海上油田撬装式注聚系统.pdf

本发明公开一种海上油田撬装式注聚系统，包括有独立构成并通过管路相连通的下料/溶解系统/输送撬装块、熟化系统撬装块、在线熟化撬装块、喂入撬装块以及高压注入系统撬装块，其中，下料/溶解系统/输送撬装块的输出端通过管路分别与熟化系统撬装块和在线熟化撬装块的输入端相连通，熟化系统撬装块和在线熟化撬装块的输出端通过管路与喂入撬装块的输入端相连通，喂入撬装块的输出端通过管路与高压注入系统撬装块的输入端相连通，高压注入系统撬装块的输出端构成撬装式注聚系统的整体注聚输出端。本发明整个系统分为几个撬块，结构紧凑，根据海上吊机的实际能力设计，尺寸、重量可调性强，满足海上设备的安全吊装和方便安装，为海上大规模的井组注聚创造了条件。

1.  一种海上油田撬装式注聚系统，其特征在于，包括有独立构成并通过管路相连通的下料/溶解系统/输送撬装块(A)、熟化系统撬装块(B)、在线熟化撬装块(C)、喂入撬装块(D)以及高压注入系统撬装块(E)，其中，下料/溶解系统/输送撬装块(A)的输出端通过管路分别与熟化系统撬装块(B)和在线熟化撬装块(C)的输入端相连通，熟化系统撬装块(B)和在线熟化撬装块(C)的输出端通过管路与喂入撬装块(D)的输入端相连通，喂入撬装块(D)的输出端通过管路与高压注入系统撬装块(E)的输入端相连通，高压注入系统撬装块(E)的输出端构成撬装式注聚系统的整体注聚输出端。

2.  根据权利要求1所述的海上油田撬装式注聚系统，其特征在于，所述的下料/溶解系统/输送撬装块(A)包括有两路输入，其中一路是：依次首尾衔接的内装有主剂的下料斗(1)、计量下料器(2)、落料斗(3)、喷射器(4)，所述的喷射器(4)还连接鼓风机(7)；另一路是：依次相连通的配液供水进口(8)、过滤器(9)、供液电动调节阀(10)、配液供水电磁阀(11)、供液电磁流量计(12)；所述的喷射器(4)和供液电磁流量计(12)的流出端均连接水粉混合头(5)的输入端，水粉混合头(5)的输出端连接内置搅拌器(18)的溶解罐(6)，所述的溶解罐(6)输出端通过输送螺杆泵(13)连接熟化系统撬装块(B)。

3.  根据权利要求1所述的海上油田撬装式注聚系统，其特征在于，所述的熟化系统撬装块(B)包括有：输入端分别通过进口电动蝶阀(21)与下料/溶解系统/输送撬装块(A)的输出相连接的第一熟化罐(19)和第二熟化罐(20)，第一熟化罐(19)和第二熟化罐(20)内分别设置有搅拌器(18)，所述的第一熟化罐(19)和第二熟化罐(20)的输出端分别通过出口电动蝶阀(22)与喂入撬装块(D)的输入端相连通。

4.  根据权利要求1所述的海上油田撬装式注聚系统，其特征在于，所述的在线熟化撬装块(C)包括有输入端通过进口电动蝶阀(21)与下料/溶解系统/输送撬装块(A)的输出相连接的第三熟化罐(23)，第三熟化罐(23)内设置有搅拌器(18)，所述的第三熟化罐(23)输出端通过出口电动蝶阀(22)与喂入撬装块(D)的输入端相连接。

5.  根据权利要求1所述的海上油田撬装式注聚系统，其特征在于，所述的喂入撬装块(D)包括有输入端与熟化系统撬装块(B)及在线熟化撬装块(C)相连的喂入螺杆泵(24)，喂入螺杆泵(24)的输出端连接过滤器(25)的输入端，过滤器(25)的输出端连通到高压注入系统撬装块(E)的输入端。

6.  根据权利要求1所述的海上油田撬装式注聚系统，其特征在于，所述的高压注入系统撬装块(E)包括有通过进口电动蝶阀(21)与喂入撬装块(D)的输出端连接的注聚泵(27)，所述的注聚泵(27)进料口端和出料口端分别连接有进口取样口(26)和出口取样器(64)，注聚泵(27)的出料口端连接到注入井井口注入及混合装置(G)。

