本實用新型涉及空氣泡沫驅油技術在油氣田地面工程中的應用，具體涉及一種空氣泡沫驅采油井場裝置。

背景技術：

長慶油田屬于典型的特/超低滲透油藏，儲層物性差、非均質性強、微裂縫發(fā)育，原始氣油比高。油區(qū)內試驗空氣泡沫驅油技術后，存在較高的氣竄風險，尤其在加密區(qū)，預測氣竄后氣油比可達到500m³/t以上；氣竄一旦發(fā)生將嚴重威脅地面集輸管網和下游油氣集輸站場的安全。

與此同時，油藏內耗氧量不明確，注入氣體運移和積聚方向不明，投資和運行成本壓力大等眾多因素，限制注入端減氧指標的下調，因此現場存在較大的安全生產風險和爆炸風險。

目前，國內已開展空氣泡沫驅油試驗的油田，大多采取采油樹井口手動放空的方式進行直接泄壓，不僅增加操作人員的勞動強度，還存在嚴重的安全隱患。因此，解決空氣泡沫驅油技術與地面工程安全問題勢在必行。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服空氣泡沫驅油人員操作勞動強度大且存在安全隱患的技術問題，提供一種空氣泡沫驅采油井場裝置。

本實用新型的技術方案是提供了一種空氣泡沫驅采油井場裝置，所述采油井口上連接有采油樹，采油樹上設有油管出口和套管氣出口，采油井口的油管與油管出口連通，油管出口通過管線連接至井場投球裝置區(qū)，采油井口的套管與套管氣出口連通，套管氣出口通過管線連接至套管氣定壓放氣區(qū)，所述井場投球裝置區(qū)與套管氣定壓放氣區(qū)通過管線連接并通至出油管線，其特征在于：所述采油井口與油管出口之間設有壓力變送器一，所述采油井口與套管氣出口之間設有壓力變送器二，所述油管出口與井場投球裝置區(qū)之間的管線上依次設有截斷閥三和閥門一，所述套管氣出口與套管氣定壓放氣區(qū)之間的管線上依次設有截斷閥四、止回閥、閥門二，所述壓力變送器一、截斷閥三、閥門一、壓力變送器二和閥門二都電連接于井場RTU。

所述采油井口的油管與油管出口之間設有截斷閥一和壓力表一，采油井口的套管與套管氣出口之間設有壓力表二和截斷閥二。

所述止回閥與閥門二之間的管線上依次連接有管線一和管線二，且管線一和管線二上都分別設置有安全閥一和安全閥二。

所述安全閥一和安全閥二的進口端都設有球閥。

所述安全閥一和安全閥二的出口端都設有阻火器。

所述截斷閥三和閥門一之間的管線上還設有在線監(jiān)測接口，在線監(jiān)測接口上設有監(jiān)測儀，且該監(jiān)測儀與井場RTU電連接。

所述出油管線上還設有計量接口。

本實用新型的這種空氣泡沫驅采油井場工藝，至少包括以下步驟：

步驟1）在壓力變送器一和壓力變送器二上設定壓力報警值，保證油管壓力和套管壓力在安全范圍內，在安全閥一和安全閥二設置安全起跳值，且安全閥一的安全起跳值小于安全閥二，在在線監(jiān)測接口上設的監(jiān)測儀上設定氧氣的一級安全報警值和二級安全報警值，且一級安全報警值小于二級安全報警值；

步驟2）當油井正常生產時，原油從采油井口的油管采出，進入井場投球裝置區(qū)，伴生氣經采油井口套管采出，進入套管氣定壓放氣區(qū)，至此，原油和伴生氣混合后經出油管線直接外輸，實現井場單管集油流程同時還可從出油管線上的計量接口取樣計量；

