天然氣井井下節(jié)流技術(shù)應(yīng)用研究

鐘寧海

【摘?要】目前環(huán)境污染的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，國(guó)家對(duì)于開發(fā)清潔能源的關(guān)注度也逐漸增加。開采天然氣能源和其他能源有一定的差別，進(jìn)行天然氣開采過(guò)程中，對(duì)安全要求很嚴(yán)格。天然氣開采最關(guān)鍵的設(shè)備是節(jié)流器，普通的節(jié)流器通常情況下都是在井口位置，節(jié)流器對(duì)天然氣井有一定程度的調(diào)壓和保溫效果，但是卻不能使井下溫度得到利用，導(dǎo)致在天然氣開采時(shí)水合物過(guò)多，不光是對(duì)天然氣生產(chǎn)有不利影響，還極易使天然氣開采設(shè)備遭到損害，所以，目前在進(jìn)行天然氣開采過(guò)程中，天然氣井下節(jié)流技術(shù)運(yùn)用的越來(lái)越廣泛。

【關(guān)鍵詞】天然氣;井下節(jié)流技術(shù);應(yīng)用

1 引言

因?yàn)樘烊粴赓Y源存在環(huán)境，導(dǎo)致天然氣開采過(guò)程中，最后的天然氣含水量過(guò)高，致使天然氣在開采出來(lái)后，受到溫度和氣壓的影響，形成天然氣水合物，這樣就很容易導(dǎo)致輸氣管道和油管發(fā)生堵塞，解決這個(gè)問(wèn)題就需要使用水套爐對(duì)開采出的天然氣進(jìn)行加熱，再使用氣液分離設(shè)備進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)這一系列操作后，提高了天然氣的開采成本，而且天然氣資源的開采效率也達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在井下使用節(jié)流器裝置，可以有效利用井下溫度對(duì)天然氣進(jìn)行加熱處理，還能夠控制溫度和氣壓，減少天然氣中的水合物，讓天然氣開采過(guò)程更有效率，節(jié)省開采成本。

2 節(jié)流器的工作原理

在通常情況下，會(huì)根據(jù)天然氣井的真實(shí)情況，把節(jié)流器放置在井筒的合適位置，以便達(dá)到在井筒中對(duì)天然氣進(jìn)行降溫和降壓的目的，在節(jié)流器處受到溫度和氣壓的影響，使得天然氣中的水合物不能形成，提高最終開采天然氣的質(zhì)量。節(jié)流器的通流面積能夠隨時(shí)調(diào)整改變，節(jié)流器上有溫度傳感裝置，它能對(duì)天然氣井內(nèi)的溫度能精準(zhǔn)測(cè)量，而且能夠憑借溫度的變化，及時(shí)的調(diào)整通流面積，達(dá)到控制天然氣氣壓的目的，避免為天然氣產(chǎn)生水合物提供有利條件，有效阻止天然氣中形成水合物。

節(jié)流器現(xiàn)在一般有兩種，一種是截面積可以變化的，另一種是截面積不可變化的，使用兩種節(jié)流器時(shí)，都有一定的要求，若是使用截面積不可變化的節(jié)流器，那么在投入使用之前，就需要先計(jì)算井筒所受的氣壓和井筒的溫度情況，根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)節(jié)流噴嘴的直徑，如果節(jié)流噴嘴的直徑設(shè)計(jì)不合理，對(duì)阻止水合物的形成起不到作用，所以設(shè)計(jì)節(jié)流噴嘴時(shí)，必須要細(xì)致認(rèn)真，考慮全面，這種節(jié)流器使用時(shí)較為復(fù)雜，在天然氣井的一系列參數(shù)改變后，仍舊需要對(duì)節(jié)流器進(jìn)行調(diào)整。使用截面積可變的節(jié)流器，其中包括有液壓開關(guān)裝置和溫度傳感裝置，溫度傳感裝置能夠給地面施工人員提供井內(nèi)溫度，開采人員按照井內(nèi)溫度的變化，改變通流面積，不需要考慮節(jié)流噴嘴的設(shè)計(jì)，但是其也有一定的缺陷，截面積可變的節(jié)流器價(jià)格比較昂貴，設(shè)備的維護(hù)維修也有一定的難度。

