油田用二氧化碳吞吐系统的制作方法

本实用新型属于采油装备技术领域，更具体地说，是涉及一种油田用二氧化碳吞吐系统。

背景技术：

二氧化碳吞吐技术是国内一项新兴的采油技术，把二氧化碳注入油层，二氧化碳充分溶于原油后，使原油的粘度降低，增加其流动性，同时原油的体积膨胀，从而提高产油率。目前，油田所使用的二氧化碳吞吐系统只把用于注入二氧化碳的柱塞泵的出口直接与采油井口直接相连，该柱塞泵的进口直接与二氧化碳液压罐相连，缺少一定的超压保护措施，存在安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种油田用二氧化碳吞吐系统，旨在解决现有技术中存在的用于注入二氧化碳的柱塞泵缺少超压保护措施，存在安全隐患的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种油田用二氧化碳吞吐系统，包括：

二氧化碳注入泵，系统进口通过第一管道与所述二氧化碳注入泵的进口连通，所述第一管道上设有第一阀门；

第一压力传感装置，设于所述第一管道上，且位于所述第一阀门和所述二氧化碳注入泵的进口之间，所述第一压力传感装置用于感测所述二氧化碳注入泵的进口压力值；

加热罐，所述加热罐的进口通过第二管道与所述二氧化碳注入泵的出口连通，所述第二管道上设有第二阀门，所述加热罐的出口与井口系统进口连通；

第二压力传感装置，设于所述第二管道上，且位于所述第二阀门和所述二氧化碳注入泵的出口之间，所述第二压力传感装置用于感测所述二氧化碳注入泵的出口压力值；以及

控制单元，分别与所述二氧化碳注入泵、所述第一压力传感装置、所述第二压力传感装置和所述加热罐通讯连接；

当所述二氧化碳注入泵的进口压力值高于或低于第一预设范围值时，所述控制单元控制所述二氧化碳注入泵停泵；或者

当所述二氧化碳注入泵的出口压力值大于第二预设值时，所述控制单元控制所述二氧化碳注入泵停泵。

作为本申请另一实施例，所述油田用二氧化碳吞吐系统还包括缓蚀剂注入泵，所述缓蚀剂注入泵通过第三管道与所述第二管道连通，所述第三管道与所述第二管道的连接位置位于所述第二阀门和所述加热罐的进口之间，所述第三管道上设有阀门组，所述缓蚀剂注入泵与所述控制单元通讯连接。

作为本申请另一实施例，所述油田用二氧化碳吞吐系统还包括高压耐低温流量计，所述高压耐低温流量计设于所述第二管道上，且位于所述第二压力传感装置和所述第二阀门之间，所述高压耐低温流量计与所述控制单元通讯连接。

作为本申请另一实施例，所述二氧化碳注入泵为柱塞泵，所述二氧化碳注入泵的柱塞组件包括：

柱塞；

盘根盒，套设于所述柱塞外周，所述盘根盒的内壁与所述柱塞的外壁之间形成密封腔；

导向环，设于所述密封腔内，且位于所述盘根盒的前端部；

纳米碳素密封环组件，设于所述密封腔内，且位于所述导向环后侧；

耐低温盘根，设于所述密封腔内，且位于所述纳米碳素密封环组件后侧；以及

盘根压盖，设于所述密封腔内，且压设于所述耐低温盘根后侧。

作为本申请另一实施例，所述纳米碳素密封环组件包括：

碳素密封环，所述碳素密封环上设有向前开口的容置槽；以及

纳米碳素密封环，嵌于所述容置槽内。

作为本申请另一实施例，所述耐低温盘根为耐低温芳纶盘根。

作为本申请另一实施例，所述油田用二氧化碳吞吐系统还包括二氧化碳回收口，所述二氧化碳回收口通过第四管道与所述第二管道连通，所述第二管道与所述第四管道的连接位置位于所述第二压力传感装置和所述第二阀门之间，所述第四管道上设有第三阀门。

作为本申请另一实施例，所述第三阀门为多功能阀。

作为本申请另一实施例，所述第一阀门为耐低温截止阀，所述第二阀门为多功能阀，所述阀门组包括：

高压闸阀；以及

高压单向阀，所述高压单向阀位于所述高压闸阀和所述缓蚀剂注入泵的出口之间。

作为本申请另一实施例，所述油田用二氧化碳吞吐系统还包括全开放式的撬装泵房，所述二氧化碳注入泵、所述第一压力传感装置、所述加热罐、所述第二压力传感装置和所述控制单元均设于所述撬装泵房内。

本实用新型提供的油田用二氧化碳吞吐系统的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型油田用二氧化碳吞吐系统，通过在二氧化碳注入泵的进口处设置第一压力传感装置，并在出口处设置第二压力传感装置，能分别对二氧化碳注入泵的进口压力值和出口压力值进行实时监测，并将监测数据实时传输至控制单元，一旦进口压力值高于或低于第一预设范围值，或出口压力值大于第二预设值，控制单元会立即生成停泵命令，并将停泵命令发送至二氧化碳注入泵，进而可以控制二氧化碳注入泵停泵，对二氧化碳注入泵提供了有效的超压保护措施，在很大程度上降低了二氧化碳吞吐系统运行的安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的油田用二氧化碳吞吐系统的内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的油田用二氧化碳吞吐系统的控制模块示意图；

