CN102826033A - 移动式天然气回收车和移动式天然气回收装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种移动式天然气回收车和移动式天然气回收装置及其使用方法。该移动式天然气回收车包括机动车和储罐；在机动车上固定安装有储罐，储罐的内部有相互独立并且密封隔绝的液氮腔室和天然气腔室，在液氮腔室中固定安装有铝翅板换热器。本发明通过机动车实现长距离天然气的回收和运输，天然气液化工作机动灵活方便；采用节流阀与拉瓦尔引射管组合既可满足不同压力天然气场合，同时有效利用压力能转化为速度能，将部分来不及液化的低沸点气相组分二次冷却液化，进一步强化了传热和传质效果，铝翅板式换热器设置液氮腔室内，既强化传热又简化了流程，因此，极大的提高了天然气的回收效率和回收成本，还降低了污染，保护了环境。

Description

移动式天然气回收车和移动式天然气回收装置及使用方法

技术领域

本发明涉及井口天然气回收技术领域，是一种移动式天然气回收车和移动式天然气回收装置及其使用方法。

背景技术

在油田开采早期和边缘单井开采以及油井设备的维修过程往往不得不采用放空火炬放空甚至直接排放至大气中，造成大气污染和能源浪费。由于这种场合天然气放空存在着较大的不确定性或者单位时间气量较小，因此，采用常规的天然气回收技术，则存在着设备庞大、不能灵活搬迁、或者是投资与采出比严重失衡。

发明内容

本发明提供了一种移动式天然气回收车和移动式天然气回收装置及其使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决常规的天然气回收技术存在着设备庞大、不能灵活搬迁、或者是投资与采出比严重失衡的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种移动式天然气回收车，其包括机动车和储罐；在机动车上固定安装有储罐，储罐的内部有相互独立并且密封隔绝的液氮腔室和天然气腔室，在液氮腔室中固定安装有铝翅板换热器，铝翅板换热器上分别有冷流进口、冷流出口接管、热流进口接管和热流出口接管，冷流出口接管上固定安装有三通，三通的上端接管上固定安装有排气管，排气管的另一端位于液氮腔室的外侧并固定安装有排气管控制截止阀，热流进口接管上固定安装有天然气进管，顺着天然气流动方向的天然气进管上依次固定安装有进气控制截止阀和节流阀，热流出口接管上固定安装有液化天然气进管，液化天然气进管的另一端位于天然气腔室内部，储罐上固定安装有能够向液氮腔室加液氮的加液氮管线，加液氮管线上固定安装有加液氮控制截止阀，储罐上固定安装有能够输送液化天然气的液化天然气输送管线，液化天然气输送管线上固定安装有液化天然气输送控制截止阀。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述天然气进管可穿过天然气腔室进入液氮腔室与热流进口接管固定安装在一起，在天然气腔室内部节流阀后方的天然气进管上固定安装有拉瓦尔引射管，拉瓦尔引射管包括小径管、大径管和吸管，小径管的后端与大径管的前端固定在一起，节流阀后方的天然气进管的出口端与小径管的前端固定安装在一起，热流进口接管之前的天然气进管的进口端与大径管的后端固定安装在一起，在靠近小径管的大径管上固定有与大径管相通的吸管。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种移动式天然气回收车的使用方法，其按下述步骤进行：第一步，打开加液氮控制截止阀将液氮通入液氮腔室中使液氮作为冷流进入铝翅板换热器中，加完液氮关闭加液氮控制截止阀；第二步，机动车行驶到现场，将需要回收的天然气管道与天然气进管固定连接；第三步，打开进气控制截止阀和节流阀，气态的天然气作为热流经过天然气进管进入铝翅板换热器中，冷流和热流在铝翅板换热器中进行换热，通过氮气将气态的天然气冷却为液态的液化天然气，同时，参加完热交换的液氮经过冷流出口接管进入三通，汽化的氮气进入排气管，打开排气管控制截止阀，将氮气排出，参加完热交换没有被汽化的液氮由三通的另一个接管出口进入液氮腔室中继续参加热交换，液化天然气通过液化天然气进管送至天然气腔室中进行贮存，与此同时，拉瓦尔引射管将天然气腔室中部分汽化的天然气吸入天然气进管中再次进行液化；第四步，当需要将液化天然气送出天然气腔室外部时，打开天然气输送控制截止阀，液化天然气由液化天然气输送管线输送至天然气腔室外部。