7.  根据权利要求1所述的海上油田撬装式注聚系统，其特征在于，还设置有电控单元(F)，所述的电控单元(F)包括有控制柜(60)，与控制柜(60)相连的显示器(61)，以及向控制柜(60)和显示器(61)提供电源的UPS电源(63)，其中，控制柜(60)通过导线及各控制阀分别与下料/溶解系统/输送撬装块(A)、熟化系统撬装块(B)、在线熟化撬装块(C)、喂入撬装块(D)、高压注入系统撬装块(E)以及注入井井口注入及混合装置(G)相连接。

8.  根据权利要求1或7所述的海上油田撬装式注聚系统，其特征在于，所述的第一熟化罐(19)、第二熟化罐(20)和第三熟化罐(23)内设置有与电控单元(F)相连接的熟化罐温度信号(29)和熟化罐温度开关(28)；所述的第一熟化罐(19)、第二熟化罐(20)和第三熟化罐(23)上还设置有与电控单元(F)相连接的熟化罐温度信号(29)、熟化罐温度开关(28)、熟化罐低液位信号(30)、熟化罐低液位开关(37)、熟化罐高液位信号(32)、熟化管高液位开关(31)；所述的溶解罐(6)还设置有与电控单元(F)相连接的溶解罐高液位信号(33)、溶解罐高液位开关(34)、溶解罐低液位信号(35)、溶解罐低液位开关(36)。

9.  根据权利要求2或3或4或7所述的海上油田撬装式注聚系统，其特征在于，所述的电控单元(F)还通过导线分别与设置在溶解罐(6)、第一熟化罐(19)、第二熟化罐(20)及第三熟化罐(23)内的搅拌器(18)相连接。

