一种液态CO2装卸车一体化集成装置及其应用方法与流程

本发明属于油田地面工程领域，具体涉及一种液态co2装卸车一体化集成装置及其应用方法。

背景技术：

目前，水驱油藏大都已进入开发中后期，油田含水率高、水驱控制程度低，需通过开展三次采油技术进一步提高原油采收率。co2驱油技术作为一种有效的提高采收率技术，在部分油田进行了小规模的试验性开发，取得了较好的开发效果。

co2驱油技术提高采收率技术是将向地层中注入co2，使其在油藏条件下充分反应而释放出气体，溶解于原油中，降低原油粘度，膨胀原油体积，从而达到提高原油采收率的目的。

目前，co2驱油技术在油田的现场试验时采用液态co2槽车拉运、液态co2储罐储存和注入设备升压后高压注入的工艺。当液态co2槽车拉运至站场时，利用卸车泵将槽车里液态co2卸到储罐中，当co2驱油技术在油田进行大规模应用时，需要大量的液态co2卸车，而为了便于管理和降低安全风险需要，储罐间液态co2需要相互倒罐或将储罐里液态co2卸至液态co2槽车进行转移。

然而，大量的液态co2卸车、储罐间液态co2相互倒罐、将储罐里液态co2卸至液态co2槽车进行转移，需要建设复杂的管线设备，建设周期长、占地面积大，搬迁时需投入大量的拆卸人员和工作量，费时费力且不便检修、维护。

技术实现要素：

本发明实施方式提供了一种液态co2装卸车一体化集成装置及其应用方法，其目的一是解决现有co2槽车与co2储罐之间、co2储罐与co2储罐之间转移co2时，存在的转移管线建设周期长、不可重复利用的问题；其目的二是解决转移管线无法整体搬迁、拆卸工作量大和投入工程资金大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种液态co2装卸车一体化集成装置，它包括第一液相管线，所述第一液相管线的一端用于连接co2槽车液相端，另外一端连接第一球阀，所述第一球阀通过管线连接第二球阀，所述第二球阀通过装卸车泵进液管线连接于装卸车泵的进口，所述装卸车泵的出口通过装卸车泵出液管线连接第三球阀，所述第三球阀连接于第二液相管线的一端，所述第二液相管线的另一端连接于co2储罐a；

所述第二液相管线与装卸车泵进液管线之间通过分支管线一连通，所述分支管线一上串接有第四球阀；所述第一球阀、第二球阀之间的管线与装卸车泵出液管线之间通过分支管线二连通，所述分支管线二上串接有第五球阀；

所述装卸车泵出液管线上通过第二截止阀连接第二压力变送器；所述第一球阀与第二球阀之间的管线通过第一截止阀连接第一压力变送器；

所述的第一液相管线、第一球阀、第二球阀、装卸车泵进液管线、卸车泵、装卸车泵出液管线、第三球阀、第二液相管线、分支管线一和分支管线二均集成橇装于橇座。

所述橇座上还橇装有第三液相管线，所述第三液相管线的一端连接于分支管线二，另外一端连接于橇座外的co2储罐b，所述第三液相管线上串接第六球阀和第七球阀，所述第六球阀靠近第五球阀。

液态co2装卸车一体化集成装置，还包括橇装在橇座上的放空管线，所述放空管线的一端伸出橇座外进行放空，另外一端连接两根管线，分别是分支管线三和分支管线四，所述分支管线三通过第十一球阀接通于第一球阀与第二球阀之间的管线，所述分支管线四上串接第十球阀，且分支管线四远离放空管线的端部连接两根气相管线，分别是第一气相管线和第二气相管线，所述第一气相管线通过第八球阀连接于co2槽车气相端，所述第二气相管线远离分支管线四的一端连接co2储罐a的放空接口和co2储罐b的放空接口；

所述卸车泵的放空接口通过管线接通于第二气相管线，且卸车泵与第二气相管线之间的管线上串接第九球阀；

所述第八球阀与第十球阀之间的第一气相管线上通过第三截止阀连接第三压力变送器。

一种液态co2装卸车一体化集成装置的应用方法，所述的液态co2装卸车一体化集成装置用于将液态co2槽车卸车至液态co2储罐，或将液态co2储罐卸车至液态co2槽车，或将至少两个液态co2储罐之间进行倒罐。

