一种气田水降温撬装装置的制作方法

1.本实用新型涉及石油天然气开采设备技术领域，具体涉及一种气田水降温撬装装置。


背景技术：

2.在目前的页岩气开发当中，除了普遍应用的压裂技术，注水开采也是提高单井产量的重要手段，单井注入的水量可以达到几万立方。在开采的过程中，这些注入的液体将伴随天然气返排至地面，气井温度较高的地区(如川南地区，平均测井温度可达115℃左右)，返排至地面的气田水将以100℃的水汽混合的形式产出，若不经过降温处理直接转移至后续管线或排放，高温气田水中混合的挥发性物质在高温下容易扩散至空气环境中引起污染；同时，高温水中往往溶解有大量的可溶性固体，如不经过处理引入后续管线中冷却，容易在后续管线中析出较大量的沉淀固体，引起管网堵塞和腐蚀；此外，气田水中高温环境也容易为腐蚀菌类提供良好的生长环境，进一步加剧管线腐蚀。
3.对此，目前常见的高温气田水处理方法是使用空气冷却的方式，即使用空气冷却装置，利用高温气田水和大气环境进行热交换的形式使其自然冷却，其存在着装置占地面积大、降温速度缓慢、难以实现准确的温度控制、冷却效果较差等问题，很难将产出的水温控制在环境温度以下，导致对高温气田水的处理效果和效率均较差。