步驟3）當油井壓力異?；虬l(fā)生氣竄，套管壓力首先上升，壓力達到壓力變送器二設定的報警值時，截斷閥四截斷管路，停井并報警與此同時壓力變送器二將壓力信號上傳至井場RTU，井場RTU控制截斷閥三截斷管路，若油管壓力上升，壓力達到壓力變送器一設定的報警值時，壓力變送器一將壓力信號上傳至井場RTU，井場RTU控制截斷閥三截斷管路，停井并報警, 待井筒壓力恢復至正常生產壓力，且排查無險后，重新進行采油作業(yè)和生產；

步驟4）當壓力變送器一、壓力變送器二、截斷閥三和截斷閥四同時無動作或失效時，氣竄伴隨的大量伴生氣可通過管線一或管線二上常開的球閥，使安全閥一或安全閥二啟跳，進行管網放空，對地面系統(tǒng)進行二級保護，待井筒壓力恢復至正常生產壓力，且排查無險后，重新進行采油作業(yè)和生產；

步驟5）在線監(jiān)測原油匯管的氧氣濃度，當在線監(jiān)測接口的氧含量大于等于一級安全報警值時，監(jiān)測儀上傳信號至井場RTU并報警，進行排查，保證現場安全，當在線監(jiān)測接口的氧含量大于等于二級安全報警值時，監(jiān)測儀上傳信號至井場RTU并報警，井場RTU控制閥門一和閥門二緊急切斷，井場停止采油，注入站停止注氣，以確保生產安全，待檢測氧含量達到安全閾值，重新進行采油作業(yè)和生產。

本實用新型的有益效果：

（1）本實用新型提供的這種空氣泡沫驅采油井場裝置能實現井口壓力監(jiān)控與緊急截斷相結合、超壓泄放與聯(lián)鎖停井相結合、含氧監(jiān)測與緊急停注相結合的功能，兩級保護流程，可解決氣竄發(fā)生時緊急截斷失靈事故，實現安全放空泄壓，保護下游集輸系統(tǒng)流程的功能，且具有工藝簡潔、流程優(yōu)化、施工簡單、操作方便和安全環(huán)保等優(yōu)點，適用于空氣泡沫驅油的采油井場工藝，同樣適用于其他氣體驅油的采油井場防氣竄工藝，可實現氣驅采油油田的井場單管集油，在試驗或采用三次采油的油田具有較廣的應用前景。

（2）本實用新型提供的這種空氣泡沫驅采油井場裝置通過在壓力變送器一和壓力變送器二上設定壓力報警值，當油井壓力開始異?；虬l(fā)生氣竄時，保證油管壓力和套管壓力在安全范圍內。

（3）本實用新型提供的這種空氣泡沫驅采油井場裝置通過在安全閥一或安全閥二設置安全起跳值，安全閥一的安全起跳值小于安全閥二，當壓力變送器一、壓力變送器二、截斷閥三和截斷閥四同時無動作或失效時，安全閥一或安全閥二起跳，放空管內氣體，減小壓力。

（4）本實用新型提供的這種空氣泡沫驅采油井場裝置通過在在線監(jiān)測接口上設的監(jiān)測儀上設定氧氣的一級安全報警值和二級安全報警值，且一級安全報警值小于二級安全報警值，在線監(jiān)測原油匯管的氧氣濃度，避免氧氣濃度過大引起事故。

（5）本實用新型提供的這種空氣泡沫驅采油井場裝置通過采油井口的油管與油管出口之間設有截斷閥一和壓力表一，采油井口的套管與套管氣出口之間依次設有壓力表二和截斷閥二,便于觀察井口壓力以及對井口進行開關控制。

（6）本實用新型提供的這種空氣泡沫驅采油井場裝置通過在截斷閥三和閥門一之間的管線上還設有在線監(jiān)測接口，在線監(jiān)測接口上設有監(jiān)測儀，且該監(jiān)測儀與井場RTU電連接，便于監(jiān)測原油匯管內的氧氣濃度，保證現場安全。

