一种可持续作业的高含硫气井连续加药装置

1.本实用新型涉及高含硫气井除硫设备的工程应用技术领域，具体为一种可持续作业的高含硫气井连续加药装置。


背景技术：

2.所述高含硫油气井指的是地层天然气中硫化氢含量高于150mg/m3的井，对于高含硫气井，其开采过程中通常需要面对由硫沉积而引起的井筒堵塞问题，而目前采取的解堵措施主要包括连续油管冲洗解堵和热水冲洗解堵这两种，对其进行开采过程。
3.目前市面上的两种开采方式，连续油管冲洗解堵虽然有效期较长但成本较高；热水冲洗解堵虽然能够取得一定效果，但面临着有效期短和占产时间长的问题。化学药剂解堵虽然能够有效避免上述物理解堵方法的弊端，但加注化学药剂的设备在气井中重新产生硫沉积时无法及时进行除硫作业，需要再次关井进行除硫作业，具有周期性，不能从根本上解决硫沉积的问题，为此，我们提出一种可持续作业的高含硫气井连续加药装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种可持续作业的高含硫气井连续加药装置，以解决上述背景技术中提出的市面上的两种开采方式，连续油管冲洗解堵虽然有效期较长但成本较高；热水冲洗解堵虽然能够取得一定效果，但面临着有效期短和占产时间长的问题。化学药剂解堵虽然能够有效避免上述物理解堵方法的弊端，但加注化学药剂的设备在气井中重新产生硫沉积时无法及时进行除硫作业，需要再次关井进行除硫作业，具有周期性，不能从根本上解决硫沉积的问题的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种可持续作业的高含硫气井连续加药装置，包括连续加药机构、井口密封装置和均匀注入机构，所述连续加药机构的顶端右侧设置有井口密封装置，且连续加药机构的右侧底端设置有均匀注入机构，所述连续加药机构包括药液储罐、高压微量计量泵、地面管线、小四通、大四通、压力表、阀门、套管、油管、堵头、永久式分隔器和笔尖，且药液储罐的右侧设置有高压微量计量泵，所述高压微量计量泵的两侧连接有地面管线，且地面管线的右端设置有小四通，所述小四通的下方设置有大四通，且小四通的一侧连接有压力表，所述小四通、大四通的两端设置有阀门，且大四通的底端设置有套管，所述套管的内部设置有油管，且油管的底端设置有堵头，所述堵头的下方设置有永久式分隔器，且油管的底端设置有笔尖。
6.进一步的，所述地面管线与药液储罐、高压微量计量泵、井口密封装置之间相连接，且小四通与高压微量计量泵之间相互连通。
7.进一步的，所述阀门沿着小四通、大四通两端对称分布，且大四通与均匀注入机构之间相连通。
8.进一步的，所述井口密封装置包括冲管、密封圈、隔环和下盘根盒，且冲管四周外壁分布有密封圈，所述密封圈的四周设置有隔环，且隔环的下方设置有下盘根盒。
9.进一步的，所述冲管与连续加药机构之间相互连通，且密封圈、隔环和下盘根盒与冲管之间为固定连接。
10.进一步的，所述均匀注入机构包括药剂注入管、管壁、溶硫剂通道和撞击喷雾器，且药剂注入管的四周内部设置有管壁，所述管壁的内部设置有溶硫剂通道，且药剂注入管从上至下由疏转密分布有撞击喷雾器。
11.进一步的，所述撞击喷雾器沿着药剂注入管四周上疏下密式等距分布，且溶硫剂通道与药剂注入管之间为固定连接。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该可持续作业的高含硫气井连续加药装置，采用高压微量计量泵，不仅能为溶硫剂的注入提供一定的压力，还可以通过预先设定的剂量和流量等参数，准确控制注入溶硫剂的多少，此外，高压微量计量泵还能有效的将传统油田上一次性的注入除硫药剂转变为长时间的缓慢持续注入溶硫剂，传统除硫方式在进行一次除硫作业后仍然要面临新一周期的硫沉积除硫作业，这将极大的影响油气井的正常生产，微量持续注入的高压微量计量泵则能在油井正常生产的前提下，通过不断向井底注入雾化溶硫剂，有效避免硫沉积的产生，最终达到对于注入方式的优化，通过这种地面注入设备和井内管柱设备的组合，将溶硫剂按照一定剂量注入井中，并保证注入溶硫剂与井底硫沉积均匀接触，达到溶硫目的，最终硫沉积溶解随天然气被一起采出，从根本上传统解决高含硫气井除硫过程需要占用产生时间的问题。