本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种使用移动式天然气回收车的移动式天然气回收装置，其包括移动式天然气回收车和换热器；换热器上分别有氮气进口端、氮气出口端、天然气进口端和天然气出口端，氮气进口端固定安装有进氮气管线，进氮气管线的另一端与排气管的出气端通过快装接头固定安装在一起，氮气出口端固定安装有放气管，天然气进口端固定安装有进气管线，天然气出口端固定安装有出气管线，出气管线的另一端与天然气进管的进口端通过快装接头固定安装在一起。

下面是对上述发明技术方案之三的进一步优化或/和改进：

上述换热器可固定安装在撬基座上，在撬基座上还分别固定安装有第一汽液分离器，第二汽液分离器和干燥过滤器，第一汽液分离器的进口端固定安装有总进气管线，第一汽液分离器上部的出气端固定安装有前进气管线，前进气管线的另一端与干燥过滤器的进气端固定安装在一起，干燥过滤器的出气端与进气管线的进气端固定安装在一起，在出气管线上固定安装有第二汽液分离器，在第一汽液分离器和第二汽液分离器的底部分别固定安装有排污管。

上述第二汽液分离器后方的出气管线上可固定安装有第二汽液分离器出口截止阀，第一汽液分离器底部的排污管和第二汽液分离器底部的排污管上分别固定安装有排污管控制阀门。

本发明的技术方案之四是通过以下措施来实现的：一种移动式天然气回收装置的使用方法，其按下述步骤进行：第一步，打开加液氮控制截止阀将液氮通入液氮腔室中使液氮作为冷流进入铝翅板换热器中，加完液氮关闭加液氮控制截止阀；第二步，将撬基座用运输工具运输到现场，移动式天然气回收车行驶到现场，将需要回收的天然气管道与总进气管线固定连接，将排气管与进氮气管线通过快装接头固定连接在一起，将天然气进管与出气管线通过快装接头固定连接在一起；第三步，打开第二汽液分离器出口截止阀、进气控制截止阀和节流阀，天然气先依次经过第一汽液分离器和干燥过滤器的处理，将天然气中的杂质和水汽分离出来，然后天然气经过换热器和第二汽液分离器的处理，将天然气中的液相分离出来，然后天然气作为热流经过天然气进管进入铝翅板换热中与液氮进行换热，参加完热交换的液氮经过冷流出口接管进入三通，汽化的氮气进入排气管，打开排气管控制截止阀，将氮气送至换热器与后续进来的天然气进行初步换热，参加完热交换没有被汽化的液氮由三通的另一个接管出口进入液氮腔室中继续参加热交换，与此同时，后续进来的天然气进入换热器中和铝翅板换热器中排出的氮气进行第一次换热，换热后的氮气由放气管排出，第一次换热后的天然气经过分离器的处理，将天然气中的液相分离出来，然后天然气作为热流经过天然气进管进入铝翅板换热器中继续进行换热，通过氮气将气态的天然气冷却为液态的液化天然气，同时拉瓦尔引射管将天然气腔室中部分汽化的天然气吸入天然气进管中再次进行液化；第四步，液化天然气通过液化天然气进管送至天然气腔室中进行贮存，打开排污管控制阀门，将第一汽液分离器和第二汽液分离器中分离出来的杂质排出，当需要将液化天然气送出天然气腔室外部时，打开天然气输送控制截止阀，液化天然气由液化天然气输送管线输送至天然气腔室外部。

