[發(fā)明專利]一種穩(wěn)定油套環(huán)空壓力的裝置及其方法

在審

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• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107269239A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張智;桑鵬飛;李晶;張乃艷;周澤宇;劉金銘;鐘顯康;扈俊穎;曾德智;侯鐸;施太和
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: E21B21/08
• 分類號: E21B21/08;E21B21/10
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙)51241
• 代理人: 曹少華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣井安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種穩(wěn)定油套環(huán)空壓力的裝置，還涉及基于該裝置的方法。

背景技術(shù)

環(huán)空保護(hù)液作為一種油氣井工作液，被廣泛應(yīng)用于油套環(huán)空當(dāng)中，它不僅能平衡油套環(huán)空的壓力，降低油管與環(huán)空之間的壓力，減輕套管頭和封隔器所承受的壓力，而且能有效防護(hù)油套管的腐蝕。

目前隨著油氣需求量的日益增多以及勘探開發(fā)工作的不斷深入，井下地質(zhì)條件和井身結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，環(huán)空壓力異常問題也越來越突出。一方面，對于氣井，在一些非正常情況下，若封隔器密封效果不好或油套管因腐蝕受損而發(fā)生破壞，均可能造成環(huán)空保護(hù)液漏失、腐蝕性氣體竄入環(huán)空，進(jìn)而引起環(huán)空壓力上升，導(dǎo)致井口抬升等嚴(yán)重事故，氣體等雜質(zhì)的侵入還會影響環(huán)空保護(hù)液的性能，降低其防護(hù)效果，給氣井的安全生產(chǎn)帶來隱患；另一方面，對于油井，若封隔器密封效果不好或者油套管因腐蝕而破壞，均可能造成環(huán)空保護(hù)液的漏失，進(jìn)而會造成油套環(huán)空壓力不足，導(dǎo)致油套管在較大的壓力下受擠壓而產(chǎn)生變形破壞。所以，一方面要穩(wěn)定油套環(huán)空的壓力，另一方面要定期檢測環(huán)空保護(hù)液的性能，及時發(fā)現(xiàn)問題替換受污染的環(huán)空保護(hù)液，平衡環(huán)空壓力。但目前來說沒有一套特定的專門用于穩(wěn)定環(huán)空壓力并替換環(huán)空保護(hù)液的裝置及方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種穩(wěn)定油套環(huán)空壓力的裝置及其方法，能有效的解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

為了實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種穩(wěn)定油套環(huán)空壓力的裝置，包括：智能泵汲系統(tǒng)和智能泄壓系統(tǒng)；

所述的智能泵汲系統(tǒng)包括：抽汲泵(2)、信號接收器、壓力表(3)、三通閥(4)、補(bǔ)液管(8)、替液管(7)、插入式壓力傳感器(9)、液位計(10)；插入式壓力傳感器(9)和液位計(10)組成雙保險，向信號接收器提供信號，保持抽汲泵壓力穩(wěn)定在一定數(shù)值，插入式壓力傳感器(9)顯示環(huán)空內(nèi)壓力；壓力表(3)顯示智能泵汲系統(tǒng)與智能泄壓系統(tǒng)之間的壓力差；補(bǔ)液管(8)和替液管(7)通過三通閥(4)與抽汲泵相連，作為環(huán)空保護(hù)液(19)補(bǔ)充和替換的通道。

所述智能泄壓系統(tǒng)包括：泄壓管(14)、安全閥(5)、固定箍(15)、錐度接頭(16)、過濾接頭(17)及法蘭式平行閘閥(6)；泄壓管(14)通過固定箍(15)固定在油管(12)上，隨油管(12)一起下入井中；泄壓管(14)通過錐度接頭(16)相連，末端安裝有過濾接頭(17)，防止雜質(zhì)堵塞管道；當(dāng)環(huán)空壓力超過安全閥(5)額定閾值時，安全閥(5)自動打開，環(huán)空保護(hù)液(19)通過泄壓管(14)流出環(huán)空進(jìn)入廢液池；當(dāng)智能泄壓系統(tǒng)不能正常工作時還可通過法蘭式平行閘閥(6)進(jìn)行手動關(guān)閉。

作為優(yōu)選，所述氣液儲集罐包括氣體儲集罐和環(huán)空保護(hù)液(19)儲集罐，與智能抽汲系統(tǒng)相連，為抽汲系統(tǒng)提供壓力源。

作為優(yōu)選，所述的智能泵汲系統(tǒng)和智能泄壓系統(tǒng)存在一定的壓力差，該壓力差和環(huán)空保護(hù)液(19)液柱壓力疊加來平衡環(huán)空壓力，一方面可以降低環(huán)空保護(hù)液(19)的密度，降低經(jīng)濟(jì)成本，另一方面，將環(huán)空壓力的控制轉(zhuǎn)換到井口以上，方便控制，方便環(huán)空保護(hù)液(19)的取樣及替換。

本發(fā)明還公開了一種穩(wěn)定油套環(huán)空壓力的穩(wěn)定方法，包括以下步驟：

S1：完井后計算環(huán)空壓力，計算環(huán)空保護(hù)液密度，保持智能抽汲系統(tǒng)和智能泄壓系統(tǒng)之間穩(wěn)定在一定的壓差，通過疊加環(huán)空保護(hù)液液柱壓力平衡環(huán)空壓力。

S2：當(dāng)環(huán)空中壓力超過安全閥額定閾值時，安全閥自動打開，環(huán)空中液體或氣體通過智能泄壓系統(tǒng)排出環(huán)空。

S3：當(dāng)環(huán)空內(nèi)液位下降至設(shè)定高度或環(huán)空內(nèi)壓力降低到一定程度時，智能抽汲系統(tǒng)和智能泄壓系統(tǒng)之間壓差也會隨之下降，此時，智能抽汲泵從氣液儲集罐中抽汲氣體或液體補(bǔ)充此壓力降，以此補(bǔ)充抽汲系統(tǒng)和泄壓系統(tǒng)之間的壓力差，同時也穩(wěn)定了環(huán)空當(dāng)中的壓力。

S4：通過壓力表讀數(shù)可知抽汲系統(tǒng)和泄壓系統(tǒng)之間的壓差，當(dāng)智能泄壓系統(tǒng)不能正常工作時，可手動打開法蘭式平行閘閥進(jìn)行泄壓。

本發(fā)明還公開了一種環(huán)空保護(hù)液取樣和更替方法，包括以下步驟：

S1：取樣前手動關(guān)閉法蘭式平行閘閥，使泄壓系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)；關(guān)閉氣液儲集罐通道。

S2：啟動智能抽汲系統(tǒng)，循環(huán)環(huán)空內(nèi)環(huán)空保護(hù)液，環(huán)空保護(hù)液由替液管循環(huán)出環(huán)空進(jìn)入抽汲系統(tǒng)，由補(bǔ)液管從抽汲系統(tǒng)中再循環(huán)進(jìn)入環(huán)空；循環(huán)時隨時觀察抽汲系統(tǒng)和泄壓系統(tǒng)之間的壓差，防止因壓差過大而造成油套管的損壞；循環(huán)結(jié)束后，停止抽汲系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從抽汲系統(tǒng)中取適量環(huán)空保護(hù)液樣本用于檢測。