一种用于试油测试的井口天然气调整装置的制作方法

本发明涉及试油测试领域，具体地涉及一种用于试油测试的井口天然气调整装置。

背景技术：

天然气作为一种相对清洁的优质能源，具有热值高、易于储存运输、绿色环保的优点，已经被广泛地应用于国民生产和生活的各个领域，很多专家认为二十一世纪是天然气时代，谁掌握了天然气资源，谁就掌握了经济可持续发展的先机。然而随着天然气开发的进一步深入，地质条件越来越苛刻(储层致密、压力温度高)，部分返排出的天然气温度超过了90℃。根据输气管线液样水离子含量试验表明：部分地层水被气化进入输气管道，入网后冷凝成水，这不仅会造成输气压力升高，极大降低输气效率，同时会加剧下游生产设备的腐蚀。

目前，在天然气试油测试领域一般都是对地层流体进行加温，常用热交换器来对降压后的天然气或者稠油加热，很少有对天然气进行降温的需求，对于天然气降温几乎都要与外界能量进行交换，这就要消耗巨大的外界能量，非常不经济。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种用于试油测试的井口天然气调整装置，以基于自身能量分配实现对天然气的降温。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于试油测试的井口天然气调整装置。

所述装置可包括按照天然气流动方向依次连接的进气端、降压单元、涡流单元、第一管段、调节单元，以及可与涡流单元连接的第二管段，第一、第二管段可分别设置在涡流单元的两侧，其中，进气端能够通入从井筒返排出的天然气；降压单元能够对所述返排出的天然气进行降压处理；涡流单元能够使所述降压后的天然气形成涡流；第一管段能够流通所述形成涡流的天然气，第一管段未与涡流单元连接的一端可形成第一出气口；调节单元可设置在所述第一出气口处并能够使到达第一出气口的部分天然气反向以形成逆向涡流，形成逆向涡流的天然气能够流经第一管段、涡流单元并进入第二管段，所述调节单元还能够使未形成逆向涡流的天然气从第一出气口排出；第二管段未与涡流单元连接的一端可形成第二出气口，所述形成逆向涡流的天然气能够从第二出气口中排出。

在本发明的一个示例性实施例中，所述从井筒返排出的天然气的温度可为50～105℃，压强可为40～50mpa。

在本发明的一个示例性实施例中，所述降压单元可包括至少一个降压喷嘴。

在本发明的一个示例性实施例中，所述降压喷嘴可竖直设置在涡流单元上方。

在本发明的一个示例性实施例中，所述降压单元能够将所述返排出天然气的压强降至1～10mpa。

在本发明的一个示例性实施例中，所述第一管段和第二管段的轴线可在同一直线上。

在本发明的一个示例性实施例中，所述调节单元还能够调整所述形成逆向涡流的天然气和所述从第一出气口排出天然气之间的比例。

在本发明的一个示例性实施例中，所述从第一出气口排出的天然气的温度可为40～105℃，所述从第二出气口排出天然气的温度可为20～45℃。

在本发明的一个示例性实施例中，所述装置还可包括热交换器，所述热交换器的一端可与所述第一出气口连接，另一端可与输气管网连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：本发明的装置可用于油气井试油测试中，利用井筒返排流体的自身能量实现对天然气的降温，以达到外输标准，提高输送效率，并减少地层水对后续生产设备的损坏。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本发明的一个示例性实施例中的用于试油测试的井口天然气调整装置的一个结构示意图；

其中，1、天然气进口，2、涡流室，3、喷嘴，4、冷端管，5、热端管，6、调节阀，7、低温天然气出口，8、热天然气出口。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本发明的用于试油测试的井口天然气调整装置，本发明中出现的第一和第二不表示先后顺序，仅用于相互区别。

本发明提供了一种用于试油测试的井口天然气调整装置。

在本发明的一个示例性实施例中，所述装置可以包括按照天然气流动方向依次设置的进气端、降压单元、涡流单元、第一管段、调节单元，以及与涡流单元连接的第二管段，第一、第二管段分别设置在涡流单元的两侧，其中，

