一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置及其方法与流程

本发明涉及排卤设备，尤其是涉及一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置，还涉及了一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的方法。

背景技术：

1、地下盐穴是在地下盐层或盐丘中利用水溶方式开采盐岩资源形成的地下腔体。由于盐岩具有良好的蠕变性和极低的渗透率，因此地下盐穴是天然气、氢气、石油等最佳存储介质，也是压缩气储能的理想载体。

2、在盐穴储库建设过程中，注气排卤是一个非常重要的过程，直接关系到地下盐穴腔体的有效运行容积。过早结束注气排卤作业，将导致大量卤水长期残留在盐穴底部，造成地下盐穴储库物理容积利用率低，而不及时结束注气排卤作业，将导致大量天然气涌入排卤管柱，造成井喷，甚至引起爆炸、火灾等安全事故。

3、然而，目前国内外并没有形成有效判定注气排卤结束的装置和方法。针对盐穴天然气储库，国内常采用的方法为：将排出卤水通过气液分离罐，然后采用手持式甲烷浓度检测仪检测气液分离罐内天然气浓度受到风速、风向、温度、排卤速度以及天然气聚集程度等多种因素的影响，因此该判定方法不稳定，且易过早结束注气排卤，而且检测仪器容易受到卤水腐蚀，发生故障，并且该方法无法推广到盐穴压缩空气储能库以及盐穴储氢库领域。

4、而国外在井口安装切断阀，注气排卤末期，天然气大量涌出导致排卤管线压力升高，当压力升高到紧急切断阀高压阈值时，将自动切断，注气排卤结束。该方法存在严重的安全隐患，一方面由于短时间内迅速自动关闭切断阀，阻止流体流动易引起水锤作用，易造成阀门损坏。另一方面当排卤管线压力开始升高时，已有大量气体涌入排卤管线进入地面，且排卤管线端口受到较大冲击力，易发生管线被甩出，易引起砸伤人、爆炸等事故。

5、且由于在排卤过程中，卤水内会混入少量气体导致局部压力增大，使得传感器检测到所设定的切断阀值，从而产生误判，影响排卤效率，导致地下盐穴储库内仍留存部分卤水，卤水利用率低；以及卤水由于从地下盐穴储库到地面的过程，其环境(温度、压力)发生改变，过饱和卤水发生结晶，使得排卤管道的截面变小，从而导致压力增加使得传感器误判的情况。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中卤水内会混入少量气体导致局部压力增大，使得传感器检测到所设定的切断阀值，从而产生误判，影响排卤效率；以及卤水由于从地下盐穴储库到地面的过程，其环境(温度、压力)发生改变，卤水内发生结晶，使得排卤管道的截面变小，从而导致压力增加使得传感器误判的问题，提供一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置，包括：

3、注气系统，用于向地下盐穴储库内输入气体并驱使卤水输出，注气系统的输出端和地下盐穴储库连通；

4、排卤系统，用于将地下盐穴储库内的卤水输出，排卤系统的输入端和地下盐穴储库连通并延伸至地下盐穴储库内的卤水中；

5、反馈系统，用于检测地下盐穴储库注气排卤过程中气体涌出，反馈系统和排卤系统连通；

6、以及识别分析系统，用于监测识别反馈系统的状态、判定注气排卤是否结束以及对注气系统、排卤系统和反馈系统远程控制，通过反馈系统的设计，其能够在卤水持续性混入气体的初期完成对是否结束注气排卤的判定，且避免了误判的情况发生，提高了排卤效率，可以准确判定地下盐穴储库注气排卤结束时间，从而既满足尽可能排出更多卤水，提高地下盐穴腔体利用率，又满足安全生产要求。

7、为了解决注气系统如何布置的问题，进一步包括注气系统包括注气管柱、注气阀门以及压力表，注气管柱的输出端伸入地下盐穴储库，注气阀门和压力表均安装在注气管柱上，压力表位于注气阀门和注气管柱的输出端之间。

8、为了解决排卤系统如何布置的问题，进一步包括排卤系统包括排卤管柱、排卤阀门、流量计、三通管以及输卤管，排卤管柱的输入端位于地下盐穴储库内并延伸至卤水的液面以下，排卤阀门和流量计均安装在排卤管柱上，排卤管柱的输出端和三通管的第一端口连接，三通管的第二端口和输卤管的输入端连接。

9、为了解决反馈系统如何布置的问题，进一步包括反馈系统包括反馈阀门、软管、浮力球、液位计以及蓄水罐，软管的输入端和输卤管连通，软管的输出端伸入蓄水罐内，浮力球安装在软管的输处端上，浮力球用于使得软管的输出端悬浮于蓄水罐内的液面处，液位计位于蓄水罐内。

10、为了解决蓄水罐内卤水如何排出的问题，进一步包括反馈系统还包括输卤水泵，反馈系统的输出端和排卤系统的输出端连通，输卤水泵的输入端和蓄水罐连通，输卤水泵的输出端和输卤管连通，且输卤管的输出端位于软管的输入端和输卤管的输出端之间，输卤水泵的输出端上安装有单向阀。

11、为了解决识别分析系统如何布置的问题，进一步包括识别分析系统包括摄像头、动态分析系统以及远程操控系统，摄像头可拍摄蓄水罐内软管和浮力球，并将画面传输至动态分析系统；

