本發(fā)明涉及采氣工藝，具體涉及一種防垢氣舉流動(dòng)裝置及其設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、氣舉工藝就是通過高壓氣源向油管內(nèi)注入高壓氣，降低注氣點(diǎn)以上的流動(dòng)壓力梯度，減少舉升過程中的滑脫損失，排出井底積液，增大生產(chǎn)壓差，恢復(fù)或提高氣井生產(chǎn)能力的一種人工舉升工藝，與其他工藝相比氣舉工藝具有較大的優(yōu)勢(shì)，它適用范圍廣、故障率低、免修期長(zhǎng)。

2、在氣舉過程中，如果地層水中鈣鎂離子濃度含量較高，加之井下流體含co2和h2s的話，管柱結(jié)垢將是大概率的，其主要原因是溫度升高和氣舉時(shí)壓力下降，打破溶液的離子平衡，發(fā)生結(jié)垢沉淀。如以下化學(xué)式：

3、

4、壓力：氣舉時(shí)改變了水中co2和h2s含量，影響co32-和hco3-的濃度，影響caco3晶體的析出；溫度：溫度越高，無機(jī)鹽類溶解度越小，結(jié)垢速率增大，導(dǎo)致高溫井結(jié)垢更加嚴(yán)重。在生活中的小常識(shí)就是水開了的容器很容易結(jié)垢，而低溫容器很少結(jié)垢。

5、井下條件惡劣是造成氣舉工藝故障的首要原因，由于氣井井下條件惡劣結(jié)垢嚴(yán)重、腐蝕強(qiáng)，經(jīng)常導(dǎo)致氣舉閥、油管、工作筒等結(jié)垢堵塞。

6、氣井結(jié)垢嚴(yán)重影響氣井生產(chǎn)，目前主要解決辦法是酸洗和更換管柱。mxx210井自2022年1月氣舉排水生產(chǎn)不到一年時(shí)間，井筒堵塞頻發(fā)，主要采用泵注無機(jī)酸+有機(jī)解堵劑的方式進(jìn)行解堵，截止目前累計(jì)發(fā)生堵塞11次(酸化解堵13次)，累計(jì)泵注有機(jī)解堵劑25.2方，鹽酸40方，ct4-12b無機(jī)酸解堵劑137方，酸化后可解除堵塞并恢復(fù)正常排水生產(chǎn)，但酸化解堵有效期呈減短趨勢(shì)，目前解堵頻率為13天到半個(gè)月一次，頻率較高(通常為半年或一年一次)，導(dǎo)致生產(chǎn)運(yùn)行成本急劇增加。

7、另外也可以在油管外部單獨(dú)設(shè)置一根加注管線，加注除垢劑、防垢劑或阻垢劑防垢，但加注通道施工復(fù)雜，一次性投入成本高；要么通過油套環(huán)空隨高壓氣一起加入，這種情況下加注效果不明顯，加注的化學(xué)藥劑流動(dòng)方向與油管中液體的流動(dòng)方向成90度夾角，大部分隨井液帶到地面，作用在油管壁上的除垢劑和阻垢劑極少，導(dǎo)致防垢效果不明顯。

8、更換管柱、酸洗、或者通過管線加注化學(xué)藥劑都需要較高的成本，氣舉時(shí)注氣向下噴射生產(chǎn)不穩(wěn)定，效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種防垢氣舉流動(dòng)裝置及其設(shè)備，采用本方案，在提高氣舉穩(wěn)定性、氣舉效率的同時(shí)預(yù)防氣井結(jié)垢，降低生產(chǎn)成本，支持氣井的高效開發(fā)。

