页岩气井压裂返排监测采集系统的制作方法

本技术属于页岩气井压裂监测领域，具体涉及一种页岩气井压裂返排监测采集系统。

背景技术：

1、页岩气井返排流程是页岩气藏工厂化压裂作业必不可少的组成部分。压后返排是衔接压裂与生产的重要环节，对于压裂和生产效果的影响十分显著。相比砂岩等常规储层，页岩在储层特征、压裂工艺方面具有显著差异。

2、目前，页岩气井返排主要采用大油嘴快返排和小油嘴控压返排，大油嘴快返排对页岩气井伤害极大，小油嘴控压返排能一定程度上减轻支撑剂回流和应力敏感伤害，但增大了水相圈闭的伤害，且小油嘴返排易造成地层堵塞，还不能满足现场生产快速上产需求。因此，建立在返排数据的精确采集和计算层面上调整油嘴，数据精准才能准确的调整油嘴的大小，才能最大程度上减轻支撑剂回流和应力敏感伤害、减小水相圈闭的伤害、避免地层堵塞，才能达到快速上产的需求。

3、针对页岩气大排量、大砂量压裂后，排采测试流程设备繁多、作业效率低、天然气计量误差大、流程易堵塞等问题，对现有测试流程的设备、计算方法、数据采集系统等进行改进，设计出新型数据采集系统。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种页岩气井压裂返排监测采集系统，该系统可使返排液中的气体分离，固体物质沉积，以及有效地降低温度，能精确地测量出流入排液池中的氯离子和ph值。

2、为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种页岩气井压裂返排监测采集系统，包括缓冲罐和集成数采防爆控制箱；

4、所述缓冲罐的进液口连接有进液管路，进液管路与页岩气井的井口连接，所述页岩气井的井口设有温度变送器和压力传感器，所述进液管路上设有电动平板阀；

5、所述缓冲罐的出液口连接有出液管路，出液管路与排液池连接，在排液池的出口处设有氯离子监测仪和ph监测仪；所述出液管路上沿液体流动方向依次设有电动调节阀和电磁流量计；

6、所述缓冲罐采用搅拌功能且罐体内底部为锥筒状，所述缓冲罐上安装有用于检测罐内液位的液位计；

7、所述集成数采防爆控制箱分别与液位计、温度变动器、压力传感器、电动平板阀、氯离子监测仪、ph监测仪、电动调节阀、电磁流量计连接，集成数采防爆控制箱获取液位计、温度变动器、压力传感器、氯离子监测仪、ph监测仪采集的数据，对驱动电机、电动平板阀、电动调节阀和电磁流量计进行控制。

8、进一步地，所述缓冲罐的上部还设有溢流口，溢流口连接有溢流水管路。

9、进一步地，所述出液管路上还设有温度监测仪，温度监测仪位于电磁流量计后方。

10、进一步地，多个缓冲罐安装在一个撬装房内，且撬装房内仅安装一个集成数采防爆控制箱，溢流水管路为一个总管路，以及与多个与缓冲罐连接分支管路构成。

11、所述页岩气井压裂返排监测采集系统的工作流程如下：

12、首先，将温度变动器和压力传感器安装在页岩气的井口，然后将进液管路与页岩气井连接；返排液在井口处时，温度变动器测量返排液的温度，压力传感器测量井口压力，然后返排液通过进液管路进入缓冲罐，通过控制电动平板阀可控制进入缓冲罐的返排液的量；

13、然后，返排液进入缓冲罐内，液位计工作计量返排液在缓冲罐的位置，然后缓冲罐搅拌返排液，搅拌的过程中使液体中的气体分离，同时使返排液降温，返排液中的固相物质沉降于罐体底部的锥筒内，并不定时排出；