图3为本实用新型实施例采用的柱塞组件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例采用的撬装泵房的结构示意图；

图5为图4的a部放大图。

图中：1、二氧化碳注入泵；101、柱塞；102、盘根盒；103、导向环；104、耐低温盘根；105、盘根压盖；106、碳素密封环；107、纳米碳素密封环；2、第一压力传感装置；3、加热罐；4、第二压力传感装置；5、控制单元；6、系统进口；7、第一管道；8、第一阀门；9、第二管道；10、第二阀门；11、井口系统进口；12、缓蚀剂注入泵；13、第三管道；14、高压耐低温流量计；15、二氧化碳回收口；16、第四管道；17、第三阀门；18、高压闸阀；19、高压单向阀；20、撬装泵房；2001、泵房本体；2002、泵房门口；2003、泵房门；2004、支杆；2005、导轨；2006、连接板；2007、导轮；2008、限位板；21、压力表

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的油田用二氧化碳吞吐系统进行说明。所述油田用二氧化碳吞吐系统，包括二氧化碳注入泵1、第一压力传感装置2、加热罐3、第二压力传感装置4和控制单元5；系统进口6通过第一管道7与二氧化碳注入泵1的进口连通，第一管道7上设有第一阀门8；第一压力传感装置2设于第一管道7上，且位于第一阀门8和二氧化碳注入泵1的进口之间，第一压力传感装置2用于感测二氧化碳注入泵1的进口压力值；加热罐3的进口通过第二管道9与二氧化碳注入泵1的出口连通，第二管道9上设有第二阀门10，加热罐3的出口与井口系统进口11连通；第二压力传感装置4设于第二管道9上，且位于第二阀门10和二氧化碳注入泵1的出口之间，第二压力传感装置4用于感测二氧化碳注入泵1的出口压力值；控制单元5分别与二氧化碳注入泵1、第一压力传感装置2、第二压力传感装置4和加热罐3通讯连接。

当二氧化碳注入泵1的进口压力值高于或低于第一预设范围值时，控制单元5控制二氧化碳注入泵停泵；或者当二氧化碳注入泵1的出口压力值大于第二预设值时，控制单元5控制二氧化碳注入泵1停泵。

在控制单元3中预先输入加热温度及加热时间的命令，即可使加热罐3根据指令对二氧化碳进行加热，保证二氧化碳吞吐作业的有效性。

其中，系统进口与二氧化碳源连通。由于二氧化碳源呈液态，温度为零下40℃，通过加热罐3加热后提高二氧化碳的温度，防止液态二氧化碳遇水在井口结冰，确保二氧化碳顺利注入到采油井。

本实用新型提供的油田用二氧化碳吞吐系统，与现有技术相比，通过在二氧化碳注入泵1的进口处设置第一压力传感装置2，并在出口处设置第二压力传感装置4，能分别对二氧化碳注入泵1的进口压力值和出口压力值进行实时监测，并将监测数据实时传输至控制单元5，一旦进口压力值高于或低于第一预设范围值，或出口压力值大于第二预设值，控制单元5会立即生成停泵命令，并将停泵命令发送至二氧化碳注入泵1，进而可以控制二氧化碳注入泵1停泵，对二氧化碳注入泵1提供了有效的超压保护措施，在很大程度上降低了二氧化碳吞吐系统运行的安全隐患。

具体地，第一压力传感装置2和第二压力传感装置4均为压力变送器，压力变送器适用于管道压力的测量，安装方便，测量准确。

具体地，第一预设范围值为2mpa-4mpa，第二预设值根据实际作业需求设定(如40mpa)，当系统的进口压力低于2mpa或者出口高于40mpa时，控制单元5控制二氧化碳注入泵1停泵，确保安全生产。

作为本实用新型提供的油田用二氧化碳吞吐系统的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，油田用二氧化碳吞吐系统还包括缓蚀剂注入泵12，缓蚀剂注入泵12通过第三管道13与第二管道9连通，第三管道13与第二管道9的连接位置位于第二阀门10和加热罐3的进口之间，第三管道13上设有阀门组，缓蚀剂注入泵12与控制单元5通讯连接。由于二氧化碳源中含有其他的腐蚀性气体，对系统管线及采油管线有一定的腐蚀作用，通过缓蚀剂注入泵12将缓蚀剂与二氧化碳共同通过加热罐3后注入采油井口。对整体系统管线起到防腐保护作用。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，油田用二氧化碳吞吐系统还包括高压耐低温流量计14，高压耐低温流量计14设于第二管道9上，且位于第二压力传感装置4和第二阀门10之间，高压耐低温流量计14与控制单元5通讯连接。通过高压耐低温流量计14实时计量二氧化碳注入量，便于通过作业需求进行注入量的实时调整。高压耐低温流量计能够耐受管道的高压和低温的状态，保证流量计量功能正常。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图3，二氧化碳注入泵为柱塞泵，二氧化碳注入泵1的柱塞组件包括柱塞101、盘根盒102、导向环103、纳米碳素密封环组件、耐低温盘根104和盘根压盖105；盘根盒102套设于柱塞101外周，盘根盒102的内壁与柱塞101的外壁之间形成密封腔；导向环103设于密封腔内，且位于盘根盒102的前端部；纳米碳素密封环组件设于密封腔内，且位于导向环103后侧；耐低温盘根104设于密封腔内，且位于纳米碳素密封环组件后侧；盘根压盖105设于密封腔内，且压设于耐低温盘根104后侧。