13.此设备分为地面部分和井内部分，其中药液储罐、高压微量计量泵、地面管线和井口密封装置共同组成地面注入装置，而底部设置的套管、油管和药剂注入管则组成地下注入装置，先在药液储罐中贮藏配置好的溶硫剂，应当保证溶硫剂在一定时间内不会发生变质、挥发或者受到外界物质污染，要求药液储罐具有良好的密封性和一定的密闭性，地面管线起到连接药液储罐、高压微量计量泵和井口密封装置的作用，并要求其能够承受输送溶硫剂所需要的压力。同时为保证各个管线接口处的强度，管线与管线、药液储罐、高压微量计量泵和井口密封装置之间的连接方式均为法兰连接，在运行时，高压微量计量泵可以按照预先设定好的值，将一定剂量的溶硫剂按照设计好的速度注入井底，确保井底的溶硫剂与沉积的硫充分反应的同时不会对井底的管材造成伤害，同时高压微量计量泵还为溶硫剂的注入提供一定的压力，以满足溶硫剂在井底处形成喷雾状的基本压力条件，而井下的注入管柱套管、油管等需要有良好的强度和一定的耐腐蚀性，用以连接井口和井内可能存在硫沉积的开采层，负责将高压微量计量泵中泵出的高压药剂输送到相应地层中的药剂注入管中，而压力表则用于检测油气井中的地面压力，对加注压力的调控方案提供相关的初始检测数值，其小四通、大四通则通过上面的阀门控制和调节油气井生产，同样对溶硫剂的注入起到控制开关的作用，而永久式分隔器接在油管上，保证雾化的溶硫剂在可能产生或已经产生硫沉积的井筒空间中充分扩散以确保不会扩散至其他区域，从而造成药剂的浪费和地层污染，在油管末端设置的笔尖具有一定的防砂作用，防止油井重点沙土等颗粒进入油管，造成药剂加注装置喷口的堵塞，此结构注入的溶硫剂为液体，不需要在井口加装复杂的雾化处理装置，而是通过在井下药剂注入管上加装喷口的方式实现对液相溶硫剂的雾化操作，此外液相溶硫剂的注入相较于直接注入雾化溶硫剂，不仅去除了井口雾化设备，还能更加准确的计量和控制注入井中的溶硫剂剂量，在除去硫沉积的前提下，不会对地层造成额外的污染，突出计量泵功能，采用高压微量计量泵，不仅能为溶硫剂的注入提供一定的压
力，还可以通过预先设定的剂量和流量等参数，准确控制注入溶硫剂的多少，此外，高压微量计量泵还能有效的将传统油田上一次性的注入除硫药剂转变为长时间的缓慢持续注入溶硫剂，传统除硫方式在进行一次除硫作业后仍然要面临新一周期的硫沉积除硫作业，这将极大的影响油气井的正常生产，微量持续注入的高压微量计量泵则能在油井正常生产的前提下，通过不断向井底注入雾化溶硫剂，有效避免硫沉积的产生，最终达到对于注入方式的优化，通过这种地面注入设备和井内管柱设备的组合，将溶硫剂按照一定剂量注入井中，并保证注入溶硫剂与井底硫沉积均匀接触，达到溶硫目的，最终硫沉积溶解随天然气被一起采出，从根本上传统解决高含硫气井除硫过程需要占用产生时间的问题。
14.在使用中，地面管线与冲管相接，将通过高压微量计量泵进行加压的药剂注入与井口密封装置另一头相连的药剂注入管，同时通过密封圈和隔环保证具有良好的密封性，防止油气井中的有害物质逸出地面。
15.药剂注入管具有一定的强度和耐腐蚀性，不同于注入管柱，药剂注入管上设有自上而下逐渐密集的出水孔，通过对出水孔的结构进行特定设计，配合撞击喷雾器使得药剂以喷雾状喷出，均匀分布在井筒之中。最终井筒中均匀分布的药剂可以与硫沉积充分反应，达到最佳除硫效果，且药剂注入管与井口密封装置和堵头相连，并在油井中容易产生硫沉积的部分上装设有撞击喷雾器，为了保证撞击喷雾器形成的喷雾均匀喷洒，药剂注入管的喷口采用由疏到密的布置方式；为保证喷口处具有足够的压力将液相溶硫剂雾化，喷口采用相互交错且上疏下密式的布置方式，保持平衡管柱不同高度的加注压力，而堵头与药剂注入管相连，保证注入管中能够憋起足够的压力，以到达将液相溶硫剂雾化的临界压力。
附图说明
16.图1为本实用新型正视结构示意图；
17.图2为本实用新型井口密封装置侧视内部结构示意图；
18.图3为本实用新型均匀注入机构立体结构示意图；
19.图4为本实用新型均匀注入机构侧视内部结构示意图。
