[发明专利]酸性气井生产管柱内壁抗腐蚀介质自动涂抹装置及方法

说明书

本发明公开了一种酸性气井生产管柱内壁抗腐蚀介质自动涂抹装置及方法，包括抗腐蚀介质注入系统、涂抹球注入系统、涂抹控制及回收处理系统、改进采气树；所述改进采气树为自上而下连接的两个小四通法兰和一个大四通法兰；所述抗腐蚀介质注入系统包括抗腐蚀介质存储罐、注入泵、环空高压源、流量计、压力表、地面注入管线、井下抗腐蚀介质注入短节；所述涂抹球注入系统包括智能球、投球筒、井下挡球短节；所述投球筒连接在改进采气树中部小四通法兰上，井下挡球短节串接在生产管柱下部；所述涂抹控制及回收处理系统包括气流流速及智能球运动控制装置、电脑控制单元、分离回收装置。本发明能显著提高缓蚀剂喷涂作业效果，适宜长期使用。

技术领域

本发明涉及气井设备维护技术领域，具体涉及一种酸性气井生产管柱内壁抗腐蚀介质自动涂抹装置及其使用方法。

背景技术

在酸性气田开采的过程中，天然气中通常会含有硫化氢、元素硫、二氧化碳、水、溶解氧等具有腐蚀性或加速管道腐蚀的物质，与生产管柱内壁接触导致生产管柱会发生腐蚀作用。特别是硫化氢对金属的腐蚀作用最为强烈，不仅有电化学腐蚀，还有氢脆现象。随着开采时间的增长，生产管柱内壁腐蚀情况进一步加深，导致生产管柱腐蚀变薄、穿透，甚至出现脱落现象，严重影响生产效率，造成巨大的经济损失。

对生产管柱内壁注入抗腐蚀介质能够有效降低硫化氢等物质的腐蚀作用，传统的方式一般是使缓蚀剂均匀地分布到被保护设备的各个部位上，为此，常常事先用稀释剂将缓蚀剂溶解、调匀，然后采用压力设备如泵将缓蚀剂注入井下，使其均匀分布到管道和其他井下工具表面，对于未加封隔器的油套环空，采用连续或者间歇泵的方式，对环空进行泵注，缓蚀剂到达环空底部后通过采出的油气流体被带入油管，并向上均匀分布在油管内壁。

但在实际施工中，由于生产管柱位于地下深达数百甚至数千米，传统的抗腐蚀介质注入方式存在成本较高、涂抹不均匀、有大量未喷抹区域等问题，且大多只适用于新下生产管柱和发现腐蚀后的生产管柱腐蚀控制。为了解决抗腐蚀介质涂抹不均匀、抗腐蚀介质用量大、涂抹效率低下等问题，必须设计出一种能够有效提高生产管柱内壁抗腐蚀介质涂抹效率，且适宜长期使用的自动涂抹技术。通过调研以及大量的数值仿真计算，发现在抗腐蚀介质和采出气体的流体中注入适当大小的球体，能够显著改善抗腐蚀介质在生产管柱内壁面的粘附效果。基于以上技术背景，发明了一种酸性气井生产管柱内壁抗腐蚀介质自动涂抹技术及装置，通过注入球以提高抗腐蚀介质喷涂效率、减少未喷抹区域和使涂抹更均匀，并充分利用采出气体的动能实现全井段的均匀喷涂。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种酸性气井生产管柱内壁抗腐蚀介质自动涂抹装置及方法，能够在地面上实现和控制抗腐蚀介质在生产管柱内壁面的喷涂，操作方便简单，可以有效解决背景技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种酸性气井生产管柱内壁抗腐蚀介质自动涂抹装置，包括抗腐蚀介质注入系统、涂抹球注入系统、涂抹控制及回收处理系统、改进采气树；所述改进采气树为自上而下连接的两个小四通法兰和一个大四通法兰；

所述抗腐蚀介质注入系统包括抗腐蚀介质存储罐、注入泵、环空高压源、流量计、压力表、地面注入管线、井下抗腐蚀介质注入短节；所述介质存储罐通过注入泵与环空高压源并联到地面注入管线，再通过流量计连接改进采气树最下端的大四通法兰，流量计和采气树之间设有压力表，井下抗腐蚀介质注入短节安装在生产管柱底部；

所述涂抹球注入系统包括智能球、投球筒、井下挡球短节；所述投球筒连接在改进采气树中间的小四通法兰上，井下挡球短节安装在生产管柱底部，在注入短节上方；

所述涂抹控制及回收处理系统包括气流流速及智能球运动控制装置、电脑控制单元、分离回收装置；气流流速及智能球运动控制装置安装在分离回收装置与改进采气树中间的小四通法兰连接的管线中，电脑控制单元连接并控制气流流速及智能球运动控制装置；