一种加药系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种加药系统及其方法，加药系统包括容器、进泵管、高压泵、泵出口三通、回流管件、回流调节阀、回流管、输药管、分药三通、第一加药管、第一调节阀、第一计量管件、第一高压微型流量计、第一分药管、第二加药管、第二调节阀、第二计量管件、第二高压微型流量计；所述容器下部与进泵管一端连接相通，所述进泵管另一端与高压泵进口连接相通；所述高压泵出口与泵出口三通一端连接相通；所述泵出口三通侧面接口用回流管件与回流调节阀进口连接相通，泵出口三通另一端与输药管一端连接相通；本发明专利技术能够有效解决油气井与管线加药的计量、调整、控制难题，能够节能降耗、满足生产要求；具有实施容易，安全可靠，应用广泛，推广容易等优点。推广容易等优点。推广容易等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种加药系统及其方法


[0001]本专利技术涉及油井、气井、管线加药领域，尤其是涉及一种加药系统及其方法。可以适用于需要加入药剂的油井、气井、气管线。

技术介绍

[0002]为减少占地面积或施工管理方便等，国内油井、气井往往采用丛式井布置，即：在同一个井场内钻建2口或2口以上的油气井，且相邻采油树、采气树的间距一般不超过50米。
[0003]为保障该类油气井的正常生产运行，通常需要同时向多口油气井内加入常温常压下呈液态的功能性化学剂(统称药剂)。
[0004]以四川威远页岩气井为例。
[0005]该气田位于山区丘陵地带，土地稀缺，道路、井场建造成本高昂，因此一般在同一个井场内钻建6～10口气井，2口相邻气井采气树的间距一般不超过20米。
[0006]该气田的每口气井均需要向油套环空中连续加入泡排剂以便排水采气，且一般需要同时向每口气井出口的地面管线(又称采气管线、集气管线)中连续加入消泡剂以便消泡、气液分离(简称分液)。
[0007]参见附图1所示，目前该气田每1口井均单独使用1台计量泵加注泡排剂，其工艺过程可概述为：泡排剂罐100内的泡排剂经过进泵管101、计量泵102、阀门103、泵出口管线104，连续不断地进入气井105的油套环空中进而流至气井105井底；泡排剂罐100内的泡排剂经过进泵管106、计量泵107、阀门108、泵出口管线109，连续不断地进入气井110的油套环空中进而流至气井110井底；泡排剂罐100内的泡排剂经过进泵管111、计量泵112、阀门113、泵出口管线114，连续不断地进入气井115的油套环空中进而流至气井115井底。
[0008]参见附图2所示，同样的，目前该气田每1口井的地面管线均单独使用1台计量泵加注消泡剂，其工艺过程可概述为：消泡剂罐200内的消泡剂经过进泵管201、计量泵202、阀门203、泵出口管线204，连续不断地进入气井105出口的地面管线205；消泡剂罐200内的消泡剂经过进泵管206、计量泵207、阀门208、泵出口管线209，连续不断地进入气井110出口的地面管线210；消泡剂罐200内的消泡剂经过进泵管211、计量泵212、阀门213、泵出口管线214，连续不断地进入气井115出口的地面管线215。
[0009]该方法存在以下缺陷：
[0010]1、该方法不能对加药流量进行准确计量、控制或调整，常常导致加药流量不足或不均匀，进而影响气井生产。
[0011]由本领域公知常识可知：加入气井的泡排剂流量不足、不均匀，会导致气井产水产气不稳定，严重影响气井稳定生产；加入气井出口地面管线的消泡剂流量不足、不均匀，会导致气液分离器分液困难，严重时会导致分离器后面的天然气压缩机发生水击故障、损毁事故等。加入气井的泡排剂量一般为2～10升/日原液或10～50升/日稀释液(即将原液稀释5倍加注)；按10～50升/日稀释液计，相当于稀释液的加药流量为0.42～2.08升/小时；因此，气井生产要求精确计量、控制或调整加药流量。
[0012]由本领域公知常识可知：目前国内使用计量泵加药时，没有使用流量计计量加药流量的公开资料和成功先例。计量泵是利用凸轮机构控制柱塞(或隔膜)的行程长短以控制计量泵的额定排量(或理论排量)百分比，进而达到控制计量泵排量的目的；如计量泵的额定排量为60升/时，利用其凸轮机构将其柱塞行程控制在最大行程的50％时，即可使该计量泵的排量调整至额定排量的50％，从而将该计量泵的排量调整至30升/小时。
[0013]由本领域公知常识可知：计量泵的凡尔(如出口阀球阀座)因持续不断的往复运动必然产生严重磨损，在高压状态下其凡尔的漏失量会越来越大，严重时漏失量可达计量泵额定排量的80％以上；因此，计量泵连续运行一段时间后(一般不超过15天)即难以对加药流量进行准确计量、控制，因而难以满足气井生产需要。
[0014]2、高压力、小排量计量泵制造采购极其困难。
[0015]由本领域公知常识可知：气井加注泡排剂的压力一般高达5～40MPa；目前国内外市场上，难以采购到额定压力5～40MPa、额定排量小于1升/时的计量泵；也没有排量小于1升/时的计量泵公开资料。
[0016]3、该方法泵效低、能耗大。
[0017]由本领域公知常识可知：以加药流量为0.5升/小时为例，因高压、小排量计量泵采购困难，一般选择额定排量5升/小时的计量泵，然后再利用其凸轮机构控制柱塞(或隔膜)的行程减少至10％，以使其排量降至额定排量5升/时的10％，从而将加药流量调节至0.5升/小时；因此，其泵效很低、能耗浪费大。
[0018]4、该方法在丛式井应用时，需要运行多台计量泵，不仅工艺繁杂，且管理工作量大。
[0019]由本领域公知常识可知：四川威远页岩丛式井一般布置、钻建有6～10口气井，为此需要安装运行12～20台计量泵，即1口气井需要安装运行2台计量泵；其中，需要用6～10台计量泵分别为6～10口气井加注泡排剂，另需要用6～10台计量泵分别为6～10口气井加注消泡剂。
[0020]总之，上述加药系统及其方法，在针对油气井、管线加药时，存在诸多缺陷，不能满足生产要求。