20.图中：1、连续加药机构；101、药液储罐；102、高压微量计量泵；103、地面管线；104、小四通；105、大四通；106、压力表；107、阀门；108、套管；109、油管；110、堵头；111、永久式分隔器；112、笔尖；2、井口密封装置；201、冲管；202、密封圈；203、隔环；204、下盘根盒；3、均匀注入机构；301、药剂注入管；302、管壁；303、溶硫剂通道；304、撞击喷雾器。
具体实施方式
21.如图1所示，一种可持续作业的高含硫气井连续加药装置，包括：连续加药机构1；连续加药机构1的顶端右侧设置有井口密封装置2，且连续加药机构1的右侧底端设置有均匀注入机构3，连续加药机构1包括药液储罐101、高压微量计量泵102、地面管线103、小四通104、大四通105、压力表106、阀门107、套管108、油管109、堵头110、永久式分隔器111和笔尖112，且药液储罐101的右侧设置有高压微量计量泵102，高压微量计量泵102的两侧连接有地面管线103，且地面管线103的右端设置有小四通104，小四通104的下方设置有大四通105，且小四通104的一侧连接有压力表106，小四通104、大四通105的两端设置有阀门107，且大四通105的底端设置有套管108，套管108的内部设置有油管109，且油管109的底端设置
有堵头110，堵头110的下方设置有永久式分隔器111，且油管109的底端设置有笔尖112，地面管线103与药液储罐101、高压微量计量泵102、井口密封装置2之间相连接，且小四通104与高压微量计量泵102之间相互连通，此设备分为地面部分和井内部分，其中药液储罐101、高压微量计量泵102、地面管线103和井口密封装置2共同组成地面注入装置，而底部设置的套管108、油管109和药剂注入管301则组成地下注入装置，先在药液储罐101中贮藏配置好的溶硫剂，应当保证溶硫剂在一定时间内不会发生变质、挥发或者受到外界物质污染，要求药液储罐101具有良好的密封性和一定的密闭性，地面管线103起到连接药液储罐101、高压微量计量泵102和井口密封装置2的作用，并要求其能够承受输送溶硫剂所需要的压力。同时为保证各个管线接口处的强度，管线与管线、药液储罐101、高压微量计量泵102和井口密封装置2之间的连接方式均为法兰连接，在运行时，高压微量计量泵102可以按照预先设定好的值，将一定剂量的溶硫剂按照设计好的速度注入井底，确保井底的溶硫剂与沉积的硫充分反应的同时不会对井底的管材造成伤害，同时高压微量计量泵102还为溶硫剂的注入提供一定的压力，以满足溶硫剂在井底处形成喷雾状的基本压力条件，而井下的注入管柱套管108、油管109等需要有良好的强度和一定的耐腐蚀性，用以连接井口和井内可能存在硫沉积的开采层，负责将高压微量计量泵中泵出的高压药剂输送到相应地层中的药剂注入管301中，而压力表106则用于检测油气井中的地面压力，对加注压力的调控方案提供相关的初始检测数值，其小四通104、大四通105则通过上面的阀门107控制和调节油气井生产，同样对溶硫剂的注入起到控制开关的作用，而永久式分隔器111接在油管109上，保证雾化的溶硫剂在可能产生或已经产生硫沉积的井筒空间中充分扩散以确保不会扩散至其他区域，从而造成药剂的浪费和地层污染，在油管109末端设置的笔尖112具有一定的防砂作用，防止油井重点沙土等颗粒进入油管，造成药剂加注装置喷口的堵塞，此结构注入的溶硫剂为液体，不需要在井口加装复杂的雾化处理装置，而是通过在井下药剂注入管301上加装喷口的方式实现对液相溶硫剂的雾化操作，此外液相溶硫剂的注入相较于直接注入雾化溶硫剂，不仅去除了井口雾化设备，还能更加准确的计量和控制注入井中的溶硫剂剂量，在除去硫沉积的前提下，不会对地层造成额外的污染，突出计量泵功能，采用高压微量计量泵102，不仅能为溶硫剂的注入提供一定的压力，还可以通过预先设定的剂量和流量等参数，准确控制注入溶硫剂的多少，此外，高压微量计量泵还能有效的将传统油田上一次性的注入除硫药剂转变为长时间的缓慢持续注入溶硫剂，传统除硫方式在进行一次除硫作业后仍然要面临新一周期的硫沉积除硫作业，这将极大的影响油气井的正常生产，微量持续注入的高压微量计量泵则能在油井正常生产的前提下，通过不断向井底注入雾化溶硫剂，有效避免硫沉积的产生，最终达到对于注入方式的优化，通过这种地面注入设备和井内管柱设备的组合，将溶硫剂按照一定剂量注入井中，并保证注入溶硫剂与井底硫沉积均匀接触，达到溶硫目的，最终硫沉积溶解随天然气被一起采出，从根本上传统解决高含硫气井除硫过程需要占用产生时间的问题。
