CN206053919U - 一种新型智能高压力大排量氮气泡沫装置 - Google Patents
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Abstract
一种新型智能高压力大排量氮气泡沫装置，包括泡沫发生器，泡沫发生器为圆筒状，其轴向的第一端设有氮气进口、第二端设有泡沫出口，泡沫发生器侧壁连接液体进口且进口与泡沫发生器内壁相切；泡沫发生器内腔包括位于前端的气液混合腔、后端布置的无动力搅拌叶轮；氮气进口连接氮气管线，氮气管线上安装有单向阀；液体进口上连接有流量计，所述流量计的进口端设有两个分支，其中一个分支连接水管线，另一个分支通过药液管线连接药罐。本实用新型可以产生大排量、高压力氮气泡沫，用于氮气泡沫钻井、冲砂、分流酸化、调剖、蒸汽吞吐、驱油、蒸汽伴注等油田增产综合作业领域，提供更好更快捷的作业效果，满足特殊地形石油开采的需求。
Description
技术领域
本实用新型属于油田增产综合作业设备领域，具体涉及一种能够产生大排量、高压氮气泡沫而用于氮气泡沫钻井、冲砂、分流酸化、调剖、蒸汽吞吐、驱油、蒸汽伴注等油田增产综合作业的新型智能高压力大排量氮气泡沫装置。
背景技术
油藏生产进入后期，往往是油层压力降低到静水柱压力以下，产油量越来越少，含水量越来越高，给增产和管理带来许多难度。油井的注水效果差、修井困难的问题非常普遍。泡沫流体技术可以比较好地解决油藏生产后期的许多生产难点。
泡沫流体在油气田开发中的应用涉及泡沫流体冲砂、洗井及修井，泡沫流体排酸，泡沫流体混排，氮气泡沫酸酸化，氮气泡沫调剖，低压井氮气泡沫诱喷，氮气泡沫压水锥，氮气泡沫压裂，稠油井注蒸汽吞吐,氮气泡沫调剖，氮气泡沫砾石填充，氮气泡沫射流解堵等各多个方面。几年来山东恒业石油新技术应用有限公司，对上述工艺进行了系统研究，并进行了现场实验及推广应用工作，现已完成施工千余井次，取得了一定效果，但是排量小携砂效果不彻底。
发明内容
本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种可以产生大排量、高压力氮气泡沫的新型智能化高压大排量氮气泡沫装置。
本实用新型的技术方案是：包括泡沫发生器，所述泡沫发生器为圆筒状，其轴向的第一端设有氮气进口、第二端设有泡沫出口，所述泡沫发生器的侧壁连接液体进口且所述进口与泡沫发生器内壁相切；所述泡沫发生器内腔包括位于前端的气液混合腔、后端布置的无动力搅拌叶轮；所述氮气进口连接氮气管线，所述氮气管线上安装有单向阀；所述液体进口上连接有流量计，所述流量计的进口端设有两个分支，其中一个分支连接水管线，另一个分支通过药液管线连接药罐；所述水管线上安装有压力传感器；所述药液管线上安装有过滤器、计量泵、压力传感器以及单向阀；所述泡沫出口连接泡沫管线，其上安装有压力传感器和温度传感器；所述各个压力传感器、温度传感器、流量计分别与电控系统连接。
进一步的，所述气液混合腔内设有与氮气进口连接的配气管。
进一步的，所述无动力搅拌叶轮包括依次布置的第一螺旋搅拌叶轮和第二螺旋搅拌叶轮，且二者的螺旋方向相反。
进一步的，所述药液管线上还安装有蓄能器。
进一步的，所述药液管线上还安装有安全阀。
进一步的，所述过滤器为篮式过滤器。
进一步的，所述药罐的进口通过管线连接齿轮泵。
进一步的，整套设备为撬装移动式，全部部件安装在一个撬体上。
本实用新型可以产生大排量、高压力氮气泡沫，用于氮气泡沫钻井、冲砂、分流酸化、调剖、蒸汽吞吐、驱油、蒸汽伴注等油田增产综合作业领域，提供更好更快捷的作业效果，满足特殊地形石油开采的需求；本实用新型可实现的效果如下：
（1）氮气泡沫压力可达到50MPa；
（2）氮气流量可达到1800Nm³/h，药液450L/h,水流量达到10m³/h,满足大排量作业；
（3）自动加药，根据药罐液位控制加药量；
（4）整套设备自动化程度高，泡沫密度及流量控制可自动控制,实现远程功能，无人值守。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型中泡沫发生器的结构示意图；
图3是图2中的A-A剖视图；
图4是本实用新型的工艺流程图；
图中：P-01.齿轮泵，P-02.药罐，P-03.手动球阀，P-04.篮式过滤器，P-05.手动球阀，P-06.计量泵，P-07.蓄能器，P-08.压力传感器，P-09 安全阀，P-10 高压球阀 P-11.第二单向阀，P-12.针型阀，P-13.旋塞阀，P-14.流量计，P-15.第一单向阀，P-16.泡沫发生器，P-17.温度传感器，1. 电控系统，2.撬体，3. 第一螺旋搅拌叶轮，4. 第二螺旋搅拌叶轮，N1.氮气进口, N2.泡沫出口, N3. 液体进口。
具体实施方式
