一种油田注水装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种油田注水装置，该装置包括：加药罐、加药泵和注水泵；所述加药罐包括加药入口和出口，所述加药罐的出口与所述加药泵的入口连通；所述加药泵为隔膜计量泵；所述注水泵的入口与注水站的出水管连通，所述注水泵的出口与所述加药泵的第一出口汇管后与注水井的注水管连通；所述加药泵还包括第二出口，所述第二出口与所述加药罐入口通过回流管线连通。本发明提供的油田注水装置，既能提高注水压力，达到注水井增注的目的，又能实现在线加注药剂来疏通地层堵塞，提高注水井吸水能力，相应的地层疏通后就可以降低注水压力，因此只需要短期高压注水，有效避免了长期高压注水对注水管线和地层造成的伤害。
【专利说明】
一种油田注水装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种油田注水技术，尤其涉及一种油田注水装置。
【背景技术】
[0002]在油田开发过程中，随着开采时间的增长，就会不断地消耗油层本身能量，油层压力就会不断下降，使地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。
[0003]在油田注水开发过程中，由于外来液体与储层岩石矿物和储层流体等不配伍，水中悬浮物质、微生物及代谢产物的存在，以及原油中石蜡、沥青胶质等析出，常引起地层堵塞，使注水井吸水能力下降，影响原油生产。为了将水注入地层，现有的方法是对注水井实施物理或化学增注措施，疏通地层堵塞。但这类解堵增注措施的有效期短、有效性低。因此只能不断提高注水井口注入压力，保证水井注够水。
[0004]目前，国内油田采用柱塞栗和离心式注水栗等提压设备提高注水井口注入压力，国外油田多采用容积式栗、垂直涡轮栗和潜油电栗等提压设备。但无论采用哪种提压设备，长期高压注水可能导致注水管线破裂，高压水冲出会对周围的工作人员及设备造成伤害，存在一定的安全风险，同时长期高压注水也会导致储层颗粒运移，随着注水压力的不断上升，最终可能导致地层压裂，进而导致油井见水。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种油田注水装置，有效避免了长期高压注水对注水管线和地层造成的伤害。
[0006]本发明实施例提供的油田注水装置包括:加药罐、加药栗和注水栗；所述加药罐包括加药入口和出口，所述加药罐的出口与所述加药栗的入口连通；所述加药栗为隔膜计量栗；所述注水栗的入口与注水站的出水管连通，所述注水栗的出口与所述加药栗的第一出口汇管后与注水井的注水管连通；所述加药栗还包括第二出口，所述第二出口与所述加药罐入口通过回流管线连通。
[0007]本发明提供的油田注水装置，通过将注水设备和加药装置集成在一起，并将注水管线与加药管线进行高压汇管后注入注水井中，既能提高注水压力，实现注水井增注的目的，又能实现在线加注药剂来疏通地层堵塞，提高注水井吸水能力，相应的地层疏通后就可以降低注水压力，因此只需要短期高压注水，有效避免了长期高压注水对注水管线和地层造成的伤害。
[0008]在本发明的一实施例中，上述加药栗的第一出口与汇管之间设置有单流阀和高压平衡截止阀，上述回流管线上设置有减压阀。
[0009]在本发明的一实施例中，上述注水栗的栗体与所述注水栗的电机之间设置有增压密封保护器。
[0010]在本发明的一实施例中，上述加药罐的出口和上述加药栗入口之间还设置有Y型过滤器。
[0011]在本发明的一实施例中，上述加药罐中还设置有水位传感器，上述隔膜计量栗的第一出口设置有压力传感器和流量传感器，上述注水栗的出口设置有压力传感器和流量传感器。
[0012]在本发明的一实施例中，还包括变频控制柜，所述变频控制柜与所述注水栗和所述加药栗电连接。
[0013]在本发明的一实施例中，还包括撬装底座，所述加药罐、所述加药栗、所述注水栗和所述变频控制柜均安装于所述撬装底座上。