所述的液态co2装卸车一体化集成装置用于将液态co2槽车卸车至液态co2储罐，具体包括：

打开第一液相管线、装卸车泵进液管线、装卸车泵出液管线、第二液相管线上的所有阀门，关闭第四球阀、第五球阀、第六球阀和第七球阀；

液态co2槽车内的液态co2通过co2槽车液相端依次流经第一液相管线、第一球阀、第二球阀、装卸车泵进液管线、装卸车泵、装卸车泵出液管线、第三球阀、第二液相管线，最终进入co2储罐a。

所述的液态co2装卸车一体化集成装置用于将液态co2储罐卸车至液态co2槽车，具体包括：

打开第二液相管线、分支管线一、装卸车泵进液管线、装卸车泵出液管线、分支管线二、第一液相管线上的所有阀门，关闭第二球阀、第三球阀、第六球阀和第七球阀；

co2储罐a内的液态co2依次流经第二液相管线、分支管线一、第四球阀、装卸车泵进液管线、装卸车泵、装卸车泵出液管线、分支管线二、第五球阀、第一球阀、第一液相管线，最终通过co2槽车液相端进入液态co2槽车。

所述的将至少两个液态co2储罐之间进行倒罐，若两个液态co2储罐之间的压差小于1.0mpa，倒罐的步骤具体包括：

打开第二液相管线、分支管线一、装卸车泵进液管线、装卸车泵出液管线、分支管线二、第三液相管线上的所有阀门，关闭第一球阀、第二球阀和第三球阀；

co2储罐a内的液态co2依次流经第二液相管线、分支管线一、第四球阀、装卸车泵进液管线、装卸车泵、装卸车泵出液管线、分支管线二、第六球阀、第七球阀、第三液相管线，最终进入co2储罐b。

所述的将至少两个液态co2储罐之间进行倒罐，若两个液态co2储罐之间的压差在1.0mpa～2.5mpa之间，倒罐的步骤具体包括：

打开第二液相管线、分支管线二和第三液相管线上的所有阀门，关闭第四球阀、装卸车泵、第二球阀和第一球阀；

co2储罐a内的大压力液态co2依次流经第二液相管线、第三球阀、分支管线二、第五球阀、第六球阀、第七球阀、第三液相管线，最终进入小压力的co2储罐b，co2储罐a与co2储罐b压力平衡。

液态co2装卸车一体化集成装置的应用方法，还包括管线放空，具体包括：

当进行液态co2槽车卸车至液态co2储罐，或液态co2储罐卸车至液态co2槽车，或至少两个液态co2储罐之间进行倒罐时，co2槽车气相端的气相依次通过第一气相管线、第八球阀、第十球阀、分支管线四进入放空管线进行放空；同时，第一液相管线内的气相依次通过分支管线三和第十一球阀进入放空管线进行放空；同时，装卸车泵内的气相通过第九球阀进入放空管线进行放空；同时，co2储罐a内的气相与co2储罐b内的气相共同进入第二气相管线汇合后进入放空管线进行放空。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明对液态co2槽车装卸车、液态co2储罐之间倒罐进行了设计，将液相管线、气相管线、放空管线、装卸车泵等进行了设计，并将液相管线、气相管线、放空管线、装卸车泵、压力变送器等集成橇装，可以整体搬迁、重复利用、快速安装，缩短建设周期，具有较好的优越性。

（2）本发明中保护的液态co2装卸车一体化集成装置在储罐、装卸车泵事故状态下，可与另一装置相互切换，对储罐之间倒罐、装卸车泵的调换，达到设备设施安全运行。

（3）本发明的液态co2装卸车一体化集成装置实现槽车卸车至储罐、储罐至槽车、储罐之间倒罐的双流程工艺技术。

（4）本发明中，液相管线和气相管线上设有压力变送器，根据异常压力及时放空，放空管线连接至集成装置外部，方便设备检修、维护，同时也对co2泄露进行监测，确保人身安全。

（5）本发明可实现同一装置对任一液态co2储罐的装卸车，或者同一co2储罐对不同的装置的装卸车，实现在异常情况下的可靠运行。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是液态co2槽车卸车至液态co2储罐的工艺流程示意图。

