專利名稱：一種采氣管道緩蝕劑段塞預膜成型裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種采氣管道緩蝕劑段塞預膜成型裝置，屬于石油與天然氣工程技術領域。
背景技術：
油氣田采出氣中普遍含有H2S、CO2等腐蝕性氣體，加之輸送過程中游離水的析出，輸送介質多呈氣-液兩相流型，常對管線設施造成嚴重的腐蝕破壞。目前，國內外通過采用本質安全化設計、抗腐蝕性材料選擇、陽極或陰極保護、內外涂層等技術，在防腐方面取得了一定的應用效果。與其它防腐方法相比，由于緩蝕劑具有來源廣泛、使用方便、經濟有效等特點，因此，在石油、化工、機械等領域得到廣泛應用。目前，國內外主要采用常規加注緩蝕劑的方法來抑制集氣管道內腐蝕，由于其緩蝕效能及管道保護距離在很大程度上受氣流速度、管道鋪設地勢陡緩、緩蝕 劑霧化程度及泵壓等因素的影響，因此，緩蝕劑常規加注方法在抑制集氣管道內腐蝕的實際應用中存在一定的局限性，從而催生了緩蝕劑預膜技術的發展，且該技術越來越受到管道操作管理者的青睞。現有預膜技術多采用清管器式預膜工藝，比如上世紀70年代，伊朗就一次性發送3個清管器對管道進行緩蝕劑預膜，并取得成功；近年來國內龍崗氣田、普光氣田、塔河油田等油氣田均有采用清管器式工藝預膜的經驗。然而，清管器式工藝需通過發球裝置形成緩蝕劑段塞，再用清管器推動其對管線預膜。對于單井數量較多的氣田，為降低投資成本往往只在集氣站才設有收發球裝置，而采氣管線管徑較小、距離較短，其單井站一般都不設收發球筒及清管閥，對此則無法利用清管器式工藝對管道進行緩蝕劑預膜。因此，針對無收發球裝置的采氣管線，提供一種設計新穎、實施簡便、適應性強、操控性好的緩蝕劑段塞預膜成型裝置是十分必要的。

發明內容
本發明的目的是針對單井氣礦無收發球裝置的中、短距離采氣管線而提供一種采氣管道緩蝕劑段塞預膜成型裝置，可用于減緩管道內腐蝕，提高采氣管道系統的使用壽命，確保生產運行安全。本發明所提供的一種采氣管道緩蝕劑段塞預膜成型裝置，包括注劑泵和緩蝕劑儲罐，所述注劑泵的出口與所述緩蝕劑儲罐的入口相連通，所述緩蝕劑儲罐的出口管路上設有閥門和壓力變送器；所述緩蝕劑儲罐上設有壓力表；所述壓力變送器通過管路a與壓力調節閥相連通；所述壓力調節閥通過管路b與所述緩蝕劑儲罐相連通；所述管路b還與管路c相連通，所述管路c上設有閥門。上述的成型裝置中，所述注劑泵為防爆注劑泵，使用所述成型裝置時，可用快接軟管將所述防爆注劑泵的吸入端與緩蝕劑儲罐(置于車間或現場)連通。上述的成型裝置中，所述緩蝕劑儲罐上設有數顯液位計，可用所述數顯液位計監測注入所述緩蝕劑儲罐中的量，以控制所述注劑泵停止向所述緩蝕劑儲罐中泵入緩蝕劑。上述的成型裝置中，所述緩蝕劑儲罐與安全放空系統相連接，可將所述成型裝置內的天然氣放空。上述的成型裝置中，所述安全放空系統可與井場放空火炬相連接。上述的成型裝置中，所述緩蝕劑儲罐的出口端管路和所述管路c均連接有變徑管；其中，所述緩蝕劑儲罐的出口端管路可通過所述變徑管與待預膜采氣管相連通，所述管路c可通過所述變徑管與上游井場來氣管相連通，拆卸比較方便。采用本發明的裝置對采氣管路進行保護時，可按下述步驟進行:(I)劑量確定及充裝:根據待預膜采氣管的規格及長度，同時考慮采氣管預膜所需劑量及富裕量，按式(I)確定緩蝕劑用量。用快接軟管將防爆注劑泵的吸入端與緩蝕劑儲罐連通，打開泵與儲罐之間的閥門，將緩蝕劑泵入緩蝕劑儲罐中。當數顯液位計所示注入量達到計算劑量時，關閉注劑泵。m=kp dLo XKT6 (I)式中m——緩蝕劑加注量，kg;P——緩蝕劑密度，k g/m3 ；k—緩蝕劑加注系數，一般取1.5^2.5 ；d——待預膜管道內徑，mm ；σ——預膜厚度，一般取76 μ m ;L—待預膜管線長度，km。(2)裝置連接:根據待預膜采氣管規格選用變徑管，通過變徑管將管路c和緩蝕劑儲罐的出口管路分別與上游井場來氣管及待預膜采氣管相連接，并關閉裝置的所有閥門。(3)管道預膜壓力確定及調節:打開待預膜采氣管路與緩蝕劑儲罐的出口管路之間的閥門，壓力變送器所示壓力即為采氣管的操作壓力；按式(2)確定采氣管的預膜壓力，并通過壓力調節閥設定，打開壓力調節閥并使其與緩蝕劑儲罐相連通，則壓力調節閥將井場來氣壓力自動調節到驅動緩蝕劑段塞流動所需的壓力，即預膜壓力。