電泵井套管氣回收射流裝置的研制與應用

劉攀

摘 ?要：針對電泵井生產中在油套環行空間伴生的天然氣，從套管四通排出，天然氣主要成分烷烴，其中甲烷占絕大多數，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氫、二氧化硫、二氧化碳、氮和水氣和少量一氧化碳，甲烷是一種溫室氣體，它造成的溫室效應要比二氧化碳還要大，因此更能加劇全球氣溫的升高，進而引發一系列問題，硫化氫、二氧化硫如果排放過多的話會形成局部地區的酸雨， 造成建筑物損害、 植物土壤的酸化、 危害河水中的生物等。該裝置利用套管氣回收射流裝置的工作原理使其在套管四通處產生負壓將套管氣吸入進入油井輸油管線，既避免天然氣外排影響大氣環境，又保證電泵井正常生產和實現經濟回收創造效益。

關鍵詞：電泵生產;套管氣;套管氣回收射流裝置;天然氣回收

一、 引言

在電泵井生產過程中，地層內的油、水、氣混合流體通過電泵機組提送到地面，混合流體在經過井下分離器時產生天然氣進入油管與套管的環形空間，這部分天然氣被稱為電泵井套管氣，產生的套管氣經過套管四通不經回收排入大氣或被不法分子引出燃燒，一是套管氣白白損失造成資源浪費，二是套管氣或未經處理的套管氣燃燒產生危害較大的物質進入大氣破壞大氣環境，為此我們設計套管氣回收射流裝置，在不借助或少借助任何外在設備的前提下、在較小的壓力作用下利用射流裝置的工作原理將油套環形空間的套管氣收集到正常使用的油井管線中，降低大氣環境污染，并且實現天然氣能源回收再利用。

二、射流裝置的工作原理

（一）射流裝置工藝原理

射流裝置（氣液混合腔）它是由噴嘴、吸入氣室、擴散管（或擴壓管）三部分組成，是利用射流負壓原理發展起來的一種多用途曝氣方式。射流裝置的工作原理是油水混合液體以高的流速經噴嘴噴出，高速流動的油水混合液體通過吸入氣室時，會在氣室中形成真空，由進氣管靠真空壓力從套管四通處吸入大量套管氣，套管氣進入氣室后，在喉管處再與油水混合液體劇烈混合，形成氣液混合體，由擴散管排出進入油井管線，在整個過程中形成高效的套管氣傳遞。

（二）主要技術參數

三、應用討論

（一）某電泵井實驗數據

2016年1月17日在對某電泵井生產時的產量進行調查，該井總液量為220噸/天，測得套管氣瞬時流量45方/小時，根據實驗數據要求于2016年2月17日安裝噴嘴為14mm的套管氣回收射流裝置裝置一臺，進口壓力為1.0MPa，出口壓力為0.8MPa，進出口壓差為0.2MPa，安裝時的進氣口壓力為0.2MPa，瞬時流量13-19方/小時，運行后進氣口壓力持續漲高最后與出口壓力持平; 后于2016年3月7號將更換為12mm噴嘴的套管氣回收射流裝置，進口壓力為1.5MPa，出口壓力為0.95MPa，進出口壓差為0.55MPa，瞬時流量40方/小時左右，進氣口壓力一直保持在0.15-0.2MPa之間。在4月1號將相鄰的另一口電泵井瞬時流量25方/小時的套管氣倒進某電泵井套管氣回收射流裝置進行套管氣回收，此時流量計瞬時流量達到66方/小時左右，進氣口壓力仍一直保持在0.15-0.2MPa之間。截止到2016年10月15日，累計集氣124792.2方。

（二）實驗數據對比

通過某電泵井安裝不同噴嘴的套管氣回收射流裝置和不同流量的套管氣實驗對比，我們可以發現進出液口壓差越大，流速越快的電泵井回收套管氣效果越好，該套管氣回收射流裝置適用于所有的電泵井，下步在使用套管氣回收射流裝置前一定將電泵井產量、套管氣流量落實清楚，保證在套管氣回收射流裝置的進出口壓差達到0.4-0.6MP安裝合適配套的套管氣回收射流裝置（電泵井可以用射流裝置代替油嘴）。

（三）討論

1、 安裝便捷

根據電泵井流量大小選擇合適的套管氣回收射流裝置，將套管氣回收射流裝置安裝在電泵井回壓閘門上方的立管上，進液口聯接在橫管彎頭下方，出液口聯接在回壓閘門上端，負壓吸氣口一端裝上單流閥與氣表，然后再與電泵井套管四通便于聯接的一端聯接好，封閉電泵井套管四通另一端，保持正常生產時進液口與出液口之間的壓差達到0.4MPa—0.6MPa，利用電泵井生產的流體通過噴嘴產生的高流速使氣室壓力降低形成負壓完成套管氣自動吸氣效果。

2、產生效果

（1） 射流裝置簡便，輔助設施少。僅靠射流裝置自身的作用不需要借助其他電器設備實現套管氣自動回收。

（2） 自動控制，實現無人盯守。該裝置安裝好后，成為井口設備的一個部件，不需要員工現場看護，只需要員工同日常巡井一樣關注井口設備有無滲漏、電泵井生產電流電壓是否正常即可，便于員工日常管理和操作，無需其他設備操作。

（3） ?減少員工工作量，集氣效果好。不需要員工進行任何操作，該裝置實現24小時自動回收套管氣。

（4） 套管氣密閉外輸，實現環境保護。套管氣經過套管氣回收射流裝置負壓集氣全部進入電泵井流程，實現密閉外輸，不會造成套管氣泄露，保證安全回收無污染。

（5） 應用范圍廣，適合高液量外輸。本裝置不僅適用于電泵井套管氣回收，對于其他高液量的抽油井、需要回收氣體的高液量的管線（如聯合站外輸輸氣、抽油井等）都可以安裝本裝置實施集氣進行外輸。

（6） ?投入少，經濟效益好。本裝置投入資金少，僅需要改造一下流程，一年可回收套管氣10多萬方，回收的套管氣可應用于其他領域，產生極大的經濟價值。

四、 結論

針對電泵井生產時產生的套管氣大外排影響大氣環境的特點，依托現有的流程安裝套管氣回收射流裝置，將套管氣經過單井管線輸至聯合站，能夠很好地保證潔凈環境、降低成本，該回收裝置具有無人值守、自動運行、突發狀況容易處理的特點，滿足油田現場管理要求，且回收工藝應用效果好，能夠實現套管氣安全回收無污染，對建設資源節約型、環境和諧型的綠色油田具有積極意義。

參考文獻

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