CN109630889B - 集气撬 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集气撬，其涉及天然气输送技术领域，集气撬包括：储油罐、膨胀罐、注油泵、循环泵单元、油气分离器、加热机构、换热器单元、计量分离器、生产分离器和流量计单元；储油罐、膨胀罐和注油泵连接以形成第一循环回路；油气分离器与膨胀罐相连通，换热器单元至少包括一个换热器，换热器包括第一管路和第二管路，加热机构、换热器的第一管路、油气分离器和循环泵单元连接以形成第二循环回路；换热器的第二管路的一端用于与进气管线相连通，换热器的第二管路分别与计量分离器、生产分离器相连通，换热器的第二管路的下游连接有减压阀，计量分离器与流量计单元相连通。本申请集成了多种不同的功能，能够自动实现对进站天然气的多种处理。

Description

集气撬

技术领域

本发明涉及天然气输送技术领域，特别涉及一种集气撬。

背景技术

近年来，天然气在国内工业和民用等方面得到了广泛的应用，其作为清洁、绿色能源受到了国家大力推广及应用。随着天然气开采的逐年增加，全国大多数城市逐渐普及和使用天然气，但是天然气存在开采成本高，建设周期长的缺点。例如，现有的天然气输送工艺流程虽然已基本成熟，其应用于大部分采气站中，一般进站井口为多口井同时处理，工艺流程可以包括多口井的进气—加热—减压—单口井计量分离和其余口井生产分离等，上述工艺流程为采气站整体流程中的一部分，但该部分的具体实施还需要包括现场管道焊接、组装、试压、检验等，因此，采用平铺式天然气输送、埋地管道和线网结构具有工作强度大、成本高、周期长等不利因素。为了提高天然气开采量同时节约开发成本，撬装设备在天然气采气站内的应用已成为今后发展的趋势，因此，亟需一种集气装置以解决上述现有技术中存在的问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种集气撬，其集成了多种不同的功能，能够自动实现对进站天然气的多种处理。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种集气撬，所述集气撬包括：储油罐、膨胀罐、注油泵、循环泵单元、油气分离器、加热机构、换热器单元、计量分离器、生产分离器和流量计单元；其中，所述储油罐、所述膨胀罐和所述注油泵依次连接以形成第一循环回路，所述注油泵的上游具有注油口；所述油气分离器与所述膨胀罐相连通，所述换热器单元至少包括一个换热器，所述换热器包括第一管路和与所述第一管路进行换热的第二管路，所述加热机构、所述换热器的第一管路、所述油气分离器和所述循环泵单元依次连接以形成第二循环回路，所述加热机构用于对第一循环回路中的油进行加热；所述换热器的第二管路的一端用于与进气管线相连通，所述换热器的第二管路的另一端分别与所述计量分离器、所述生产分离器相连通，所述换热器的第二管路的另一端的下游连接有减压阀，所述计量分离器与流量计单元相连通，所述流量计单元用于与天然气外输管线相连通；所述生产分离器用于与天然气外输管线相连通。

在一种优选的实施方式中，所述膨胀罐的第一端口与所述注油泵的一端相连接，所述膨胀罐的第二端口与所述储油罐的第一端口相连接，所述储油罐的第二端口与所述注油泵的另一端相连通，所述注油泵与所述储油罐的第二端口之间设置有第三阀门，所述第三阀门与所述注油泵之间与注油口相连，所述注油口处设置有第四阀门。

在一种优选的实施方式中，所述膨胀罐的第三端口与油气分离器的第一端口相连接，所述油气分离器的第二端口与所述换热器的第一管路的一端相连通，所述换热器的第一管路的另一端与所述加热机构的一端相连通，所述加热机构的另一端与所述循环泵单元的一端相连通，所述循环泵单元的另一端与所述油气分离器的第三端口相连通，所述油气分离器的第二端口能与所述加热机构的一端相连通。

在一种优选的实施方式中，所述储油罐的第三端口与所述加热机构的另一端相连通，所述储油罐的第三端口、所述加热机构的另一端分别和排油口相连通，所述排油口处设置有第一阀门。