P=P0+ ΔΡ (2)式中 P——預膜壓力，MPa ;P0——采氣管操作壓力，MPa ；ΔΡ—考慮裝置內局部摩阻及緩蝕劑段塞流動摩阻的富裕量，MPa。(4)緩蝕劑段塞形成:待緩蝕劑儲罐上壓力表的讀數穩定后，打開緩蝕劑儲罐與壓力變送器之間的閥門，利用壓力表與壓力變送器的壓差推動緩蝕劑儲罐中的緩蝕劑，使其在待預膜采氣管線內形成連續的段塞。(5)采氣管緩蝕劑預膜:控制壓力表與壓力變送器的壓差，保持驅動緩蝕劑段塞預膜壓力及流動速度的穩定，從而實現采氣管線的緩蝕劑預膜。(6)過量緩蝕劑回收:在采氣管線末端與分離器之前，安裝過量緩蝕劑段塞的捕集器，確保其平穩進入分離器，進而實現其回收。(7)緩蝕劑預膜質量檢測:預膜完成后，分別關閉裝置與采氣管路、井場來氣管路之間的閥門，同時打開井場來氣管與采氣管路之間的閥門。采用專用非嵌入式測厚儀，在線檢測采氣管線預膜的厚度及其均勻度。若檢測結果合格，則采氣管緩蝕劑預膜結束；反之，則按步驟(I)現場充裝緩蝕劑，重復步驟(3 ) (7 )，直到檢測合格。
(8)裝置拆卸:打開放空系統，將裝置內的天然氣放空，拆卸裝置與井場放空火炬、上游井場來氣管、采氣管之間的連接。本發明的裝置可裝載在越野工程車上，從而可快捷運送到待預膜采氣管線的井場。本發明由于采取以上技術方案，具有以下優點:(I)設計新穎:本發明方法針對傳統清管器式預膜工藝所存在的問題，提出一種適合無收發球裝置的采氣管線緩蝕劑預膜的新方法，豐富和拓展緩蝕劑預膜技術及其應用范圍。(2)實施簡便:本發明方法通過控制緩蝕劑段塞兩端壓差，進而控制氣體運行速度，使緩蝕劑在管道內形成段塞流，從而對管道進行緩蝕劑預膜，工藝簡單，操作方便，基建投資費用與操作管理費用低。(3)化害為利:段塞流是油氣管道中危害最大的流型，本發明的裝置針對內徑小、距離短的采氣管道內介質易形成段塞流的特點，有效利用段塞流來實現采氣管線的緩蝕劑預膜，無需設置清管裝置，降低了投資成本。(4)適應性強:本發明裝置可采用車載，運移快捷靈活，利用效率高；變徑管規格據待預膜管線大小選用，連接與拆卸方便，適應性強。(5)操控性好:管道預膜壓力由壓力調節閥根據管道背壓及緩蝕劑儲罐液位自動調節，預膜過程控制的自動化程度高、操控性好。


圖1為本發明的采氣管道緩蝕劑段塞預膜成型裝置的結構示意圖。

圖中各標記如下:1防爆注劑泵、2緩蝕劑儲罐、3數顯液位計、4壓力表、5安全放空系統、6壓力變送器、7出裝置變徑管、8進裝置變徑管、9壓力調節閥、10管路a、11管路b、12管路C。圖2為本發明裝置時的操作流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步說明，但本發明并不局限于以下實施例。如圖1所示，本發明提供的一種采氣管道緩蝕劑段塞預膜成型裝置，包括防爆注劑泵I和緩蝕劑儲罐2，該防爆注劑泵I的出口與緩蝕劑儲罐2的入口相連通，防爆注劑泵I的入口與緩蝕劑儲罐(圖中未示)相連通，用于向緩蝕劑儲罐2中泵入緩蝕劑；該緩蝕劑儲罐2的出口管路上設有球閥V2和壓力變送器6 ;在緩蝕劑儲罐2上設有壓力表4和數顯液位計3，壓力表4用于監測緩蝕劑儲罐2內的壓力，數顯液位計3用于監測緩蝕劑儲罐2內的液位。該緩蝕劑儲罐2還與安全放空系統5相連接，以將成型裝置內的天然氣放空，且該安全放空系統5與井場放空火炬相連接。其中壓力變送器6通過管路alO與壓力調節閥9相連通，該壓力調節閥9通過管路bll與緩蝕劑儲罐2相連通，且管路bll上設有截止閥V9 ;該管路bll還與管路cl2相連通，該管路cl2上設有截止閥V10，且壓力調節閥9的另一端與管路cl2相連通，且該連通處設有截止閥V8與V9。該緩蝕劑儲罐2的出口端管路連接有出裝置變徑管7，通過該出裝置變徑管7，緩蝕劑儲罐2的出口管路與待預膜采氣管相連通，且在相連通處設有球閥V3 ;管路cl2連接有進裝置變徑管8，通過該進裝置變徑管8，使緩蝕劑儲罐2與上游井場來氣管相連通，且在相連通處設有球閥V4，拆卸比較方便。采用本發明的裝置對采氣管路進行保護時，可按下述幾個步驟進行:(I)劑量確定及充裝:根據待預膜采氣管的規格及長度，同時考慮采氣管預膜所需劑量及富裕量，按式(I)確定緩蝕劑用量。