12、动态分析系统可分析蓄水罐内软管和浮力球状态；

13、远程操控系统可接收动态分析系统传达指令。

14、为了解决卤水输送过程中会产生结晶，结晶会吸附在管壁上的问题，进一步包括该装置还包括清水冲洗组件包括清水管和清水泵；清水管的输出端和三通管的第三端口连接，清水泵和清水管的输入端连接。

15、一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的方法，搭建一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置，包括以下步骤：

16、s1：打开注气系统的注气阀门将气体注入地下盐穴储库中并打开排卤阀门、三通管的第一端口和三通管的第二端口进行注气排卤；

17、s2：调整软管的长度，使得软管的输出端能够始终位于蓄水罐液位以下5-10cm；

18、s3：打开反馈阀门并使得进入软管的卤水充满软管的1/4-1/3；

19、s4：通过识别分析系统分析出软管、浮力球运动状态，若软管和浮力球呈现持续的不规则运动轨迹，判定注气排卤结束，并远程关闭排卤阀门和注气阀门，结束注气排卤；

20、s5：在排卤过程中，暂停排卤并通过清水冲洗组件对排卤系统的排卤管柱和反馈系统的软管进行反冲洗。

21、进一步包括步骤s4中软管或/和浮力球进行不规则运动的时间为t，当t≥2min时，则判定注气排卤结束。

22、本发明的有益效果是：本发明提供的一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置及其方法，通过反馈系统的设计，其能够在卤水持续性混入气体的初期完成对是否结束注气排卤的判定，且避免了误判的情况发生，提高了排卤效率，可以准确判定地下盐穴储库注气排卤结束时间，从而既满足尽可能排出更多卤水，提高地下盐穴腔体利用率，又满足安全生产要求。

技术特征：

1.一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置，其特征在于：所述注气系统(1)包括注气管柱(11)、注气阀门(12)以及压力表(13)，所述注气管柱(11)的输出端伸入地下盐穴储库(6)，所述注气阀门(12)和压力表(13)均安装在注气管柱(11)上，所述压力表(13)位于注气阀门(12)和注气管柱(11)的输出端之间。

3.如权利要求1所述的一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置，其特征在于：所述排卤系统(2)包括排卤管柱(21)、排卤阀门(22)、流量计(23)、三通管(24)以及输卤管(25)，所述排卤管柱(21)的输入端位于地下盐穴储库(6)内并延伸至卤水的液面以下，所述排卤阀门(22)和流量计(23)均安装在排卤管柱(21)上，所述排卤管柱(21)的输出端和三通管(24)的第一端口连接，所述三通管(24)的第二端口和输卤管(25)的输入端连接。

4.如权利要求3所述的一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置，其特征在于：所述反馈系统(3)包括反馈阀门(31)、软管(32)、浮力球(33)、液位计(34)以及蓄水罐(35)，所述软管(32)的输入端和输卤管(25)连通，所述软管(32)的输出端伸入蓄水罐(35)内，所述浮力球(33)安装在软管(32)的输处端上，所述浮力球(33)用于使得软管(32)的输出端悬浮于蓄水罐(35)内的液面处，所述液位计(34)位于蓄水罐(35)内。

5.如权利要求4所述的一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置，其特征在于：所述反馈系统(3)还包括输卤水泵(36)，所述反馈系统(3)的输出端和排卤系统(2)的输出端连通，所述输卤水泵(36)的输入端和蓄水罐(35)连通，所述输卤水泵(36)的输出端和输卤管(25)连通，且输卤管(25)的输出端位于软管(32)的输入端和输卤管(25)的输出端之间，所述输卤水泵(36)的输出端上安装有单向阀(37)。

6.如权利要求5所述的一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置，其特征在于：所述识别分析系统(4)包括摄像头(41)、动态分析系统以及远程操控系统(42)，所述摄像头(41)可拍摄蓄水罐(35)内软管(32)和浮力球(33)，并将画面传输至动态分析系统；

7.如权利要求3所述的一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置，其特征在于：该装置还包括清水冲洗组件(5)包括清水管(51)和清水泵(52)；所述清水管(51)的输出端和三通管(24)的第三端口连接，所述清水泵(52)和清水管(51)的输入端连接。

8.一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的方法，搭建如权利要求1-7中任一项所述的一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置，其特征在于：包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置，其特征在于：步骤s4中软管(32)或/和浮力球(33)进行不规则运动的时间为t，当t≥2min时，则判定注气排卤结束。

技术总结本发明涉及排卤设备技术领域，尤其是涉及一种地下盐穴储库注气排卤结束判定的装置，包括：注气系统，用于向地下盐穴储库内输入气体并驱使卤水输出；排卤系统，用于将地下盐穴储库内的卤水输出；反馈系统，用于检测地下盐穴储库注气排卤过程中气体涌出；以及识别分析系统，用于监测识别反馈系统的状态、判定注气排卤是否结束以及对注气系统、排卤系统和反馈系统远程控制，通过反馈系统的设计，其能够在卤水持续性混入气体的初期完成对是否结束注气排卤的判定，且避免了误判的情况发生，提高了排卤效率。技术研发人员：谢卫炜,徐孜俊,任晓云,张高,罗淼受保护的技术使用者：中盐盐穴综合利用股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18