CN101182765B - 单井增压采气装置 - Google Patents

Abstract

单井增压采气装置，应用于油田增压开采天然气。特征是：压缩机采用的是螺杆压缩机，燃气发动机通过离合减速器与螺杆压缩机连接，螺杆压缩机进气口有管线连接采气井口，螺杆压缩机排气口有管线连接冷却器的入口，冷却器的出口有管线连接油水分离器的入口，油水分离器的出气口连接输气管网；油水分离器的分离液出口有管线连接螺杆压缩机进气口，燃气发动机动力轴上固定有皮带轮，传动皮带连接到冷却器传动轴的皮带轮。效果是：能完成自动连续增压采气。并具有体积小，占地面积小；压缩机压比大，不会结碳，吸排气连续，运转平稳；压缩机没有吸排气阀，易损件少，自动润滑，维护管理方便，无故障运行时间长，可实现无人值守。

Description

单井增压采气装置

技术领域

本发明涉及石油天然气开采技术领域，特别涉及一种石油天然气增压采气装置，是一种利用螺杆压缩机进行单井增压采气的装置。

技术背景

石油天然气从井下采出后，需要通过输气管线输送到集输站，然后集中输送到管网并向外输。气田开采初期，由于气井地层压力较高，井下天然气可以依靠地层压力从井下上升至地面并直接进入输气管线。随着天然气开采的持续进行，井下地层压力逐渐衰减，当地层压力下降到一定程度，井口压力低于输气管线压力时，天然气便无法直接进入集输管线，此时就必须借助外界力量对采出的天然气增压，使采出天然气的压力高于集输管线压力，以便进行正常输送。

中国专利公告号CN1090620，提供了一种自动连续负压采气工艺，是一种通过采用真空泵机组、分离器、稳压罐和压缩机机组串联运行的开采输送工艺。根据压力变化对真空泵机组和压缩机组中的自动无级调速偶合器进行控制。在真空泵的输入端有压力控制元件控制的电磁阀，并设有旁通管线。能连续自动匹配运行。

目前，气田上天然气增压采用的是机械抽吸的方法对单井实施增压。由燃气发动机(或电动机)来驱动活塞式压缩机进行增压采气，天然气通过压缩机增压后输送至地面集输管线。

这种活塞式增压装置在实际使用中存在如下问题：

1、不能输送含液体、含杂质的天然气。而地下采出的天然气通常都含有游离水、少量凝析油和杂质。

2、活塞式压缩机的易损件较多，对维修技术要求较高，需要依赖专业厂家的技术服务。

3、流程工艺复杂，占用空间大，通常需要专人管理操作。

发明内容

本发明目的是提供一种单井增压采气装置，完成自动连续增压采气，并且具有占地面积小、工作性能可靠、有自润滑系统，使用寿命长，并且具有操作维护简单的特点。克服目前活塞式压缩机增压采气系统的不足。

本发明采取的技术方案是：单井增压采气装置，包括燃气发动机、压缩机、冷却器和油水分离器，其特征是：压缩机采用的是螺杆压缩机，燃气发动机通过离合减速器与螺杆压缩机连接，燃气发动机运转后带动螺杆压缩机工作。螺杆压缩机进气口有管线连接采气井口，井口的天然气通过进气口进入螺杆压缩机。螺杆压缩机排气口有管线连接冷却器的入口。冷却器的出口有管线连接油水分离器的入口。油水分离器的出气口连接输气管线；油水分离器的分离液出口有管线连接螺杆压缩机进气口。井口出来的天然气经螺杆压缩机压缩增压后，首先进入冷却箱冷却降温，然后进入油水分离器进行气、液相分离，分离出的天然气进入到输气管线；经油水分离器分离出的液相送至螺杆压缩机内，对螺杆压缩机循环冷却与润滑。为了不增加动力源并提高冷却器制冷效果，燃气发动机动力轴上固定有皮带轮，冷却器的传动轴上的皮带轮通过传动皮带与皮带轮相连接。燃气发动机运转的同时将一部分动力经皮带轮、传动皮带和传动轴传递给冷却箱的冷却风扇。

为了使螺杆压缩机有自动润滑和冷却效果，分离出的液相能进入轴承润滑腔，螺杆压缩机的工作腔和轴承润滑腔之间有通道相连通。分离出的液相进入螺杆压缩机工作腔后，通过工作腔与轴承润滑腔之间的通道进入轴承润滑腔。

螺杆压缩机的内的轴承润滑还可以采用独立的润滑和冷却系统，所述的独立的轴承润滑和冷却系统是：燃气发动机动力轴上固定的皮带轮有传动皮带连接润滑油泵，润滑油泵的出口有管线连接螺杆压缩机的左轴承润滑腔，左轴承润滑腔与右轴承润滑腔之间有润滑油道，右轴承润滑腔的润滑油出口有管线连接冷却箱的润滑油入口，冷却箱的润滑油出口有管线连接油池，油池内有管线连接润滑油泵的进口。润滑油通过润滑油泵、冷却箱和螺杆压缩机的润滑油道，形成的独立的润滑和冷却系统，对螺杆压缩机内的轴承进行润滑和冷却。

本发明的有益效果是：单井增压采气装置能完成自动连续增压采气。并具有体积小，占地面积小；压缩机压比大，不会结碳，吸排气连续，振动小，运转平稳；压缩机没有吸排气阀，运转部件少，易损件少，自动润滑，维护管理方便，无故障运行时间长；装置可带液运行，原料气无需预处理，工艺流程简单，效率高；整套装置自控性能好，可实现无人值守；

