一种盐穴储气库保压注气排卤装置及方法

摘要

一种盐穴储气库保压注气排卤装置及方法，所述装置包括：天然气输入组件、卤水输出组件、第一排卤组件、第二排卤组件、反冲洗组件、流量计和压力表。本申请提供的一种盐穴储气库保压注气排卤装置及方法，可实现在注气排卤过程中盐穴储气库腔内天然气压力增大，有利于盐穴储气库注气排卤过程中的安全施工。

权利要求

1.一种盐穴储气库保压注气排卤装置，其特征在于，包括：

天然气输入组件，用于向盐穴储气库内输入天然气；所述天然气输入组件的第一端连接天然气而第二端插置于所述盐穴储气库内；

卤水输出组件，用于输出所述盐穴储气库内的卤水；所述卤水输出组件的第一端插置于所述盐穴储气库内；

第一排卤组件，用于将所述卤水输出组件输出的卤水排送至盐化工企业；所述第一排卤组件的第一端连接所述卤水输出组件的第二端；

反冲洗组件，用于对所述卤水输出组件内部进行反冲洗；所述反冲洗组件的第一端连接所述卤水输出组件的第二端而第二端连接清水；

流量计，用于检测所述第一排卤组件中经过的卤水流量；所述流量计设置于所述第一排卤组件上；

压力表，用于检测所述卤水输出组件中卤水的压力值；所述压力表设置于所述卤水输出组件的第二端；

所述第一排卤组件包括：第一排卤管、第一排卤闸阀和第一排卤背压阀，其中，所述第一排卤管的第一端连接所述卤水输出组件的第二端，所述压力表设置于所述卤水输出组件中排卤管柱的第二端，所述流量计设置于所述第一排卤管上，所述第一排卤闸阀和所述第一排卤背压阀均设置于所述第一排卤管上，所述第一排卤闸阀位于所述流量计和所述压力表之间，所述第一排卤背压阀位于所述第一排卤闸阀和所述流量计之间；

所述反冲洗组件包括：反冲洗管、反冲洗闸阀和反冲洗背压阀，其中，所述反冲洗管的第一端连接所述卤水输出组件的第二端而第二端连接清水，所述反冲洗闸阀和所述反冲洗背压阀均设置于所述反冲洗管上，所述反冲洗闸阀位于所述卤水输出组件的第二端和所述反冲洗管的第二端之间，所述反冲洗背压阀位于所述反冲洗闸阀和所述反冲洗管的第二端之间；

第二排卤组件，用于将所述卤水输出组件输出的卤水排送至盐化工企业；所述第二排卤组件与所述第一排卤组件并联，所述流量计还用于检测所述第二排卤组件中经过的卤水流量；

所述第二排卤组件包括：第二排卤管、第二排卤闸阀和第二排卤背压阀，其中，所述第二排卤管的第一端连接所述第一排卤管的第一端，所述第二排卤管的第二端连接所述第一排卤管，且连接处位于所述第一排卤背压阀和所述流量计之间，所述第二排卤闸阀和所述第二排卤背压阀均设置于所述第二排卤管上，所述第二排卤闸阀位于所述流量计和所述压力表之间，所述第二排卤背压阀位于所述第二排卤闸阀和所述流量计之间。

2.根据权利要求1所述的盐穴储气库保压注气排卤装置，其特征在于，所述天然气输入组件包括：天然气输入管和天然气进口闸阀，其中，所述天然气输入管的第一端连接天然气而第二端插置于所述盐穴储气库内，所述天然气进口闸阀设置于所述天然气输入管上。

3.根据权利要求1所述的盐穴储气库保压注气排卤装置，其特征在于，所述卤水输出组件包括：排卤管柱和卤水出口闸阀，其中，所述排卤管柱的第一端插置于所述盐穴储气库内而第二端与所述第一排卤组件的第一端连接，所述卤水出口闸阀设置于所述排卤管柱上。