本发明通过机动车实现长距离天然气的回收和运输，天然气液化工作机动灵活方便；采用节流阀与拉瓦尔引射管组合既可满足不同压力天然气场合，同时有效利用压力能转化为速度能，将部分来不及液化的低沸点气相组分二次冷却液化，进一步强化了传热和传质效果，铝翅板式换热器设置液氮腔室内，既强化传热又简化了流程，因此，极大的提高了天然气的回收效率和回收成本，还降低了污染，保护了环境。

附图说明

附图1为本发明实施例4的主视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为机动车，2为储罐，3为液氮腔室，4为天然气腔室，5为铝翅板换热器，6为冷流进口，7为冷流出口接管，8为热流进口接管，9为热流出口接管，10为三通，11为排气管，12为排气管控制截止阀，13为天然气进管，14为截止阀，15为节流阀，16为液化天然气进管，17为加液氮管线，18为加液氮控制截止阀，19为液化天然气输送管线，20为液化天然气输送控制截止阀，21为拉瓦尔引射管，22为换热器，23为氮气进口端，24为氮气出口端，25为天然气进口端，26为天然气出口端，27为进氮气管线，28为快装接头，29为放气管，30为进气管线，31为出气管线，32为撬基座，33为第一汽液分离器，34为第二汽液分离器，35为干燥过滤器，36为总进气管线，37为前进气管线，38为排污管，39为第二汽液分离器出口截止阀，40为排污管控制阀门。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例1，如图1所示，该移动式天然气回收车包括机动车1和储罐2；在机动车1上固定安装有储罐2，储罐2的内部有相互独立并且密封隔绝的液氮腔室3和天然气腔室4，在液氮腔室3中固定安装有铝翅板换热器5，铝翅板换热器5上分别有冷流进口6、冷流出口接管7、热流进口接管8和热流出口接管9，冷流出口接管7上固定安装有三通10，三通10的上端接管上固定安装有排气管11，排气管11的另一端位于液氮腔室3的外侧并固定安装有排气管控制截止阀12，热流进口接管8上固定安装有天然气进管13，顺着天然气流动方向的天然气进管13上依次固定安装有进气控制截止阀14和节流阀15，热流出口接管9上固定安装有液化天然气进管16，液化天然气进管16的另一端位于天然气腔室4内部，储罐2上固定安装有能够向液氮腔室3加液氮的加液氮管线17，加液氮管线17上固定安装有加液氮控制截止阀18，储罐2上固定安装有能够输送液化天然气的液化天然气输送管线19，液化天然气输送管线19上固定安装有液化天然气输送控制截止阀20。通过将天然气液化的装置固定在机动车1上，实现长距离天然气的回收和运输，天然气液化工作机动灵活方便。

可根据实际需要，对上述移动式天然气回收车作进一步优化或/和改进：

如图1所示，天然气进管13穿过天然气腔室4进入液氮腔室3与热流进口接管8固定安装在一起，在天然气腔室4内部节流阀15后方的天然气进管13上固定安装有拉瓦尔引射管21，拉瓦尔引射管21包括小径管、大径管和吸管，小径管的后端与大径管的前端固定在一起，节流阀15后方的天然气进管13的出口端与小径管的前端固定安装在一起，热流进口接管8之前的天然气进管13的进口端与大径管的后端固定安装在一起，在靠近小径管的大径管上固定有与大径管相通的吸管。拉瓦尔引射管21可以将天然气腔室4中部分汽化的天然气吸入天然气进管13中再次进行液化，提高天然气液化的效率，同时，避免天然气腔室4中的气相天然气过多造成天然气腔室4中的压力过大，使液化的天然气无法进入天然气腔室4中，并且，排除了因压力过大而造成储罐2爆裂的安全隐患，为天然气液化工作提供了安全保障。

