一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統的制作方法

本發明涉及環空帶壓，具體為一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統。

背景技術：

1、目前，國外針對環空帶壓問題開展了一定的研究，國外已形成針對環空帶壓油氣井的成套監測系統，有公司開發的油氣井環空壓力監控系統，該系統可對環空氣體泄漏量和環空液面位置進行監測。

2、又有公司開發的環空帶壓監測系統采集的內容包括井的詳細信息、井的生產數據、腐蝕情況數據、井環空壓力值、泄漏率測量、流體分析，且對環空帶壓油氣井進行環空帶壓風險評估和分級。

3、還有環空帶壓監測系統對環空壓力以及環空氣體組分進行監測，用以輔助環空帶壓氣井的安全管理。

4、還有地面壓力監測自動記錄儀，該儀器主要功能是自動記錄井口環空壓力的變化，從而為環空壓控測試工作提供實時的壓力數據，為現場進行環空加壓、恒壓及泄壓等操作提供技術支撐。

5、某公司開發的井口設備現場氣密封檢測系統，研發了井口設備的現場檢測診斷技術。檢測系統通過輸出140mpa的水壓或高壓氮氣，實時監測井口設備密封情況，并通過聲發射技術對井口設備進行查漏。

6、又有公司開發的隨鉆環空壓力監測系統，該系統由無線隨鉆測量工具和隨鉆環空壓力測量工具組成，可測量環空井底的壓力、溫度數據并實時傳輸到地面，以便準確了解井底溫度和壓力變化的情況，提高控壓鉆井和深井欠平衡井鉆井的控制精度，為現場操作提供技術支撐。

7、又有公司開發的井下液面監測系統，該系統可連續地測量環空內的液面位置，根據環空液面深度得出壓井液的泄漏速率，為合理確定起下鉆期間的吊灌壓井液量提供依據。

8、某公司針對海上油氣生產管柱泄漏造成環空帶壓這一危險情況，開發了環空帶壓井診斷檢測技術。建立了基于井筒壓力分布的井下管柱泄漏地面定位模型。研制了綜合壓力、流量、溫度、液面及氣體組分等監測指標的適合海上生產平臺使用的環空帶壓地面檢測診斷系統。針對某海上生產平臺，該系統成功地診斷了環空帶壓氣井的壓力來源和泄漏位置。

9、某公司針對高溫高壓高含硫井況和環空壓力診斷測試要求，研發了環空壓力測試與診斷系統，該系統具備高精度壓力(0.01mpa)實時存儲和傳輸、環空氣質組分分析、環空流體ph值分析以及泄壓自動點火等功能，實現了環空異常帶壓井的快速診斷和分析。但是現有的油氣井環空壓力診斷系統壓力級溫度以及功流體分析能性上不能滿足更加高溫高壓的情況，現有的設備在高溫高壓的情況下安全系數不高，使用難度較大。

技術實現思路

1、本發明目的在于提供一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，以克服現有的設備在高溫高壓的情況下安全系數不高，使用難度較大的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

3、一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，高壓取樣模塊和氣液分離模塊；

4、所述高壓取樣模塊包括依次連接的取樣測量單元、一級減壓單元和二級減壓單元；

5、所述氣液分離模塊包括氣液分離單元、氣體測試單元和液體測試單元，所述氣體測試單元和液體測試單元分別和所述氣液分離單元連接；

6、所述氣液分離單元與二級減壓單元連接。

7、優選地，取樣測量單元包括依次連接的高壓安全閥、第一壓力傳感器、高壓過濾器、第一高壓電動球閥、第一溫度傳感器、第三手動針閥和夾式流量計。

8、優選地，高壓過濾器過濾精度56μm，工作溫度-20℃～200℃，耐壓20000psi。

9、優選地，一級減壓單元包括并聯的兩條管路，一條管路包括依次連接的第四手動針閥、第一減壓閥、第一安全閥、第二壓力傳感器、一級電加熱器和第一單向閥，另一條管路包括依次連接的第五手動針閥和第二單向閥。