技术实现要素：

4.鉴于此，本实用新型目的在于提供一种气田水降温撬装装置，以实现对页岩气开采过程中产出的高温气田水实施快速有效的降温处理。
5.本实用新型提供的技术方案是，一种气田水降温撬装装置，包括预冷换热器、制冷换热器、制冷装置和底座，其中，预冷换热器与制冷换热器并排设置在底座上，预冷换热器侧面底部设置有排水阀，内部设置有预冷盘管，预冷盘管的入口管路设置在预冷换热器表面，出口管路穿出预冷换热器内部延伸至制冷换热器内部；制冷装置同样设置在底座上，并延伸出带有制冷盘管的循环管路伸入制冷换热器内部。
6.本实用新型的一种实施方式是，所述预冷盘管在预冷换热器和制冷换热器之间的出口管路上设置有连接阀。
7.进一步的，所述预冷换热器和制冷换热器之间还设置有连接管路，管路上分别设置有抽水泵和连接阀。
8.进一步的，所述预冷换热器和制冷换热器表面上各自分别设置有液位计。
9.进一步的，所述预冷换热器和制冷换热器表面上还别设置有热电偶。
10.进一步的，所述预冷换热器上的热电偶探头设置在排水阀处。
11.进一步的，所述制冷装置、抽水泵、连接阀、排水阀、液位计和热电偶均分别与装置外部设置的中控系统电连接。
12.本实用新型起到的技术效果是：
13.1、通过设置制冷设备对开采过程中伴产出的高温气田水进行冷却，相比于常规的空气冷却结构，其冷却效率和冷却效果均更优，可实现对气田水的高效处理。
14.2、使用预冷换热器对进入装置的高温气田水进行预冷处理，降低了后续制冷作业中的制冷压力，提高制冷效果的同时，节省了制冷能耗。
15.3、整个制冷系统采用电气组件经中控系统整合控制，能够做到对冷却过程的准确调控。
16.4、装置整体采用撬装结构，移动和安装快捷简便。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1是本实用新型的结构示意图；
19.图中1预冷换热器，2制冷换热器，3制冷装置，4底座，5抽水泵，6预冷盘管，7制冷盘管，8连接阀，9排水阀，10液位计，11热电偶，12中控系统。
具体实施方式
20.下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明。
21.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。
22.实施例：
23.参见图1，一种气田水降温撬装装置，预冷换热器1与制冷换热器2并排设置在底座4上，组成撬装结构，便于整体移动和安装。
24.预冷换热器1侧面底部设置有排水阀9，用于排出冷却后达到排出温度标准的气田水，预冷换热器1内部还设置有预冷盘管6，其目的是对进入初步进入预冷盘管6的未经处理的高温气田水进行预冷，预冷换热器1中填充的预冷介质为经制冷装置3冷却后的低温气田水，预冷盘管6的入口管路设置在预冷换热器1表面，并连接至高温气田水的输水管，用于收集高温气田水，出口管路穿出预冷换热器1内部延伸至制冷换热器2内部，高温气田水经预冷过后，即可沿着预冷盘管6进入制冷换热器2中进行进一步制冷冷却为低温气田水；
25.制冷装置3同样设置在底座4上，并延伸出带有制冷盘管7的循环管路伸入制冷换热器2内部，实现对制冷换热器2的制冷作业，同时保证冷却温度被控制在低于排水阀9排出水温度标准的温度条件下。
26.预冷盘管6在预冷换热器1和制冷换热器2之间的出口管路上设置有连接阀8，可用于控制预冷盘管6中进入制冷换热器2的高温气田水的量，一方面使得高温气田水能够在预冷换热器1中充分预冷，另一方面避免大量高温气田水直接进入制冷换热器2中，减轻制冷装置3的制冷压力，保证制冷效果。
27.预冷换热器1和制冷换热器2之间还设置有连接管路，管路上分别设置有抽水泵5和连接阀8，抽水泵5可将制冷换热器2中经制冷装置3强力冷却过后的气田水反抽回预冷换热器1中作为预冷介质，对初次进入预冷盘管6的高温气田水进行预冷，提高气田水的整体冷却效果；连接阀8用于辅助控制气田水反抽的流量。
28.预冷换热器1和制冷换热器2表面上各自分别设置有液位计10，用于掌握预冷换热器1和制冷换热器2中各自装有的气田水的量，便于对输入水量进行控制。
29.预冷换热器1和制冷换热器2表面上还别设置有热电偶11，而预冷换热器1上的热电偶11探头设置在排水阀9处，分别收集制冷换热器2内部经制冷降温后的气田水的温度数据和准备排出预冷换热器1的气田水的温度数据。
30.制冷装置3、抽水泵5、连接阀8、排水阀9、液位计10和热电偶11可采用人工控控制，也可使用控制设备进行自动化控制，在本实施例中，以上各组件采用的是与外部设置的中控系统12电连接的方式进行远程整合控制，具体的，中控系统12在综合液位计10和热电偶11收集到的温度液面数据分析后，控制制冷装置3和抽水泵5工作，调节连接阀8和排水阀9的开度，保证进入撬装装置的高温气田水在预冷盘管6中预冷过后，在制冷换热器2中实现充分冷却，并符合设定的排出温度情况下才经排水阀9排至后续管路中，相比于人工操作，提高了整个撬装装置的自动化程度，保证了冷却的效果。
31.本实用新型的具体工作步骤是：
32.撬装装置移至工位并安装完成后，预冷盘管6的进口连接高温气田水的源头管线，未经冷却的高温气田水进入预冷盘管6，并在预冷盘管6中与预冷换热器1中的预冷介质充分接触，初步降低其温度，完成预冷步骤；
33.经过预冷后的高温气田水继续移动至制冷换热器2中，制冷装置3将通过制冷盘管7对预冷过后的高温气田水进行进一步的深度冷却，得到低温冷却水，经过预冷后的高温气田水可便于制冷装置3产生更好的制冷效果，冷却后的温度应控制在低于后续排放温度的条件下；
34.之后通过抽水泵5将低温冷却水抽回预冷换热器1中，作为预冷介质初步冷却后续进入预冷盘管6的高温气田水，由于低温冷却水的冷却后温度被控制在低于排水阀9排出水温度标准的温度条件下，在低温冷却水与预冷盘管6中高温冷却水热交换之后，低温冷却水的温度将上升，当升至排出水标准温度后，经中控系统12控制开启排水阀9，即可将符合温度标准的处理后冷却水排出预冷换热器1，从而完成对高温气田水的降温处理；
35.整个降温处理过程中的温度和水位数据经中控系统12收集分析，用于为降温过程的各种控制步骤作为指导，比如，当预冷换热器1中作为冷却介质的低温气田水的温度因为热交换高于排放温度后，中控系统12可控制排水阀9和预冷盘管6上连接阀8降低开度，调节抽水泵5提高抽水量，扩大预冷换热器1和制冷换热器2之间连接管路上的连接阀8的开度，使得进入和排出整个撬装装置的气田水整体减少，提高气田水整体受制冷装置3作用的时间，并提高制冷装置3的制冷效果，以此降低气田水的整体温度，使得作为冷却介质的低温气田水温度能够降至排放标准，待其温度降至排放标准后，相应的经中控系统12控制连接阀8和抽水泵5回复开度和抽水量，控制制冷装置3恢复常规的制冷效果以节省能耗，并重新恢复排水阀9的开度，排出达到温度标准冷却后气田水，以此实现对气田水的降温操作实现动态精准调节；同理，当气田水温度过低时可采用同样的调节方式提高气田水的排放，由此
实现对高温气田水节能而高效的冷却，全过程经中控系统12自动控制，做到准确、节能、环保。
36.在本实用新型的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本实用新型的限制。
37.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。