技术实现思路

[0021]本专利技术中的“药剂”：又称功能性化学剂、采气(或采油)助剂，有时简称药、助剂，常温常压下呈液态。
[0022]本专利技术中的“加药”：是对加入功能性化学剂的统称。有时特指将液态化学剂加入油气井、油气管线中的过程。
[0023]本专利技术中的“加药量”：简称药量；是指加入的功能性化学剂体积或重量，有时也指加药流量。
[0024]本专利技术中的“加药流量”：有时简称加药量、药量，是对功能性化学剂加入流量的简称，一般是指功能性化学剂的体积流量。
[0025]本专利技术中的“采油树”：用于气井时一般称为采气树。
[0026]本专利技术中的“柱塞行程控制转盘”：是指控制柱塞泵(或薄膜泵)柱塞(或薄膜)行程的系统或装置，以便进而控制柱塞泵(或薄膜泵)的排量；简称转盘、转轮、手轮。
[0027]本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种加药系统；该加药系统克服了现有加药系统的缺陷，能够有效解决油气井与管线加药的计量、调整、控制难题，能够节能降耗、满足生产要求；具有实施容易，安全可靠，应用广泛，推广容易等优特点。
[0028]本专利技术要解决的第二个技术问题是提供一种加药方法；该方法克服了现有加药方法的缺陷，能够有效解决油气井与管线加药存在的计量、调节、控制难题，能够节能降耗、满足生产要求；具有实施容易，安全可靠，应用广泛，推广容易等优特点。
[0029]为解决上述第一个技术问题，本专利技术所采用的第一种技术方案是：
[0030]本专利技术一种加药系统，包括容器、进泵管、高压泵、泵出口三通、回流管件、回流调节阀、回流管、输药管、分药三通、第一加药管、第一调节阀、第一计量管件、第一高压微型流量计、第一分药管、第二加药管、第二调节阀、第二计量管件、第二高压微型流量计；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加药系统，其特征在于：包括容器、进泵管、高压泵、泵出口三通、回流管件、回流调节阀、回流管、输药管、分药三通、第一加药管、第一调节阀、第一计量管件、第一高压微型流量计、第一分药管、第二加药管、第二调节阀、第二计量管件、第二高压微型流量计；所述容器下部与进泵管一端连接相通，所述进泵管另一端与高压泵进口连接相通；所述高压泵出口与泵出口三通一端连接相通；所述泵出口三通侧面接口用回流管件与回流调节阀进口连接相通，泵出口三通另一端与输药管一端连接相通；所述回流调节阀出口用回流管与容器底部或/和下部连接相通；所述输药管另一端与分药三通一端连接相通；所述分药三通侧面接口与第一分药管一端连接相通，另一端与第一加药管一端连接相通；所述第一加药管另一端依次通过第一调节阀、第一计量管件与第一高压微型流量计连接相通；所述第一分药管另一端依次通过第二加药管、第二调节阀、第二计量管件与第二高压微型流量计连接相通。2.根据权利要求1所述的一种加药系统，其特征在于：所述第一高压微型流量计后靠近气井一端设置第一止回阀，所述第一高压微型流量计出口通过第一止回管件与第一止回阀连接相通；所述第二高压微型流量计后靠近气井一端设置第二止回阀，所述第二高压微型流量计出口通过第二止回管件与第二止回阀连接相通。3.一种加药系统，其特征在于：包括容器、进泵管、高压泵、泵出口三通、回流管件、回流调节阀、回流管、输药管、分药三通、第一加药管、第一调节阀、第一计量管件、第一高压微型流量计、第一分药管、第二分药三通、第二加药管、第二调节阀、第二计量管件、第二高压微型流量计、第二分药管、第三加药管、第三调节阀、第三计量管件、第三高压微型流量计；所述容器下部与进泵管一端连接相通，所述进泵管另一端与高压泵进口连接相通；所述高压泵出口与泵出口三通一端连接相通；所述泵出口三通侧面接口用回流管件与回流调节阀进口连接相通，泵出口三通另一端与输药管一端连接相通；所述回流调节阀出口用回流管与容器底部或/和下部连接相通；所述输药管另一端与分药三通一端连接相通；所述分药三通侧面接口与第一分药管一端连接相通，另一端与第一加药管一端连接相通；所述第一加药管另一端依次通过第一调节阀、第一计量管件与第一高压微型流量计连接相通；所述第一分药管另一端与第二分药三通一端连接相通；所述第二分药三通侧面接口与第二加药管一端连接相通，另一端与第二分药管一端连接相通；所述第二加药管另一端依次通过第二调节阀、第二计量管件与第二高压微型流量计连接相通；所述第二分药管另一端依次通过第三加药管、第三调节阀、第三计量管件与第三高压