图2是液态co2储罐卸车至液态co2槽车的工艺流程示意图。

图3是两个液态co2储罐之间进行倒罐（压差小于1.0mpa）的工艺流程示意图。

图4是两个液态co2储罐之间进行倒罐（压差在1.0mpa～2.5mpa之间）的工艺流程示意图。

图5是液态co2装卸车一体化集成装置放空的工艺流程示意图。

附图标记说明：

1.第一液相管线；2.第一球阀；3.第一截止阀；4.第一压力变送器；5.第二球阀；6.装卸车泵进液管线；7.装卸车泵；8.装卸车泵出液管线；9.第二截止阀；10.第二压力变送器；11.第三球阀；12.第二液相管线；13.第四球阀；14.第五球阀；15.第六球阀；16.第七球阀；17.第三液相管线；18.第一气相管线；19.第八球阀；20.第三截止阀；21.第三压力变送器；22.第九球阀；23.第二气相管线；24.第十球阀；25.第十一球阀；26.放空管线；27.橇座；28.co2储罐a；29.co2储罐b；30.co2槽车气相端；31.co2槽车液相端；32.分支管线一；33.分支管线二；32.分支管线一；33.分支管线二；34.分支管线三；35.分支管线四。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的液态co2装卸车一体化集成装置的上、下、左、右。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

在以下实施方式中，为了清晰简明地说明液态co2装卸车一体化集成装置的结构和介质流向，分图分步地展示了槽车至储罐（见图1）、储罐至槽车（见图2）、储罐与储罐之间的倒罐（见图3和图4）、放空工艺（图5）的管线设计结构，其中，附图内的箭头表示介质的流向。

第一实施方式

参照图1，本实施方式公开了一种液态co2装卸车一体化集成装置，它包括第一液相管线1，第一液相管线1的一端用于连接co2槽车液相端31，另外一端连接第一球阀2，第一球阀2通过管线连接第二球阀5，第二球阀5通过装卸车泵进液管线6连接于装卸车泵7的进口，装卸车泵7的出口通过装卸车泵出液管线8连接第三球阀11，第三球阀11连接于第二液相管线12的一端，第二液相管线12的另一端连接于co2储罐a28；

第二液相管线12与装卸车泵进液管线6之间通过分支管线一32连通，分支管线一32上串接有第四球阀13；第一球阀2、第二球阀5之间的管线与装卸车泵出液管线8之间通过分支管线二33连通，分支管线二33上串接有第五球阀14；

装卸车泵出液管线8上通过第二截止阀9连接第二压力变送器10；第一球阀2与第二球阀5之间的管线通过第一截止阀3连接第一压力变送器4；

第一液相管线1、第一球阀2、第二球阀5、装卸车泵进液管线6、卸车泵7、装卸车泵出液管线8、第三球阀11、第二液相管线12、分支管线一32和分支管线二33均集成橇装于橇座27。

本实施方式提供的液态co2装卸车一体化集成装置，可以实现两种功能，分别是（1）将液态co2槽车卸车至液态co2储罐；（2）将液态co2储罐卸车至液态co2槽车。具体如下：

（1）将液态co2槽车卸车至液态co2储罐，如图1所示，包括以下步骤：

打开第一液相管线1、装卸车泵进液管线6、装卸车泵出液管线8、第二液相管线12上的所有阀门，关闭第四球阀13、第五球阀14、第六球阀15和第七球阀16；

液态co2槽车内的液态co2通过co2槽车液相端31依次流经第一液相管线1、第一球阀2、第二球阀5、装卸车泵进液管线6、装卸车泵7、装卸车泵出液管线8、第三球阀11、第二液相管线12，最终进入co2储罐a28。

需要说明的是，第一截止阀3和第二截止阀9的作用相同，均是用于把第一压力变送器4或第二压力变送器10与管线内的介质（液态co2）隔离，方便维修；第一压力变送器4或第二压力变送器10用于监测管线的压力，同时也可以监测co2泄漏，以便及时作出检修、维护动作。

（2）将液态co2储罐卸车至液态co2槽车，如图2所示，包括以下步骤：

打开第二液相管线12、分支管线一32、装卸车泵进液管线6、装卸车泵出液管线8、分支管线二33、第一液相管线1上的所有阀门，关闭第二球阀5、第三球阀11、第六球阀15和第七球阀16；

co2储罐a28内的液态co2依次流经第二液相管线12、分支管线一32、第四球阀13、装卸车泵进液管线6、装卸车泵7、装卸车泵出液管线8、分支管线二33、第五球阀14、第一球阀2、第一液相管线1，最终通过co2槽车液相端31进入液态co2槽车。