目前使用的二氧化碳吞吐系统需要连续的排放二氧化碳气体，但其中包含有毒气体，会对环境造成一定的污染，达不到环保要求，同时也对采购的液态二氧化碳造成浪费。通过设置上述的柱塞组件，耐低温盘根104在低温条件下也能保持弹性密封的状态，纳米碳素密封环组件柔软性、回弹性、耐低温性等性能优异，具有良好的密封性，在连续输送液态二氧化碳的情况下，确保整台系统在正常工作情况下零泄漏，保护了环境，节约了生产成本。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图3，纳米碳素密封环组件包括碳素密封环106和纳米碳素密封环107；碳素密封环106上设有向前开口的容置槽，纳米碳素密封环107嵌于容置槽内。碳素密封环106与盘根盒102密封抵接，纳米碳素密封环107与柱塞101密封抵接，在柱塞101运动的情况下也能保证接触位置的密封性。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，耐低温盘根104为耐低温芳纶盘根。其耐磨性、耐低温性能好，且价格低，有利于降低使用成本。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，油田用二氧化碳吞吐系统还包括二氧化碳回收口15，二氧化碳回收口15通过第四管道16与第二管道9连通，第二管道9与第四管道16的连接位置位于第二压力传感装置4和第二阀门10之间，第四管道16上设有第三阀门17。通过二氧化碳回收口15对未利用的二氧化碳进行回收，节约使用成本；通过第四管道16直接使未利用的二氧化碳回收到二氧化碳存储罐中，节约使用成本，另外，在启动二氧化碳注入泵1前，先让液态二氧化碳在二氧化碳注入泵1和二氧化碳存储罐中循环，待温度达到液态二氧化碳的温度后再启动二氧化碳注入泵1，提高安全性及生产效率；第三阀门17控制第四管道16的通断，以便根据实际工况对控制回收二氧化碳是否再次进入系统。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，第三阀门17为多功能阀。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，第一阀门8为耐低温截止阀，第二阀门10为多功能阀，阀门组包括高压闸阀18以及高压单向阀19，高压单向阀19位于高压闸阀18和缓蚀剂注入泵12的出口之间。多功能阀具有多种控制功能，节约阀门安装难度，降低使用成本。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1、图4及图5，油田用二氧化碳吞吐系统还包括全开放式的撬装泵房20，二氧化碳注入泵1、第一压力传感装置2、加热罐3、第二压力传感装置4和控制单元5均设于撬装泵房20内。把整个吞吐系统安装在一个撬装泵房20内，便于在不同采油区块运输安装，该系统运送到现场后把进出口与现场管线连接，接通电源即可工作。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图4及图5，撬装泵房20包括泵房本体2001、设于泵房本体2001侧壁上的泵房门口2002及与泵房本体2001活动连接且用于覆盖泵房门口的泵房门2003，泵房门2003为上下对开式的门，相对设置的两个泵房门2003之间设有锁具。对开式的泵房门2003便于开闭，占用空间小。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图4，泵房门与泵房本体转动连接，泵房本体2001上设有用于支撑泵房门2003的支杆2004。支杆2004起到承托或提拉作用，以固定泵房门2003的位置。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图4及图5，泵房本体2001上设有导轨2005，泵房门2003上设有连接板2006，连接板2006上设有与导轨2005滚动连接的导轮2007，且导轮2007与连接板2006转动连接，位于泵房本体2001上部的导轨2005的下方还设有用于承托泵房门2003的限位板2008。在打开泵房门2003的时候，将位于上方的泵房门2003向上翻转，翻转到基本与地面平行后向泵房本体2001的方向推动泵房门2003，在限位板2008的作用下泵房门2003的至少一部分可回缩到泵房本体2001中；同理，将位于下方的泵房门2003向下翻转，翻转到基本与地面平行后向泵房本体2001的方向推动泵房门2003，导轨2005能够承托泵房门2003，泵房门2003的至少一部分可回缩到泵房本体2001中。这种结构使得泵房门2003在开启后的固定变的更加简便，同时更加节省外部空间。另外，在本实施例的基础上，泵房本体2001上还可设有用于支撑泵房门2003的支杆2004，以对开启的泵房门2003起到进一步固定的作用。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，第二管道9上还设有压力表21，压力表位于第三管道13与第二管道9连接位置和加热罐3的进口之间。压力表21起到显示第二管道9压力的作用，以便对第二管道9靠近加热罐3进口位置的压力进行实时显示。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。