4.根据权利要求1所述的盐穴储气库保压注气排卤装置，其特征在于，所述反冲洗组件还包括：注水泵，所述注水泵设置于所述反冲洗管上。

5.根据权利要求4所述的盐穴储气库保压注气排卤装置，其特征在于，所述注水泵位于所述反冲洗背压阀和所述反冲洗管的第二端之间。

6.一种盐穴储气库保压注气排卤方法，其特征在于，基于如权利要求1‑5中任一所述的盐穴储气库保压注气排卤装置实现，所述方法包括步骤：确定第一排卤组件中第一排卤背压阀的阈值压力；

通过天然气输入组件、卤水输出组件和第一排卤组件进行保压注气排卤；

通过反冲洗组件对所述卤水输出组件进行反冲洗；

继续通过所述天然气输入组件、所述卤水输出组件和所述第一排卤组件进行保压注气排卤直至注气排卤结束。

说明书

一种盐穴储气库保压注气排卤装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于盐穴储气库技术领域，具体涉及一种盐穴储气库保压注气排卤装置及方法。

背景技术

[0002] 盐岩以其低渗透性、良好的蠕变性和损伤自修复性能，成为石油、天然气储存、压气蓄能等工程的理想介质。目前，我国已经在江苏金坛、江苏淮安、河南平顶山和湖北潜江等地开展了盐穴型储气库的建设。在盐穴储气库建造中，注气排卤是非常重要的步骤之一，直接关系到盐穴溶腔的有效体积和建库周期。在注气排卤过程中，若腔体内气体压力过小或压力波动过大，则可能发生因围岩剪切或拉伸破坏而导致的严重生产安全事故。例如，在注气排卤过程中，腔体内压过小可能导致顶板大面积垮塌等事故，进而引发注气排卤管柱损坏，天然气泄露等严重后果。因此，为防止因腔体内压过小或腔内压力波动而导致的安全事故的发生，在注气排卤过程中需要保持腔内稳定高压。

[0003] 但是现有的注气排卤过程无法很好地保证上述目的的实现。

发明内容

[0004] 鉴于上述问题，本发明提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种盐穴储气库保压注气排卤装置及方法。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种盐穴储气库保压注气排卤装置，包括：

[0006] 天然气输入组件，用于向盐穴储气库内输入天然气；所述天然气输入组件的第一端连接天然气而第二端插置于所述盐穴储气库内；

[0007] 卤水输出组件，用于输出所述盐穴储气库内的卤水；所述卤水输出组件的第一端插置于所述盐穴储气库内；

[0008] 第一排卤组件，用于将所述卤水输出组件输出的卤水排送至盐化工企业；所述第一排卤组件的第一端连接所述卤水输出组件的第二端；

[0009] 反冲洗组件，用于对所述卤水输出组件内部进行反冲洗；所述反冲洗组件的第一端连接所述卤水输出组件的第二端而第二端连接清水；

[0010] 流量计，用于检测所述第一排卤组件中经过的卤水流量；所述流量计设置于所述第一排卤组件上；

[0011] 压力表，用于检测所述卤水输出组件中卤水的压力值；所述压力表设置于所述卤水输出组件的第二端。

[0012] 优选地，所述天然气输入组件包括：天然气输入管和天然气进口闸阀，其中，所述天然气输入管的第一端连接天然气而第二端插置于所述盐穴储气库内，所述天然气进口闸阀设置于所述天然气输入管上。

[0013] 优选地，所述卤水输出组件包括：排卤管柱和卤水出口闸阀，其中，所述排卤管柱的第一端插置于所述盐穴储气库内而第二端与所述第一排卤组件的第一端连接，所述卤水出口闸阀设置于所述排卤管柱上。

[0014] 优选地，所述第一排卤组件包括：第一排卤管、第一排卤闸阀和第一排卤背压阀，其中，所述第一排卤管的第一端连接所述卤水输出组件的第二端，所述压力表设置于所述卤水输出组件中排卤管柱的第二端，所述流量计设置于所述第一排卤管上，所述第一排卤闸阀和所述第一排卤背压阀均设置于所述第一排卤管上，所述第一排卤闸阀位于所述流量计和所述压力表之间，所述第一排卤背压阀位于所述第一排卤闸阀和所述流量计之间。