通过本发明的一体化集成装置实现将液态co2槽车卸车至液态co2储罐、将液态co2储罐卸车至液态co2槽车，实现槽车至储罐、储罐至槽车、监控卸车泵压力和液相管线压力的功能。

在本实施方式中，所有的管线均橇装在于橇座27，这样可以实现整体搬迁，进而实现重复利用，由于为橇装结构，可以实行工厂化预制，安装也更加快速，缩短了建设周期。

第二实施方式

在第一实施方式的基础上，本实施方式的橇座27上还橇装有第三液相管线17，第三液相管线17的一端连接于分支管线二33，另外一端连接于橇座27外的co2储罐b29，第三液相管线17上串接第六球阀15和第七球阀16，第六球阀15靠近第五球阀14。

与第一实施方式不同的是，本实施方式不但可以实现将液态co2槽车卸车至液态co2储罐、将液态co2储罐卸车至液态co2槽车，同时也可以实现两个液态co2储罐之间倒罐，参照图3，若两个液态co2储罐之间的压差小于1.0mpa，倒罐的步骤具体包括：

打开第二液相管线12、分支管线一32、装卸车泵进液管线6、装卸车泵出液管线8、分支管线二33、第三液相管线17上的所有阀门，关闭第一球阀2、第二球阀5和第三球阀11；

co2储罐a28内的液态co2依次流经第二液相管线12、分支管线一32、第四球阀13、装卸车泵进液管线6、装卸车泵7、装卸车泵出液管线8、分支管线二33、第六球阀15、第七球阀16、第三液相管线17，最终进入co2储罐b29。

参照图4，若两个液态co2储罐之间的压差在1.0mpa～2.5mpa之间，倒罐的步骤具体包括：

打开第二液相管线12、分支管线二33和第三液相管线17上的所有阀门，关闭第四球阀13、装卸车泵7、第二球阀5和第一球阀2；

co2储罐a28内的大压力液态co2依次流经第二液相管线12、第三球阀11、分支管线二33、第五球阀14、第六球阀15、第七球阀16、第三液相管线17，最终进入小压力的co2储罐b29，co2储罐a28与co2储罐b29压力平衡。

本实施方式保护的液态co2装卸车一体化集成装置实现了槽车卸车至储罐、储罐至槽车、储罐之间倒罐的双流程工艺，在储罐、装卸车泵事故状态下，可与另一装置相互切换，对储罐之间倒罐、装卸车泵的调换，达到设备设施安全运行。

第三实施方式

在第二实施方式的基础上，液态co2装卸车一体化集成装置，还包括橇装在橇座27上的放空管线26，放空管线26的一端伸出橇座27外进行放空，另外一端连接两根管线，分别是分支管线三34和分支管线四35，分支管线三34通过第十一球阀25接通于第一球阀2与第二球阀5之间的管线，分支管线四35上串接第十球阀24，且分支管线四35远离放空管线26的端部连接两根气相管线，分别是第一气相管线18和第二气相管线23，第一气相管线18通过第八球阀19连接于co2槽车气相端30，第二气相管线23远离分支管线四35的一端连接co2储罐a28的放空接口和co2储罐b29的放空接口；

卸车泵7的放空接口通过管线接通于第二气相管线23，且卸车泵7与第二气相管线23之间的管线上串接第九球阀22；

第八球阀19与第十球阀24之间的第一气相管线18上通过第三截止阀20连接第三压力变送器21。

具体地，如图5所示，放空的工艺过程如下：当进行液态co2槽车卸车至液态co2储罐，或液态co2储罐卸车至液态co2槽车，或至少两个液态co2储罐之间进行倒罐时，co2槽车气相端30的气相依次通过第一气相管线18、第八球阀19、第十球阀24、分支管线四35进入放空管线26进行放空；同时，第一液相管线1内的气相依次通过分支管线三34和第十一球阀25进入放空管线26进行放空；同时，装卸车泵7内的气相通过第九球阀22进入放空管线26进行放空；同时，co2储罐a28内的气相与co2储罐b29内的气相共同进入第二气相管线23汇合后进入放空管线26进行放空。

放空管线主要是为了保证装卸车时的安全运行，其上的第三压力变送器21是为了监控气相压力，可以根据异常压力及时放空，放空管线26连接至集成装置外部，方便设备检修、维护，同时也对co2泄露进行监测，确保人身安全。