在一种优选的实施方式中，所述加热机构包括：加热炉；与所述加热炉相连的进气管线，所述进气管线上包括依次相连的燃气过滤器、燃气调压阀、空燃比例阀、流量阀；与所述空燃比例阀相连通的鼓风机；所述加热炉上具有开口，所述膨胀罐上具有开口，所述加热炉的开口、所述膨胀罐的开口与氮气源相连通。

在一种优选的实施方式中，所述换热器为套管式换热器，所述第二管路的至少部分穿设在所述第一管路中。

在一种优选的实施方式中，所述进气管线与所述换热器的第二管路的一端之间设置有气动球阀、第一压力计和第一温度计，所述换热器的第二管路的另一端还连接有第二压力计、第二温度计和电动三通球阀，所述电动三通球阀分别能与所述计量分离器、所述生产分离器相连通，所述进气管线、所述电动三通球阀能与放空管线相连通，所述减压阀为电动减压阀。

在一种优选的实施方式中，所述计量分离器的第一端口能与所述换热器的第二管路相连通，所述计量分离器的第二端口能与所述流量计单元相连通，所述计量分离器的第三端口用于与污水管线相连，所述流量计单元包括并联连接的第一孔板流量计和第二孔板流量计，所述第一孔板流量计的计量流量最大值小于所述第二孔板流量计的计量流量的最大值，所述计量分离器的第三端口与所述污水管线之间设置有流量计和第一电动阀，所述计量分离器上设置有液位计。

在一种优选的实施方式中，所述生产分离器的第一端口能与所述换热器的第二管路相连通，所述生产分离器的第二端口能与天然气外输管线相连通，所述生产分离器的第三端口用于与污水管线相连，所述生产分离器的第三端口与所述污水管线之间设置有第二电动阀，所述生产分离器上设置有液位计。

在一种优选的实施方式中，所述油气分离器的第二端口与所述加热机构的一端之间设置有第十五阀门，所述循环泵单元包括相并联连接的第一循环泵和第二循环泵。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

本申请中的集气撬将原有采气站内的工艺流程进行改进，通过将多种设备阀门、管路等集成在撬装设备上从而使得集气撬能够实现多种不同的功能。集气撬中的第一循环回路中储油罐用于存储导热油，通过注油泵可以将储油罐中的导热油输送至膨胀罐中，然后使得膨胀罐中存有一定液位的导热油，过多的导热油回流至储油罐中。然后，在集气撬中的第二循环回路中设置有与膨胀罐相连接油气分离器，通过膨胀罐一方面给第二循环回路进行补油，另外一方面，在补油时，油在第二循环回路中循环，第二循环回路中的空气能够通过油气分离器排入至膨胀罐。接着，利用天然气作为燃料的加热机构对导热油进行加热，利用导热油通过换热单元从而对自进气管线中输入的天然气进行加热，从而避免天然气在后期因降压导致的温度下降至零度以下，管道内外出现结霜或冻赌的温度。经过减压的天然气可以分别流入至计量分离器和生产分离器，当需要对某一路天然气进行计量产量时，将该路天然气通入计量分离器，计量分离器能够实现水气分离，分离后的天然气通过流量计单元进行计量。而普通生产过程中的天然气则可以直接流入生产分离器，在进行水气分离后汇入天然气外输管线中。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明实施例中集气撬的加热系统的工艺流程图；

图2为本发明实施例中集气撬的加热炉处的工艺流程图；

图3为本发明实施例中集气撬的冷油置换系统的工艺流程图；

图4为本发明实施例中集气撬的热交换器的结构示意图；

图5为本发明实施例中集气撬的计量分离器和生产分离器处的工艺流程图。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