（7）本實用新型提供的這種空氣泡沫驅采油井場裝置及其工藝通過在安全閥一和安全閥二的進口端都設有球閥，便于檢修及更換安全閥。

（8）本實用新型提供的這種空氣泡沫驅采油井場裝置通過在安全閥一和安全閥二的出口端都設有阻火器，避免發(fā)生事故。

（9）本實用新型提供的這種空氣泡沫驅采油井場裝置通過在出油管線上還設有計量接口，便于計量。

（10）本實用新型提供的這種空氣泡沫驅采油井場裝置截斷閥一和截斷閥二采用手動截斷閥，裝置出現異常時，可手動關閉，截斷閥三采用帶電動執(zhí)行機構的高低壓緊急截斷閥，不僅可以通過閥門本體的取壓管感應管路壓力，自動關停，還可通過信號線發(fā)送過來的指令關停，截斷閥四采用機械式的高低壓緊急截斷閥，通過閥門本體的取壓管感應管路壓力，自動關停。

以下將結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本實用新型空氣泡沫驅采油井場裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型的電連接示意圖。

附圖標記說明：1、采油井口；2、采油樹；3、截斷閥一；4、壓力表一；5、壓力變送器一；6、截斷閥三；7、閥門一；8、投球裝置區(qū)；9、壓力表二；10、壓力變送器二；11、截斷閥二；12、截斷閥四；13、止回閥；14、閥門二；15、套管氣定壓放氣閥區(qū)；16、管線一；17、安全閥一；18、管線二；19、安全閥二；20、出油管線；21、油管出口；22、套管氣出口；23、在線監(jiān)測接口；24、計量接口。

具體實施方式

實施例1：

為了克服空氣泡沫驅油人員操作勞動強度大且存在安全隱患的技術問題，本實施例提供了一種如圖1和圖2所示的空氣泡沫驅采油井場裝置，所述采油井口1上連接有采油樹2，采油樹2上設有油管出口21和套管氣出口22，采油井口1的油管與油管出口21連通，油管出口21通過管線連接至井場投球裝置區(qū)8，采油井口1的套管與套管氣出口22連通，套管氣出口22通過管線連接至套管氣定壓放氣區(qū)15，所述井場投球裝置區(qū)8與套管氣定壓放氣區(qū)15通過管線連接并通至出油管線20，其特征在于：所述采油井口1與油管出口21之間設有壓力變送器一5，所述采油井口1與套管氣出口22之間設有壓力變送器二10，所述油管出口21與井場投球裝置區(qū)8之間的管線上依次設有截斷閥三6和閥門一7，所述套管氣出口22與套管氣定壓放氣區(qū)15之間的管線上依次設有截斷閥四12、止回閥13、閥門二14，所述壓力變送器一5、截斷閥三6、閥門一7、壓力變送器二10和閥門二14都電連接于井場RTU。

本實用新型提供的這種空氣泡沫驅采油井場裝置，至少包括以下步驟：

步驟1）在壓力變送器一5和壓力變送器二10上設定壓力報警值，當油井壓力開始異?；虬l(fā)生氣竄時，保證油管壓力和套管壓力在安全范圍內；在安全閥一17或安全閥二19設置安全起跳值，安全閥一17的安全起跳值小于安全閥二19，當壓力變送器一5、壓力變送器二10、截斷閥三6和截斷閥四12同時無動作或失效時，安全閥一17或安全閥二19起跳，放空管內氣體，減小壓力；在在線監(jiān)測接口23上設的監(jiān)測儀上設定氧氣的一級安全報警值和二級安全報警值，且一級安全報警值小于二級安全報警值，在線監(jiān)測原油匯管的氧氣濃度，避免氧氣濃度過大引起事故；

步驟2）當油井正常生產時，原油從采油井口1的油管采出，進入井場投球裝置區(qū)8，伴生氣經采油井口1套管采出，進入套管氣定壓放氣區(qū)15，至此，原油和伴生氣混合后經出油管線直接外輸，實現井場單管集油流程同時還可從出油管線上的計量接口取樣計量；