海上油田撬装式注聚系统
技术领域
本发明涉及一种注聚系统。特别是涉及一种结构紧凑，根据海上吊机的实际能力设计，尺寸、重量可调性强，满足海上设备的安全吊装和方便安装的海上油田撬装式注聚系统。
背景技术
在陆地油田，随着注聚合物驱油工艺在各油田的推广应用，提高采收率和增加原油产量的作用越来越显著。也暴露出现有注聚站的建设和运行方面的问题：1、一次性建设投资费用高，设施齐全，占地面积大；2、建站设备不可再利用，所有建筑和设备都为定式。当一个注入周期结束，需要其它区块作业，设备不能移动，若作业调整，其工作量大且费高；3、传输流程长且多为掩埋式，维护困难。这些问题的存在已经对聚合物驱油技术的扩大形成了阻碍。海上油田注聚由于受到平台空间、吊装、供电能力、安全需求等生产条件的限制及要求，显然不能按照陆地的注聚模式进行。因此，满足海上安全生产要求的撬装式注聚工艺系统的研究成为一种必然。而通过调研和专利查询发现，以前陆地和国外的一些油田在注聚系统方面作过一些工作，但没有针对海上油田这种特殊的生产环境提出满足海上油田注聚需求的注聚工艺系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构紧凑，根据海上吊机的实际能力设计，尺寸、重量可调性强，满足海上设备的安全吊装和方便安装的海上油田撬装式注聚系统。
本发明所采用的技术方案是：一种海上油田撬装式注聚系统，包括有独立构成并通过管路相连通的下料/溶解系统/输送撬装块、熟化系统撬装块、在线熟化撬装块、喂入撬装块以及高压注入系统撬装块，其中，下料/溶解系统/输送撬装块的输出端通过管路分别与熟化系统撬装块和在线熟化撬装块的输入端相连通，熟化系统撬装块和在线熟化撬装块的输出端通过管路与喂入撬装块的输入端相连通，喂入撬装块的输出端通过管路与高压注入系统撬装块的输入端相连通，高压注入系统撬装块的输出端构成撬装式注聚系统的整体注聚输出端。
所述的下料/溶解系统/输送撬装块包括有两路输入，其中一路是：依次首尾衔接的内装有主剂的下料斗、计量下料器、落料斗、喷射器，所述的喷射器还连接鼓风机；另一路是：依次相连通的配液供水进口、过滤器、供液电动调节阀、配液供水电磁阀、供液电磁流量计；所述的喷射器和供液电磁流量计的流出端均连接水粉混合头的输入端，水粉混合头的输出端连接内置搅拌器的溶解罐，所述的溶解罐输出端通过输送螺杆泵连接熟化系统撬装块。
所述的熟化系统撬装块包括有：输入端分别通过进口电动蝶阀与下料/溶解系统/输送撬装块的输出相连接的第一熟化罐和第二熟化罐，第一熟化罐和第二熟化罐内分别设置有搅拌器，所述的第一熟化罐和第二熟化罐的输出端分别通过出口电动蝶阀与喂入撬装块的输入端相连通。
所述的在线熟化撬装块包括有输入端通过进口电动蝶阀与下料/溶解系统/输送撬装块的输出相连接的第三熟化罐，第三熟化罐内设置有搅拌器，所述的第三熟化罐输出端通过出口电动蝶阀与喂入撬装块的输入端相连接。
所述的喂入撬装块包括有输入端与熟化系统撬装块及在线熟化撬装块相连的喂入螺杆泵，喂入螺杆泵的输出端连接过滤器的输入端，过滤器的输出端连通到高压注入系统撬装块的输入端。
所述的高压注入系统撬装块包括有通过进口电动蝶阀与喂入撬装块的输出端连接的注聚泵，所述的注聚泵进料口端和出料口端分别连接有进口取样口和出口取样口，注聚泵的出料口端连接到注入井井口注入及混合装置。
还设置有电控单元，所述的电控单元包括有控制柜，与控制柜相连的显示器，以及向控制柜和显示器提供电源的UPS电源，其中，控制柜通过导线及各控制阀分别与下料/溶解系统/输送撬装块、熟化系统撬装块、在线熟化撬装块、喂入撬装块、高压注入系统撬装块以及注入井井口注入及混合装置相连接。
所述的第一熟化罐、第二熟化罐和第三熟化罐内设置有与电控单元相连接的熟化罐温度信号和熟化罐温度开关；所述的第一熟化罐、第二熟化罐和第三熟化罐上还设置有与电控单元相连接的熟化罐温度信号、熟化罐温度开关、熟化罐低液位信号、熟化罐低液位开关、熟化罐高液位信号、熟化管高液位开关；所述的溶解罐还设置有与电控单元相连接的溶解罐高液位信号、溶解罐高液位开关、溶解罐低液位信号、溶解罐低液位开关。
所述的电控单元还通过导线分别与设置在溶解罐、第一熟化罐、第二熟化罐及第三熟化罐内的搅拌器相连接。
本发明的海上油田撬装式注聚系统具有如下特点：
1、整个系统分为几个撬块，结构紧凑，根据海上吊机的实际能力设计，尺寸、重量可调性强，满足海上设备的安全吊装和方便安装；
2、井组注聚采用一泵多井工艺，为海上的井组注聚节省了空间，为海上大规模的井组注聚创造了条件；