目前，撬装设备在采气站内已有应用，如中低压集气撬、脱水撬等，不过现有的撬装设备仍然具有较多的缺点，例如其占地面积大、建设周期长等等，因此，亟需一种新的集气撬，其需集成多种不同的功能，并能够自动实现对进站天然气的多种处理。为了实现上述目的，在本申请中提出了一种集气撬，图1为本发明实施例中集气撬的加热系统的工艺流程图，图2为本发明实施例中集气撬的加热炉处的工艺流程图，图3为本发明实施例中集气撬的冷油置换系统的工艺流程图，图4为本发明实施例中集气撬的热交换器的结构示意图，图5为本发明实施例中集气撬的计量分离器和生产分离器处的工艺流程图，如图1至图5所示，该集气撬可以包括：储油罐100、膨胀罐200、注油泵300、循环泵单元400、油气分离器500、加热机构600、换热器单元700、计量分离器800、生产分离器900、流量计单元1000；其中，储油罐100、膨胀罐200和注油泵300依次连接以形成第一循环回路，注油泵300的上游具有注油口；油气分离器500与膨胀罐200相连通，换热器单元700至少包括一个换热器，换热器包括第一管路7001和与第一管路7001进行换热的第二管路7002，加热机构600、换热器的第一管路7001、油气分离器500和循环泵单元400依次连接以形成第二循环回路，加热机构600用于对第一循环回路中的油进行加热；换热器的第二管路7002的一端用于与进气管线相连通，换热器的第二管路7002的另一端分别与计量分离器800、生产分离器900相连通，计量分离器800与流量计单元10000相连通，流量计单元10000用于与天然气外输管线相连通；生产分离器900用于与天然气外输管线相连通。

本申请中的集气撬将原有采气站内的工艺流程进行改进，通过将多种设备阀门、管路等集成在撬装设备上从而使得集气撬能够实现多种不同的功能。集气撬中的第一循环回路中储油罐100用于存储导热油，通过注油泵300可以将储油罐100中的导热油输送至膨胀罐200中，然后使得膨胀罐200中存有一定液位的导热油，过多的导热油回流至储油罐100中。然后，在集气撬中的第二循环回路中设置有与膨胀罐200相连接油气分离器500，通过膨胀罐200一方面给第二循环回路进行补油，另外一方面，在补油时，油在第二循环回路中循环，第二循环回路中的空气能够通过油气分离器500排入至膨胀罐200。接着，利用天然气作为燃料的加热机构600对导热油进行加热，利用导热油通过换热单元从而对自进气管线中输入的天然气进行加热，从而避免天然气在后期因降压导致的温度下降至零度以下，管道内外出现结霜或冻赌的温度。经过减压的天然气可以分别流入至计量分离器800和生产分离器900，当需要对某一路天然气进行计量产量时，将该路天然气通入计量分离器800，计量分离器800能够实现水气分离，分离后的天然气通过流量计单元10000进行计量。而普通生产过程中的天然气则可以直接流入生产分离器900，在进行水气分离后汇入天然气外输管线中。

为了能够更好的理解本申请中的集气撬，下面将对其做进一步解释和说明。如图1所示，膨胀罐200的第一端口与注油泵300的一端相连接，膨胀罐200的第二端口与储油罐100的第一端口相连接，储油罐100的第二端口与注油泵300的另一端相连通，注油泵300与储油罐100的第二端口之间设置有第三阀门3，第三阀门3与注油泵300之间与注油口相连，注油口处设置有第四阀门4。通过上述结构从而使得储油罐100、膨胀罐200和注油泵300形成第一循环回路。膨胀罐200上可以设置有第一液位计，第一液位计的两端分别连接有阀门，然后再与膨胀罐200相连接。第一液位计的下端连接有第五阀门5，膨胀罐200的第四端口上连接有第六阀门6，第六阀门6分别与第五阀门5、膨胀罐200的第二端口、储油罐100的第一端口相连接。膨胀罐200上还具有连接有第十九阀门19，第十九阀门19用于与大气相连通。储油罐100上也可以设置有第二液位计，第二液位计的两端分别连接有阀门，然后再与储油罐100相连接。

