CN109812701A - 一种用于实现气液混输系统的压缩装置及气液混输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于实现气液混输系统的压缩装置及气液混输方法，所述装置包括：第一气动阀门、第一分离器、第二气动阀门、第一减压阀、第二分离器、压缩机、第三气动阀门、第一单向阀、第一液位开关、空冷器、入口、出口、第二单向阀和管道。本发明中的用于实现气液混输系统的压缩装置设置了第一分离器和第二分离器的双分离器结构，其中，通过第二分离器，经过压缩机的增压作用和空冷器的冷却作用，最终通过出口排出气体；通过第一分离器和第二分离器的配合，经过气体的增压作用，通过第三气动阀门和第二单向阀的设置，最终通过出口排出液体；从而实现了天然气和液体混合输送至下游的技术效果。

Description

一种用于实现气液混输系统的压缩装置及气液混输方法

技术领域

本发明涉及流体输送装置技术领域，尤其涉及一种用于实现气液混输系统的压缩装置及气液混输方法。

背景技术

在天然气井口、页岩气井口等天然气的开采场景中，在产生天然气的同时会伴随有石油或者水等液体排出，传统的天然气增产增压输送方式都是将液体分离掉后利用管网单独输送天然气，分离出的液体一般存储后利用车辆运输等方式另行处理。然而很多井口不具备现场分离的条件，且具备分离条件的运输成本高，处理不当会造成的废液、污水等污染环境。现有技术中的油气混输系统的压缩机组，一般采用上下腔模式的分离器，但是当上下腔模式的分离器存在泄漏时，不易排查和维修。

发明内容

本发明提供一种用于实现气液混输系统的压缩装置及气液混输方法。

第一方面，本发明提供了一种用于实现气液混输系统的压缩装置，所述装置包括：第一分离器、第二分离器、压缩机和空冷器，其中，

所述第一分离器通过管道与所述空冷器相连，所述管道在靠近所述第一分离器的位置处安装第一气动阀门；

位于所述第一分离器顶部的第一端口通过第一管线与第二分离器相连，所述第一管线在靠近所述第一分离器的位置处从下往上依次安装第二气动阀门和第一减压阀；

位于所述第一分离器中下部的第二端口通过第二管线与第二分离器相连，所述第二管线上安装第一单向阀；

位于所述第一分离器底部的第三端口通过第三管线与出口相连，所述第三管线在靠近所述出口的位置处从左往右依次安装第三气动阀门和第二单向阀；

入口13通过第四管线与所述第二分离器5相连，所述第二分离器5经过位于上端的出口，通过第六管道与所述压缩机7相连，所述压缩机7通过第七管道与所述空冷器12相连，所述空冷器12通过第八管道与出口14相连；

所述第一液位开关安装在第一分离器的上面；

所述第一单向阀的流通方向是从第二分离器流向第一分离器，所述第二单向阀的流通方向是从第一分离器流向出口；

所述第一气动阀门和第三气动阀门为常闭阀门，当所述第一分离器内的液面到达所述第一液位开关的位置时，所述第一气动阀门和第三气动阀门自动打开；

所述第二气动阀门为常开阀门，当所述第一分离器内的液面到达所述第一液位开关的位置时，所述第二气动阀门自动关闭。

可选地，所述装置还包括第二液位开关，所述第二液位开关安装在第二分离器的上面。

可选地，所述装置还包括稳压阀，所述稳压阀安装在所述第四管线上。

可选地，所述装置还包括第三分离器，所述第三分离器通过第五管线与发动机相连，在所述第五管线上安装有第二减压阀，所述第三分离器通过第六管线与管道相连，在所述第六管线上安装第三减压阀。