实施例2，如图1所示，该移动式天然气回收车的使用方法按下述步骤进行：第一步，打开加液氮控制截止阀18将液氮通入液氮腔室3中使液氮作为冷流进入铝翅板换热器5中，加完液氮关闭加液氮控制截止阀18；第二步，机动车行驶到现场，将需要回收的天然气管道与天然气进管13固定连接；第三步，打开进气控制截止阀14和节流阀15，气态的天然气作为热流经过天然气进管13进入铝翅板换热器5中，冷流和热流在铝翅板换热器5中进行换热，通过氮气将气态的天然气冷却为液态的液化天然气，同时，参加完热交换的液氮经过冷流出口接管7进入三通10，汽化的氮气进入排气管11，打开排气管控制截止阀12，将氮气排出，参加完热交换没有被汽化的液氮由三通10的另一个接管出口进入液氮腔室3中继续参加热交换，液化天然气通过液化天然气进管16送至天然气腔室4中进行贮存，与此同时，拉瓦尔引射管21将天然气腔室4中部分汽化的天然气吸入天然气进管13中再次进行液化；第四步，当需要将液化天然气送出天然气腔室4外部时，打开天然气输送控制截止阀20，液化天然气由液化天然气输送管线19输送至天然气腔室4外部。

实施例3，如图1所示，该使用移动式天然气回收车的移动式天然气回收装置包括移动式天然气回收车和换热器22；换热器22上分别有氮气进口端23、氮气出口端24、天然气进口端25和天然气出口端26，氮气进口端23固定安装有进氮气管线27，进氮气管线27的另一端与排气管11的出气端通过快装接头28固定安装在一起，氮气出口端24固定安装有放气管29，天然气进口端25固定安装有进气管线30，天然气出口端26固定安装有出气管线31，出气管线31的另一端与天然气进管13的进口端通过快装接头28固定安装在一起。从铝翅板换热器5中排出来的氮气可以在天然气进入铝翅板换热器5之前先与天然气进行一次换热，避免能量的浪费，节约了能源，降低了经济成本。

可根据实际需要，对上述移动式天然气回收装置作进一步优化或/和改进：

如图1所示，换热器22固定安装在撬基座32上，在撬基座32上还分别固定安装有第一汽液分离器33，第二汽液分离器34和干燥过滤器35，第一汽液分离器33的进口端固定安装有总进气管线36，第一汽液分离器33上部的出气端固定安装有前进气管线37，前进气管线37的另一端与干燥过滤器35的进气端固定安装在一起，干燥过滤器35的出气端与进气管线30的进气端固定安装在一起，在出气管线31上固定安装有第二汽液分离器34，在第一汽液分离器33和第二汽液分离器34的底部分别固定安装有排污管38。天然气在进入铝翅板换热器5之前，先依次经过第一汽液分离器33、干燥过滤器35、换热器22和第二汽液分离器34的处理，将天然气中的液相和杂质分离出来，避免天然气在后续的处理工艺过程中负荷过大，节约能源，提高天然气处理效率。

如图1所示，第二汽液分离器34后方的出气管线31上固定安装有第二汽液分离器出口截止阀39，第一汽液分离器33底部的排污管38和第二汽液分离器34底部的排污管38上分别固定安装有排污管控制阀门40。

