除氧脱硫填料填充方法与流程

本发明涉及油田开采技术领域，尤其涉及一种除氧脱硫填料填充方法。

背景技术：

油田伴生尾气是在油田开采过程中伴随石油液体排出的不能被直接利用的气体。在采用火驱、蒸汽驱或气驱(如co2驱)等提高采收率技术开采石油过程中，石油中蕴藏的甲烷气会随着驱油气一起排出，成为油田开采过程的伴生气，浓度高(>30％vo1)的伴生气可被直接或间接利用，而含量低的伴生气(一般含1-10％vo1的甲烷)由于不能被直接燃烧利用，大部分被直接就地放空，形成油田开采过程的伴生甲烷尾气。油田伴生尾气因其情况特殊而受到越来越多的关注。目前因回收技术不经济而大部分直接排空，造成资源浪费；同时，蒸汽驱生产井伴生尾气主要含有甲烷(ch4)和二氧化碳(co2)，现场一般采用除硫后回收或燃烧利用，甲烷(ch4)的含量不稳定，在燃烧利用的过程中，经常熄火，容易产生安全隐患；甲烷(ch4)是一种温室气体，温室效应要比二氧化碳大上25倍，造成环境污染，尾气的回收和利用是生态环保不可回避的一环。

在本技术领域内，研究得出可以将伴生气燃烧转化为热流体回收利用的方法，转化过程温度一般在120℃-300℃，压力也会达到10-15mpa，转化后的热流体有时存在含氧量超标及含有有害物质硫、硝等问题，导致热流体回注油藏增产时效果差，安全性低等问题。目前除氧脱硫技术主要采用还原剂作为装置的填料除氧脱硫，装置中的填料基本固定不动，油田伴生气燃烧转化为热流体处于高温高压工况，固定的填料不利于除氧脱硫。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种除氧脱硫填料填充方法，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种除氧脱硫填料填充方法，能克服现有技术中的问题，该方法操作简单，使用该方法填充能使除氧脱硫填料在高温高压环境下呈活动状态进行除氧脱硫，且能实现除氧脱硫填料的自活化，除氧脱硫效率和填料利用率较高。

本发明的目的是这样实现的，一种除氧脱硫填料填充方法，包括，将耐高温高压的除氧脱硫填料分层且能允许待除氧脱硫气流流通地填充在能耐高温高压的除氧脱硫容器内，除氧脱硫填料能在待除氧脱硫气流作用下运动发生碰撞摩擦去除表面的氧化层渣屑，在除氧脱硫容器的底部填充铺设能还原氧化层渣屑的还原填料。

在本发明的一较佳实施方式中，所述除氧脱硫容器内上下间隔设置多个填料支撑件，各所述填料支撑件上设置允许待除氧脱硫气流流通的透孔，在各所述填料支撑件上松散铺设除氧脱硫填料，所述除氧脱硫填料能在待除氧脱硫流体的作用下碰撞摩擦去除表面的氧化层渣屑。

在本发明的一较佳实施方式中，所述除氧脱硫容器的底部设置能容置氧化层渣屑的沉渣口袋，所述沉渣口袋的底部铺设能还原氧化层渣屑的还原填料。

在本发明的一较佳实施方式中，在所述除氧脱硫容器的入口端设置进口截止阀，在所述除氧脱硫容器的出口端设置出口截止阀。

在本发明的一较佳实施方式中，所述除氧脱硫容器、各所述填料支撑件、所述沉渣口袋、所述进口截止阀和所述出口截止阀的耐压能力大于等于25mpa，所述除氧脱硫容器、各所述填料支撑件、所述沉渣口袋、所述进口截止阀和所述出口截止阀的耐高温能力大于等于800℃。

由上所述，本发明提供的除氧脱硫填料填充方法具有如下有益效果：

本发明的除氧脱硫填料填充方法操作简单，除氧脱硫填料能在高温高压环境下呈活动状态进行除氧脱硫，并且能够实现除氧脱硫填料的物理活化和化学活化，除氧脱硫填料使用周期长，除氧脱硫效率和填料利用率较高；使用本发明的方法填充除氧脱硫填料，能够使除氧脱硫过程连续稳定进行，有利于推广使用。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的除氧脱硫填料填充方法填充填料构成的除氧脱硫装置示意图。

