，本专利技术无须井下节流装置，满足中低压集气工艺要求并解决单井管线冬季冻堵问题，进一步降低气井开发及生产运行成本，缩短调产停井周期，使气井节流由井下不可控转移至地面可控状态。本专利技术采用的技术方案为：一种气井井口节流加热生产装置，包括生产管线、伴热装置、叶轮膨胀机、控制阀和电源系统，所述的生产管线出口段设置有伴热装置和控制阀，伴热装置和控制阀之间设置有叶轮膨胀机，所述的电源系统分别与伴热装置和叶轮膨胀机电连接。所述的伴热装置和叶轮膨胀机均通过电源导线与电源系统电连接。所述的伴热装置为电加热器。所述的叶轮膨胀机下游设有紧急截断阀。所述的叶轮膨胀机通过生产管线产出的高压天然气驱动发电并将电能存储至电源系统中。所述的控制阀为流量控制阀。一种气井井口节流加热生产方法，具体步骤为：首先将叶轮膨胀机及伴热装置通过电源导线与电源系统连接，叶轮膨胀机利用生产管线产出的高压天然气驱动发电并将电能存储至电源系统，伴热装置利用储存好的电能在叶轮膨胀机前对生产管线内的天然气进行加热。所述的叶轮膨胀机下游设有紧急截断阀，当压力超过下游管线预设压力时，自动关断管线。本专利技术的有益效果为：本专利技术中叶轮膨胀机利用高压天然气驱动发电并将电能存储至电源系统，伴热装置利用该部分电能在叶轮膨胀机前进行加热。叶轮膨胀机既可以发电，又起节流降压作用；加热装置可提高管线内天然气介质温度。同时，在叶轮膨胀机下游设有紧急截断阀，当压力超过下游管线设计压力时，自动关断管线，起到超压保护作用。本专利技术无须井下节流装置，满足中低压集气工艺要求并解决单井管线冬季冻堵问题，进一步降低气井开发及生产运行成本，缩短调产停井周期，使气井节流由井下不可控转移至地面可控状态。以下将结合附图进行进一步的说明。附图说明图1为气井井口节流加热生产工艺图。图中，附图标记为：1、伴热装置；2、叶轮膨胀机；3、流量控制阀；4导线；5、电源系统；6、生产管线。具体实施方式实施例1：为了克服现有井下节流工艺施工繁琐、工作量大，整体成本高；井下节流工艺对井下工具要求高，且维修施工难度大、成本高、周期长，具有较高的安全风险，维修过程影响气井正常生产的问题。本专利技术提供如图1所示的一种气井井口节流加热生产装置及方法，本专利技术无须井下节流装置，满足中低压集气工艺要求并解决单井管线冬季冻堵问题，进一步降低气井开发及生产运行成本，缩短调产停井周期，使气井节流由井下不可控转移至地面可控状态。一种气井井口节流加热生产装置，包括生产管线6、伴热装置1、叶轮膨胀机2、控制阀3和电源系统5，所述的生产管线6出口段设置有伴热装置1和控制阀3，伴热装置1和控制阀3之间设置有叶轮膨胀机2，所述的电源系统5分别与伴热装置1和叶轮膨胀机2电连接。如图1所示，叶轮膨胀机2及伴热装置1与电源系统5连接其工作过程为：叶轮膨胀机3利用高压天然气驱动发电并将电能存储至电源系统5，伴热装置1利用该部分电能在叶轮膨胀机2前进行加热。叶轮膨胀机2既可以发电，又起节流降压作用；加热装置1可提高管线内天然气介质温度。本专利技术利用气井自身能量实现气井节流及加热功能的井口工艺系统，无须井下节流装置，满足中低压集气工艺要求并解决单井管线冬季冻堵问题，进一步降低气井开发及生产运行成本，缩短调产停井周期，使气井节流由井下不可控转移至地面可控状态。本专利技术无须井下节流装置，满足中低压集气工艺要求并解决单井管线冬季冻堵问题，进一步降低气井开发及生产运行成本，缩短调产停井周期，使气井节流由井下不可控转移至地面可控状态。实施例2：基于实施例1的基础上，本实施例中，所述的伴热装置1和叶轮膨胀机2均通过电源导线4与电源系统5电连接。所述的伴热装置1为电加热器。所述的叶轮膨胀机2下游设有紧急截断阀。所述的叶轮膨胀机2通过生产管线6产出的高压天然气驱动发电并将电能存储至电源系统5中。所述的控制阀3为流量控制阀。一种气井井口节流加热生产方法，具体步骤为：首先将叶轮膨胀机2及伴热装置1通过电源导线4与电源系统5连接，叶轮膨胀机2利用生产管线6产出的高压天然气驱动发电并将电能存储至电源系统5，伴热装置1利用储存好的电能在叶轮膨胀机2前对生产管线6内的天然气进行加热。所述的叶轮膨胀机2下游设有紧急截断阀，当压力超过下游管线预设压力时，自动关断管线。本专利技术中，叶轮膨胀机2利用高压天然气驱动发电并将电能存储至电源系统5，伴热装置1利用该部分电能在叶轮膨胀机2前进行加热。叶轮膨胀机2既可以发电，又起节流降压作用；加热装置1可提高管线内天然气介质温度。同时，在叶轮膨胀机2下游设有紧急截断阀，当压力超过下游管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气井井口节流加热生产装置，其特征在于：包括生产管线（6）、伴热装置（1）、叶轮膨胀机（2）、控制阀（3）和电源系统（5），所述的生产管线（6）出口段设置有伴热装置（1）和控制阀（3），伴热装置（1）和控制阀（3）之间设置有叶轮膨胀机（2），所述的电源系统（5）分别与伴热装置（1）和叶轮膨胀机（2）电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种气井井口节流加热生产装置，其特征在于：包括生产管线（6）、伴热装置（1）、叶轮膨胀机（2）、控制阀（3）和电源系统（5），所述的生产管线（6）出口段设置有伴热装置（1）和控制阀（3），伴热装置（1）和控制阀（3）之间设置有叶轮膨胀机（2），所述的电源系统（5）分别与伴热装置（1）和叶轮膨胀机（2）电连接。


2.根据权利要求1所述的一种气井井口节流加热生产装置，其特征在于：所述的伴热装置（1）和叶轮膨胀机（2）均通过电源导线（4）与电源系统（5）电连接。


3.根据权利要求1所述的一种气井井口节流加热生产装置，其特征在于：所述的伴热装置（1）为电加热器。


4.根据权利要求1所述的一种气井井口节流加热生产装置，其特征在于：所述的叶轮膨胀机（2）下游设有紧急截断阀。


5.根据权利要求1所述的一种气井...

【专利技术属性】
技术研发人员：程世东，于志刚，张春涛，赵晓龙，樊晨，魏小林，田殿龙，于洋，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11