10、優選地，一級減壓閥井口壓最高20000psi，出口壓力為50～6000psi。

11、優選地，二級減壓單元包括依次連接的二級減壓閥、第二安全閥、第三壓力傳感器、二級電加熱器和第一溫度傳感器。

12、優選地，二級減壓閥進口最高壓力6000psi，出口壓力為10～200psi。

13、優選地，氣液分離單元包括依次連接的第二高壓電動球閥、第八手動針閥、二級過濾器和氣液分離器。

14、優選地，二級過濾器過濾精度5μm，工作溫度-20℃～200℃，耐壓6000psi。

15、優選地，氣液分離器內部依次設置有填料分離器、旋流分離器和氣液分離器液位控制器。

16、與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：本發明提供了一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，采用兩級減壓單元對采集到的環空流體進行減壓處理，同時設置氣液分離模塊，將氣液分離模塊直接連接在高壓取樣模塊上，直接進行氣液分離，通過氣液分離單元的分離，將氣液分別進行測試，經過兩級減壓后的采集物，測試結果準確，并且可以直接在高壓下進行取樣和氣液分離兩部分操作，使用難度較低，安全系數高。

技術特征：

1.一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，其特征在于，高壓取樣模塊和氣液分離模塊；

2.根據權利要求1所述的一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，其特征在于，所述取樣測量單元包括依次連接的高壓安全閥(4)、第一壓力傳感器(6)、高壓過濾器(8)、第一高壓電動球閥(9)、第一溫度傳感器(10)、第三手動針閥(12)和夾式流量計(14)。

3.根據權利要求2所述的一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，其特征在于，所述高壓過濾器(8)過濾精度56μm，工作溫度-20℃～200℃，耐壓20000psi。

4.根據權利要求1所述的一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，其特征在于，所述一級減壓單元包括并聯的兩條管路，一條管路包括依次連接的第四手動針閥(16)、第一減壓閥(17)、第一安全閥(18)、第二壓力傳感器(20)、一級電加熱器(21)和第一單向閥(22)，另一條管路包括依次連接的第五手動針閥(23)和第二單向閥(24)。

5.根據權利要求4所述的一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，其特征在于，所述一級減壓閥(17)井口壓最高20000psi，出口壓力為50～6000psi。

6.根據權利要求1所述的一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，其特征在于，所述二級減壓單元包括依次連接的二級減壓閥(28)、第二安全閥(29)、第三壓力傳感器(31)、二級電加熱器(35)和第一溫度傳感器(36)。

7.根據權利要求6所述的一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，其特征在于，所述二級減壓閥(28)進口最高壓力6000psi，出口壓力為10～200psi。

8.根據權利要求1所述的一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，其特征在于，所述氣液分離單元包括依次連接的第二高壓電動球閥(38)、第八手動針閥(39)、二級過濾器(40)和氣液分離器(43)。

9.根據權利要求8所述的一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，其特征在于，所述二級過濾器(40)過濾精度5μm，工作溫度-20℃～200℃，耐壓6000psi。

10.根據權利要求8所述的一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，其特征在于，所述氣液分離器(40)內部依次設置有填料分離器(46)、旋流分離器(45)和氣液分離器液位控制器(44)。

技術總結
本發明公開了一種高溫高壓氣井環空流體氣液分離系統，采用兩級減壓單元對采集到的環空流體進行減壓處理，同時設置氣液分離模塊，將氣液分離模塊直接連接在高壓取樣模塊上，直接進行氣液分離，通過氣液分離單元的分離，將氣液分別進行測試，經過兩級減壓后的采集物，測試結果準確，并且可以直接在高壓下進行取樣和氣液分離兩部分操作，使用難度較低，安全系數高，測試壓力在120MPa以下，溫度在200℃以下，實現了全自動壓力、溫度、流量和壓力恢復在線測試。該發明不但可以用在高壓高溫氣井進行環空取樣與氣液分離，還可使用在其它高壓高溫氣液混合系統。

技術研發人員：劉洪濤,謝俊峰,周波,趙密鋒,鄧松,趙在鵬,上官豐收,耿海龍,王孝亮,劉文超,曾努,鄒光貴,李巖
受保護的技術使用者：中國石油天然氣股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13