[实用新型]油气井排液过程中的安全反应控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油气井排液过程中的安全反应控制装置，属于油气田开发技术领域。

背景技术

以化学反应NaNO₂+NH₄Cl→N₂↑+NaCl+H₂O为原理的工艺是工业上应用较多的自生气体系，具有产气量大，伴生热为332.58kJ/mol，反应成本低、速度快等特点，在油气田已被广泛用于井筒作业后排液、解堵、压裂、泡沫排水采气和三次采油等作业中。

但是，在实际反应中，因催化剂和井筒液体条件差异大(pH＝3～5)，矿化度与凝析油的存在影响一次反应的可靠性，易生成一氧化氮等氮氧化物。氮氧化物是影响空气质量的重要污染物之一，通过呼吸道等途径危害人类健康。石油天然气生产中应用该反应时，防止氮氧化物生成，需考虑防爆、瞬时气液分离等因素，控制难度较大。

在一氧化氮的安全吸收研究中，催化还原技术得到了一定规模的工业化应用。但该技术存在着投资与运行费用高、催化剂易失效、操作温度范围窄、易排放N₂O和NH₃等缺点，不利于油气井排液过程应用。目前缺乏与油气田生产相适应的实用装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种油气井排液过程中的安全反应控制装置，其能解决油气井排液化学反应NaNO₂+NH₄Cl→N₂↑+NaCl+H₂O产生的氮氧化物问题，避免对施工人员产生健康和环保危害。

本实用新型的具体技术内容如下：

油气井排液过程中的安全反应控制装置主要包括分离器、化学氧化剂-砂氧化管、吸收塔、排液阀、液位检测计、离子浓度检测仪、碱液储罐、泵、注液阀、电磁流量计、二次吸收罐、检验阀、二次吸收阀和尾气分析仪。

分离器与化学氧化剂-砂氧化管连接，化学氧化剂-砂氧化管再连接设有液位检测计和离子浓度检测仪的吸收塔；吸收塔底部连接排液阀，上部依次连接电磁流量计、注液阀、泵和碱液储罐，顶部依次连接二次吸收罐、检验阀和尾气分析仪，下部连接与二次吸收罐相接的二次吸收阀。

油气井排液过程中的安全反应控制装置工作原理：

油气井排液过程中产生的一氧化氮进入气液分离器，分离后的气体经过化学氧化剂-砂氧化管被氧化，进入吸收塔，通过塔板与吸收液NaOH接触被吸收，其主要反应为：

2NO+氧化剂→2NO₂+盐

NO+NO₂+2NaOH→2NaNO₂+H₂O

2NO₂+2NaOH→NaNO₂+NaNO₃+H₂O

其中，甲烷与氧化剂和吸收剂均不产生反应。经过吸收塔后，进入二次吸收罐，用尾气分析仪检测吸收后氮氧化物含量，含量低于5mg/m³倒入正常生产流程；含量超出5mg/m³，打开二次吸收阀，气体再次进入吸收塔进行吸收；若含量仍超标，更换化学氧化剂-砂氧化管，直到气体含量合格，倒换正常生产流程。

油气井排液过程中的安全反应控制装置通过一次分离、一次氧化和两次吸收的流程，能够彻底吸收油气井排液施工时产生的一氧化氮，装置自动化程度高，安全，高效，成本低，适合油气井排液过程安全控制的推广应用。

附图说明

附图为油气井排液过程中的安全反应控制装置结构示意图。

具体实施方式

实施例：

参照附图对本实用新型的实施例进一步说明：

将分离器1与化学氧化剂-砂氧化管2连接，再将化学氧化剂-砂氧化管2连接设置液位检测计5和离子浓度检测仪6的吸收塔3；在吸收塔3底部连接排液阀4，上部依次连接电磁流量计10、注液阀9、泵8和碱液储罐7，顶部依次连接二次吸收罐11、检验阀12和尾气分析仪14，下部连接与二次吸收罐11相接的二次吸收阀13。

当油气井排液产生一氧化氮时，经过气液分离器1将排出液与一氧化氮分离，分离后的气体经过化学氧化剂-砂氧化管2被氧化，进入吸收塔3受吸收液淋洗和接触而被吸收。吸收塔3装有液位检测计5和离子浓度检测仪6，当液位过高或过低时，打开排液阀4或注液阀9调整，液位恢复正常水平后，关闭排液阀4或注液阀9。当氢氧根离子浓度检测仪6检测的数据不符合标准值(35％～42％)时，打开排液阀4或注液阀9调整，达到标准值后，关闭出液阀4或注液阀9。碱液由碱液储罐7、泵8和注液阀9提供，由电磁流量计10监控。当气体从吸收塔3出来之后，进入二次吸收罐11(碱液)，打开检验阀12，经过尾气分析仪14分析氮氧化物含量，若大于标准值，打开二次吸收阀13，气体再次进入吸收塔3，若含量仍超标，更换化学氧化剂-砂氧化管2，直到尾气分析仪14所分析值小于标准值后，倒换入正常生产。