一种水平井一体化负压采气系统的制作方法

1.本实用新型涉及天然气开采技术领域，尤其涉及一种水平井一体化负压采气系统。


背景技术：

2.气田经过多年开发，地层能量逐年降低，低压气井逐年增加，而有部分水平气井投产时就表现出低压、低产的特点,生产到一定程度时,水平气井不能满足最小携液流量的要求,携带到地面的水量较少,井底及井筒便产生积液、积砂，导致气井无法正常生产。
3.目前，国内外广泛采用泡排、气举工艺技术来解决含水气藏的低压低产井筒积液的问题；以泡排采气工艺为例，其主要是通过往采气井里注入一定数量的起泡剂，井底积水与起泡剂接触以后，借助天然气流的搅动，生成大量低密度的含水泡沫，随气流从井底携带到地面，达到清除井底积液的目的。当含水泡沫携带到地面后，为防止泡沫带入地面工艺设备(比如压缩机)，导致地面工艺设备的使用寿命缩短、故障率增加，影响正常生产，一般还需在含水泡沫进入设备前，向含水泡沫中注入消泡剂，将泡沫除去。
4.但目前在消泡剂的注入环节，大多采用人工根据含水泡沫中的多少进行注入，这样就导致整个采气系统的自动化程度较低，成本也更高。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种水平井一体化负压采气系统，能够根据从采气井中流出的含水泡沫多少，自动的向含水泡沫的出液管线中加入消泡剂，不必人为添加，降低人工成本。
6.本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：
7.一种水平井一体化负压采气系统，包括采气树，所述采气树的加注口上连通有泡排药剂加注机构，所述采气树的排放口上连通有电磁液体流量计，所述电磁液体流量计通过出液管线连通有气液分离罐，所述出液管线上连通有自动消泡平衡罐，所述气液分离罐上设置有排气管和排水管，所述排气管连通有压缩机，所述压缩机的出口连通有外输气管，所述外输气管和排水管连通有同一根混输管线；所述自动消泡平衡罐的顶部固定连通有开关阀门，所述自动消泡平衡罐的底部固定连通有第一电磁阀，所述第一电磁阀的出口端与出液管线连通；所述电磁液体流量计和第一电磁阀电连接有同一个电脑控制器。
8.进一步，所述气液分离罐内设置有横向的隔板，所述隔板将气液分离罐分割为上部的气体罐和下部的液体罐，所述出液管线与气体罐连通，所述排气管连通于气体罐与压缩机之间，所述气体罐的底部与液体罐的顶部之间连通有流水管，所述流水管上安装有单向阀。从井口来的气液混合体进入到气体罐内，气体则通过排气管进入压缩机，由压缩机压缩后进入混输管线，降低井口压力，相对井筒形成负压，利于井筒内的积液排出，从而提高气井的天然气采收率；液体则从流水管流经单向阀流入到液体罐内，并通过排水管流入混输管线，混输管线将气液混合物混输至外部的集气站，由集气站进行气液分离。
9.进一步，所述气体罐的顶部与液体罐的中部之间连通有平衡管，所述平衡管与液体罐的连接处设置有第一液位传感器和第二电磁阀；所述第一液位传感器和第二电磁阀与电脑控制器电连接。若混输管线中的压力较大，液体罐内的液体较多，但其自身压力不能将液体压入到混输管线内，此时，第一液位传感器检测到液位较高，则电脑控制器控制第二电磁阀打开，气体罐和液体罐通过平衡管处于连通状态，则气体罐内的气体压力可以将液体罐内的液体压入到混输管线内。
10.进一步，所述液体罐的底部设置有第二液位传感器和第三电磁阀，所述第三电磁阀通过排水管与混输管线连通，所述第二液位传感器和第三电磁阀均与电脑控制器电连接。若液体罐内的液体液位很低，此时第二液位传感器检测到液位处于液体罐的底部位置，通过电脑控制器控制关闭第三电磁阀，避免混输管线内的气液混合物通过排水管进入到液体罐内。