进气端可以通入从井筒返排出来的天然气，进气端可以与采气井口连接，当气井采用加砂压裂后，进气端可以与加砂压裂大闸门连接。

降压单元能够对所述返排出来的天然气进行降压处理，通过降压可以实现对天然气的第一次节流降温，可以实现初步降温20℃。

涡流单元能够使降压后的天然气形成涡流。

形成涡流的天然气能够在所述第一管段中流通。

第一管段未与涡流单元连接的一端可以为第一出气口。

调节单元设置在所述第一出气口处并能够使到达第一出气口的部分天然气反向并形成逆向涡流，形成逆向涡流的天然气能够流经第一管段、涡流单元并进入第二管段，所述调节单元还能够使未形成逆向涡流的天然气从第一出气口排出。

第二管段未与涡流单元连接的一端形成第二出气口，所述形成逆向涡流的天然气能够从第二出气口排出。

在本实施例中，从井筒返排出的高温、高压的天然气的温度可以为50～105℃、压强可以为40～50mpa，从第一出气口排出的天然气的温度可以为40～105℃，例如50℃或65℃，从第二出气口排出的天然气的温度可以为20～40℃，第二出气口还可以连接有热交换器，热交换器不与第二出气口连接的另一端与输气管网连接。

在本实施例中，降压单元可以包括至少一个降压喷嘴，进一步地，可以包括6～8个降压喷嘴，并且所述降压喷嘴可以都竖直设置在涡流单元的入口处以便于降压后的天然气沿切线方向进入涡流单元，降压单元能够使井筒返排出的天然气的压强降至1～10mpa。

在本实施例中，调节单元可以包括调节阀。当气井采用加砂压裂后，井筒返排物中除了返排天然气还将会产生10～70％的返排液，通常返排液中会含有高浓度的固相颗粒和多种化学添加剂，同时还含有大量的有机、无机离子，返排液中含砂为5～10％。因此，为了避免返排流体中的固相(支撑剂、地层出砂、桥塞碎屑、泥浆固相等)对调节阀的冲蚀破坏，调节阀可以采用硬质合金设计，以提高耐冲蚀性。同时，对于返排流体内的固相，通常可以采用捕屑器清理大颗粒固相物质，除砂器去除小颗粒物质。

在本实施例中，当形成涡流的天然气进入第一管段后一直向第一出气口方向运动，在到达第一出气口后，可以通过调节阀的控制，使一部分天然气从第一出气口排出到外部设置的热交换器，经过热交换器的降温后输出到输气管网，而没有排出的天然气，在原天然气涡流的内部形成反向的逆向的涡流，并且内部的逆向涡流作减速运动、外部的天然气作加速运动，从而发生热交换，内侧的逆向涡流天然气温度降低，外侧天然气温度变高，以实现基于自身能量分配的天然气降温，降温后的天然气可以运动到第二出气口输出进入输气管网，而热的天然气仍然可以通过调节阀的控制进入热交换器。同时，可以根据现场的实际情况，通过调节阀的开度来调整第一出口天然气的输出以达到调整装置内部冷、热天然气的比例，以得到现场较佳的井口返排天然气的降温效果。

在本发明的另一个示例性实施例中，如图1所示，为了实现井口天然气的降温，井筒返出的高温、高压天然气经过喷嘴3后被切向引入涡流室2，在涡流室2内形成高速旋转的涡流体，涡流体向热端5运动，通过调节阀6有效控制，部分热的天然气从装置的热天然气出口8排出并进入到热交换器再进行降温处理后进入输气管网，而未输出的天然气再回过来向涡流管冷端4运动，在外侧漩涡内部形成一个较小的涡流体，且内层作减速、外层作加速运动，使得内层动能损失，温度下降，以实现基于自身能量分配的天然气降温，经过降温的天然气则可满足输气标准，而直接从低温天然气出口7进入输气管网。此外，现场根据实际情况，可以通过调节阀6的开度来调整冷、热天然气的比例，以得到现场最佳的井口天然气降温效果。

在本实施例中，冷端管和热端管可以选用耐腐蚀的材料，进一步地，可以为35crmo钢。

综上所述，本发明的用于试油测试的井口天然气调整装置优点可包括：

(1)本发明的装置可用于油气井试油测试中，利用井筒返排流体的自身能量实现对天然气的降温，以达到外输标准，提高输送效率，并减少地层水对后续生产设备的损坏。

(2)本装置的调节阀采用合金制成，具有良好的耐冲蚀性，提高了装置的稳定性。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。