第二方面，本发明提供了一种用于实现气液混输系统的气液混输方法，包括：

天然气通过所述入口进入所述第二分离器，在所述第二分离器内实现气体和液体分离；

所述气体从所述第二分离器进入压缩机，再进入空冷器，第一部分气体从所述出口排出，第二部分气体进入所述管道；

所述第二分离器中的部分液体通过第一单向阀进入所述第一分离器；

当所述第一分离器内的液面到达所述第一液位开关的位置时，所述第一气动阀门和所述第三气动阀门自动打开，第二气动阀门自动关闭；

所述管道内的所述第二部分气体进入所述第一分离器内，随着压力的升高，所述第一分离器内的液体经过所述第三气动阀门和所述第二单向阀，最终通过出口排出。

可选地，所述方法还包括：

当所述第二分离器内的液面到达所述第二液位开关的位置时，所述压缩装置会自动停止运行。

可选地，在所述管道内的所述第二部分气体进入所述第一分离器内，随着压力的升高，所述第一分离器内的液体经过所述第三气动阀门和所述第二单向阀，最终通过出口排出的步骤之后，还包括：

当所述第一分离器内的液面低于所述第一液位开关的位置时，所述第一气动阀门和所述第三气动阀门自动关闭，第二气动阀门自动打开，停止排液。

可选地，然气通过所述入口进入所述第二分离器，在所述第二分离器内实现气体和液体分离的步骤，包括：

天然气通过所述入口，首先经过稳压阀，再进入所述第二分离器，在所述第二分离器内实现气体和液体分离。

可选地，所述方法还包括：

当所述第一分离器内的液面没有到达所述第一液位开关的位置时，所述管道内的部分气体首先经过所述第三减压阀进入所述第三分离内，再次经过第二减压阀，最后作为燃料输送给发动机。

本发明中的用于实现气液混输系统的压缩装置设置了第一分离器和第二分离器的双分离器结构，其中，通过第二分离器，经过压缩机的增压作用和空冷器的冷却作用，最终通过出口排出气体；通过第一分离器和第二分离器的配合，经过气体的增压作用，通过第三气动阀门和第二单向阀的设置，最终通过出口排出液体；从而实现了天然气和液体混合输送至下游的技术效果。

附图说明

图1示出根据本发明一实施方式的用于实现气液混输系统的压缩装置的主视结构示意图；

图2示出根据本发明一实施方式的用于实现气液混输系统的压缩装置的俯视结构示意图；

图3示出根据本发明一实施方式的用于实现气液混输系统的压缩方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

根据本发明的一方面，提供一种用于实现气液混输系统的压缩装置，图1示出根据本发明一实施方式的用于实现气液混输系统的压缩装置的主视结构示意图，图2示出根据本发明一实施方式的用于实现气液混输系统的压缩装置的俯视结构示意图，如图1和2所示，所述用于实现气液混输系统的压缩装置包括：第一分离器2、第二分离器5、压缩机7和空冷器12，其中，

所述第一分离器2通过管道18与所述空冷器12相连，所述管道18在靠近所述第一分离器2的位置处安装第一气动阀门1；

位于所述第一分离器2顶部的第一端口通过第一管线与第二分离器5相连，所述第一管线在靠近所述第一分离器2的位置处从下往上依次安装第二气动阀门3和第一减压阀4；

位于所述第一分离器2中下部的第二端口通过第二管线与第二分离器5相连，所述第二管线上安装第一单向阀9；

位于所述第一分离器2底部的第三端口通过第三管线与出口14相连，所述第三管线在靠近所述出口14的位置处从左往右依次安装第三气动阀门8和第二单向阀15；

入口13通过第四管线与所述第二分离器5相连，所述第二分离器5经过位于上端的出口，通过第六管道与所述压缩机7相连，所述压缩机7通过第七管道与所述空冷器12相连，所述空冷器12通过第八管道与出口14相连；

所述第一分离器2的上面安装有第一液位开关10，优选地，所述第一液位开关10装在所述第一分离器2的中上部。

所述第一单向阀9的流通方向是从第二分离器5流向第一分离器2，所述第二单向阀15的流通方向是从第一分离器2流向出口14。

在本发明一实施中，所述第一液位开关10上包括第一气源开关，该第一气源开关是由液位控制的，当第一分离器2里面的液位没有达到第一液位开关10的液面位置时，该第一气源开关处于关闭状态，此时气源断开，第一气动阀门1和第三气动阀门8处于关闭状态，而第二气动阀门3处于开启状态；当第一分离器2里面的液位达到第一液位开关10的液面位置时，在液位开关上的浮子的作用下，触动第一气源开关处于开启状态，此时气源导通，获得气源的第一气动阀门1和第三气动阀门8自动开启，而第二气动阀门3自动关闭。