2、本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種防垢氣舉流動(dòng)裝置，包括：

4、串聯(lián)在油管中部的筒體，所述筒體兩端敞口，并均和所述油管連通；

5、所述筒體的環(huán)向側(cè)壁上均開有若干氣舉注氣通道，所述氣舉注氣通道的兩端分別貫通所述筒體的內(nèi)壁和外壁；

6、所述氣舉注氣通道的外端到內(nèi)端方向，所述氣舉注氣通道朝氣液流動(dòng)的方向傾斜；

7、每個(gè)所述氣舉注氣通道上還連通有開設(shè)于第一筒體上的防垢劑通道。

8、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中，加注的化學(xué)藥劑流動(dòng)方向與油管中液體的流動(dòng)方向成90度夾角，大部分隨井液帶到地面，作用在油管壁上的除垢劑和阻垢劑極少，導(dǎo)致防垢效果不明顯；更換管柱、酸洗、或者通過管線加注化學(xué)藥劑都需要較高的成本，氣舉時(shí)注氣向下噴射生產(chǎn)不穩(wěn)定，效率低等問題，本發(fā)明提供了一種防垢氣舉流動(dòng)裝置及其設(shè)備，采用本方案，在提高氣舉穩(wěn)定性、氣舉效率的同時(shí)預(yù)防氣井結(jié)垢，降低生產(chǎn)成本，支持氣井的高效開發(fā)。

9、具體方案中，包括串聯(lián)在油管中部的筒體，筒體和油管同軸設(shè)置，且兩端均和油管連通；在筒體的側(cè)壁上設(shè)置有傾斜的氣舉注氣通道，氣舉注氣通道朝井液流動(dòng)的方向傾斜，這樣，外部高壓氣源可通過氣舉注氣通道向內(nèi)部注入高壓氣體，其高壓氣體的注入方向和井液流動(dòng)方向基本相同，這樣，高壓氣體能將動(dòng)能傳遞給沿管壁低速流動(dòng)的液體，從而減少液體滑脫，提高氣舉效率。另外，在筒體側(cè)壁上還帶有若干防垢劑通道，通過若干防垢劑通道，能便于向若干氣舉注氣通道輸入起到阻垢或除垢的作用的化學(xué)藥劑，氣舉注氣通道通過自身輸出的高壓氣源，帶動(dòng)化學(xué)藥劑進(jìn)入內(nèi)部和進(jìn)液混合，且化學(xué)藥劑的進(jìn)入方向也為朝井液流動(dòng)的方向傾斜，此時(shí)管壁流速高，并更易將化學(xué)藥劑分配到管壁，從而使部分垢物從管壁上脫離，起到阻垢或除垢的作用，達(dá)到垢物防治的目的。當(dāng)然，根據(jù)結(jié)垢情況，除垢劑、阻垢劑或防垢劑也可兩種或三種同時(shí)加入，達(dá)到共同防治結(jié)垢的目的，在混合前需做藥劑配伍性試驗(yàn)，進(jìn)行綜合性能評(píng)價(jià)。

10、為使化學(xué)藥劑和井液混合更均勻，并利用壓力自動(dòng)吸入化學(xué)藥劑，以提高防垢效果，沿自身長(zhǎng)度方向，所述氣舉注氣通道包括有拉法爾管段；所述防垢劑通道和所述拉法爾管段中部的吼道連通。本方案中，氣舉注氣通道包括有拉法爾管段，利用拉法爾噴管原理，其出口壓力僅與外輸壓力相關(guān)；如圖5所示，為拉法爾原理裝置示意圖，它由高壓進(jìn)氣端①(①和②交界處可以類似看成噴嘴)、②為吼道、③為擴(kuò)散段、④為低壓端(即化學(xué)藥劑的吸入端)組成，高壓氣高速流動(dòng)，將化學(xué)藥劑從低壓端吸入，在吼道②相聚混合，在擴(kuò)散段③混合的更加均勻，通過③的出口再與井液混合，即把高壓氣的高速動(dòng)能部分轉(zhuǎn)化為井液的勢(shì)能，同時(shí)由于高壓氣與液體的混入，也降低了液體的壓力梯度，另外吸入的化學(xué)藥劑通過與井壁接觸，起到阻垢或除垢的作用，當(dāng)然也可以吸入防垢劑，從而達(dá)到垢物防治的目的。