微型流量计连接相通。4.根据权利要求3所述的一种加药系统，其特征在于：所述第一高压微型流量计后靠近气井一端设置第一止回阀，所述第一高压微型流量计出口通过第一止回管件与第一止回阀连接相通；所述第二高压微型流量计后靠近气井一端设置第二止回阀，所述第二高压微型流量计出口通过第二止回管件与第二止回阀连接相通；所述第三高压微型流量计后靠近气井一端设置第三止回阀，所述第三高压微型流量计出口通过第三止回管件与第三止回阀连接相通。5.一种加药系统，其特征在于：包括容器、进泵管、高压泵、三通、管件、回流调节阀、回流管、输药管、调节阀、管件、高压微型流量计；所述容器下部与进泵管一端连接相通，所述进泵管另一端与高压泵进口连接相通；所述高压泵出口与三通一端连接相通；所述三通侧面接口用管件与回流调节阀进口连接相通，三通另一端与输药管一端连接相通；所述回流调节阀出口用回流管与容器底部或/和下部连接相通；所述输药管另一端依次通过调节阀、管件与高压微型流量计连接相通。6.根据权利要求5所述的一种加药系统，其特征在于：所述高压微型流量计后靠近气井一端设置止回阀，所述高压微型流量计出口通过管件与止回阀连接相通。7.根据权利要求1、3、5所述的任一种加药系统，其特征在于：所述容器为常压容器、压力容器、正方体容器、长方体容器、圆柱形容器的任意一种；所述高压泵为离心泵、容积泵、转子泵、往复泵、电磁泵、磁力泵、齿轮泵、计量泵、薄膜泵、隔膜泵的任意一种；所述调节阀为针阀、截止阀、闸阀、电动阀、电磁阀、电动调节阀的任意一种；所述回流调节阀为针阀、截止阀、闸阀、电动阀、电磁阀、电动调节阀的任意一种；所述管件为金属管件的任意一种；所属三通为金属三通的任意一种；所述输药管为金属管、铝塑管、钢塑管、高压软管、复合管、管件的任意一种；所述进泵管为任意材质的管线或/和管件；所述回流管为任意材质的管线或/和管件。8.根据权利要求1
‑
6所述的任一种加药系统，其特征在于：所述高压微型流量计为高压齿轮流量计、超声波流量计、高压涡轮流量计、高压金属管浮子流量计、转子流量计的任意一种，且其量程范围为5～60000毫升/小时。9.根据权利要求1
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6、8所述的任一种加药系统，其特征在于：所述高压微型流量计的电源为干电池、蓄电池、太阳能发电、风力发电的任意一种或其任两种以上的任意联合。10.根据权利要求1
‑
6、8
‑
9所述的任一种加药系统，其特征在于：所述高压微型流量计的流量信号远传至异地或/和管理区域，流量信号远传所需电源为干电池、蓄电池、太阳能发电、风力发电的任意一种或其任两种以上的任意联合。11.根据权利要求1、3、5、7所述的任一种加药系统，其特征在于：所述高压泵的供电方式为太阳能发电、风力发电、蓄电池供电、发电机发电方式中的任意一种或其任意两种以上的任意联合。
12.根据权利要求1、3、5、7所述的任一种加药系统，其特征在于：所述高压泵利用时间继电器定时启动、停止。13.根据权利要求1、3、5、7、11
‑
12所述的任一种加药系统，其特征在于：所述高压泵利用远程计算机遥控启动、停止。14.一种根据权利要求1所述加药系统的加药方法，其特征在于，包括如下步骤：1)用第一连接管件将第一止回阀出口与第一气井的第一套管阀连接相通，用第二连接管件将第二止回阀出口与第二气井的第二套管阀连接相通；2)先打开第一调节阀、第二调节阀，然后再打开第一套管阀、第二套管阀；3)打开回流调节阀；4)启动高压泵；5)逐步关小回流调节阀的开度，以便使第一高压微型流量计或/和第二高压微型流量计的瞬时加药流量大于等于第一气井或/和第二气井所需加药流量；6)根据第一高压微型流量计的瞬时流量读数，调整第一调节阀的开度，直至第一高压微型流量计的瞬...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晟贤，张军生，
申请(专利权)人：北京浩博万维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：