图2：为本发明的除氧脱硫填料填充方法填充填料构成的除氧脱硫装置的使用状态示意图。

图中：

100、除氧脱硫装置；

200、伴生气燃烧转化器；

1、除氧脱硫容器；

101、热流体入口；102、热流体出口；

11、填料支撑件；

12、沉渣口袋；

2、除氧脱硫填料；

31、进口截止阀；32、出口截止阀；33、支撑固定结构。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供一种除氧脱硫填料填充方法，包括，将耐高温高压(温度200～300℃，压力10～15mpa)的除氧脱硫填料2分层且能允许待除氧脱硫气流流通地填充在能耐高温高压的除氧脱硫容器1内，除氧脱硫填料2能在待除氧脱硫气流作用下运动发生碰撞摩擦去除表面的氧化层渣屑，在碰撞摩擦作用下除氧脱硫填料2去除表面的氧化层渣屑，使其产生新表面，实现除氧脱硫填料2的物理活化；在除氧脱硫容器1的底部填充铺设能还原氧化层渣屑的还原填料，还原填料能与氧化层渣屑发生化学反应还原为除氧脱硫填料2，实现除氧脱硫填料2的化学活化。本发明的除氧脱硫填料填充方法中使用的除氧脱硫容器1及其连接部、内部结构均耐温度800℃、耐压25mpa以上，满足高温高压时除氧脱硫需求。

本发明的除氧脱硫填料填充方法操作简单，除氧脱硫填料能呈活动状态进行除氧脱硫，并且能够实现除氧脱硫填料的物理活化和化学活化，除氧脱硫填料使用周期长，除氧脱硫效率和填料利用率较高；使用本发明的方法填充除氧脱硫填料，能够使除氧脱硫过程连续稳定进行且无污染，有利于推广使用。

进一步，如图1所示，本发明的除氧脱硫填料填充方法中使用的除氧脱硫容器1内上下间隔设置多个填料支撑件11，各填料支撑件11上设置允许待除氧脱硫气流流通的透孔，在各填料支撑件11上松散铺设除氧脱硫填料2，除氧脱硫填料2能在待除氧脱硫流体的作用下碰撞摩擦去除表面的氧化层渣屑。

在本发明的一具体实施例中，除氧脱硫填料2为不规则球形填料，可以是铁质拉丝球或蜂窝球，在高温高压环境下不会自行发生氧化变质，满足除氧脱硫需求；相应地，填料支撑件11为网状铁质结构，透孔(网眼)可以是三角孔、四角孔或六角孔等多种较为稳定的结构，透孔(网眼)最大直径为除氧脱硫填料2颗粒最小直径的1/2～1/3，一般不超过5mm，透孔要防止除氧脱硫填料2掉落到下层同时满足氧化层渣屑通过。填料支撑件11多层设置，填料支撑件11固定连接于除氧脱硫容器1的内壁上，防止除氧脱硫填料2掉落到下一层。除氧脱硫填料2松散铺设于填料支撑件11上，不做压实固定处理，相邻两个填料支撑件11之间的距离较小，该距离满足除氧脱硫填料2跳动且不会发生攒积。待除氧脱硫气流流动吹动除氧脱硫填料2，除氧脱硫填料2碰撞摩擦去除表面的氧化层渣屑，使其产生新表面，实现除氧脱硫填料2的物理活化，除氧脱硫填料2能持续地对待除氧脱硫气流除氧脱硫。

在本发明的另一具体实施例中，除氧脱硫填料2为条形拉丝填料，在高温高压环境下不会自行发生氧化变质，满足除氧脱硫需求；相应地，填料支撑件11为篦形铁质结构(透孔为平行设置的缝格)，透孔(缝格)的缝宽为条形拉丝填料最小直径的1/2-1/3，一般不超过5mm，透孔要防止除氧脱硫填料2掉落到下层同时满足氧化层渣屑通过。填料支撑件11多层设置，填料支撑件11固定连接于除氧脱硫容器1的内壁上，防止除氧脱硫填料2掉落到下一层。除氧脱硫填料2垂直松散铺设于填料支撑件11上，不做压实固定处理，相邻两个填料支撑件11之间的距离较小，该距离满足除氧脱硫填料2跳动且不会发生攒积。

进一步，如图1所示，各除氧脱硫容器1的底部设置能容置氧化层渣屑的沉渣口袋12，沉渣口袋12的底部铺设能还原氧化层渣屑的还原填料。还原填料可以是少量的焦炭或木炭，还原填料能与氧化层渣屑发生化学反应使其还原为除氧脱硫填料2，完成氧化层渣屑的化学自活化。沉渣口袋12内还原得到的除氧脱硫填料2对进入除氧脱硫容器1的待除氧脱硫气流进行除氧脱硫，提高除氧脱硫填料2的利用率。