[0014]在本发明的一实施例中，还包括远程控制设备，所述远程控制设备与所述变频控制柜电连接。
[0015]在本发明的一实施例中，上述加药罐中还设置有搅拌釜。
[0016]基于上述技术方案，本发明实施例在进行油田注水时，通过将注水设备和加药装置集成在一起，并将注水管线与加药管线进行高压汇管后注入注水井中，既能提高注水压力，实现注水井增注的目的，又能实现在线加注药剂来疏通地层堵塞，提高注水井吸水能力，相应的地层疏通后就可以降低注水压力，因此只需要短期高压注水，有效避免了长期高压注水对注水管线和地层造成的伤害。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本发明一实施例提供的油田注水装置示意图；
[0019]图2为本发明另一实施例提供的油田注水装置示意图；
[0020]图3为本发明再一实施例提供的油田注水装置示意图；
[0021]图4为本发明一实施例提供的油田注水装置整体俯视图。
[0022]附图标记说明:
[0023]10:加药罐；
[0024]11:加药入口；
[0025]12:加药罐的出口；
[0026]13:搅拌釜；
[0027]20:注水栗；
[0028]21:注水栗的入口；
[0029]22:注水栗的出口；
[0030]23:注水栗电机
[0031]30:加药栗、隔膜计量栗；
[0032]31:加药栗入口；
[0033]32:加药栗的第一出口；
[0034]33:加药栗的第二出口；
[0035]34:隔膜计量栗电机；
[0036]41:汇管处；
[0037]42:注水站的出水管；
[0038]43:注水井的注水管；
[0039]44:Y型过滤器；
[0040]45:增压密封保护器；
[0041]46:回流管线；
[0042]A:水位传感器；
[0043]B:压力传感器；
[0044]C:流量传感器；
[0045]50:变频控制柜；
[0046]60:撬装底座。
【具体实施方式】
[0047]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0048]图1为本发明一实施例提供的油田注水装置示意图。如图1所示，本实施例提供的油田注水装置包括:加药罐10、加药栗30和注水栗20，加药罐10包括加药入口 11和加药罐出口 12，加药罐的出口 12与加药栗的入口 31连通，注水栗的入口 21与注水站的出水管42连通，注水栗的出口 22与加药栗的第一出口 32在汇管处41汇管后与注水井的注水管43连通。
[0049]图2和图1中相同的部件采用相同的标号。在图1的基础上，如图2所示，在图1所示实施例的基础上，加药栗还包括第二出口 33，加药栗第二出口 33与加药罐入口 11通过回流管线46连通。
[0050]具体的，加药罐10还设置有搅拌釜13，以便在调配药剂时，加快固体药剂溶解。[0051 ] 需要说明的是，在本实施例中，优选的，加药栗30可以选用隔膜计量栗。加药栗30用于提高溶解调配出的药液的压力，以便药液可以与注水栗出口的高压水进行汇管。由于所加的药液主要用于底层疏通，起到解堵增注的目的，故药液具有一定的腐蚀性，因此常规的提压设备是不能用来提升药液压力的。液压隔膜计量栗由于采用了液压油均匀地驱动隔膜，克服了机械直接驱动方式下栗隔膜受力过分集中的缺点，提升了隔膜寿命和工作压力上限。隔膜式计量栗利用特殊设计加工的柔性隔膜取代活塞，在驱动机构作用下实现往复运动，完成吸入一排出过程。由于隔膜的隔离作用，在结构上真正实现了被计量流体与驱动润滑机构之间的隔离。高科技的结构设计和新型材料的选用已经大大提高了隔膜的使用寿命，加上复合材料优异的耐腐蚀特性，隔膜式计量栗成为流体计量应用中的主力栗型。
[0052]另需要说明的是，本实施例提供的油田注水装置各个设备通过管线连通，一方面，大部分管线用于输送高压液体，为了安全起见，必须在各个连通管线上还设置有各种连接法兰，以及各种阀体，例如单流阀、高压截止阀，减压阀、排空阀等，管线材料也应该选用具有耐高压性能的管材，对于管线之间的连通形式及所使用的阀体的种类可视实际工矿的需求而定，本实施例对此不做任何限制。另一方面，用于输送药液的管线还应该具有防腐蚀性能。例如可以选用316L型钢材，其具有耐高压30MPa以及防腐蚀的性能。