22.如图2所示，一种可持续作业的高含硫气井连续加药装置，井口密封装置2包括冲管201、密封圈202、隔环203和下盘根盒204，且冲管201四周外壁分布有密封圈202，密封圈202的四周设置有隔环203，且隔环203的下方设置有下盘根盒204，冲管201与连续加药机构1之间相互连通，且密封圈202、隔环203和下盘根盒204与冲管201之间为固定连接，在使用中，地面管线103与冲管201相接，将通过高压微量计量泵102进行加压的药剂注入与井口密
封装置另一头相连的药剂注入管301，同时通过密封圈202和隔环203保证具有良好的密封性，防止油气井中的有害物质逸出地面。
23.如图3-4所示，一种可持续作业的高含硫气井连续加药装置，均匀注入机构3包括药剂注入管301、管壁302、溶硫剂通道303和撞击喷雾器304，且药剂注入管301的四周内部设置有管壁302，管壁302的内部设置有溶硫剂通道303，且药剂注入管301从上至下由疏转密分布有撞击喷雾器304，撞击喷雾器304沿着药剂注入管301四周上疏下密式等距分布，且溶硫剂通道303与药剂注入管301之间为固定连接，药剂注入管301且同样需要具有一定的强度和耐腐蚀性，不同于注入管柱，药剂注入管301上设有自上而下逐渐密集的出水孔，通过对出水孔的结构进行特定设计，配合撞击喷雾器304使得药剂以喷雾状喷出，均匀分布在井筒之中。最终井筒中均匀分布的药剂可以与硫沉积充分反应，达到最佳除硫效果，且药剂注入管301与井口密封装置2和堵头110相连，并在油井中容易产生硫沉积的部分上装设有撞击喷雾器304，为了保证撞击喷雾器304形成的喷雾均匀喷洒，药剂注入管301的喷口采用由疏到密的布置方式；为保证喷口处具有足够的压力将液相溶硫剂雾化，喷口采用相互交错且上疏下密式的布置方式，保持平衡管柱不同高度的加注压力，而堵头110与药剂注入管301相连，保证注入管中能够憋起足够的压力，以到达将液相溶硫剂雾化的临界压力。
24.综上，该可持续作业的高含硫气井连续加药装置在使用时，首先在此装置使用前，先安装好地面的药液储罐101、高压微量计量泵102、地面管线103、井口密封装置2、小四通104、大四通105等设备，和井内的均匀注入机构3，在使用中，地面管线103与冲管201相接，将通过高压微量计量泵102进行加压的药剂注入与井口密封装置另一头相连的药剂注入管301，同时通过密封圈202和隔环203保证具有良好的密封性，防止油气井中的有害物质逸出地面，运行前，在药液储罐101钟预先贮藏好一定剂量的溶硫剂后，对相应的气井开展硫沉积特征分析，明确单质硫沉积井段、厚度等情况，为井筒溶硫解堵施工提供参考，根据参考值设定高压微量计量泵102的流量与注入量，并适当选取注入速度，药剂注入管301具有一定的强度和耐腐蚀性，不同于注入管柱，药剂注入管301上设有自上而下逐渐密集的出水孔，通过对出水孔的结构进行特定设计，配合撞击喷雾器304使得药剂以喷雾状喷出，均匀分布在井筒之中，最终井筒中均匀分布的药剂可以与硫沉积充分反应，达到最佳除硫效果，且药剂注入管301与井口密封装置2和堵头110相连，并在油井中容易产生硫沉积的部分上装设有撞击喷雾器304，为了保证撞击喷雾器304形成的喷雾均匀喷洒，药剂注入管301的喷口采用由疏到密的布置方式；为保证喷口处具有足够的压力将液相溶硫剂雾化，喷口采用相互交错且上疏下密式的布置方式，保持平衡管柱不同高度的加注压力，而堵头110与药剂注入管301相连，保证注入管中能够憋起足够的压力，以到达将液相溶硫剂雾化的临界压力，使得溶硫剂以喷雾形式从喷嘴内的撞击喷雾器304喷出，在井筒中与硫沉积进行充分的反应后，将其溶解并随采出的天然气一起排出井外。