如图1、图3所示，膨胀罐200的第三端口与油气分离器500的第一端口相连接，油气分离器500的第二端口与换热器的第一管路7001的一端(回油口)相连通，换热器的第一管路7001的另一端(出油口)与加热机构600的一端相连通，加热机构600的另一端与循环泵单元400的一端相连通，循环泵单元400的另一端与油气分离器500的第三端口相连通，油气分离器500的第二端口能与加热机构600的一端相连通。通过上述结构从而使得加热机构600、换热器的第一管路7001、油气分离器500和循环泵单元400形成第二循环回路。换热器单元700至少包括一个换热器，如图1中所示，回油口和出油口处可以并联有多个换热器，每一个换热器的第一管路7001的一端可以设置有第十八阀门18，每一个换热器的第一管路7001的另一端可以设置有第十七阀门17，通过第十八阀门18、第十七阀门17可以控制导热油流入相应的换热器中进行换热，从而控制换热器的运行。油气分离器500的第二端口与加热机构600的一端之间可以设置有第十五阀门15、和第十六阀门16，第十五阀门15连接第十八阀门18、第十七阀门17，第十六阀门16则设置在加热机构600的一端处。膨胀罐200上具有开口，膨胀罐200的开口与氮气源相连通。

如图1所示，循环泵单元400包括相并联连接的第一循环泵4001和第二循环泵4002。具体而言，第一循环泵4001的上端依次连接有第十阀门10、第十二阀门12、第十四阀门14，第一循环泵4001的下端连接有第九阀门9。第二循环泵4002的上端依次连接有第十一阀门11、第十三阀门13，第一循环泵4001的下端连接有第八阀门8。其中，第十阀门10与第十二阀门12之间通过管路与第十一阀门11和第十三阀门13之间相连通。循环泵单元400与加热机构600的另一端之间设置有第七阀门7。

如图1所示，储油罐100的第三端口出设置有第二阀门2，储油罐100的第三端口能与加热机构600的另一端相连通，储油罐100的第三端口、加热机构600的另一端分别和排油口相连通，排油口处设置有第一阀门1。

如图1所示，在注油口注入导热油，同时，打开第四阀门4，关闭第三阀门3、第五阀门5、第六阀门6，启动注油泵300，通过管路相导热油导入至膨胀罐200中。通过膨胀罐200上的第一液位计观察膨胀罐200内液位高度，当液位高度达到一定液位高度时，保持液位高度不变，将多余的导热油通入储油罐100内，然后关闭注油泵300，关闭第四阀门4。然后可以检查阀门的开闭状态，将第一阀门1、第二阀门2、第八阀门8、第十一阀门11、第十三阀门13、第十七阀门17、第十八阀门18关闭，将第七阀门7、第九阀门9、第十阀门10、第十二阀门12、第十四阀门14、第十五阀门15、第十六阀门16，从而形成循环回路。启动循环泵单元400中的第一循环泵4001，第二循环泵4002作为备用，导热油通过第一循环泵4001出口的第九阀门9、第七阀门7，流入加热机构600中加热，然后通过第十六阀门16、第十五阀门15流入油气分离器500内，再通过第十四阀门14、第十二阀门12、第十阀门10流入第一循环泵4001的入口处，该系统管路组成一循环系统，运行一定时间后，若系统正常，则通过加热机构600进行加热，对循环的导热油进行加热，一直连续加热，使导热油油温升高到一定温度。此时，该循环回路中并没有接入换热器单元700，因此无热量损失，属于自检系统循环，膨胀罐200的作用在于给管道系统补油，导热油在循环管道中循环时，管道内的空气通过油气分离器500排入膨胀罐200内，膨胀罐200内的导热油则补充到管道中。连续循环一段时间后，以使管道内排空空气，充满油。

当自检系统循环完成后，可以关闭第十五阀门15，开启第十七阀门17和第十八阀门18，加热的导热油流入换热器的第一管路7001内，在换热器内，第二管路7002中的天然气和导热油进行热传递，使井口天然气的温度升高，导热油温度降低，加热机构600对导热油进行加热，使油温控制在一定范围内，从而使热交换后的天然气达到一定的温度要求。