11.进一步，所述液体罐的顶部连通有第三液位传感器和第四电磁阀，所述第四电磁阀通过连接管与外输气管连通，所述第三液位传感器和第四电磁阀均与电脑控制器电连接。当气体罐内的气压较低，不能或者缓慢的将液体罐内的液体压入混输管线时，液体在液体罐内的液面逐渐上升，当上升至位于顶部的第三液位传感器处时，电脑控制器控制第四电磁阀打开，利用压缩机压缩出的高压气体将液体罐内的液体压入排水管，并进入混输管线。
12.进一步，所述泡排药剂加注机构为泡排棒自动投放装置或者泡排液加注泵。如此，可以使用泡排棒自动投放装置向气井内加泡排棒，或者利用泡排液加注泵向气井内加泡排液，两种选择均可。
13.进一步，所述压缩机上设置有冷却风扇。冷却风扇可以对压缩机进行冷却，带走压缩机在压缩气体过程中产生的热量，延长压缩机的使用寿命。
14.进一步，所述外输气管上连通有气体储存罐，所述气体储存罐连通有燃气发电机，所述燃气发电机与电脑控制器、泡排药剂加注机构、压缩机和冷却风扇均电连接。如此，可以直接利用从采气井中采出的天然气，通过燃气发电机发电对整个系统供电，不需要再外接电源。
15.本实用新型的有益效果：
16.1、本实用新型将泡排棒自动投放装置或者泡排液加注泵安装于采气树上，向井内注入泡排药剂，井内的积液与泡排剂接触以后，借助井内天然气流的搅动，生成大量低密度的含水泡沫，含水泡沫随天然气气流从井内携带到采气树的排放口。当电磁液体流量计检测到有液体流过时，将信号传输到电脑控制器，电脑控制器将控制第一电磁阀，根据液体流过电磁液体流量计的流量大小，打开第一电磁阀，自动消泡平衡罐内的消泡剂通过第一电磁阀流入到出液管线中，对出液管线内的含水泡沫进行消泡，如此，达到自动的向含水泡沫的出液管线中加入消泡剂，不必人为添加，降低人工成本的目的。
17.2、本实用新型被消泡后的气液混合体进入到气体罐内，气体则通过排气管进入压缩机，由压缩机压缩后进入外输气管，然后再进入混输管线，降低井口压力，相对井筒形成负压，利于井筒内的积液排出，从而提高气井的天然气采收率。
附图说明
18.图1是本实用新型一种水平井一体化负压采气系统的示意图；
19.图2为图1中a处的局部结构放大图。
20.其中，采气树1、泡排棒自动投放装置2、泡排液加注泵3、电磁液体流量计4、出液管线5、隔板6、气体罐7、液体罐8、自动消泡平衡罐9、开关阀门10、第一电磁阀11、排气管12、排水管13、压缩机14、冷却风扇15、外输气管16、混输管线17、流水管18、单向阀19、平衡管20、第一液位传感器21、第二电磁阀22、第二液位传感器23、第三电磁阀24、第三液位传感器25、第四电磁阀26、连接管27、电脑控制器28、气体储存罐29、燃气发电机30。
具体实施方式
21.以下将结合附图对本实用新型进行详细说明：
22.如图1～图2所示：本实施例的一种水平井一体化负压采气系统，包括采气树1，采气树1的加注口上连通有泡排棒自动投放装置2或者泡排液加注泵3，泡排棒自动投放装置2和泡排液加注泵3均为现有技术，采气树1的排放口上连通有电磁液体流量计4，电磁液体流量计4通过出液管线5连通有气液分离罐，气液分离罐内设置有横向的隔板6，隔板6将气液分离罐分割为上部的气体罐7和下部的液体罐8，出液管线5与气体罐7的上部连通；出液管线5上连通有盛装消泡剂的自动消泡平衡罐9，自动消泡平衡罐9的顶部固定连通有开关阀门10，自动消泡平衡罐9的底部固定连通有第一电磁阀11，第一电磁阀11的出口端与出液管线5连通；气体罐7上连通有排气管12，液体罐8的底部连通有排水管13，排气管12连通有压缩机14，压缩机14上设置有冷却风扇15，压缩机14的出口连通有外输气管16，外输气管16和排水管13连通有同一根混输管线17。
