QC成果--便携式井口集液器设计与使用.ppt
便携式井口集液器 设计与使用,概况 小组简介 选题理由 设定目标 提出并选择方案 制定对策 对策实施 效果评价 巩固推广 总结,汇报提纲:,苏里格地区气井采取井间串联、干管集输的生产工艺,站内生产分离器集液为全站所有单井的混合液。而苏里格地区井间连续性较差,单井产液量大,多层位射孔开采,致使同一座集气站内气井水质差异性大,所以混合液进行的水样分析对单井生产指导性不强,达不到优化生产的目的。气井水质分析是气井分析的重要组成部分,为地质分析、生产动态监测、气井泡沫排水等生产制度制定提供重要依据。因此,急需要一套工艺方案,在低成本,生产井干扰小,安全性能高的前提下实现气井单井取液,实现单井水质分析。,一、概 况,图1 苏里格气井生产工艺,二、小组简介,小组简介:,二、小组简介,小组成员简介:,三、 选题理由,生产需求,气井水质分析是气井分析的重要组成部分,为地质分析、生产动态监测、气井泡沫排水等生产制度制定提供重要依据。,工艺条件,技术支撑,人员素质,苏里格生产工艺可实现各单井独立生产,井口具备放空、取压设施,为单井取液提供先提条件。,目前气液分离工艺成熟,重力沉降、折流分离、超滤分离等分离手段都可实现气井气液分离,为此课题的研究提供技术支撑。,本QC小组成员文化程度较高,长期奋战在采气生产一线,具备丰富的实践经验和扎实的专业理论知识。,实 现 单 井 取 液 计 量,四、设定目标,安全、快捷、适用、经济的完成单井取液,并在一定程度上实现单井产液计量。,安全性:工艺、容器选用要符合天然气生产各项规范;操作过程风险性小。,快捷性:单井取液过程在8小时以内完成。,适用性:取液操作人数控制在3人以内;取液配合车辆控制为1辆(载重3t以内)。,经济性:研制费用控制在5万元人民币以内;使用过程产生费用控制在0.07万元以内。,图2 预计目标,五、提出并选择方案,方案一:将干管内目标井以外的气井关闭,由站内分离器单独 对目标井进行气液分离,收集液样。,1、提出各种方案,小组成员采用头脑风暴法,围绕目标进行无限制的自由联想和讨论,提出许多想法和看法,初步归纳成以下三种方案。,图3 方案一示意图,方案二:在气井地面管线处增加可拆卸分离器,直接在生产过 程中对该单井进行气液分离、取样。,方案三:在井口压力表考克放空处增加气液分离装置,设计成 常压容器。,图4 方案二示意图,五、提出并选择方案,五、提出并选择方案,2、方案对比择优,方案一:优点:可利用现有设备进行;操作简单。 缺点:在计量时,每座站只能开一口单井,对非目标井影响太大; 为消除管线、分离器遗留混合液,目标井取液量必须增多, 耗时长。,方案二:优点:直接实现单井取液;耗时较短;气井影响小。 缺点:必须新增压力容器设备,审批复杂,费用高;要求在井口拆 卸阀门,更换容器,工作量大,存在一定安全风险(阀门 内漏的井无法更换)。,方案三:优点:直接实现单井取液;耗时较短;气井影响小;安装拆卸方便; 常压容器使用、制作简单。 缺点:必须合理设计内部结构,达到集液目的。,小组成员讨论决定采用第三套方案来完成本课题,目前主要解决困难:设计分离器内部结构,达到采集目的。,五、提出并选择方案,表中:优秀:5分 一般:3分 较差:1分,评估及选定表,六、制定对策,实现便携式单井集液器的设计需要完成外部连接、内部构造、液样储集三部分的设计。具体分析如下图:,图5 方案三分析树状图,六、制定对策,整个井口集液器从无到有制造出来,需要材料、设计、工艺制作等多个环节相协作,经过小组讨论,针对以上三个部分制定对策表:,七、对策实施,1、对策实施,原理:在通径100mm的管段内根据气体折射规律设置两层挡板,让气体按固定角度喷入集液器,含有小液滴的气体在管壁、挡板与挡板间反复碰撞,结合为大液滴,最后滑落至积液包内,达到集液目的。设计出的集液器命名为 I型集液器。