如图2所示，加热机构600用于对第一循环回路中的油进行加热，加热机构600可以包括：加热炉；与加热炉相连的进气管线，进气管线上包括依次相连的燃气过滤器21、燃气调压阀22、空燃比例阀23、流量阀24；与空燃比例阀23相连通的鼓风机25；加热炉上具有开口，加热炉的开口与氮气源相连通。具体而言，鼓风机25分别能与空燃比例阀23和加热炉的炉膛相连通，鼓风机25出口处可以设置压力开关26，燃气过滤器21的上游可以设置有球阀27，燃气调压阀22与空燃比例阀23之间可以设置有压力开关28、球阀29、电磁阀210等部件，加热炉的进气口处设置有用于测压的压力计、测流量的流量阀24等部件。

需要通过加热炉进行加热时，先启动鼓风机25，将鼓风机25的风吹入炉膛，使炉膛内清除残余的天然气，运行一定时间后，打开进气管线中的球阀27、球阀29，并启动电磁阀210，启动炉内点火器，使天然气通过球阀27、燃气过滤器21、燃气调压阀22、电磁阀210、空燃比例阀23、流量阀24进入炉膛内，空燃比例阀23通过管线取得鼓风机的压力，以调节输入的天然气比例，鼓风机25的风进入加热炉进行预热后流入加热炉入口处与天然气进行混合，两者在进入炉膛后点着，火焰可以从上向下对炉内的油管道中的导热油进行加热。该系统对空气压力和天然气压力有一定比例要求，必须满足两处压力要求方可点火成功，电磁阀210由天然气的压力控制，若天然气压力过高或过低，电磁阀210不启动。电磁阀210可以选用快关慢开型，若发生危险，可快速切断电磁阀，从而熄灭炉膛内火源，并人工启动氮气灭火，将氮气源中的氮气通过加热炉上的开口冲入炉内。

当第一循环泵4001突然停电不能运作时，加热机构600内的油温因余热的作用，在1-2分钟内，加热机构600中导热油的油温会超过允许值，这时膨胀罐200中的冷导热油可以用来冷却管路内的热油，该操作可以称为冷油置换。如图1所示，打开阀第十五阀门15、第二阀门2，使膨胀罐200内的冷油通过重力作用流入加热机构600，再流入储油罐100内，从而使加热机构600中导热油的油温降低，起到冷油置换功能。

如图3所示，进气管线与换热器的第二管路7002的一端之间设置有气动球阀33、第一压力计313和第一温度计314，换热器的第二管路7002的另一端还连接有第二压力计315、第二温度计316和电动三通球阀35，电动三通球阀35分别能与计量分离器800、生产分离器900相连通，进气管线、电动三通球阀35能与放空管线相连通，减压阀34为电动减压阀。具体而言，进气管线与第三十二阀门312相连接，第三十二阀门32与气动球阀33相连接，第三十二阀门32与气动球阀33之间设置有第一压力计313和第一温度计314。换热器的第二管路7002的另一端依次连接有电动减压阀34、电动三通球阀35，电动减压阀34和电动三通球阀35之间设置有第二压力计315、第二温度计316。电动三通球阀35与生产分离器900之间设置有第三十六阀门36，电动三通球阀35与计量分离器800之间设置有第三十七阀门37。每一个进气管线与放空管线之间设置有第三十一阀门31，放空管线前端设置有第三一二阀门312，第三一二阀门312可以是减压阀。生产分离器900与放空管线之间可以设置有第三十八阀门38和第三十九阀门39，计量分离器800与放空管线之间可以设置有第三一零阀门310和第三一一阀门311。第三十九阀门39和第三一一阀门311可以是安全阀。

如图4所示，换热器为套管式换热器，第二管路7002的至少部分穿设在第一管路7001中。第一管路7001上具有导热油放空口。套管式换热器采用导热油包气的管道形式，高温导热油不断在第一管路7001中循环，天然气进入换热器的第二管路7002内，经过一定程度的热交换，使导热油的热量传递给天然气，从而使天然气温度升高，达到天然气加热功能。