[0053]作为本实施例一种可选的实施方式，注水栗20可以选用柱塞栗、离心式注水栗、磁传动水平注水栗、电动潜油栗等提压设备，本实施例以离心式注水栗为例进行示意性的解释说明。
[0054]在实际应用中，注水站的出水管的来水经过离心式注水栗的入口进入栗体，由电动机通过栗轴带动叶轮旋转，对来水做功，使来水压力逐级递增至额定要求，并输送到出口端，达到增压的目的。加药装置由搅拌釜对解堵增注药剂进行搅拌，通过下端的加药罐的出口输送至隔膜计量栗入口，隔膜计量栗把解堵增注药剂进行增压至离心式注水栗出口一致后，经过隔膜计量栗出口连接的管线进入与离心式注水栗出口汇管处进行汇管，最后将来水和药剂共同通过注水井主水管注入注水井中。加注的药剂进入储层后，与储层杂质反应后可以疏通储层。一般情况下，药剂与储层杂质反应大约需要几天的时间，地层疏通后可以提高注水井吸水能力，相应的，就不再需要提高注水压力来实现注水井增注的目的。
[0055]本实施例提供的油田注水装置，在进行油田注水时，通过将注水设备和加药装置集成在一起，并将注水管线与加药管线进行高压汇管后注入注水井中，既能提高注水压力，实现注水井增注的目的，又能实现在线加注药剂来疏通地层堵塞，提高注水井吸水能力，相应的地层疏通后就可以降低注水压力，因此只需要短期高压注水，有效避免了长期高压注水对注水管线和地层造成的伤害。
[0056]显然，当不再需要高压注水时，也就无需再使用注水栗，还可以节约注水栗的用电消耗。
[0057]在实际应用中，加药栗中的药剂还需要按照设定的流量经过第一出口连接的管线进入与离心式注水栗出口汇管处进行汇管。随着在线加注药剂时间的增长，会根据实际工况来设定加注药剂的用量，当药剂需求量较小时，通过对第一出口进行流量控制，则多余的药剂可以通过回流管线再回收至加药罐中，同时降低加药栗的电机的工作频率。
[0058]在实际应用中，隔膜计量栗第一出口与汇管处之间还可以设置单流阀、和高压平衡截止阀，来确保隔膜计量栗第一出口的高压药液与注水栗出口的高压水进行汇管。
[0059]在实际应用中，还可以在回流管线46上设置减压阀，同时回流管线46还可以包括一段较长的缓冲管，可以有效防止高压药液进入加药罐对加药罐造成伤害，同时还可以防止加药罐中的药液被冲出。
[0060]可选的，注水栗20的栗体与注水栗的电机之间还设置有增压密封保护器，增压密封保护器不仅可以有效确保注水栗的性能，还可以有效防止与注水栗入口连接的注水站的出水管线来水渗漏，进而可以有效保护注水栗电机。
[0061]进一步的，作为本实施例一种可选的实施方式，上述加药罐的出口 12和加药栗的入口 31之间还设置有Y型过滤器44。
[0062]在实际应用中，即使加药罐中设置有搅拌釜对药剂进行充分搅拌溶解，但通过加药罐出口的药液中依然可能携带有部分难以溶解的杂质，这些杂质可能堵塞输送管线，而且这些杂质如果进入到隔膜计量栗，就会损害隔膜计量栗，严重的还可能导致隔膜计量栗无法正常运行，带来安全隐患。本实施例通过在加药罐的出口 12和加药栗的入口 31之间设置的Y型过滤器44，可以对药液中的杂质进行过滤处理，有效解决药液中杂质堵塞管线或进入到隔膜计量栗，造成隔膜计量栗损害的问题。
[0063]本实施例提供的油田注水装置，在进行油田注水时，通过将注水设备和加药装置集成在一起，并将注水管线与加药管线进行高压汇管后注入注水井中，既能提高注水压力，实现注水井增注的目的，又能实现在线加注药剂来疏通地层堵塞，提高注水井吸水能力，相应的地层疏通后就可以降低注水压力，因此只需要短期高压注水，有效避免了长期高压注水对注水管线和地层造成的伤害。进一步的，将注水栗的第二出口与加药罐入口通过回流管线连通，在工况变化，调整药剂使用量后，可以及时对多余的药剂进行回收。通过设置结构简单的Y型过滤器，可以有效保护管线及隔膜计量栗。