[0015] 优选地，所述反冲洗组件包括：反冲洗管、反冲洗闸阀和反冲洗背压阀，其中，所述反冲洗管的第一端连接所述卤水输出组件的第二端而第二端连接反冲洗流体，所述反冲洗闸阀和所述反冲洗背压阀均设置于所述反冲洗管上，所述反冲洗闸阀位于所述卤水输出组件的第二端和所述反冲洗管的第二端之间，所述反冲洗背压阀位于所述反冲洗闸阀和所述反冲洗管的第二端之间。

[0016] 优选地，所述反冲洗组件还包括：注水泵，所述注水泵设置于所述反冲洗管上。

[0017] 优选地，所述注水泵位于所述反冲洗背压阀和所述反冲洗管的第二端之间。

[0018] 优选地，还包括：第二排卤组件，用于将所述卤水输出组件输出的卤水排送至盐化工企业；所述第二排卤组件与所述第一排卤组件并联，所述流量计还用于检测所述第二排卤组件中经过的卤水流量。

[0019] 优选地，所述第二排卤组件包括：第二排卤管、第二排卤闸阀和第二排卤背压阀，其中，所述第二排卤管的第一端连接所述第一排卤管的第一端，所述第二排卤管的第二端连接所述第一排卤管，且连接处位于所述第一排卤背压阀和所述流量计之间，所述第二排卤闸阀和所述第二排卤背压阀均设置于所述第二排卤管上，所述第二排卤闸阀位于所述流量计和所述压力表之间，所述第二排卤背压阀位于所述第二排卤闸阀和所述流量计之间。

[0020] 本申请还提供了一种盐穴储气库保压注气排卤方法，基于如上述中任一所述的盐穴储气库保压注气排卤装置实现，所述方法包括步骤：

[0021] 确定第一排卤组件中第一排卤背压阀的阈值压力；

[0022] 通过天然气输入组件、卤水输出组件和第一排卤组件进行保压注气排卤；

[0023] 通过反冲洗组件对所述卤水输出组件进行反冲洗；

[0024] 继续通过所述天然气输入组件、所述卤水输出组件和所述第一排卤组件进行保压注气排卤直至注气排卤结束。

[0025] 本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请提供的一种盐穴储气库保压注气排卤装置及方法，可实现盐穴储气库腔内天然气压力增大，有利于盐穴储气库注气排卤过程中的安全施工。

附图说明

[0026] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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它的附图。

[0027] 图1是本发明实施例提供的一种盐穴储气库保压注气排卤装置的整体示意图；

[0028] 图2是本发明实施例提供的一种盐穴储气库保压注气排卤方法的流程示意图；

[0029] 其中，附图标记分别为：

[0030] 1—天然气进口闸阀；2—卤水出口闸阀；3—反冲洗闸阀；4—反冲洗背压阀；5—注水泵；6—排卤管柱；7—第一排卤闸阀；8—第一排卤背压阀；9—第二排卤闸阀；10—第二排卤背压阀；11—流量计；12—压力表。