在本实施方式中，如图1所示，各除氧脱硫容器1的一端设置热流体入口101，各除氧脱硫容器1的另一端设置热流体出口102。

如图1所示，使用本发明的除氧脱硫填料填充方法填充填料构成的除氧脱硫装置100，可以用于油田伴生气燃烧转化过程的除氧脱硫，油田伴生气燃烧转化使用装置为伴生气燃烧转化器200，热流体入口101和热流体出口102均与伴生气燃烧转化器200连通设置。伴生气燃烧转化器200内产生的热流体经热流体入口101进入除氧脱硫容器1，经过除氧后热流体经热流体出口102流出返回至伴生气燃烧转化器200，之后流向回注井用于油藏增产。

进一步，如图1所示，为了方便除氧脱硫容器1与伴生气燃烧转化器200的拆装，在除氧脱硫容器1的入口端设置进口截止阀31，在除氧脱硫容器1的出口端设置出口截止阀32。在本实施方式中，进口截止阀31和出口截止阀32之间设置支撑固定结构33，支撑固定结构33能固定支撑各除氧脱硫容器1。

进一步，本发明中使用的除氧脱硫容器、各填料支撑件、沉渣口袋、进口截止阀和出口截止阀的耐压能力大于等于25mpa，除氧脱硫容器、各填料支撑件、沉渣口袋、进口截止阀和出口截止阀的耐高温能力大于等于800℃，满足高温高压环境(温度200～300℃，压力10～15mpa)下除氧脱硫的需求，这是目前的装置所达不到的。

除氧脱硫装置100为一备一用，一个除氧脱硫装置100连通设置于伴生气燃烧转化器200上，对伴生气燃烧后的热流体除氧脱硫，另一个除氧脱硫装置100用作备用，一旦使用中的除氧脱硫装置100出现问题，关闭其一侧的进口截止阀31和另一侧的出口截止阀32，使该除氧脱硫装置100与伴生气燃烧转化器200隔离，同时打开备用的除氧脱硫装置100的进口截止阀31和出口截止阀32，保证除氧脱硫过程的连续稳定进行，拆卸出现问题的除氧脱硫装置100进行检修、更换或更换除氧脱硫填料2，出现故障的除氧脱硫装置100检修或更换后，关闭备用的除氧脱硫装置100的进口截止阀31和出口截止阀32，开启检修或更换后的除氧脱硫装置100的进口截止阀31和出口截止阀32，使伴生气燃烧转化器200恢复正常工作状态，保证伴生气燃烧转化的平稳可靠运行。两个除氧脱硫装置100可以交替使用或同时使用增加除氧脱硫处理量，两个除氧脱硫装置100结构相同，不分主次。

使用本发明的除氧脱硫填料填充方法填充填料构成的除氧脱硫装置100用在火驱油田伴生气燃烧转化过程除氧脱硫时，如图2所示，将除氧脱硫装置100串接连通于伴生气燃烧转化器200，火驱油田伴生气在伴生气燃烧转化器200内燃烧形成热流体，热流体经过热流体入口101进入除氧脱硫容器1，热流体透过填料支撑件11上的透孔流向各层填料支撑件11，各层除氧脱硫填料2对热流体进行除氧，同时也能脱除硫等有害物质；在热流体气流作用下，除氧脱硫填料2跳动且与填料支撑件11碰撞、摩擦，去除除氧脱硫填料2表面的氧化层，实现除氧脱硫填料2物理自活化，除氧脱硫填料2表面的氧化层脱落形成氧化层渣屑，氧化层渣屑经透孔脱落至沉渣口袋12，沉渣口袋12内的还原填料与氧化层渣屑反应使其还原为除氧脱硫填料2，对进入除氧脱硫容器1的热流体除氧脱硫；经过除氧脱硫后热流体经热流体出口102流出返回至伴生气燃烧转化器200，之后流向回注井用于油藏增产。

由上所述，本发明提供的除氧脱硫填料填充方法具有如下有益效果：

本发明的除氧脱硫填料填充方法操作简单，除氧脱硫填料能在高温高压环境下呈活动状态进行除氧脱硫，并且能够实现除氧脱硫填料的物理活化和化学活化，除氧脱硫填料使用周期长，除氧脱硫效率和填料利用率较高；使用本发明的方法填充除氧脱硫填料，能够使除氧脱硫过程连续稳定进行，有利于推广使用。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。