,图6 I型集液器示意图,I型内部上挡板,图7 I型集液器内部结构,集液器研制过程:,2、实验验证,对13口井进行实验,可在2小时内实现井口取液4口,平均取液600ml,且该4口井为产液量较大气井。,图8 I型集液器取液情况,七、对策实施,在现场操作时发现大量雾状气体逃逸。以挡板靠液滴碰撞集液,捕集效率低,雾状液滴随气体逃逸,下一步计划更换捕集方式。,图9 I型现场使用情况,3、效果分析,原理:在通径100mm的管段内设置一头为盲端的筛管,外套气液聚结器滤芯。气体由筛管一头接入,由筛孔喷出,经过气液聚结器滤芯后到放空端,小液滴经过气液聚结器滤芯凝聚为大液滴滑落至积液包内,达到集液目的。改进的集液器命名为 II型集液器。,图10 II型集液器示意图,图11 II型集液器内部结构,集液器第一次改进过程:,1、对策实施,II型内部筛管,七、对策实施,对I型集液器未取出液的9口井进行实验,可在3小时内实现井口取液6口,平均液量300ml,其余3口井经多次验证发现不产液。,图13 I I型集液器取液情况,七、对策实施,2、实验验证,图12 II型集液器安装示意图,实现了对产液较小的气井取液,捕集效果明显。捕集时间较I型长。聚集液滴在刚形成,体积较小时容易随气体带出,造成捕集效率低。 分析为:气液聚结器滤芯捕集雾状液滴效果明显,弥补了I型的不足,可从绝大部分产液井中取出液样,在设计中应想办法弥补小液滴被带出的弊端。下一步计划修改结构。,七、对策实施,3、效果分析,图14 I、 I I型集液器,七、对策实施,原理:在内部结构设计上将I型集液器与II型集液器有机结合,修改挡板结构,增长气体通过路径,增大碰撞几率。在内部结构固定方面采用活动设计,随时可实现I型与II型之间的转换,也可同时使用,应对气井不同的产液情况,提高捕集效率。设计的集液器命名为 III型集液器,集液器第二次改进过程:,1、对策实施,图15 I I I型集液器现场取液情况,图16 I I I型集液器剖面结构,挡板与管壁密封,防止带液气体逃逸,新型挡板,板叶呈弧度,向下倾斜,方便收集液样汇集、下落。,气液聚结器滤芯,对含液气体过滤,梅花板支撑,在液体能自由下落的同时,防止气体直接窜入积液腔,挡板、滤芯可分离式设计,随时更换集液方式,安装限定螺栓,防止挡板喷出,增强安全性,积液腔斜面设计,保证液样全部流出,带刻度容器储集液样,在一定程度上完成产液计量,七、对策实施,图17 I I I型集液器示意图,对全区21口产液井进行实验,均可在一小时内收集到化验基本用量(300ml)。,2、实验验证,改进后的III型集液器已适用于各种类型的产液井,分离效率高,装卸方便。增加刻度容器以后已经能在一定程度上完成产液量的计量,整体使用效果良好。,3、效果分析,七、对策实施,图18 I I I型集液器筛管,图19 I I I型集液器可拆卸挡板,八、效果评价,经过小组选用III型便携式井口集液器对我区33口产液井取液试验,能100%完成取液任务,便携式井口集液器研制成功。,本次QC小组活动实际投入远小于预算,并达到预定目标值,开创了单井集液的新途径。,八、效果评价,九、巩固措施和推广,1、巩固措施 经作业区领导同意,为此新设备的操作使用制定标准作业程序。,3、推广 目前已在作业三区推广实施应用,下步计划在第五采气厂推广应用。,2、下步改进 计划增加气量计量装置,在计量产液量的同时计算单井液气比,十、总结,1、通过本次QC小组活动,使小组成员在天然气气液分离工艺方面的认识明显提高,更清晰的把握了气井产液规律,为下一步优化气井生产制度打好了坚实基础。 2、在整个研究过程中,小组严格按照PDCA程序进行,解决问题逻辑性强,决策阶段实事求是,恰当运用头脑风暴法,进一步提高小组成员分析、解决问题的能力。 3、此次QC小组活动,紧抓安全为第一主旨,能在日常生产中发现问题,并创造性的解决问题,使小组的创新能力进一步提高,为我们下一个QC课题的研究建立信心。,汇报结束! 请各位评委批评指正!,