参照图1，一种新型智能高压力大排量氮气泡沫装置，整套设备为撬装移动式，全部部件安装在一个撬体2上，泡沫发生器P16为圆筒状，其轴向的第一端设有氮气进口N1、第二端设有泡沫出口N2，泡沫发生器P16连接液体进口N3且进口与泡沫发生器P16内壁相切；泡沫发生器P16内腔包括位于前端的气液混合腔、后端布置的无动力搅拌叶轮，气液混合腔内设有与氮气进口N1连接的配气管，无动力搅拌叶轮包括依次布置的第一螺旋搅拌叶轮3和第二螺旋搅拌叶轮4，且二者的螺旋方向相反；氮气进口N1连接氮气管线，氮气管线上安装有第一单向阀P-15；液体进口N3上连接有流量计P-14，流量计P-14的进口端设有两个分支，其中一个分支连接水管线，另一个分支通过药液管线连接药罐P-02，药罐P-02的进口通过管线连接齿轮泵P-01；水管线上安装有压力传感器P-08；药液管线上安装有篮式过滤器P-04、计量泵P-06、蓄能器P-07、压力传感器P-08、安全阀P-09以及第二单向阀P-11；泡沫出口N2连接泡沫管线，其上安装有压力传感器P-08和温度传感器P-17；各个压力传感器、温度传感器、流量计分别与电控系统1连接。
工作原理为：氮气与水、化学药剂充分混合后可形成均匀的泡沫流体。泡沫发生器内有气液混合腔和搅拌叶轮。气体直接进入配气管，分散成小气泡。液体以旋转方式进入，带动气体混合。初步混合的泡沫液经过第一螺旋搅拌叶轮和第二螺旋搅拌叶轮后多次改变方向并产生与水的搅拌，气体粉碎，在水中成微气泡。泡沫发生器的水和气体出入口均用硬管连接，并有单向阀和截止阀。主要优点是：（1）能够形成径向混合，消除了停滞区和短路现象；（2）形成活塞流型，使物料在混合气中停留时间均匀，使管壁表面处的物料不断更新；（3）没有运动部件，易杜绝泄漏；(4）投资和维护成本较低，能量消耗也比较少；（5）满足高压力大排量油田作业工艺要求。
本实用新型并整套设备为撬装移动式，全部部件安装在一个撬体中。撬块采用上、下吊点，撬块长、宽、高均符合国际道路运输规定，可由载重车运输。
全套设备由泡沫发生系统、供药系统、仪表测控系统、中央控制系统、橇装式箱体总成及辅助装置组成。
电气控制系统：
(1） 显示现场运行状况
可对泡沫出口压力、泡沫密度、泡沫流量等参数进行监测，可进行超压报警、密度超标报警或漏失报警等。报警信号可用声光讯号；
(2） 密度的控制
可根据具体井况，设定所需要洗井液体的密度值；采集被控参数，进行数据处理，实时显示被控参数及曲线，根据测量偏差按照相应的计算算法输出控制命令；可根据设定值实现低密度流体的密度调节；在泡沫发生器的水入口加装一台流量计，计算机通过A/D板采集其输出信号一方面可实时显示洗井流体的密度值。
(3）实时显示关键参数动态变化曲线
可以实时绘制泡沫出口密度、泡沫出口压力、泡沫出口流量等参数的动态变化曲线，为现场工艺人员提供决策参考；
(4） 自动记录设备运行参数
每隔4小时自动存盘一次；同时对报警、停机信息进行自动存盘，可保留2年的设备运行记录。
(5） 实现远传功能，设备运行时无人值守。
不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种新型智能高压力大排量氮气泡沫装置，其特征在于：包括泡沫发生器，所述泡沫发生器为圆筒状，其轴向的第一端设有氮气进口、第二端设有泡沫出口，所述泡沫发生器的侧壁连接液体进口且所述进口与泡沫发生器内壁相切；所述泡沫发生器内腔包括位于前端的气液混合腔、后端布置的无动力搅拌叶轮；所述氮气进口连接氮气管线，所述氮气管线上安装有单向阀；所述液体进口上连接有流量计，所述流量计的进口端设有两个分支，其中一个分支连接水管线，另一个分支通过药液管线连接药罐；所述水管线上安装有压力传感器；所述药液管线上安装有过滤器、计量泵、压力传感器以及单向阀；所述泡沫出口连接泡沫管线，其上安装有压力传感器和温度传感器；所述各个压力传感器、温度传感器、流量计分别与电控系统连接。
2.根据权利要求1所述的新型智能高压力大排量氮气泡沫装置，其特征在于：所述气液混合腔内设有与氮气进口连接的配气管。
3.根据权利要求1所述的新型智能高压力大排量氮气泡沫装置，其特征在于：所述无动力搅拌叶轮包括依次布置的第一螺旋搅拌叶轮和第二螺旋搅拌叶轮，且二者的螺旋方向相反。
4.根据权利要求1所述的新型智能高压力大排量氮气泡沫装置，其特征在于：所述药液管线上还安装有蓄能器。
5.根据权利要求1所述的新型智能高压力大排量氮气泡沫装置，其特征在于：所述药液管线上还安装有安全阀。
6.根据权利要求1所述的新型智能高压力大排量氮气泡沫装置，其特征在于：所述过滤器为篮式过滤器。
7.根据权利要求1所述的新型智能高压力大排量氮气泡沫装置，其特征在于：所述药罐的进口通过管线连接齿轮泵。
8.根据权利要求1-7任一所述的新型智能高压力大排量氮气泡沫装置，其特征在于：整套设备为撬装移动式，全部部件安装在一个撬体上。
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