增壓輸氣系統的製作方法

2023-06-04 05:51:31 1

專利名稱：增壓輸氣系統的製作方法
技術領域：
本申請涉及煤層氣的管道輸送，更具體地，涉及煤層氣管道輸送中的增壓輸氣系統。
背景技術：
由於煤層氣不易存儲的特性，管道輸送成為運輸煤層氣的經濟有效方法。由於各種阻力原因，煤層氣在輸氣管道的流動過程中壓力會不斷下降，從而導致輸氣管道通過能力降低。為了在輸氣管道中保持規定的煤層氣流量，並保證煤層氣在管道沿線具有期望的壓力，通常利用壓氣站來確保煤層氣的遠程輸送得以實現。煤層氣幹線輸送流程為氣井到壓氣站，再到用戶。為了保證從氣井出來的氣體能從井口輸送到壓氣站，必須保證井口有一定的壓力 (一般為0. 3到0. 4MPa)，才能克服管道阻力將井口氣體推進到壓氣站進行集中處理。在井口存在壓力的同時，會對井底煤層造成一定的回壓。當煤層產氣壓力低於回壓時，氣體便被壓在煤層中，不能從煤層釋放到井筒中去，從而也相當於降低了氣井的產氣量。因此，降低井口壓力，減少井底回壓，對煤層氣這種超低壓力氣藏的開發來說，具有現實意義。在氣田開發中，一般採用在氣井與壓氣站之間設增壓站，匯集各井站的來氣，利用增壓站的增壓裝置(一般為天然氣壓縮機)將氣體增壓輸送，從而達到降低井口回壓的目的。但是，常規的增壓站存在佔地大、工藝較複雜、投資大等問題。並且，由於各井口至增壓站的距離不同，往往導致較遠的井口壓力過高而限制產氣量；而當增壓站加大外輸量時，儘管可以降低偏遠井的井口壓力，但由於煤層氣的釋放速度跟不上，最終導致井口壓力急劇下降而無法穩定生產。另外，由於井口產氣量較低，功耗較大的常規增壓泵在井口運行沒有經濟價值。同時，井口地理條件也限制佔地面積較大的常規增壓裝置的安裝。因此，期望一種增壓輸氣系統能克服以上一個或多個缺陷。

實用新型內容為了解決現有技術中存在的以上一個或多個問題，提出了一種增壓輸氣系統。本實用新型提供了一種增壓輸氣系統，該系統設置於來氣管線與外輸管線之間， 其特徵在於，包括增壓管線，其輸入端連接於來氣管線；以及射流推進管線，包括射流推進器，射流推進器的輸入端分別連接於來氣管線和增壓管線的輸出端，射流推進器的輸出端連接於外輸管線。該系統還可包括連接於來氣管線與外輸管線之間的旁路管線，旁路管線包括閥門。根據本實用新型的實施方式，射流推進管線還可包括流量計，流量計位於射流推進器的上遊或下遊。射流推進管線還可包括連接於來氣管線與射流推進器之間的進口壓力計；以及連接於射流推進器與外輸管線之間的出口壓力計。增壓管線可包括連接於來氣管線和射流推進器之間壓縮機。增壓管線還可包括連接於來氣管線和壓縮機之間的分離器。增壓管線還可包括連接於分離器和壓縮機之間的調節閥。壓縮機可以是螺杆壓縮機或離心壓縮機。該系統還可包括控制器，該控制器與增壓管線和射流推進管線中的至少之一連接，以控制射流推進管線的壓力。該控制器可以是PLC控制器。射流推進管線還可包括位於射流推進器的上遊或下遊的閥門。根據本實用新型的系統通過對射流推進器的控制，進一步提高輸氣壓力，增加氣體輸送距離。如果運用於煤層氣井口，可把井口壓力穩定地控制在煤層氣最佳釋放壓力範圍，從而使煤層氣最大限度釋放。