11、其流道內(nèi)氣體處于非臨界流動(dòng)狀態(tài)，由于要吸入化學(xué)藥劑，其流動(dòng)通道至少應(yīng)超過36個(gè)，且其吼道需按照加注化學(xué)藥劑劑量、裝置所處位置注氣壓力、注氣量和溫度所確定；其吸入藥劑端的個(gè)數(shù)由連續(xù)加注藥劑量和藥劑類型決定。通常，氣舉設(shè)計(jì)4mm孔徑等效16個(gè)特殊拉法爾噴嘴，5mm孔徑等效25個(gè)特殊拉法爾噴嘴，6mm孔徑等效36個(gè)特殊拉法爾噴嘴，7mm孔徑等效49個(gè)特殊拉法爾噴嘴，8mm孔徑等效64個(gè)特殊拉法爾噴嘴。每個(gè)噴嘴直徑通常1～1.2mm，需根據(jù)化學(xué)藥劑用量確定，設(shè)計(jì)尺寸過大，日消耗的化學(xué)藥劑量大，過小則防垢和阻垢效果不好，當(dāng)然與除垢劑、阻垢劑或防垢劑的性能強(qiáng)相關(guān)，性能好則用量少，當(dāng)然噴嘴直徑就小，必要時(shí)部分噴嘴可用盲堵堵塞低壓吸入化學(xué)藥劑端。

12、為對(duì)每個(gè)防垢劑通道均勻提供相應(yīng)的化學(xué)藥劑，所述筒體外側(cè)壁上帶有防垢劑管道以及若干環(huán)向設(shè)置的環(huán)形管道，若干所述環(huán)形管道沿所述筒體的軸線方向依次間隔分布；所述防垢劑管道依次穿過每個(gè)所述環(huán)形管道，并和每個(gè)所述環(huán)形管道內(nèi)部連通；每個(gè)所述防垢劑通道均和各自位置處的所述環(huán)形管道連通。本方案中，防垢劑管道固定在筒體的外側(cè)壁上，其防垢劑管道的管線一端和若干環(huán)形管道相連，另一端延長(zhǎng)至封隔器附近位置，管線通過綁帶或扎絲固定在油管上；這樣，通過多個(gè)注氣孔的集合體，其化學(xué)藥劑吸入端在防垢氣舉流動(dòng)裝置下端集合成一個(gè)單獨(dú)的吸液管線，在防垢氣舉流動(dòng)裝置上，所有的吸入端口也通過環(huán)狀管線進(jìn)行了集成為一個(gè)通道，并與下端吸入化學(xué)藥劑管線相連。

13、為對(duì)化學(xué)藥劑提供較長(zhǎng)的作用距離，若干所述氣舉注氣通道在所述筒體的軸向方向上呈螺旋分布。本方案中，若干所述氣舉注氣通道在軸向上螺旋分布，錯(cuò)位的螺旋分部有助于吸取的化學(xué)藥劑作用于較長(zhǎng)的距離，從而防止結(jié)垢段垢物的生成或減少，也節(jié)約了化學(xué)藥劑，從而降低成本。

14、為實(shí)現(xiàn)筒體長(zhǎng)度選擇，并快速拼接，所述筒體包括若干套環(huán)，若干套環(huán)依次同軸拼接。

15、為了給注入的高壓氣體提供出口端面，使高壓氣體沿著井液流動(dòng)方向進(jìn)入，所述套環(huán)內(nèi)側(cè)包括有相連接的大徑段和小徑段，所述大徑段和小徑段之間的端面為沿所述套環(huán)軸向方向設(shè)置的螺旋端面，該套環(huán)上的每個(gè)所述氣舉注氣通道的內(nèi)端均貫通所述螺旋端面。