步驟3）當油井壓力異?；虬l(fā)生氣竄，套管壓力首先上升，壓力達到壓力變送器二10設定的報警值時，截斷閥四12截斷管路，停井并報警與此同時壓力變送器二10將壓力信號上傳至井場RTU，井場RTU控制截斷閥三6截斷管路，若油管壓力上升，壓力達到壓力變送器一5設定的報警值時，壓力變送器一5將壓力信號上傳至井場RTU，井場RTU控制截斷閥三6截斷管路，停井并報警, 待井筒壓力恢復至正常生產壓力，且排查無險后，重新進行采油作業(yè)和生產；

步驟4）當壓力變送器一5、壓力變送器二10、截斷閥三6和截斷閥四12同時無動作或失效時，由于止回閥13與閥門二14之間的管線上依次連接有管線一16和管線二18，且管線一16和管線二18上都分別設置有安全閥一17和安全閥二19，因此氣竄伴隨的大量伴生氣可通過管線一16或管線二18上常開的球閥，使安全閥一17或安全閥二19啟跳，進行管網放空，對地面系統(tǒng)進行二級保護，待井筒壓力恢復至正常生產壓力，且排查無險后，重新進行采油作業(yè)和生產；

步驟5）在線監(jiān)測原油匯管的氧氣濃度，當在線監(jiān)測接口23的氧含量大于等于一級安全報警值時，監(jiān)測儀上傳信號至井場RTU并報警，進行排查，保證現場安全，當在線監(jiān)測接口23的氧含量大于等于二級安全報警值時，監(jiān)測儀上傳信號至井場RTU并報警，井場RTU控制閥門一7和閥門二14緊急切斷，井場停止采油，注入站停止注氣，以確保生產安全，待檢測氧含量達到安全閾值，重新進行采油作業(yè)和生產。

本實用新型提供的這種空氣泡沫驅采油井場裝置能實現井口壓力監(jiān)控與緊急截斷相結合、超壓泄放與聯(lián)鎖停井相結合、含氧監(jiān)測與緊急停注相結合的功能，兩級保護流程，解決了空氣泡沫驅油人員操作勞動強度大且存在安全隱患的技術問題，實現安全放空泄壓，保護下游集輸系統(tǒng)流程的功能，且具有工藝簡潔、流程優(yōu)化、施工簡單、操作方便和安全環(huán)保等優(yōu)點，適用于空氣泡沫驅油的采油井場工藝，同樣適用于其他氣體驅油的采油井場防氣竄工藝，可實現氣驅采油油田的井場單管集油，在試驗或采用三次采油的油田具有較廣的應用前景。

實施例2：

在實施例1的基礎上，本實施例提供了一種空氣泡沫驅采油井場裝置，為了便于觀察井口壓力以及對井口進行開關控制，所述采油井口1的油管與油管出口21之間設有截斷閥一3和壓力表一4，采油井口1的套管與套管氣出口22之間依次設有壓力表二9和截斷閥二11。

所述截斷閥一3和截斷閥二11采用手動截斷閥，裝置出現異常時，可手動關閉。所述截斷閥三6采用帶電動執(zhí)行機構的高低壓緊急截斷閥，不僅可以通過閥門本體的取壓管感應管路壓力，自動關停，還可通過信號線發(fā)送過來的指令關停。所述截斷閥四12采用機械式的高低壓緊急截斷閥，通過閥門本體的取壓管感應管路壓力，自動關停。

為了便于檢修及更換安全閥，所述安全閥一17和安全閥二19的進口端都設有球閥。

所述安全閥一17和安全閥二19的出口端都設有阻火器，避免發(fā)生事故。

原油匯管內存在氧氣，為了便于監(jiān)測原油匯管內的氧氣濃度，保證現場安全，所述截斷閥三6和閥門一7之間的管線上還設有在線監(jiān)測接口23，在線監(jiān)測接口23上設有監(jiān)測儀，且該監(jiān)測儀與井場RTU電連接。

為了便于計量，所述出油管線20上還設有計量接口24。

以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明，并不構成對本實用新型的保護范圍的限制，凡是與本實用新型相同或相似的設計均屬于本實用新型的保護范圍之內。