实施例4，如图1所示，该移动式天然气回收装置的使用方法按下述步骤进行：第一步，打开加液氮控制截止阀18将液氮通入液氮腔室3中使液氮作为冷流进入铝翅板换热器5中，加完液氮关闭加液氮控制截止阀18；第二步，将撬基座32用运输工具运输到现场，移动式天然气回收车行驶到现场，将需要回收的天然气管道与总进气管线36固定连接，将排气管11与进氮气管线27通过快装接头28固定连接在一起，将天然气进管13与出气管线31通过快装接头28固定连接在一起；第三步，打开第二汽液分离器出口截止阀39、进气控制截止阀14和节流阀15，天然气先依次经过第一汽液分离器33和干燥过滤器35的处理，将天然气中的杂质和水汽分离出来，然后天然气经过换热器22和第二汽液分离器34的处理，将天然气中的液相分离出来，然后天然气作为热流经过天然气进管13进入铝翅板换热器5中与液氮进行换热，参加完热交换的液氮经过冷流出口接管7进入三通10，汽化的氮气进入排气管11，打开排气管控制截止阀12，将氮气送至换热器22与后续进来的天然气进行初步换热，参加完热交换没有被汽化的液氮由三通10的另一个接管出口进入液氮腔室3中继续参加热交换，与此同时，后续进来的天然气进入换热器22中和铝翅板换热器5中排出的氮气进行第一次换热，换热后的氮气由放气管29排出，第一次换热后的天然气经过第二汽液分离器34的处理，将天然气中的液相分离出来，然后天然气作为热流经过天然气进管13进入铝翅板换热器5中继续进行换热，通过氮气将气态的天然气冷却为液态的液化天然气，同时拉瓦尔引射管21将天然气腔室4中部分汽化的天然气吸入天然气进管13中再次进行液化；第四步，液化天然气通过液化天然气进管16送至天然气腔室4中进行贮存，打开排污管控制阀门40，将第一汽液分离器33和第二汽液分离器34中分离出来的杂质排出，当需要将液化天然气送出天然气腔室4外部时，打开天然气输送控制截止阀20，液化天然气由液化天然气输送管线19输送至天然气腔室4外部。LN₂（液氮）是空分厂、钢厂制氧站的辅产品，其摩尔汽化潜热是LNG（液化天然气）二倍左右，即1摩尔液氮冷量可以液化2摩尔的天然气，LN2的温度为77.3K； LNG的温度为111.7K。因此，利用液氮来回收上述场合天然气的放空，具有很高的经济效益。

Claims (7)

1.一种移动式天然气回收车，其特征在于包括机动车和储罐；在机动车上固定安装有储罐，储罐的内部有相互独立并且密封隔绝的液氮腔室和天然气腔室，在液氮腔室中固定安装有铝翅板换热器，铝翅板换热器上分别有冷流进口、冷流出口接管、热流进口接管和热流出口接管，冷流出口接管上固定安装有三通，三通的上端接管上固定安装有排气管，排气管的另一端位于液氮腔室的外侧并固定安装有排气管控制截止阀，热流进口接管上固定安装有天然气进管，顺着天然气流动方向的天然气进管上依次固定安装有进气控制截止阀和节流阀，热流出口接管上固定安装有液化天然气进管，液化天然气进管的另一端位于天然气腔室内部，储罐上固定安装有能够向液氮腔室加液氮的加液氮管线，加液氮管线上固定安装有加液氮控制截止阀，储罐上固定安装有能够输送液化天然气的液化天然气输送管线，液化天然气输送管线上固定安装有液化天然气输送控制截止阀。

2.根据权利要求1所述的移动式天然气回收车，其特征在于天然气进管穿过天然气腔室进入液氮腔室与热流进口接管固定安装在一起，在天然气腔室内部节流阀后方的天然气进管上固定安装有拉瓦尔引射管，拉瓦尔引射管包括小径管、大径管和吸管，小径管的后端与大径管的前端固定在一起，节流阀后方的天然气进管的出口端与小径管的前端固定安装在一起，热流进口接管之前的天然气进管的进口端与大径管的后端固定安装在一起，在靠近小径管的大径管上固定有与大径管相通的吸管。

3.一种根据权利要求2所述的移动式天然气回收车的使用方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，打开加液氮控制截止阀将液氮通入液氮腔室中使液氮作为冷流进入铝翅板换热器中，加完液氮关闭加液氮控制截止阀；第二步，机动车行驶到现场，将需要回收的天然气管道与天然气进管固定连接；第三步，打开进气控制截止阀和节流阀，气态的天然气作为热流经过天然气进管进入铝翅板换热器中，冷流和热流在铝翅板换热器中进行换热，通过氮气将气态的天然气冷却为液态的液化天然气，同时，参加完热交换的液氮经过冷流出口接管进入三通，汽化的氮气进入排气管，打开排气管控制截止阀，将氮气排出，参加完热交换没有被汽化的液氮由三通的另一个接管出口进入液氮腔室中继续参加热交换，液化天然气通过液化天然气进管送至天然气腔室中进行贮存，与此同时，拉瓦尔引射管将天然气腔室中部分汽化的天然气吸入天然气进管中再次进行液化；第四步，当需要将液化天然气送出天然气腔室外部时，打开天然气输送控制截止阀，液化天然气由液化天然气输送管线输送至天然气腔室外部。