具体实施方式

[0031] 下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

[0032] 在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

[0033] 除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

[0034] 如图1，在本申请实施例中，本发明提供了一种盐穴储气库保压注气排卤装置，包括：

[0035] 天然气输入组件，用于向盐穴储气库内输入天然气；所述天然气输入组件的第一端连接天然气而第二端插置于所述盐穴储气库内；

[0036] 卤水输出组件，用于输出所述盐穴储气库内的卤水；所述卤水输出组件的第一端插置于所述盐穴储气库内；

[0037] 第一排卤组件，用于将所述卤水输出组件输出的卤水排送至盐化工企业；所述第一排卤组件的第一端连接所述卤水输出组件的第二端；

[0038] 反冲洗组件，用于对所述卤水输出组件内部进行反冲洗；所述反冲洗组件的第一端连接所述卤水输出组件的第二端而第二端连接清水；

[0039] 流量计11，用于检测所述第一排卤组件中经过的卤水流量；所述流量计11设置于所述第一排卤组件上；

[0040] 压力表12，用于检测所述卤水输出组件中卤水压力值；所述压力表12设置于所述卤水输出组件的第二端。

[0041] 当使用此盐穴储气库保压注气排卤装置工作时，确定第一排卤组件中的第一排卤背压阀8的阈值压力，然后通过天然气输入组件、卤水输出组件和第一排卤组件进行保压注气排卤；接着通过反冲洗组件对所述卤水输出组件进行反冲洗；最后继续通过所述天然气输入组件、所述卤水输出组件和所述第一排卤组件进行保压注气排卤直至注气排卤结束。

[0042] 如图1，在本申请实施例中，所述天然气输入组件包括：天然气输入管和天然气进口闸阀1，其中，所述天然气输入管的第一端连接天然气而第二端插置于所述盐穴储气库内，所述天然气进口闸阀1设置于所述天然气输入管上。

[0043] 在本申请实施例中，天然气进口闸阀1可以控制天然气输入管的导通与关闭。

[0044] 如图1，在本申请实施例中，所述卤水输出组件包括：排卤管柱6和卤水出口闸阀2，其中，所述排卤管柱6的第一端插置于所述盐穴储气库内而第二端与所述第一排卤组件的第一端连接，所述卤水出口闸阀2设置于所述排卤管柱6上。

[0045] 在本申请实施例中，当盐穴储气库内天然气增加时，卤水通过排卤管柱6排出，卤水出口闸阀2可以控制排卤管柱6的导通与关闭，从而控制从盐穴储气库内输出卤水的通断。

[0046] 如图1，在本申请实施例中，所述第一排卤组件包括：第一排卤管、第一排卤闸阀7和第一排卤背压阀8，其中，所述第一排卤管的第一端连接所述卤水输出组件的第二端，所述压力表12设置于所述卤水输出组件中排卤管柱6的第二端，所述流量计11设置于所述第一排卤管上，所述第一排卤闸阀7和所述第一排卤背压阀8均设置于所述第一排卤管上，所述第一排卤闸阀7位于所述流量计11和所述压力表12之间，所述第一排卤背压阀8位于所述第一排卤闸阀7和所述流量计11之间。

[0047] 如图1，在本申请实施例中，所述反冲洗组件包括：反冲洗管、反冲洗闸阀3和反冲洗背压阀4，其中，所述反冲洗管的第一端连接所述卤水输出组件的第二端而第二端连接清水，所述反冲洗闸阀3和所述反冲洗背压阀4均设置于所述反冲洗管上，所述反冲洗闸阀3位于所述卤水输出组件的第二端和所述反冲洗管的第二端之间，所述反冲洗背压阀4位于所述反冲洗闸阀3和所述反冲洗管的第二端之间。

[0048] 在本申请实施例中，通过反冲洗背压阀4可以设置反冲洗管内清水的压力，反冲洗闸阀3可以控制反冲洗管的导通与关闭，从而控制反冲洗过程的通断。

[0049] 如图1，在本申请实施例中，所述反冲洗组件还包括：注水泵5，所述注水泵5设置于所述反冲洗管上。

[0050] 在本申请实施例中，注水泵5用于驱动清水在反冲洗管中沿着预设方向运动。

[0051] 如图1，在本申请实施例中，所述注水泵5位于所述反冲洗背压阀4和所述反冲洗管的第二端之间。

[0052] 如图1，在本申请实施例中，本发明提供的一种盐穴储气库保压注气排卤装置还包括：第二排卤组件，用于将所述卤水输出组件输出的卤水排送至盐化工企业；所述第二排卤组件与所述第一排卤组件并联，所述流量计还用于检测所述第二排卤组件中经过的卤水流量。