天然气井口、页岩气井口等天然气的开采场合，产生天然气的同时会伴随有石油或者水等液体排出。在本发明中，提出了一种用于实现气液混输系统的压缩装置，用于实现同时输送气体和液体，其具体工作原理为：

伴随有石油或者水等液体的天然气通过入口13进入第二分离器5，在第二分离器5内实现气体和液体分离，其中的气体会从第二分离器5的上端出口进入压缩机7，压缩机7用于压缩从第二分离器5排出的气体，经过压缩后的气体压力和温度都会升高，温度升高后的气体进入空冷器12进行冷却，冷却后的气体经出口14排出，即实现了气体的输送。对于第二分离器5中的气体和液体分离后的液体，由于第一分离器2与第二分离器5出现液面差，第二分离器5中的部分液体通过安装有第一单向阀9的第二管线进入第一分离器2，直到第一分离器2与第二分离器5出现液面平衡。当第一分离器2内的液面到达第一液位开关10的位置时，即由于第一分离器2内液位的上升至第一液位开关10的位置，触动第一液位开关10上的第一气源开关进入开启状态，此时气源导通，获得气源的第一气动阀门1和第三气动阀门8自动开启，而第二气动阀门3自动关闭，管道18内的大部分气体进入第一分离器2，随着第一分离器2内部压力的升高，第一分离器2里面的液体在高压气体的作用下，经过第三气动阀门8和第二单向阀15，最终通过出口14排出，即实现了液体的输送。第一分离器2内的液体持续从出口14排出后，直到第一分离器2的液面低于第一液位开关10的位置时，第一液位开关10上的第一气源开关进入关闭状态，此时气源断开，即第一气动阀门1和第三气动阀门8自动关闭，而第二气动阀门3自动打开，此时，第一分离器2内的液体停止从出口14排出，而第一分离器2内的高压气体经过第一减压阀4的减压作用后，进入第二分离器5，直到第一分离器2与第二分离器5的压力达到平衡，之后第二分离器5里面的液体可以再次进入到第一分离器2，直到第一分离器2与第二分离器5出现液面平衡。当第一分离器2内的液面再次到达第一液位开关10的位置时，压缩装置再次执行排液动作。

本发明中的用于实现气液混输系统的压缩装置设置第一分离器2和第二分离器5的双分离器结构，其中，通过第二分离器5，经过压缩机7的增压作用和空冷器12的冷却作用，最终通过出口14排出气体；通过第一分离器2和第二分离器5的配合，经过气体的增压作用，通过第三气动阀门8和第二单向阀15的设置，最终通过出口14排出液体；从而实现了天然气和液体混合输送至下游的技术效果。

在本发明一实施例中，所述用于实现气液混输系统的压缩装置还包括第二液位开关6，所述第二液位开关6安装在第二分离器5的上面，优选地，所述第二液位开关6安装在所述第二分离器5的中上部；并且所述第二液位开关6所在的水平面高于所述第一液位开关10所在的水平面。

在本实施例中，为了保护用于实现气液混输系统的压缩装置，不让液体进入该压缩装置，当第二分离器5内的液面持续上升，到达第二液位开关6的位置时，压缩装置会自动停止运行。

在本发明一实施例中，所述第二液位开关6上包括一个电信号发生装置，当第二分离器5里面的液位没有达到第二液位开关6的液面位置时，压缩装置正常工作；当第二分离器5里面的液位达到第二液位开关6的液面位置时，第二液位开关6会发送一个用于关闭压缩装置的电信号给控制系统，同时与压缩装置相连接的控制系统会收到上述电信号，从而使压缩装置停止运行。