[0064]图3为本发明再一实施例提供的油田注水装置示意图，图3和图1、图2中相同的部件采用相同的标号。如图3示，本实施例提供的油田注水装置，在图2所示实施例的基础上，加药罐10中还设置有水位传感器A，加药栗的第一出口 32还设置有压力传感器B和流量传感器C，注水栗的出口 22还设置有压力传感器B和流量传感器C。
[0065]在油田注水开发过程中，需要对多个注水井进行注水，根据注水井的不同，所需要的注水压力和注水量也是不同的。因此在注水的过程中可能还需要对注水压力和注水量进行监控。本实施例提供的油田注水装置通过在注水栗和加药栗的第一出口分别设置压力传感器和流量传感器，方便对注水压力和注水量施行监控。
[0066]优选的，还可以将各个传感器所采集的数据通过无线传感器网络发送至油田注水数字化监测平台，可以及时反应注水装置的运行状态，无需专门安排值守人员现场监测。
[0067]可以理解，为了方便实现加药栗第一出口的高压药液与注水栗出口的高压水的汇管，应该确保加药栗第一出口的药液的压力与注水栗出口的水的压力相当，或者加药栗第一出口的药液的压力略高于注水栗出口的水的压力。根据设置于加药栗第一出口和注水栗出口的压力传感器，施工人员可以清楚地了解如何控制加药栗电机和注水栗电机的工作频率，以实现会汇管要求。
[0068]值得一提的是，本发明提供的油田注水装置还包括变频控制柜，变频控制柜与注水栗和所述加药栗电连接。例如，当需要改变注水压力时，可以通过变频控制柜调节加药栗电机和注水栗电机的工作频率，不仅方便实现注水压力调节，还可以节约电机的用电消耗。
[0069]本实施例提供的油田注水装置，在进行油田注水时，通过将注水设备和加药装置集成在一起，并将注水管线与加药管线进行高压汇管后注入注水井中，既能提高注水压力，实现注水井增注的目的，又能实现在线加注药剂来疏通地层堵塞，提高注水井吸水能力，相应的地层疏通后就可以降低注水压力，因此只需要短期高压注水，有效避免了长期高压注水对注水管线和地层造成的伤害。进一步的，通过设置各类传感器，实时监测注水装置的运行状态，为工作人员根据工况调整注水量及注水压力提供准确依据。
[0070]下面将结合图4对本发明的上述实施例中的油田注水装置作进一步详细说明。可以理解，下述实施例是用来说明本发明的技术方案，而并非用来限制本发明。
[0071]图4为本发明一实施例提供的油田注水装置整体俯视图，图4和图1-3相同的部件采用相同的标号。如图4示，本发明提供的油田注水装置，具体可以包括:加药罐10、注水栗20、隔膜计量栗30和变频控制柜50，注水栗20包括栗体和电机，增压密封保护器45设置于注水栗栗体和电机之间，其它各部件之间的连接关系请参照图1-3所述实施例的具体描述，在此不再赘述。
[0072]作为一种优选的实施方式，上述实施例提供的油田注水装置还可以通过远程控制设备来进行控制。具体的，可以将远程控制设备与所述变频控制柜电连接。
[0073]在实际应用中，远程控制设备可以检测各水位传感器A、流量传感器B及压力传感器C的数据，根据所检测的数据远程控制变频控制柜，然后变频控制柜可以根据远程控制设备的指示相应的调节加药栗电机和注水栗电机的工作频率。
[0074]在实际应用中，远程控制设备还可以检测变频控制柜中各开关量信号，来检测系统运行状态。
[0075]在实际应用中，优选的，还可以设置一撬装底座60，将上述的加药罐10、注水栗20和隔膜计量栗30安装于撬装底座60上。可以理解，根据实际需要，开可以将变频控制柜50也安装于撬装底座60上。方便整个装置在不同注水井之间移动。
[0076]本发明实施例提供的油田注水装置具体可以应用于油田注水井注水的过程中。一方面，该油田注水装置可以直接与常压水源接通，直接用于提压注水。另一方面，该油田注水装置可以与高压注水管线连通，实现在线增注降压。例如，当注水井距离注水站较远时，注水站输出的高压水经过长距离的输送管线后，到达注水井时，水压已经无法满足注水井的注水压力要求，这种情况下就可以将注水站高压注水管线与本发明实施例提供的油田注水装置连通，对注水站来水进行二次提压，以达到注水井的注水压力要求。