附图说明

图1是本发明单井增压采气装置示意图，是实施例1结构示意图；

图2是本发明单井增压采气装置示意图，是实施例2结构示意图。

图中：1.燃气发动机，2.离合减速器，3.螺杆压缩机，4.皮带轮，5.传动皮带，6.传动轴，7.冷却箱，8.油水分离器，9.油池，10.润滑油泵，11.润滑油道，12.左轴承润滑腔，13.右轴承润滑腔，14.工作腔，15.进气口，16.分离液出口，17.出气口。

具体实施方式

实施例1：参阅图1。单井增压采气装置的压缩机采用螺杆压缩机3，燃气发动机1通过离合减速器2与螺杆压缩机3连接。螺杆压缩机3进气口15有管线连接采气井口，螺杆压缩机3排气口有管线连接冷却器7的入口。冷却器7的出口有管线连接油水分离器8的入口。油水分离器8的出气口17连接输气管线；油水分离器8的分离液出口16有管线连接螺杆压缩机3进气口15。燃气发动机1动力轴上固定有皮带轮4，传动皮带5连接到冷却器7传动轴6的皮带轮。螺杆压缩机3的工作腔14和轴承润滑腔12、13之间有通道相连通。

实施例1的工作过程：燃气发动机1启动运转后带动螺杆压缩机3工作，天然气由螺杆压缩机3进气口15进入进行压缩，压缩后的气体先进入冷却箱7冷却降温，然后再进入油水分离器8内进行气液相分离，即把压缩天然气(混合相)与其中的冷却与润滑介质等液体进行分离，经油水分离器8分离出的液体通过分离液出口16送至螺杆压缩机3内的轴承润滑腔12、13和工作腔14，对螺杆压缩机3的轴承和转子进行循环冷却与润滑。经油水分离器8分离出的增压气体从出气口17输出。由于工作腔14和轴承润滑腔12、13是相连通的，这时由油水分离器8分离出的液体进入工作腔14即可。冷却与润滑介质采用合成油。本实施例中，燃气发动机1的动力同时经皮带轮4、传动皮带5和传动轴6，驱动冷却箱7的冷却风扇。可以充分利用资源。

实施例2：参阅图2。单井增压采气装置与实施例1基本相同，不同点是：燃气发动机1动力轴上固定的皮带轮4有传动皮带5连接润滑油泵10，润滑油泵10的出口有管线连接螺杆压缩机3的左轴承润滑腔12，左轴承润滑腔12与右轴承润滑腔13之间有润滑油道11，右轴承润滑腔13的润滑油出口有管线连接冷却箱7的润滑油入口，冷却箱7的润滑油出口有管线连接油池9，油池9内有管线连接润滑油泵10的进口。采用了独立的润滑方式，其它的结构和工作过程与实施例1相同，在这里不在重复说明。

独立润滑的过程是：螺杆压缩机的工作腔和轴承润滑腔不相连通，轴承润滑腔包括左轴承润滑腔12和右轴承润滑腔13；左轴承润滑腔12和右轴承润滑腔13之间是泵工作腔14。左轴承润滑腔12和右轴承润滑腔13之间通过润滑油道11相连通。通过润滑油泵10将润滑油注入左轴承润滑腔12和右轴承润滑腔13中对螺杆泵轴承进行润滑和冷却，左轴承润滑腔12和右轴承润滑腔13中的高温润滑油经过冷却箱7冷却后回到油池9。螺杆泵轴承的润滑油为普通机械润滑油，工作腔用介质可以为水、柴油或合成油等。

本发明采用天然气发动机直接驱动双螺杆压缩机，双螺杆压缩机能对低压含有游离水、少量凝析油、杂质等的天然气进行压缩增压，最后将压缩增压的天然气输送至地面集输管线。单井增压采气装置适用于野外环境的天然气单井增压采气。

本发明实施例的工作参数：

1、功率：＜100kW

2、排量：＜10000m³/d

3、进气压力：0～0.8MPa(G)

4、排气压力：1.5MPa(G)

5、增压方式：螺杆压缩机，一级增压。

Claims (2)

1.一种单井增压采气装置，包括燃气发动机(1)、压缩机(3)、冷却器(7)和油水分离器(8)，其特征是：压缩机采用的是螺杆压缩机，燃气发动机(1)通过离合减速器(2)与螺杆压缩机(3)连接，螺杆压缩机(3)进气口(15)有管线连接采气井口，螺杆压缩机(3)排气口有管线连接冷却器(7)的入口，冷却器(7)的出口有管线连接油水分离器(8)的入口，油水分离器(8)的出气口(17)连接输气管线；油水分离器(8)的分离液出口(16)有管线连接螺杆压缩机(3)进气口(15)，燃气发动机(1)动力轴上固定有皮带轮(4)，冷却器(7)的传动轴(6)上的皮带轮通过传动皮带(5)与燃气发动机(1)动力轴上的皮带轮(4)相连接；螺杆压缩机(3)的工作腔(14)和轴承润滑腔(12、13)之间有通道相连通。

2.如权利要求1所述的单井增压采气装置，其特征是：燃气发动机(1)动力轴上固定的皮带轮(4)有传动皮带(5)连接润滑油泵(10)，润滑油泵(10)的出口有管线连接螺杆压缩机(3)的左轴承润滑腔(12)，左轴承润滑腔(12)与右轴承润滑腔(13)之间有润滑油道(11)，右轴承润滑腔(13)的润滑油出口有管线连接冷却箱(7)的润滑油入口，冷却箱(7)的润滑油出口有管线连接油池(9)，油池(9)内有管线连接润滑油泵(10)的进口。

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