圖1示出了根據本實用新型的增壓輸氣系統的示意圖。圖2示出了根據本實用新型的增壓輸氣系統的一個具體實施例的示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖對根據本實用新型的示例性實施方式進行描述。參照圖1，根據本實用新型的示例性實施方式的增壓輸氣系統10設置於來氣管線 20與外輸管線30之間。如圖所示，該系統10包括增壓管線110和射流推進管線120。增壓管線110的輸入端連接於來氣管線20。在一個實施方式中，如圖2所示，射流推進管線120包括射流推進器121，射流推進器121的輸入端分別連接於來氣管線20和所述增壓管線110的輸出端，射流推進器121的輸出端連接於外輸管線30。在一個實施方式中，增壓管線110可包括分離器111和壓縮機112。分離器111連接於來氣管線20和壓縮機112之間，壓縮機112連接於分離器111和射流推進器121之間。 分離器111可將來氣中的水和氣分離，以使僅有氣通過壓縮機112。被分離出的氣進入壓縮機112增壓。被分離出的水則被排出至蓄水容器，例如，水池114。壓縮機112例如可以是螺杆壓縮機或離心壓縮機，並優選地是離心壓縮機。在一個實施方式中，如果來氣比較乾燥，可以無需使用分離器111，即，省略分離環節，直接進入壓縮機112增壓。在一個實施方式中，增壓管線110還包括連接於分離器111和壓縮機112之間的調節閥113。在一個實施方式中，射流推進管線120還包括流量計122。流量計122可以位於射流推進器111的上遊或下遊。射流推進管線120還可包括一個或多個閥門123。在一個實施方式中，射流推進管線120還可以包括連接於所述來氣管線與所述射流推進器之間的進口壓力計；以及連接於所述射流推進器與所述外輸管線之間的出口壓力計。在一個實施方式中，增壓輸氣系統10還包括連接於來氣管線20與外輸管線30之間的旁路管線130，以在例如系統維護時作為備用傳輸管線。旁路管線130可包括閥門131， 用於控制旁路管線130是否啟用。在一個實施方式中，增壓輸氣系統10可進一步包括控制器140。控制器140與增壓管線110和所述射流推進管線120中的至少之一連接，以控制射流推進管線120的壓力。 控制器120例如可以是PLC控制器。增壓輸氣系統10還可變頻器150。控制器140可根據來自射流推進器121兩側的壓力值對調節閥113進行控制，並可通過對變頻器150進行控制來實現對壓縮機112的控制。具體地，控制器140根據壓力變送器提供的壓力值控制調節閥113來調節進入壓縮機112的流量，並通過變頻器150控制壓縮機112的速度從而調節壓縮機出口壓力。由於控制器140根據需要分別調節壓縮機112的流量和出口壓力，因而可容易實現射流推進器121的穩定輸出壓力。在一個實施方式中，射流推進管線120還包括位於射流推進器121的上遊或下遊的閥門U3。下面對根據本實用新型的增壓輸氣系統的工作原理進行描述。首先，氣井產出的氣水混合物分為兩路，一路進入射流推進器的一個輸入端，另一路進入分離器進行氣、水分離，以使進入壓縮機的氣基本不含水。同時，由於分離器內部的離心力作用，使可能含有的大部分煤灰沉降。分離後的水分和煤灰沉澱例如可通過排汙口排至汙水沉降池。分離後的氣體例如可經過氣體濾清器二次過濾，然後通過壓縮機(如撬裝式壓縮機)增壓。增壓後的氣體輸出至射流推進器的另一個輸出端。利用射流器具有的氣體單向推進的特點，射流推進系統將分別從其兩個輸入端輸入的氣體混合後向前推進。經過壓縮機壓縮後的較高壓力的氣體在射流推進器形成穩定的壓力場，從而降低來氣管線側壓力而提升外輸管線側壓力，最終實現增壓輸氣的目的。這樣，降低了氣井井口回壓，同時實現氣體增壓長距離輸送。在上述方案中，主要是利用了航天技術中的射流技術和氣體推進技術，克服了常規技術存在的不足之處。射流推進器的外壁開有進氣孔，內部分布氣腔。