[0077]可以理解，在整个油田区域中存在多个注水井，各个注水井对注水压力的需求不尽相同，通过本发明实施例提供的油田注水装置，在油田高压注水管线上实现在线增注降压。注水站的出水压力只需要满足一般注水井的注水压力，对于个别的对注水压力要求很高的注水井，只需要在注水站的高压注水管线上连通本发明实施例提供的油田注水装置即可，这样一来，不仅可以降低注水站的电力消耗，还可以实现注水站同时对多个注水井进行注水。进一步的，加注的药剂进入储层后，与储层杂质反应后可以疏通储层，提高注水井吸水能力，相应的地层疏通后就可以降低注水压力，此时也就不需要使用在线增注降压装置。
[0078]本发明实施例提供的油田注水装置，在进行油田注水时，通过将注水设备和加药装置集成在一起，并将注水管线与加药管线进行高压汇管后注入注水井中，既能提高注水压力，实现注水井增注的目的，又能实现在线加注药剂来疏通地层堵塞，提高注水井吸水能力，相应的地层疏通后就可以降低注水压力，因此只需要短期高压注水，有效避免了长期高压注水对注水管线和地层造成的伤害。
[0079]具体的，该装置主要具有四个方面的优点:一是注水栗采可以优选结构简单，功耗及噪音低的常规的提压栗。二是集成了高压加药装置，可在线连续投加解堵增注药剂，以提高注水井吸水能力。三是采用远程控制系统，通过无线传感器等设备，可以实现与油田注水数字化平台实现了无缝链接。四是该装置采用撬装结构，方便在各个注水井间拆卸转移。
[0080]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种油田注水装置，其特征在于，包括:加药罐、加药栗和注水栗； 所述加药罐包括加药入口和出口，所述加药罐的出口与所述加药栗的入口连通；所述加药栗为隔膜计量栗； 所述注水栗的入口与注水站的出水管连通，所述注水栗的出口与所述加药栗的第一出口汇管后与注水井的注水管连通； 所述加药栗还包括第二出口，所述第二出口与所述加药罐入口通过回流管线连通。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加药栗的第一出口与汇管之间设置有单流阀和高压平衡截止阀，所述回流管线上设置有减压阀。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述注水栗的栗体与所述注水栗的电机之间设置有增压密封保护器。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加药罐的出口和所述加药栗入口之间还设置有Y型过滤器。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加药罐中还设置有水位传感器，所述隔膜计量栗的第一出口设置有压力传感器和流量传感器，所述注水栗的出口设置有压力传感器和流量传感器。6.根据权利要求1?5任一项所述的装置，其特征在于，还包括变频控制柜，所述变频控制柜与所述注水栗和所述加药栗电连接。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括撬装底座，所述加药罐、所述加药栗、所述注水栗和所述变频控制柜均安装于所述撬装底座上。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括远程控制设备，所述远程控制设备与所述变频控制柜电连接。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加药罐中还设置有搅拌釜。
【文档编号】E21B43/20GK105863582SQ201510025728
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年1月19日
【发明人】陆小兵, 陆红军, 黄伟, 姚斌, 巨亚锋, 王守虎, 张随望, 王勇, 宋昭杰, 隋蕾
【申请人】中国石油天然气股份有限公司