当进气管线中的天然气需要在换热器单元700中的换热器进行加热时，打开第三十二阀门32使得天然气流入管线内，通过第一压力计313和第一温度计314测量管线内天然气的压力及温度，若压力高于25MPa时，则自动关闭气动球阀33，若压力小于等于25MPa时，则自动打开气动球阀33，来气进入换热器中，在换热器内实现热交换，使天然气温度升高达到20度左右，然后通过电动减压阀34使天然气的压力、流量减小，减压后通过第二压力计315、第二温度计316检测管道的压力及温度，通过电动减压阀34可以调整压力在设定值6.3MPa左右，以保证减压后天然气大致降低至5度左右，以避免出现结霜、冻堵现象。然后通过电动三通球阀35，将天然气切换流到生产分离器900或计量分离器800中。在多口井汇流到生产分离器900中，可以仅有一口井的天然气来气进入计量分离器800中，以实现单口井气体计量。

当来气压力大于25MPa时，可以手动打开第三十一阀门31和第三一二阀门312，使来气通过减压阀流入放空管线。当压力低于25MPa,来气通过生产工艺流程实现正常生产。当减压后的压力数值超过第三十九阀门39和第三一一阀门311的设定值时，阀门自动打开，使来气进入放空管线，直到来气压力降到安全阀设定值以下，系统进入正常生产状态。一般情况下，第三十六阀门36、第三十七阀门37、第三十八阀门38、第三一零阀门310为常开状态。

如图5所示，计量分离器800的第一端口能与换热器单元700中的每一个换热器的第二管路7002相连通，计量分离器800的第二端口能与流量计单元10000相连通，计量分离器800的第三端口用于与污水管线相连。流量计单元10000包括并联连接的第一孔板流量计和第二孔板流量计，第一孔板流量计的计量流量最大值小于第二孔板流量计的计量流量的最大值。计量分离器800的第二端口与流量计单元10000之间设置有第五十一阀门，天然气外输管线与流量计单元10000之间设置有第五十四阀门54，第一孔板流量计53一路上设置有气动球阀52、测压装置和测温装置，第二孔板流量计56一路上设置有气动球阀55、测压装置和测温装置。计量分离器800的第三端口与污水管线之间设置有流量计和第一电动阀58，计量分离器800上设置有液位计。具体而言，计量分离器800的第三端口与污水管线之间设置有并联的两路管线，其中一路管线上依次连接有第五十七阀门57、第一电动阀58、第五十九阀门59以及流量计，另一路管线上设置有第五一零阀门510。计量分离器800的第四端口处设置有第五一七阀门517。

如图5所示，生产分离器900的第一端口能与换热器单元700中的每个换热器的第二管路7002相连通，生产分离器900的第二端口能与天然气外输管线相连通，生产分离器900的第二端口能与天然气外输管线之间设置有第五一一阀门511，生产分离器900的第三端口用于与污水管线相连，生产分离器900的第三端口与污水管线之间设置有第二电动阀513，具体而言，生产分离器900的第三端口与污水管线之间设置有并联的两路管线，其中一路管线上依次连接有第五一二阀门512、第二电动阀513、第五一四阀门514，另一路管线上设置有第五一五阀门515。生产分离器900上设置有液位计。生产分离器900的第四端口处设置有第五一六阀门516。

若需要测量单井每日天然气产量，则将该井的天然气经过加热减压后单独通入计量分离器800的第一端口，然后通过计量分离器800重力分离，使来气及来气中混有的液体初步分离开来，然后天然气通过第五十一阀51、气动球阀52、第一孔板流量计53、第五十四阀门54流入天然气外输管线内。第二孔板流量计56为备用气体计量管线，若气体流量达到第一孔板流量计53的最大值时，关闭第一孔板流量53旁的气动球阀52，打开第二孔板流量56旁的气动球阀55，使气体进入第二孔板流量56内继续计量，从而得出单井每日天然气产量。计量分离器800分离出的水通过第五十七阀门57、第一电动阀58、第五十九阀门59以及流量计一路管线流入污水管线，流量计对分离的液体进行计量，从而得到单井每日含水量。第一电动阀58由计量分离器800上的液位计控制，当液位达到设定上限时，第一电动阀58打开，当达到下限时，第一电动阀58关闭，从而保证天然气不进入污水管线。其他井口来气汇流到生产分离器900中，通过重力分离，使天然气及混有的液体初步分离开来，天然气直接通过第五一一阀门511进入天然气外输管线，液体通过第五一二阀门512、第二电动阀513、第五一四阀门514进入污水管线。第二电动阀513由生产分离器900的液位计控制，当液位达到设定上限时，打开第二电动阀513，当达到下限时，关闭第二电动阀513。第五一七阀门517、第五一六阀门516为就地排污阀门，在系统维护时，打开第五一七阀门517、第五一六阀门516，用水冲洗计量分离器800、生产分离器900内的污垢。