16、作為若干套環(huán)之間的拼接方式，所述大徑段和小徑段分別位于所述套環(huán)的出口端和進(jìn)口端，所述套環(huán)的進(jìn)口端處的外側(cè)帶有縮徑段，所述縮徑段外徑和所述出口端內(nèi)徑相適配；相鄰所述套環(huán)之間、套環(huán)和所述油管之間均通過所述縮徑段與出口端進(jìn)行承插連接或螺紋連接。當(dāng)然，為使連接節(jié)點(diǎn)更加穩(wěn)定，也可采用其它如焊接等固定連接方式。

17、更進(jìn)一步的方案：

18、本發(fā)明還提供了一種防垢氣舉設(shè)備，包括深入井下的油管，以及串聯(lián)在所述油管上的防垢氣舉流動(dòng)裝置，所述防垢氣舉流動(dòng)裝置位于完井封隔器的上方，且所述完井封隔器和所述防垢氣舉流動(dòng)裝置之間設(shè)有防垢劑加注裝置；

19、所述防垢氣舉流動(dòng)裝置上帶有和若干防垢劑通道連通的防垢劑管道，所述防垢劑管道和所述防垢劑加注裝置連通；且所述防垢劑管道的末端帶有過濾裝置。還包括注氣裝置，所述注氣裝置用于為每個(gè)所述氣舉注氣通道提供高壓氣體。本方案中，在地面上采用間歇加注化學(xué)藥劑，但化學(xué)藥劑是隨著氣舉高壓氣注入時(shí)均勻連續(xù)吸入到油管柱中，從而對(duì)油管柱內(nèi)的垢物進(jìn)行防治，防垢氣舉流動(dòng)裝置與封隔器之間的容積將是化學(xué)藥劑的加注空間，防垢氣舉流動(dòng)裝置的化學(xué)藥劑吸入端通常下到封隔器上1～2根油管處，然后再設(shè)計(jì)化學(xué)藥劑的用量及加注頻率。在封隔器端口那邊，管線末端有過濾裝置，防止贓物進(jìn)入堵塞管線。故本發(fā)明中通過若干氣舉注氣通道中的拉法爾管段，通過通入高壓氣體，能在低壓端將化學(xué)藥劑自動(dòng)吸入到拉法爾管段內(nèi)，并通過類似的噴嘴將化學(xué)藥劑噴射到井液內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)藥劑、氣體和井液的充分混合，以提高防垢效率。

20、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

21、1.本發(fā)明提供的一種防垢氣舉流動(dòng)裝置及其設(shè)備，高壓氣流動(dòng)方向與井筒內(nèi)流體流動(dòng)方向近乎一致，高壓氣將動(dòng)能傳遞給沿管壁低速流動(dòng)的液體，從而減少液體滑脫，提高氣舉效率。且在抗沖蝕上做了改進(jìn)，通常流動(dòng)中心速度快，沿管壁流速低，而本發(fā)明使管壁流速高，對(duì)于高溫易結(jié)垢的井能顯著降低垢物沉積，同時(shí)流速快也能使部分垢物從管壁上脫離。

22、2.本發(fā)明提供的一種防垢氣舉流動(dòng)裝置及其設(shè)備，通過若干氣舉注氣通道中的拉法爾管段，通入高壓氣體，能在低壓端將化學(xué)藥劑自動(dòng)吸入到拉法爾管段內(nèi)，并通過類似的噴嘴將化學(xué)藥劑噴射到井液內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)藥劑、氣體和井液的充分混合，以提高防垢效率。

23、3.本發(fā)明提供的一種防垢氣舉流動(dòng)裝置及其設(shè)備，若干所述氣舉注氣通道在軸向上螺旋分布，錯(cuò)位的螺旋分部有助于吸取的化學(xué)藥劑作用于較長(zhǎng)的距離，從而防止結(jié)垢段垢物的生成或減少，也節(jié)約了化學(xué)藥劑，從而降低成本。