3、其配套的自动化控制系统是针对海上油田注聚装置设计，实现自动注聚的全面解决方案，针对分散溶解系统、熟化系统、母液注入系统、混配注入系统实现数据采集及控制并设计各种保护措施，满足海上安全作业的要求。
附图说明
图1是是本发明的整体结构示意图。
其中：
1-下料斗；2-计量下料器；3-落料斗；4-喷射器；5-水粉混合头；6-溶解罐；7-鼓风机；8-配液供水进口；9-过滤器；10-电动调节阀；11-配液供水电磁阀；12-供液电磁流量计；13-输送螺杆泵；14-提升机；15-料位开关；16-振动器；17-螺旋给料机；18-搅拌器；19-第一熟化罐；20-第二熟化罐；21-进口电动蝶阀；22-出口电动蝶阀；23-第三熟化罐；24-喂入螺杆泵；25-过滤器；26-进口取样器；27-注聚泵；28-熟化罐温度开关；29-熟化罐温度信号；30-熟化罐低液位信号；31-熟化管高液位开关；32-熟化罐高液位信号；33-溶解罐高液位信号；34-溶解罐高液位开关；35-溶解罐低液位信号；36-溶解罐低液位开关；37-熟化罐低液位开关；38-供液流量信号；39-供液压力信号；40-供液压力计；41-供液压力变送器；42-流量调节阀；43-注入电磁流量计；44-静态混合器；45-喂入电磁流量计；46-喂入流量信号；47-喂入压力变送器；48-喂入压力计；49-注聚泵后压力计；50-注聚泵后压力变送器；51-注聚泵后压力信号；52-井口取样器；53-注水压力变送器；54-自动混配比阀；55-自动混配比阀信号；56-井口压力计；57-井口压力变送器；58-井口压力信号；59-平台压力计；60-控制柜；61-显示器；62-打印机；63-UPS电源；64-出口取样器；65-手动蝶阀；A-下料/溶解系统/输送撬装块；B-熟化系统撬装块；C-在线熟化撬装块；D-喂入撬装块；E-高压注入系统撬装块；G-注入井井口注入及混合装置；M-电动控制。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的海上油田撬装式注聚系统做出详细说明。
本发明的撬装式注聚系统采用管汇和不同类型的阀门，将装/下料系统、上料系统、溶解系统、输送装置、熟化系统、喂入装置、高压泵入系统以及注入井井口注入装置、混合装置连接起来，并在压力及流量监测点安装一定等级的压力传感器，压力表及流量计量装置，通过组成的多个撬块单元来实现聚合物的下料、溶解、熟化、混合和注入，并通过实现整个系统的人员自动化控制和调参。
如图1所示，本发明的海上油田撬装式注聚系统，包括有独立构成并通过管路相连通的下料/溶解系统/输送撬装块A、熟化系统撬装块B、在线熟化撬装块C、喂入撬装块D以及高压注入系统撬装块E，其中，下料/溶解系统/输送撬装块A的输出端通过管路分别与熟化系统撬装块B和在线熟化撬装块C的输入端相连通，熟化系统撬装块B和在线熟化撬装块C的输出端通过管路与喂入撬装块D的输入端相连通，喂入撬装块D的输出端通过管路与高压注入系统撬装块E的输入端相连通，高压注入系统撬装块E的输出端构成撬装式注聚系统的整体注聚输出端与注入井井口注入及混合装置G相连接。
还设置有电控单元F，所述的电控单元F包括有控制柜60，与控制柜60相连的显示器61，以及向控制柜60和显示器61提供电源的UPS电源63，其中，控制柜60通过导线及各控制阀分别与下料/溶解系统/输送撬装块A、熟化系统撬装块B、在线熟化撬装块C、喂入撬装块D、高压注入系统撬装块E以及注入井井口注入及混合装置G相连接。
所述的下料/溶解系统/输送撬装块A包括有两路输入，其中一路是：依次首尾衔接的内装有主剂的下料斗1、计量下料器2、落料斗3、喷射器4，所述的喷射器4还连接鼓风机7；另一路是：依次相连通的配液供水进口8、过滤器9、电动调节阀10、配液供水电磁阀11、供液电磁流量计12；所述的喷射器4和供液电磁流量计12的流出端均连接水粉混合头5的输入端，水粉混合头5的输出端连接内置搅拌器18的溶解罐6，所述的溶解罐6输出端通过输送螺杆泵13连接熟化系统撬装块B。
采用机械装置将聚合物物料装入下料斗1(下料斗1钢板壁上安装振荡器，出口安装保温装置，保证聚合物料在海上潮湿的环境中能顺畅的下料而不粘附在料斗壁上)，物料通过可调试螺旋进料装置进入文丘里计量下料器2，再通过鼓风机7将聚合物粉末风送水粉混合头5，并在该装置与低压来水混合，并通过溶解罐6的充分混合溶解，通过输送螺杆泵13将溶液输送置熟化系统撬装块B进行熟化。
所述的熟化系统撬装块B包括有：输入端分别通过进口蝶阀21与下料/溶解系统/输送撬装块A的输出相连接的第一熟化罐19和第二熟化罐20，第一熟化罐19和第二熟化罐20内分别设置有搅拌器18，所述的第一熟化罐19和第二熟化罐20的输出端分别通过出口电动蝶阀22与喂入撬装块D的输入端相连通。