當壓縮機將高壓氣體注入射流器後，經氣腔後向射流器前端(壓氣站方向)推進，同時在射流器末端(井口方向)形成負壓。井口氣體在射流的作用下，向射流器方向流動，與經壓縮機壓進射流器的高壓氣體一起，向壓氣站方向推進，管線輸氣壓力由射流裝置提供，從而有效地降低了井口的回壓，井口回壓的降低對被壓在井底的煤層氣打開了暢通出氣通道，(出氣量有可能得到更大的釋放)氣體在通過射流器時，並不產生節流，也就不會增加氣體輸送的阻力。推進器主要是讓經射流器增壓後的氣體形成渦流狀態，避免出現層流狀態，確保氣體整體向前推進而不形成反向阻力。在上述實施方式中，可採用各種類型的壓縮機，例如，螺杆壓縮機、離心壓縮機等。 優選地，該壓縮機為離心壓縮機。本實用新型的各實施方式中，流量計可位於射流推進器的上遊或下遊。優選地，流量計位於射流推進器的下遊，以在穩定的壓力環境下工作。旁路管線在射流推進器故障時提供氣體輸送的臨時通道。以上僅對本申請的示例性實施方式進行了描述，其並不作為對本申請的限制。對本領域技術人員顯而易見的是，上述實施方式可具有各種變體和修改，而並不偏離本申請的精神和範圍。
權利要求1.一種增壓輸氣系統，設置於來氣管線與外輸管線之間，其特徵在於，包括增壓管線，其輸入端連接於所述來氣管線；以及射流推進管線，包括射流推進器，所述射流推進器的輸入端分別連接於所述來氣管線和所述增壓管線的輸出端，所述射流推進器的輸出端連接於所述外輸管線。
2.如權利要求1所述的增壓輸氣系統，其特徵在於，還包括連接於所述來氣管線與所述外輸管線之間的旁路管線，所述旁路管線包括閥門。
3.如權利要求1所述的增壓輸氣系統，其特徵在於，所述射流推進管線還包括流量計， 所述流量計位於所述射流推進器的上遊或下遊。
4.如權利要求1所述的增壓輸氣系統，其特徵在於，所述射流推進管線還包括連接於所述來氣管線與所述射流推進器之間的進口壓力計；以及連接於所述射流推進器與所述外輸管線之間的出口壓力計。
5.如權利要求1所述的增壓輸氣系統，其特徵在於，所述增壓管線包括連接於所述來氣管線和所述射流推進器之間壓縮機。
6.如權利要求5所述的增壓輸氣系統，其特徵在於，所述增壓管線還包括連接於所述來氣管線和所述壓縮機之間的分離器。
7.如權利要求5所述的增壓輸氣系統，其特徵在於，所述增壓管線還包括連接於所述來氣管線和所述壓縮機之間的調節閥。
8.如權利要求5所述的系統，其特徵在於，所述壓縮機是螺杆壓縮機或離心壓縮機。
9.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，進一步包括控制器，所述控制器與所述增壓管線和所述射流推進管線中的至少之一連接，以控制所述射流推進管線的壓力。
10.如權利要求9所述的系統，其特徵在於，所述控制器是PLC控制器。
專利摘要本實用新型提供了一種設置於來氣管線與外輸管線之間的增壓輸氣系統，該系統包括增壓管線，其輸入端連接於所述來氣管線；以及射流推進管線，包括射流推進器，所述射流推進器的輸入端分別連接於所述來氣管線和所述增壓管線的輸出端，所述射流推進器的輸出端連接於所述外輸管線。通過本實用新型的增壓輸氣系統，可提高氣體的輸送距離。如果運用於煤層氣井口，可把井口壓力穩定地控制在煤層氣最佳釋放壓力範圍，從而使煤層氣最大限度釋放。
文檔編號F17D1/04GK201982968SQ20102069984
公開日2011年9月21日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者何新懷, 杜德榮, 王宇紅, 王峰明, 翟國偉, 陳斌 申請人:何新懷