3井下節(jié)流器的使用

目前固定式節(jié)流器的種類較多，不過(guò)最常使用的是節(jié)流氣壓差為70兆帕的非抗硫和中高抗硫的固定式節(jié)流器。其是由打撈頸、本體、卡瓦、油嘴套等裝置組成的，在布置固定式節(jié)流器前，首先要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，將模擬節(jié)流器裝置安放在井筒的合適位置，若是安放過(guò)程中，沒(méi)有出現(xiàn)卡阻情況，那就說(shuō)明放置位置是合格的。在真正放置固定式節(jié)流器時(shí)，需要使用銷釘將節(jié)流器和布放工具連接起來(lái)，放到合適位置后，將銷釘剪斷就能夠讓固定式的節(jié)流器的卡瓦打開，讓節(jié)流器可以卡到井筒中，在這之后再慢慢地取出布放鋼絲，通過(guò)這這樣的操作，就能夠有效完成節(jié)流器的安放。

活動(dòng)式節(jié)流器是可回收處理的，在安放它的過(guò)程中，和固定式節(jié)流器一直，也需要借助銷釘將其與放置工具連接起來(lái)，下放過(guò)程中會(huì)受到油管壁的影響，它的卡瓦是出于回收狀態(tài)的，再到達(dá)指定位置后，快速的拉起提座，就能夠讓節(jié)流器的卡瓦張開，之后再將銷釘剪斷，限位彈簧上推讓那個(gè)密封的膠筒膨脹，如此就能成功放置節(jié)流器。對(duì)節(jié)流器進(jìn)行打撈時(shí)，先使用專業(yè)的打撈工具，在抓住節(jié)流器的打撈頸后，向下震擊，使得卡瓦變成收回的狀態(tài)，之后在慢慢取出活動(dòng)式節(jié)流器。

4 使用井下節(jié)流器的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)

井下的天然氣通過(guò)節(jié)流器的作用后，可以借助節(jié)流氣嘴出現(xiàn)噴射狀態(tài)，此時(shí)的液體會(huì)出現(xiàn)霧狀的流動(dòng)形態(tài)，降低了液柱的重力，提高了氣體托起液體的能力，促進(jìn)天然氣井的排水能力的提升，增加天然氣井的生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量。在節(jié)流器的影響作用下，天然氣井口的氣壓被降低，保護(hù)井口裝置，增加井口裝置的使用年限及安全性，為天然氣開采企業(yè)節(jié)省了工程成本，提升天然氣井下開采所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)收益。

使用節(jié)流器時(shí)也會(huì)存在一些技術(shù)上的問(wèn)題，這仍舊需要相關(guān)開采人員重視起來(lái)，因?yàn)榘仓霉?jié)流器關(guān)乎到井下開采工作，若是沒(méi)有辦法對(duì)井下實(shí)際情況全面了解，那么生產(chǎn)過(guò)程中就存在不利因素。井下節(jié)流器的布置也非常不容易，若是布放節(jié)流器不符合相關(guān)要求，安置不合理，極其容易導(dǎo)致節(jié)流器在投入使用后產(chǎn)生松動(dòng)情況，更為嚴(yán)重的情況是節(jié)流器的位置發(fā)生變化，后期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)處理時(shí)，難度非常大，鑒于這些問(wèn)題，天然氣開采的相關(guān)工作人員，就必須要針對(duì)實(shí)際情況，實(shí)施有效措施合理解決這一問(wèn)題。

5 結(jié)論

在進(jìn)行天然氣開采工作時(shí)，避免形成水合物是開采工作中的關(guān)鍵點(diǎn)，借助井下節(jié)流技術(shù)，對(duì)井下的溫度、氣壓進(jìn)行控制改變，減少了為形成水合物所提供的有利條件，影響水合物的形成，從而實(shí)現(xiàn)防止水合物形成的目標(biāo)，很大程度上提升了天然氣開采的效率，避免使用水合物的分離裝置，降低天然氣開采的成本，提升天然氣企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。對(duì)于節(jié)流器的選擇使用，首先需要根據(jù)天然氣井下的實(shí)際情況來(lái)考慮，再者，選取合適的節(jié)流器裝置，嚴(yán)格按照節(jié)流器的使用規(guī)范及步驟，進(jìn)行安裝和使用，充分考慮影響節(jié)流器使用的外界因素，確保其能夠發(fā)揮它最佳效果。天然氣開采的施工人員需要詳細(xì)充分的了解節(jié)流器的工作原理，提高自身的專業(yè)技術(shù)，避免在操作過(guò)程中出現(xiàn)不安全事故，還應(yīng)該積極研究井下節(jié)流技術(shù)的應(yīng)用，為我國(guó)的情節(jié)天然氣能源的開發(fā)做出貢獻(xiàn)。

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（作者單位：中石化西南石油工程有限公司井下作業(yè)分公司）