第四实施方式

本实施方式保护了一种液态co2装卸车一体化集成装置的应用方法，液态co2装卸车一体化集成装置用于将液态co2槽车卸车至液态co2储罐，或将液态co2储罐卸车至液态co2槽车，或将至少两个液态co2储罐之间进行倒罐。

具体地，参照图1，液态co2装卸车一体化集成装置用于将液态co2槽车卸车至液态co2储罐，具体包括：

打开第一液相管线1、装卸车泵进液管线6、装卸车泵出液管线8、第二液相管线12上的所有阀门，关闭第四球阀13、第五球阀14、第六球阀15和第七球阀16；

液态co2槽车内的液态co2通过co2槽车液相端31依次流经第一液相管线1、第一球阀2、第二球阀5、装卸车泵进液管线6、装卸车泵7、装卸车泵出液管线8、第三球阀11、第二液相管线12，最终进入co2储罐a28。

如图2所示，液态co2装卸车一体化集成装置用于将液态co2储罐卸车至液态co2槽车，具体包括：

打开第二液相管线12、分支管线一32、装卸车泵进液管线6、装卸车泵出液管线8、分支管线二33、第一液相管线1上的所有阀门，关闭第二球阀5、第三球阀11、第六球阀15和第七球阀16；

co2储罐a28内的液态co2依次流经第二液相管线12、分支管线一32、第四球阀13、装卸车泵进液管线6、装卸车泵7、装卸车泵出液管线8、分支管线二33、第五球阀14、第一球阀2、第一液相管线1，最终通过co2槽车液相端31进入液态co2槽车。

如图3所示，将至少两个液态co2储罐之间进行倒罐，若两个液态co2储罐之间的压差小于1.0mpa，倒罐的步骤具体包括：

打开第二液相管线12、分支管线一32、装卸车泵进液管线6、装卸车泵出液管线8、分支管线二33、第三液相管线17上的所有阀门，关闭第一球阀2、第二球阀5和第三球阀11；

co2储罐a28内的液态co2依次流经第二液相管线12、分支管线一32、第四球阀13、装卸车泵进液管线6、装卸车泵7、装卸车泵出液管线8、分支管线二33、第六球阀15、第七球阀16、第三液相管线17，最终进入co2储罐b29。

参照图4，将至少两个液态co2储罐之间进行倒罐，若两个液态co2储罐之间的压差在1.0mpa～2.5mpa之间，倒罐的步骤具体包括：

打开第二液相管线12、分支管线二33和第三液相管线17上的所有阀门，关闭第四球阀13、装卸车泵7、第二球阀5和第一球阀2；

co2储罐a28内的大压力液态co2依次流经第二液相管线12、第三球阀11、分支管线二33、第五球阀14、第六球阀15、第七球阀16、第三液相管线17，最终进入小压力的co2储罐b29，co2储罐a28与co2储罐b29压力平衡。

参照图5，液态co2装卸车一体化集成装置的应用方法，,还包括管线放空，具体包括：

当进行液态co2槽车卸车至液态co2储罐，或液态co2储罐卸车至液态co2槽车，或至少两个液态co2储罐之间进行倒罐时，co2槽车气相端30的气相依次通过第一气相管线18、第八球阀19、第十球阀24、分支管线四35进入放空管线26进行放空；同时，第一液相管线1内的气相依次通过分支管线三34和第十一球阀25进入放空管线26进行放空；同时，装卸车泵7内的气相通过第九球阀22进入放空管线26进行放空；同时，co2储罐a28内的气相与co2储罐b29内的气相共同进入第二气相管线23汇合后进入放空管线26进行放空。

需要说明的是，本发明保护的液态co2装卸车一体化集成装置可以同时实现槽车至储罐（见图1）、储罐至槽车（见图2）、储罐与储罐之间的倒罐（见图3和图4）、放空工艺，也就是说一体化集成装置可以作为槽车和储罐、储罐和储罐之间的装卸车装置，作为装卸工具，不但可以整体搬迁，同时也可以重复利用，解决目前存在的转移管线无法整体搬迁、拆卸工作量大和投入工程资金大的问题。

综上所述，本发明保护的液态co2装卸车一体化集成装置及其应用方法，可以实现整体搬迁、重复利用、快速安装，缩短建设周期、减少占地面积、降低工程投资。特别是本发明在储罐、装卸车泵事故状态下，可与另一装置相互切换，对储罐之间倒罐、装卸车泵的调换，达到设备设施安全运行。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。