用快接軟管將防爆注劑泵I的吸入端與緩蝕劑儲罐(圖中未示)連通，打開球閥VI，將緩蝕劑泵入緩蝕劑儲罐2中。當數顯液位計3所示注入量達到計算劑量時，關閉防爆注劑泵I。(2)裝置連接:根據待預膜采氣管規格選用變徑管，通過進裝置變徑管8將管路cl2和緩蝕劑儲罐2的出口管路分別與上游井場來氣管及待預膜采氣管相連接；同時連接裝置的安全放空系統5與井場放空火炬，關閉裝置的所有閥門。(3)管道預膜壓力確定及調節:打開待預膜采氣管路與緩蝕劑儲罐I的出口管路之間的球閥V3，壓力變送器6所示壓力即為采氣管的操作壓力；按式(2)確定采氣管的預膜壓力，并通過壓力調節閥9設定，打開壓力調節閥9并使其與緩蝕劑儲罐I相連通，則壓力調節閥9將井場來氣壓力自動調節到驅動緩蝕劑段塞流動所需的壓力，即預膜壓力。(4)緩蝕劑段塞形成:待緩蝕劑儲罐2上壓力表的讀數穩定后，打開緩蝕劑儲罐I與壓力變送器6之間的閥門，利用壓力表4與壓力變送器6的壓差推動緩蝕劑儲罐2中的緩蝕劑，使其在待預膜采氣管線內形成連續的段塞。(5)采氣管緩蝕劑預膜:控制壓力表4與壓力變送器6的壓差，保持驅動緩蝕劑段塞預膜壓力及流動速度的穩定，從而實現采氣管線的緩蝕劑預膜。(6)過量緩蝕劑 回收:在待預膜采氣管線末端與分離器之前，安裝過量緩蝕劑段塞的捕集器，確保其平穩進入分離器，進而實現其回收。(7)緩蝕劑預膜質量檢測:關閉球閥V3與V4，同時打開球閥V5，采用專用非嵌入式測厚儀，在線檢測采氣管線預膜的厚度及其均勻度。若檢測結果合格，則采氣管緩蝕劑預膜結束；反之，則按步驟(I)現場充裝緩蝕劑，重復步驟(3) (7)，直到檢測合格。(8)裝置拆卸:打開放空系統5，將裝置內的天然氣放空，拆卸裝置與井場放空火炬、上游井場來氣管、采氣管之間的連接。
權利要求
1.一種采氣管道緩蝕劑段塞預膜成型裝置，其特征在于: 所述成型裝置包括注劑泵和緩蝕劑儲罐，所述注劑泵的出口與所述緩蝕劑儲罐的入口相連通，所述緩蝕劑儲罐的出口管路上設有閥門和壓力變送器；所述緩蝕劑儲罐上設有壓力表； 所述壓力變送器通過管路a與壓力調節閥相連通；所述壓力調節閥通過管路b與所述緩蝕劑儲罐相連通； 所述管路b還與管路c相連通，所述管路c上設有閥門。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:所述注劑泵為防爆注劑泵。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于:所述緩蝕劑儲罐上設有數顯液位計。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的裝置，其特征在于:所述緩蝕劑儲罐與安全放空系統相連接。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于:所述安全放空系統與井場放空火炬相連接。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的裝置，其特征在于:所述緩蝕劑儲罐的出口端管路和所述管路c均 連接有變徑管。
全文摘要
本發明公開了一種采氣管道緩蝕劑段塞預膜成型裝置。所述成型裝置包括注劑泵和緩蝕劑儲罐，所述注劑泵的出口與所述緩蝕劑儲罐的入口相連通，所述緩蝕劑儲罐的出口管路上設有閥門和壓力變送器；所述緩蝕劑儲罐上設有壓力表；所述壓力變送器通過管路a與壓力調節閥相連通；所述壓力調節閥通過管路b與所述緩蝕劑儲罐相連通；所述管路b還與管路c相連通，所述管路c上設有閥門。本發明方法通過控制緩蝕劑段塞兩端壓差，進而控制氣體運行速度，使緩蝕劑在管道內形成段塞流，從而對管道進行緩蝕劑預膜，工藝簡單，操作方便，基建投資費用與操作管理費用低。
文檔編號C23F11/00GK103194758SQ201310041950
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月1日 優先權日2013年2月1日
發明者杜磊, 邊云燕, 楊靜, 湯曉勇, 敬加強, 吳東容, 龍星岑, 王郭雨薇, 李泓銳, 趙興元, 白云, 李海潤, 甘淳靜, 張洲 申請人:中國石油集團工程設計有限責任公司