23.气体罐7的底部与液体罐8的顶部之间连通有流水管18，流水管18上安装有单向阀19；气体罐7的顶部与液体罐8的中部之间连通有平衡管20，平衡管20与液体罐8的连接处设置有第一液位传感器21和第二电磁阀22；液体罐8的底部设置有第二液位传感器23和第三电磁阀24，第三电磁阀24通过排水管13与混输管线17连通；液体罐8的顶部连通有第三液位传感器25和第四电磁阀26，第四电磁阀26通过连接管27与外输气管16连通。
24.电磁液体流量计4、第一电磁阀11、第一液位传感器21、第二电磁阀22、第二液位传感器23、第三电磁阀24、第三液位传感器25和第四电磁阀26电连接有同一个电脑控制器28。外输气管16上连通有气体储存罐29，气体储存罐29连通有燃气发电机30，燃气发电机30与电脑控制器28、泡排棒自动投放装置2或者泡排液加注泵3、压缩机14和冷却风扇15均电连接。
25.本实用新型的使用方法如下：
26.使用时，将泡排棒自动投放装置2或者泡排液加注泵3安装于采气树1上，向井内注入泡排药剂，井内的积液与泡排剂接触以后，借助井内天然气流的搅动，生成大量低密度的含水泡沫，含水泡沫随天然气气流从井内携带到采气树1的排放口。当电磁液体流量计4检测到有液体流过时，将信号传输到电脑控制器28，电脑控制器28将控制第一电磁阀11，根据液体流过电磁液体流量计4的流量大小，打开第一电磁阀11，自动消泡平衡罐9内的消泡剂通过第一电磁阀11流入到出液管线5中，对出液管线5内的含水泡沫进行消泡。
27.被消泡后的气液混合体进入到气体罐7内，气体则通过排气管12进入压缩机14，由
压缩机14压缩后进入外输气管16，然后再进入混输管线17，降低井口压力，相对井筒形成负压，利于井筒内的积液排出，从而提高气井的天然气采收率；液体则从流水管18流经单向阀19流入到液体罐8内，并通过排水管13流入混输管线17，混输管线17将气液混合物混输至外部的集气站，由集气站进行气液分离。
28.当混输管线17中的压力较大，液体罐8内的液体较多，但其自身压力不能将液体压入到混输管线17内，此时，第一液位传感器21检测到液位较高，则电脑控制器28控制第二电磁阀22打开，气体罐7和液体罐8通过平衡管20处于连通状态，则气体罐7内的气体压力可以将液体罐8内的液体压入到混输管线17内。
29.当液体罐8内的液体液位很低，此时第二液位传感器23检测到液位处于液体罐8的底部位置，通过电脑控制器28控制关闭第三电磁阀24，避免混输管线17内的气液混合物通过排水管13进入到液体罐8内。
30.当气体罐7内的气压较低，不能或者缓慢的将液体罐8内的液体压入混输管线17时，液体在液体罐8内的液面逐渐上升，当上升至位于顶部的第三液位传感器处25时，电脑控制器28控制第四电磁阀26打开，利用压缩机14压缩出的高压气体将液体罐8内的液体压入排水管13，并进入混输管线17。
31.整个系统，由采气井中采出的天然气，通过燃气发电机30发电对整个系统供电，不需要再外接电源，冷却风扇15对压缩机14进行冷却，带走压缩机14在压缩气体过程中产生的热量，延长压缩机14的使用寿命.
32.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。