在本集气撬的生产过程中，可以先根据工艺流程图提出技术要求进而采购设备，主要设备包括储油罐100、膨胀罐200、注油泵300、循环泵单元400、加热机构600、油气分离器500、换热器单元700、计量分离器800、生产分离器900、流量计单元1000、各种阀门、仪表等。然后对所有设备、阀门、仪表等根据实际尺寸进行三位建模，对集气撬中的设备进行布局设计，确定底座，同时对管路、阀门布路。再根据三维模型绘制管道图纸，采购钢管及管件。对集气撬进行组装、焊接，焊接集气撬的底座，将设备按尺寸固定在集气撬底座上，确认无误后，焊接平台、焊接管道，管道焊缝需进行无损检测，将管道和、阀门等依次安装在设备上，然后再安装仪表、控制柜等，在此期间可以根据需要在集气撬上焊接支架用于支撑固定。接着进行电路布置，将电缆穿过镀锌管固定在撬座上，并将所有电器元件接线，接入控制柜中。最后进行试验与调试，对管道及设备按压力试验方案进行试验，其中包括清洗管道、吹扫等，电器部分则对电动元器件及仪表进行调试，确保线路控制正确。

本申请中的集气撬可实现以下功能：一、减压阀的减压功能，其可将井口来气自动减至设定的压力值；二、加热功能，对减压前的天然气气体进行加热，以防止减压后的冻堵现象；三、热交换功能，通过换热器将导热油的热能传递给天然气，使其温度升高到需要的温度。四、对天然气来气的分离和计量功能，其可对来气进行分离过滤，同时可自动切换单井计量及生产状态；五、汇流功能，可将多口井汇集在一起输送至天燃气管网；六、排污及排污计量功能，其可将计量分离器800、生产分离器900中的污水输送至指定的地方，并进行计量；七、放空功能，具有安全放空和紧急放空的能力，使集气撬中各个装置运行可靠安全。八、自动控制功能，其可根据制定的计划自动运行，减压阀的气压可根据设定自动减压；九、快速灭火功能，若发生险情时，探查火源，可通过氮气源进行快速灭火，保证集气撬中设备的安全。

本申请中的集气撬采用模块化设计，可以节约土地，缩短设计周期，撬装设备模块的现场安装和连接极为方便，现场工作量减少到最小。集气撬的生产方式可以使得批量生产成为可能，批量化生产可大大降低生产成本，且该集气撬易于拆装搬迁，可重复使用，提高投资利用率，可为用户节约投资成本。该集气撬利用采用导热油的换热器代替水套炉设备，可以有效提高换热效率，节省天然气及水资源利用。另外，在该集气撬中部分关键部件，例如减压阀具有自动减压功能，计量分离器800的气体流量检测具有自动切换功能，这些部件采用的数字化控制能够极大的降低人工操作，减小工作强度。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集气撬，其特征在于，所述集气撬包括：储油罐、膨胀罐、注油泵、循环泵单元、油气分离器、加热机构、换热器单元、计量分离器、生产分离器和流量计单元；其中，所述储油罐、所述膨胀罐和所述注油泵依次连接以形成第一循环回路，所述注油泵的上游具有注油口；所述油气分离器与所述膨胀罐相连通，所述换热器单元至少包括一个换热器，所述换热器包括第一管路和与所述第一管路进行换热的第二管路，所述加热机构、所述换热器的第一管路、所述油气分离器和所述循环泵单元依次连接以形成第二循环回路，所述加热机构用于对第一循环回路中的油进行加热；所述换热器的第二管路的一端用于与进气管线相连通，所述换热器的第二管路的另一端分别与所述计量分离器、所述生产分离器相连通，所述换热器的第二管路的另一端的下游连接有减压阀，所述计量分离器与流量计单元相连通，所述流量计单元用于与天然气外输管线相连通；所述生产分离器用于与天然气外输管线相连通；