在本发明一实施例中，所述用于实现气液混输系统的压缩装置还包括稳压阀19，所述稳压阀19安装在所述第四管线上。

在本实施例中，为了稳定从入口13进入第二分离器5的天然气及油水混合物的压力，可以在连接入口13和第二分离器5的第四管线上安装稳压阀19，使进入第二分离器5中的天然气及油水混合物的压力控制在压缩装置能够允许的范围内。

在本发明一实施例中，所述用于实现气液混输系统的压缩装置还包括第三分离器11，所述第三分离器11通过第五管线与发动机相连，在所述第五管线上安装有第二减压阀16，所述第三分离器11通过第六管线与管道18相连，在所述第六管线上安装第三减压阀17。

在本实施例中，当第一分离器2的液面低于第一液位开关10的位置时，第一液位开关10上的气源开关处于开启状态，即气源断开，第一气动阀门1处于关闭状态，管道18内的气体不能进入第一分离器2，管道18内的气体只能经过第三减压阀17，从而进入第三分离器11。第三分离器11里面的气体可以经过第二减压阀16，最后输送给发动机作为燃料使用，从而使整个压缩装置实现燃料气的自给自足。

在一实施例中，压缩机7可以包括发动机，即压缩机7和发动机可以是一体的，例如，在压缩机7中设置八个缸，其中四个缸用于压缩机7进行压缩作用，其他四个缸用于发动机进行做功。

根据本发明的另一方面，还提供了一种用于实现气液混输系统的方法，该方法通过以上描述的装置实现，图3示出根据本发明一实施方式的用于实现气液混输系统的方法的流程图，如图3所示，所述用于实现气液混输系统的方法包括以下步骤S101-S105：

在步骤S101中，天然气通过所述入口13进入所述第二分离器5，在所述第二分离器5内实现气体和液体分离；

在步骤S102中，所述气体从所述第二分离器5进入压缩机7，再进入空冷器12，第一部分气体从所述出口14排出，第二部分气体进入所述管道18；

在步骤S103中，所述第二分离器5中的部分液体通过第一单向阀9进入所述第一分离器2；

在步骤S104中，当所述第一分离器内的液面到达所述第一液位开关的位置时，所述第一气动阀门和所述第三气动阀门自动打开，第二气动阀门自动关闭；

在步骤S105中，所述管道18内的所述第二部分气体进入所述第一分离器2内，随着压力的升高，所述第一分离器2内的液体经过所述第三气动阀门8和所述第二单向阀15，最终通过出口14排出。

在本发明一实施例中，所述方法还包括：当所述第二分离器5内的液面到达所述第二液位开关6的位置时，所述压缩装置会自动停止运行。

在本发明一实施例中，在所述步骤S104，即在所述管道18内的所述第二部分气体进入所述第一分离器2内，随着压力的升高，所述第一分离器2内的液体经过所述第三气动阀门8和所述第二单向阀15，最终通过出口14排出的步骤之后，还包括：

当所述第一分离器2内的液面低于所述第一液位开关10的位置时，所述第一气动阀门1和所述第三气动阀门8自动关闭，第二气动阀门3自动打开，停止排液。

在本发明一实施例中，所述步骤S101中，即天然气通过所述入口13进入所述第二分离器5，在所述第二分离器5内实现气体和液体分离的步骤，进一步包括：

天然气通过所述入口13，首先经过稳压阀19，再进入所述第二分离器5，在所述第二分离器5内实现气体和液体分离。

在本发明一实施例中，所述方法还包括：当所述第一分离器2内的液面没有到达所述第一液位开关10的位置时，所述管道18内的部分气体首先经过所述第三减压阀17进入所述第三分离11内，再次经过第二减压阀16，最后作为燃料输送给发动机。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于实现气液混输系统的压缩装置，其特征在于，包括：第一分离器、第二分离器、压缩机和空冷器，其中，