4.一种使用根据权利要求1或2所述的移动式天然气回收车的移动式天然气回收装置，其特征在于包括移动式天然气回收车和换热器；换热器上分别有氮气进口端、氮气出口端、天然气进口端和天然气出口端，氮气进口端固定安装有进氮气管线，进氮气管线的另一端与排气管的出气端通过快装接头固定安装在一起，氮气出口端固定安装有放气管，天然气进口端固定安装有进气管线，天然气出口端固定安装有出气管线，出气管线的另一端与天然气进管的进口端通过快装接头固定安装在一起。

5.根据权利要求4所述的移动式天然气回收装置，其特征在于换热器固定安装在撬基座上，在撬基座上还分别固定安装有第一汽液分离器、第二汽液分离器和干燥过滤器，第一汽液分离器的进口端固定安装有总进气管线，第一汽液分离器上部的出气端固定安装有前进气管线，前进气管线的另一端与干燥过滤器的进气端固定安装在一起，干燥过滤器的出气端与进气管线的进气端固定安装在一起，在出气管线上固定安装有第二汽液分离器，在第一汽液分离器和第二汽液分离器的底部分别固定安装有排污管。

6.根据权利要求5所述的移动式天然气回收装置，其特征在于第二汽液分离器后方的出气管线上固定安装有第二汽液分离器出口截止阀，第一汽液分离器底部的排污管和第二汽液分离器底部的排污管上分别固定安装有排污管控制阀门。

7.一种根据权利要求6所述的移动式天然气回收装置的使用方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，打开加液氮控制截止阀将液氮通入液氮腔室中使液氮作为冷流进入铝翅板换热器中，加完液氮关闭加液氮控制截止阀；第二步，将撬基座用运输工具运输到现场，移动式天然气回收车行驶到现场，将需要回收的天然气管道与总进气管线固定连接，将排气管与进氮气管线通过快装接头固定连接在一起，将天然气进管与出气管线通过快装接头固定连接在一起；第三步，打开第二汽液分离器出口截止阀、进气控制截止阀和节流阀，天然气先依次经过第一汽液分离器和干燥过滤器的处理，将天然气中的杂质和水汽分离出来，然后天然气经过换热器和第二汽液分离器的处理，将天然气中的液相分离出来，然后天然气作为热流经过天然气进管进入铝翅板换热中与液氮进行换热，参加完热交换的液氮经过冷流出口接管进入三通，汽化的氮气进入排气管，打开排气管控制截止阀，将氮气送至换热器与后续进来的天然气进行初步换热，参加完热交换没有被汽化的液氮由三通的另一个接管出口进入液氮腔室中继续参加热交换，与此同时，后续进来的天然气进入换热器中和铝翅板换热器中排出的氮气进行第一次换热，换热后的氮气由放气管排出，第一次换热后的天然气经过第二汽液分离器的处理，将天然气中的液相分离出来，然后天然气作为热流经过天然气进管进入铝翅板换热器中继续进行换热，通过氮气将气态的天然气冷却为液态的液化天然气，同时拉瓦尔引射管将天然气腔室中部分汽化的天然气吸入天然气进管中再次进行液化；第四步，液化天然气通过液化天然气进管送至天然气腔室中进行贮存，打开排污管控制阀门，将第一汽液分离器和第二汽液分离器中分离出来的杂质排出，当需要将液化天然气送出天然气腔室外部时，打开天然气输送控制截止阀，液化天然气由液化天然气输送管线输送至天然气腔室外部。

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