所述油气分离器的第二端口能与所述加热机构的一端相连通，所述油气分离器的第二端口与所述加热机构的一端之间设置有第十五阀门，所述换热器的第一管路的一端设置有第十八阀门，所述换热器的第一管路的另一端设置有第十七阀门；

当关闭所述第十七阀门和所述第十八阀门且开启所述第十五阀门时，所述加热机构、所述油气分离器和所述循环泵单元连接形成自检系统循环回路。

2.根据权利要求1所述的集气撬，其特征在于，所述膨胀罐的第一端口与所述注油泵的一端相连接，所述膨胀罐的第二端口与所述储油罐的第一端口相连接，所述储油罐的第二端口与所述注油泵的另一端相连通，所述注油泵与所述储油罐的第二端口之间设置有第三阀门，所述第三阀门与所述注油泵之间与注油口相连，所述注油口处设置有第四阀门。

3.根据权利要求1所述的集气撬，其特征在于，所述膨胀罐的第三端口与油气分离器的第一端口相连接，所述油气分离器的第二端口与所述换热器的第一管路的一端相连通，所述换热器的第一管路的另一端与所述加热机构的一端相连通，所述加热机构的另一端与所述循环泵单元的一端相连通，所述循环泵单元的另一端与所述油气分离器的第三端口相连通。

4.根据权利要求1所述的集气撬，其特征在于，所述储油罐的第三端口与所述加热机构的另一端相连通，所述储油罐的第三端口、所述加热机构的另一端分别和排油口相连通，所述排油口处设置有第一阀门。

5.根据权利要求1所述的集气撬，其特征在于，所述加热机构包括：加热炉；与所述加热炉相连的进气管线，所述进气管线上包括依次相连的燃气过滤器、燃气调压阀、空燃比例阀、流量阀；与所述空燃比例阀相连通的鼓风机；所述加热炉上具有开口，所述膨胀罐上具有开口，所述加热炉的开口、所述膨胀罐的开口与氮气源相连通。

6.根据权利要求1所述的集气撬，其特征在于，所述换热器为套管式换热器，所述第二管路的至少部分穿设在所述第一管路中。

7.根据权利要求1所述的集气撬，其特征在于，所述进气管线与所述换热器的第二管路的一端之间设置有气动球阀、第一压力计和第一温度计，所述换热器的第二管路的另一端还连接有第二压力计、第二温度计和电动三通球阀，所述电动三通球阀分别能与所述计量分离器、所述生产分离器相连通，所述进气管线、所述电动三通球阀能与放空管线相连通，所述减压阀为电动减压阀。

8.根据权利要求1所述的集气撬，其特征在于，所述计量分离器的第一端口能与所述换热器的第二管路相连通，所述计量分离器的第二端口能与所述流量计单元相连通，所述计量分离器的第三端口用于与污水管线相连，所述流量计单元包括并联连接的第一孔板流量计和第二孔板流量计，所述第一孔板流量计的计量流量最大值小于所述第二孔板流量计的计量流量的最大值，所述计量分离器的第三端口与所述污水管线之间设置有流量计和第一电动阀，所述计量分离器上设置有液位计。

9.根据权利要求1所述的集气撬，其特征在于，所述生产分离器的第一端口能与所述换热器的第二管路相连通，所述生产分离器的第二端口能与天然气外输管线相连通，所述生产分离器的第三端口用于与污水管线相连，所述生产分离器的第三端口与所述污水管线之间设置有第二电动阀，所述生产分离器上设置有液位计。

10.根据权利要求3所述的集气撬，其特征在于，所述循环泵单元包括相并联连接的第一循环泵和第二循环泵。

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