[0053] 在本申请实施例中，当第一排卤组件故障时，此时可以开启第二排卤组件用于排出卤水。

[0054] 如图1，在本申请实施例中，所述第二排卤组件包括：第二排卤管、第二排卤闸阀9和第二排卤背压阀10，其中，所述第二排卤管的第一端连接所述第一排卤管的第一端，所述第二排卤管的第二端连接所述第一排卤管，且连接处位于所述第一排卤背压阀8和所述流量计11之间，所述第二排卤闸阀9和所述第二排卤背压阀10均设置于所述第二排卤管上，所述第二排卤闸阀9位于所述流量计11和所述压力表12之间，所述第二排卤背压阀10位于所述第二排卤闸阀9和所述流量计11之间。

[0055] 在本申请实施例中，通过第二排卤背压阀10可以控制第二排卤管内卤水的压力，第二排卤闸阀9可以控制第二排卤管的导通与关闭，从而控制第二排卤管中排卤的通断。

[0056] 如图2，在本申请实施例中，本申请还提供了一种盐穴储气库保压注气排卤方法，基于如上述中所述的盐穴储气库保压注气排卤装置实现，所述方法包括步骤：

[0057] S1：确定第一排卤组件中第一排卤背压阀的阈值压力；

[0058] 具体地，利用声呐测量盐穴顶板面积、形态和跨度，完成测腔后起出声呐测腔设备；根据声呐所测盐穴腔体情况及围岩物理力学性质，计算出腔体内天然气的最小压力P1；根据腔内天然气最小压力P1、注气排卤气液界面深度和管内摩阻力等计算得出卤水出口处最小压力P2；考虑卤水出口处最小压力和排卤最小流量确定第一排卤背压阀8的阈值压力P3。

[0059] S2：通过天然气输入组件、卤水输出组件和第一排卤组件进行保压注气排卤；

[0060] 具体地，将第一排卤背压阀8和第二排卤背压阀10的阈值压力均设为初始值P3，而后打开天然气进口闸阀1、卤水出口闸阀2和第一排卤闸阀7，按照设计注气压力和注气量向注气排卤外管内的环空注入天然气，将盐穴中的卤水从排卤管柱6中排出。观察压力表12所示的压力P4，若P4≥P2，则保持第一排卤背压阀8的阈值压力不变；若P4

[0061] 此时，若第一排卤组件故障，则关闭第一排卤闸阀7，对第一排卤组件进行检修，同时开启第二排卤闸阀9，通过第二排卤组件进行注气排卤工作，有效避免工期延误。

[0062] S3：通过反冲洗组件对所述卤水输出组件进行反冲洗；

[0063] 具体地，为防止排卤管柱6结晶阻塞，在注气排卤过程中，每天需要对排卤管柱6进行反冲洗。具体地，当冲洗时，停止天然气注气，关闭天然气进口闸阀1，关闭第一排卤闸阀7和第二排卤闸阀9，设置反冲洗背压阀4的阈值压力为P2，使注气排卤过程中仍能保持腔内高压。然后打开卤水出口闸阀2和反冲洗闸阀3，开启注水泵5，向排卤管柱6中注入清水，进行排卤管柱6的反冲洗，直至排卤管柱6通畅。然后关闭注水泵5和反冲洗闸阀3。

[0064] S4：继续通过所述天然气输入组件、所述卤水输出组件和所述第一排卤组件进行保压注气排卤直至注气排卤结束。

[0065] 具体地，开启天然气进口闸阀1、卤水出口闸阀2和第一排卤闸阀7，继续进行注气排卤工作，直至气卤界面到达设计的气卤界面位置处，完成注气排卤。

[0066] 本申请提供的一种盐穴储气库保压注气排卤装置及方法，可实现盐穴储气库腔内天然气压力增大，有利于盐穴储气库注气排卤过程中的安全施工。

[0067] 应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。