所述的在线熟化撬装块C包括有输入端通过进口电动蝶阀21与下料/溶解系统/输送撬装块A的输出相连接的第三熟化罐23，第三熟化罐23内设置有搅拌器18，所述的第三熟化罐23输出端通过出口电动蝶阀22与喂入撬装块D的输入端相连接。
所述的第一熟化罐19、第二熟化罐20和第三熟化罐23内设置有与电控单元F相连接的熟化罐温度开关28和熟化罐温度信号29；所述的第一熟化罐19、第二熟化罐20和第三熟化罐23上还设置有与电控单元F相连接的熟化罐温度开关28、熟化罐温度信号29、熟化罐低液位信号30、熟化罐低液位开关37、熟化罐高液位信号32、熟化管高液位开关31；所述的溶解罐6还设置有与电控单元F相连接的溶解罐高液位信号33、溶解罐高液位开关34、溶解罐低液位信号35、溶解罐低液位开关36。
所述的电控单元F还通过导线分别与设置在溶解罐6、第一熟化罐19、第二熟化罐20及第三熟化罐23内的搅拌器18相连接。
充分溶解的聚合物溶液通过输送螺杆泵13及管汇进入熟化系统撬装块B和在线熟化撬装块C进行充分熟化。
接收来自下料/溶解系统/输送撬装块A的聚合物溶解，在第一熟化罐19、第二熟化罐20及第三熟化罐23内进行熟化后通过喂入螺杆泵24输送至高压注入系统撬装块E。
所述的喂入撬装块D包括有输入端与熟化系统撬装块B及在线熟化撬装块C相连的喂入螺杆泵24，喂入螺杆泵24的输出端连接过滤器25的输入端，过滤器25的输出端连通到高压注入系统撬装块E的输入端。
所述的高压注入系统撬装块E包括有通过进口电动蝶阀21与喂入撬装块D的输出端连接的注聚泵27，所述的注聚泵27进料口端和出料口端分别连接有进料取样口26和出口取样器64，注聚泵27的出料口端连接到注入井井口注入及混合装置G。
充分熟化后的聚合物母液通过喂入螺杆泵24将高浓度高粘度母液送至高压注入系统撬装块E，并通过注聚泵27和配套管汇及阀门将母液送至注入井井口注入及混合装置G中的静态混合器44入口处与高压来水按设计要求的入井浓度进行混合配置，混合稀释后的聚合物溶液通过入井管汇进入注入井，实现注聚。
本发明的自控流程简述如下：
1、当设备工作时，启动配液程序，系统软件自动检测各熟化罐液位。若第一熟化罐19、第二熟化罐20及第三熟化罐23的液位处于系统设定的低液位时，各熟化罐进口的进口电动蝶阀21自动打开，阀门开到位后将信号传递给鼓风机7，鼓风机7启动后，预定时间后电动调节阀10控制供水，通过供液电磁流量计12测得水达到设定流量后螺旋给料机17给料，水和聚合物料在水粉混合头5内混合进入溶解罐6，溶解罐6液位淹没搅拌器18的叶片时，搅拌器18自动启动，当液位达到设定的高液位时，输送螺杆泵13自动启动送液至第一熟化罐19、第二熟化罐20及第三熟化罐23。随着配液的进行，当溶解罐6液位不断降低到低液位时，输送螺杆泵13自动停泵；溶解罐6的液位升高到高液位时，输送螺杆泵13自动启动，如此反复，直到其中一个熟化罐配液完成(到熟化罐高液位)，熟化罐进口电动蝶阀21自动关闭，给料机停机，水至溶解罐6的高液位时，配液供水电动调节阀10自动关闭(配液供水电动调节阀10与溶解罐6的溶解罐高液位开关联锁)，预定时间后停鼓风机7，配液自控流程完成。
2、一个熟化罐配液完成后，按照以上程序进行下一罐的配液，同时已配完液的熟化罐进入熟化阶段，熟化时间为系统设定；熟化完成后，启动注入程序，程序根据熟化时间和熟化罐液位满足系统设定后，自动开启熟化罐出口电动蝶阀22，出口电动蝶阀22开到位后，控制柜60内的变频器控制喂入螺杆泵24和注入泵27启动，进入注入流程。注入时，按设计的注入量调节流量调节阀42(电动、手动)，使注入电磁流量计43示值达到规定流量；水阀组的自动混配比阀54，按电磁流量计43示值，及设定的注入浓度，自动调节高压水量。当熟化罐液位到低液位时，切换熟化罐注入，而打空的熟化罐进行配液。
3、如此循环，完成整个作业流程。
4、电控单元F显示流程工况，监控所有参数。
本发明的撬装式注聚系统，可根据海上平台空间及吊装能力分成多个撬装块。可以将下料系统与溶解系统及输送/喂入泵及配套管汇和阀门等集中安装在一集装箱中，成为单一的撬块，也可将包含电气设备及控制操作间的正压防爆间撬块与之整合，形成一个大撬块。高压注入泵及井口注入装置(包括静态混合器以及一泵多井用的流量调节器)成一撬块，熟化系统的罐体或在线熟化的组合熟化管汇单独成撬。撬块与撬块之间通过相应的管汇，阀门等连接，实现整个平台注聚工艺系统的连接。