所述第一分离器通过管道与所述空冷器相连，所述管道在靠近所述第一分离器的位置处安装第一气动阀门；

位于所述第一分离器顶部的第一端口通过第一管线与第二分离器相连，所述第一管线在靠近所述第一分离器的位置处从下往上依次安装第二气动阀门和第一减压阀；

位于所述第一分离器中下部的第二端口通过第二管线与第二分离器相连，所述第二管线上安装第一单向阀；

位于所述第一分离器底部的第三端口通过第三管线与出口相连，所述第三管线在靠近所述出口的位置处从左往右依次安装第三气动阀门和第二单向阀；

入口通过第四管线与所述第二分离器相连，所述第二分离器经过位于上端的出口，通过第六管道与所述压缩机相连，所述压缩机通过第七管道与所述空冷器相连，所述空冷器通过第八管道与出口相连；

所述第一液位开关安装在第一分离器的上面；

所述第一单向阀的流通方向是从第二分离器流向第一分离器，所述第二单向阀的流通方向是从第一分离器流向出口；

所述第一气动阀门和第三气动阀门为常闭阀门，当所述第一分离器内的液面到达所述第一液位开关的位置时，所述第一气动阀门和第三气动阀门自动打开；

所述第二气动阀门为常开阀门，当所述第一分离器内的液面到达所述第一液位开关的位置时，所述第二气动阀门自动关闭。

2.根据权利要求1所述的一种用于实现气液混输系统的压缩装置，其特征在于，还包括第二液位开关，所述第二液位开关安装在第二分离器的上面。

3.根据权利要求2所述的一种用于实现气液混输系统的压缩装置，其特征在于，还包括稳压阀，所述稳压阀安装在所述第四管线上。

4.根据权利要求3所述的一种用于实现气液混输系统的压缩装置，其特征在于，还包括第三分离器，所述第三分离器通过第五管线与发动机相连，在所述第五管线上安装有第二减压阀，所述第三分离器通过第六管线与管道相连，在所述第六管线上安装第三减压阀。

5.一种利用权利要求1所述用于实现气液混输系统的压缩装置进行气液混输的方法，其特征在于，包括：

天然气通过所述入口进入所述第二分离器，在所述第二分离器内实现气体和液体分离；

所述气体从所述第二分离器进入压缩机，再进入空冷器，第一部分气体从所述出口排出，第二部分气体进入所述管道；

所述第二分离器中的部分液体通过第一单向阀进入所述第一分离器；

当所述第一分离器内的液面到达所述第一液位开关的位置时，所述第一气动阀门和所述第三气动阀门自动打开，第二气动阀门自动关闭；

所述管道内的所述第二部分气体进入所述第一分离器内，随着压力的升高，所述第一分离器内的液体经过所述第三气动阀门和所述第二单向阀，最终通过出口排出。

6.根据权利要求5所述用于实现气液混输系统的压缩装置进行压缩的方法，当利用权利要求2所述用于实现气液混输系统的压缩装置时，其特征在于，还包括：

当所述第二分离器内的液面到达所述第二液位开关的位置时，所述压缩装置会自动停止运行。

7.根据权利要求5所述用于实现气液混输系统的压缩装置进行压缩的方法，当利用权利要求1所述用于实现气液混输系统的压缩装置时，其特征在于，在所述管道内的所述第二部分气体进入所述第一分离器内，随着压力的升高，所述第一分离器内的液体经过所述第三气动阀门和所述第二单向阀，最终通过出口排出的步骤之后，还包括：

当所述第一分离器内的液面低于所述第一液位开关的位置时，所述第一气动阀门和所述第三气动阀门自动关闭，第二气动阀门自动打开，停止排液。

8.根据权利要求5所述用于实现气液混输系统的压缩装置进行气液混输的方法，当利用权利要求3所述用于实现气液混输系统的压缩装置时，其特征在于，天然气通过所述入口进入所述第二分离器，在所述第二分离器内实现气体和液体分离的步骤，包括：

天然气通过所述入口，首先经过稳压阀，再进入所述第二分离器，在所述第二分离器内实现气体和液体分离。

9.根据权利要求5所述用于实现气液混输系统的压缩装置进行气液混输的方法，当利用权利要求4所述用于实现气液混输系统的压缩装置时，其特征在于，还包括：

当所述第一分离器内的液面没有到达所述第一液位开关的位置时，所述管道内的部分气体首先经过所述第三减压阀进入所述第三分离内，再次经过第二减压阀，最后作为燃料输送给发动机。