14、最后，返排液通过出液管路进入排液池，出液管路的电动调节阀调节出液大小保证电磁流量计全时保持满管运行测量，温度监测仪对返排液的温度进行测量，返排液的进入排液池后，氯离子监测仪检测返排液中的氯离子含量，ph监测仪检测返排液的ph值。

15、进一步地，所述集成数采防爆控制箱根据采集的井口压力和井口温度控制电动平板阀的开启以及阀门开度大小，然后根据液位计采集的缓冲罐内的液位控制缓冲罐是否搅拌，根据出口管路的返排液温度实时调节出口电动调节阀和电动平板阀，使返排液降温。

16、本实用新型的工作原理：排采过程中的数据采集难点在于返排液的精准计量，通常返排液中含有大量的页岩气和蒸汽，常规计量方法无法做到液体的精确计量，本实用新型通过缓冲罐的搅拌分离，达到降温排气及减压的目的，为后端计量采集数据创造条件。

17、钻塞施工中，返出物多为金属碎屑、压裂砂等大小不一的固相物颗粒，影响测试计量精度。含有金属颗粒的高速流体，会干扰电磁流量计的计量精度。因此，设计了缓冲罐椎体沉砂固相物捕捉系统，有效解决了上述问题，保障了计量精度，且解决了固相物堵塞流程、刺漏流程等安全隐患。

18、为配套返排增产技术而升级改进的试油气录井仪。在现有参数的基础上，实现了液量、气量的实时、高频采集，同时加载了现场连续砂量监测数据，还配套了返出物的元素录井和支撑剂分析化验手段，为现场返排动态管理提供了重要数据支撑。

19、本实用新型具有如下有益效果：

20、(1)采用撬装把所有流程部件集成化、模块化，使其在生产作业中安装简便，运行中安全可靠，节约人工和设备成本；

21、(2)采用缓冲罐的搅拌分离液体中的各种气体，实现精准计量采集；

22、(3)采用锥桶状的底部，分离液体中的固相物质，减少对电磁流量计的冲刺伤害，实现精准计量采集；

23、(4)通过物理计量和电磁计量进行对比，更加有效精准掌握采集数据；

24、(5)有效降低液体温度，为ph和氯离子的测量创造条件。

技术特征：

1.一种页岩气井压裂返排监测采集系统，其特征在于：包括缓冲罐和集成数采防爆控制箱；

2.根据权利要求1所述的一种页岩气井压裂返排监测采集系统，其特征在于：所述缓冲罐的上部还设有溢流口，溢流口连接有溢流水管路。

3.根据权利要求1所述的一种页岩气井压裂返排监测采集系统，其特征在于：所述出液管路上还设有温度监测仪，温度监测仪位于电磁流量计后方。

4.根据权利要求1～3任一所述的一种页岩气井压裂返排监测采集系统，其特征在于：多个缓冲罐安装在一个撬装房内，且撬装房内仅安装一个集成数采防爆控制箱，溢流水管路为一个总管路，以及与多个与缓冲罐连接分支管路构成。

技术总结本技术公开了一种页岩气井压裂返排监测采集系统，包括缓冲罐和集成数采防爆控制箱；所述缓冲罐的进液口连接有进液管路，进液管路与页岩气井的井口连接，井口设有温度变送器和压力传感器，所述进液管路上设有电动平板阀；所述缓冲罐的出液口连接有出液管路，出液管路与排液池连接，排液池内设有氯离子监测仪和pH监测仪；所述出液管路上设有电动调节阀和电磁流量计；所述缓冲罐上安装有液位计；所述集成数采防爆控制箱分别与液位计、温度变动器、压力传感器、电动平板阀、氯离子监测仪、pH监测仪、电动调节阀、电磁流量计连接。本技术可使返排液中的气体分离，固体物质沉积，以及有效地降低温度，能精确地测量出流入排液池中的氯离子和pH值。技术研发人员：杨军受保护的技术使用者：四川晨洋石油设备有限公司技术研发日：20231215技术公布日：2024/7/18