[发明专利]井口节流高压气井水合物监测方法及防治装置

权利要求书

1.一种井口节流高压气井水合物监测防治装置，其特征在于：包括橇装箱体、数据采集与控制系统、供电系统和泵注系统，橇装箱体、数据采集与控制系统、供电系统和泵注系统彼此之间相互连接；

橇装箱体分为四个相互分隔的箱室，箱室分别为储液箱、防爆控制箱、防爆电池箱和电机箱；储液箱位于橇装箱体的左侧；防爆控制箱、防爆电池箱和电机箱位于橇装箱体的右侧，防爆控制箱和防爆电池箱位于电机箱上方，防爆控制箱位于防爆电池箱左侧；

数据采集与控制系统包括油管压力变送器、油管温度变送器、套管压力变送器、套管温度变送器、一级节流后压力变送器、一级节流后温度变送器、二级节流后压力变送器、二级节流后温度变送器、抑制剂流量计、注入压力变送器、储液罐液位变送器、蓄电池电压变送器和现场PLC控制器；油管压力变送器和油管温度变送器安装在2号油管阀门和安全截止阀之间；套管压力变送器和套管温度变送器安装在3号和4号套管阀门之间；一级节流后压力变送器和一级节流后温度变送器安装在三通汇管上；二级节流后压力变送器和二级节流后温度变送器安装在外输管线上；抑制剂流量计安装在进液管线上；注入压力变送器安装在出液管线上；储液罐液位变送器安装在水合物抑制剂储液罐的底部；蓄电池电压变送器安装在蓄电池侧面部位；现场PLC控制器安装在防爆控制箱内，现场PLC控制器通过电缆与油管压力变送器、油管温度变送器、套管压力变送器、套管温度变送器、一级节流后压力变送器、一级节流后温度变送器、二级节流后压力变送器、二级节流后温度变送器、储液罐液位变送器、抑制剂流量计、注入压力变送器和蓄电池电压变送器连接；

供电系统包括太阳能电池板、蓄电池和电缆；太阳能电池板安装在撬装箱体的顶部，与箱体顶面呈45°夹角；蓄电池安装在防爆电池箱内，太阳能电池板通过电缆与蓄电池连接；

泵组系统包括水合物抑制剂储液罐、主电机、备用电机、主柱塞泵、备用柱塞泵、排污管线、进液管线、出液管线、补液管线、油管注入管线、套管注入管线、油管注入电磁阀、套管注入电磁阀、进液总阀、排污阀门、进液阀门、补液阀门、柱塞泵检修阀门、油管注入管线检修阀门、套管注入管线检修阀门、安全阀、柱塞泵出口单向阀、油管注入单向阀、套管注入单向阀和连接三通；水合物抑制剂储液罐安装在储液箱内；主电机、备用电机、主柱塞泵、备用柱塞泵、油管注入电磁阀和套管注入电磁阀安装在电机箱内；主电机和备用电机分别安装在主柱塞泵和备用柱塞泵上；主电机和备用电机通过电缆与蓄电池连接；水合物抑制剂储液罐顶部与补液管线和补液阀门连接；水合物抑制剂储液罐底部通过螺纹连接三通与排污管线和进液管线连接；主柱塞泵和备用柱塞泵的泵入口端和出口端通过螺纹连接三通分别与进液管线和出液管线连接；套管注入电磁阀和油管注入电磁阀通过螺纹连接三通与出液管线连接；油管注入三通1通过油管注入管线与油管注入电磁阀连接；套管注入三通通过套管注入管线与套管注入电磁阀连接；水合物抑制剂储液罐底部设置有出液总阀，排污管线上设置有排污阀门；进液管线上设置有进液阀门和抑制剂流量计；出液管线上依次设置注入压力变送器、安全阀和柱塞泵出口单向阀；在主柱塞泵和备用柱塞泵的泵入口端和泵出口端上设置了个柱塞泵检修阀门；油管注入管线上设置有油管注入单向阀和油管注入管线检修阀门；套管注入管线上设置有套管注入单向阀和套管注入管线检修阀。

2.根据权利要求1所述的井口节流高压气井水合物监测防治装置，其特征在于：所述的进液管线、出液管线和注入管线为承压25MPa以上的不锈钢管。

3.一种根据权利要求1所述的井口节流高压气井水合物监测防治装置的监测方法，其特征在于：方法步骤如下：基于三维图，临界曲面a和安全预警曲面b将温度、压力和时间的三维图分为了三个区域，包括：水合物冻堵区域、水合物冻堵风险预警区域和安全生产区域；

步骤S10，根据气体组分，确定本井水合物生成的临界温度和压力；

步骤S20，在温度、压力和时间的三维图中，画出水合物生成的临界曲面a；

步骤S30，将临界温度提高10%，临界压力降低10%，画出安全预警曲面b；

步骤S40，在三维图中实时显示节流前后压力、温度和时间的空间坐标[P(t), T(t),t]；

步骤S50，基于三维图曲面a与曲面b中间所夹的区域为水合物冻堵的风险区域，则启动井口节流高压气井水合物监测防治装置，若气井采用油管生产，则从油压接口处注入水合物抑制剂；若气井采用套管生产，则从套压接口处注入水合物抑制剂。