CN110159922B - 井口气回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种井口气回收系统，包括取气管路和首次取气支路。取气管路与气田的出口连接，将气田内的原料气向外输送并进行处理得到天然气；取气管路上依次设置有加热炉、节流阀、第一阀门、净化装置和燃气发电机组；净化装置与加热炉连接并为加热炉提供天然气；首次取气支路，与取气管路连通，并与第一阀门并列设置；首次取气支路上依次设置有第二阀门和燃气分离器，第二阀门控制燃气分离器与节流阀之间的通断，燃气发电机组与加热炉均与燃料气分离器的出口连接；在首次取气支路连通时，原料气经燃气分离器分离过滤得到天然气并输送至燃气发电机组与加热炉，使得燃气发电机组与加热炉启动。

Description

井口气回收系统

技术领域

本发明涉及气田开采技术领域，具体涉及一种井口气回收系统。

背景技术

天然气是一种不可再生的清洁能源，随着世界低碳环保经济的发展，未来世界对天然气的需求将逐年迅速增长。对气田井口气的回收不仅对环境有利，而且能创造经济效益，因此对气田的合理回收利用已越来越多，越来越迫不及待。由于大部分气田都分布在偏远地区，故在建设气田井口气回收站的时候需配备天然气发电机、水套炉等设备。

其中，天然气发动机、水套加热炉等设备的启动需要燃料气提供动力。所需燃料气应经净化处理，以保证燃料气中无游离态的油、水，且燃料气中的杂质颗粒、灰尘、硫含量等应满足要求。因此，在井口气回收系统中燃料气的供应一般都是经分离除尘、脱水后，专门设计一路燃料取气系统。但在井口气回收系统首次启动调试时，天然气发动机、水套加热炉等设备是没有燃料气供应的，因此存在燃料气首次取气的问题。

目前，燃料气首次取气可以通过外部设备为天然气发动机、水套加热炉等设备供气，但该方法不经济。燃料气首次取气还可以通过管道阀门从井口直接取气，但采用该方法所取的燃料气不洁净，含有杂质、水、油污等，影响设备性能和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种首次取气简单且经济的井口气回收系统，以解决现有技术中的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种井口气回收系统，包括：取气管路，与气田的出口连接，将所述气田内的原料气向外输送并进行处理得到天然气；所述取气管路上依次设置有加热炉、节流阀、第一阀门、净化装置和燃气发电机组；所述净化装置与所述加热炉连接并为所述加热炉提供天然气；首次取气支路，与所述取气管路连通，并与所述第一阀门并列设置；所述首次取气支路上依次设置有第二阀门和燃气分离器，所述第二阀门控制所述燃气分离器与所述节流阀之间的通断，所述燃气发电机组与所述加热炉均与所述燃料气分离器的出口连接；在所述首次取气支路连通时，所述原料气经所述燃气分离器分离过滤得到天然气并输送至所述燃气发电机组与所述加热炉，使得所述燃气发电机组与所述加热炉启动。

在其中一实施方式中，所述净化装置具有第一出口和第二出口，所述第一出口与所述燃气分离器连通，所述燃气发电机组与所述燃气分离器连接进而与所述净化装置连通，所述加热炉与所述燃气分离器连接进而与所述净化装置连通；所述第二出口与外界相连而向外界输送所述天然气。

在其中一实施方式中，所述气田的出口与所述加热炉之间设有采气树，所述采气树的出口设有节流阀。

在其中一实施方式中，所述气田的出口与所述节流阀之间设有紧急切断阀。

在其中一实施方式中，所述取气管路上设置有安全组件，所述安全组件连接于所述节流阀和所述加热炉之间，所述安全组件包括依次相连的安全阀和手动旁通阀。

在其中一实施方式中，所述取气管路上依次设置有第一温度采集装置和第一压力采集装置，所述第一温度采集装置和所述第一压力采集装置位于所述第一节流阀和所述加热炉之间。

在其中一实施方式中，所述取气管路上依次设置有第二温度采集装置和第二压力采集装置，所述第二温度采集装置和所述第二压力采集装置位于所述第二节流阀与所述净化装置之间。

在其中一实施方式中，所述燃气分离器的顶部设有安全阀，底部设有污水排放口；所述燃气分离器顶部还设有压力表和温度计。

在其中一实施方式中，所述净化装置与所述燃气分离器之间设有第一调压阀，所述燃气分离器与所述燃气发电机组之间设有第二调压阀。

在其中一实施方式中，所述第二阀门为节流阀；所述第一阀门为闸阀。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的井口气回收系统包括取气管路及与取气管路连通的首次取气支路。取气管路上设置有加热炉、第二节流阀、第一阀门、净化装置和燃气发电机组，在第二节流阀处设置首次取气支路，且首次取气支路与第一阀门并列设置。当井口气回收系统首次开启时，关闭第一阀门，此时气田内的原料气输送至首次取气支路，而为加热炉和燃气发电机组启动提供天然气，完成首次取气过程。经过首次取气支路的燃气分离器处理后的天然气洁净度较高，满足加热炉和燃气发电机组的首次启动所需天然气的要求。断开首次取气支路，打开第一阀门，使气田内的原料气输送至净化装置进而向外界输送天然气。该井口气回收系统集成有首次取气和日常取气功能，无需通过外运气体为加热炉和燃气发电机组提供天然气，成本较低，经济性好。

附图说明

图1为本发明移动式压力容器的结构示意图。

附图标记说明如下：21、采气树；22、闸阀；23、紧急切断阀；24、第一节流阀；25、现场控制盘；26、安全阀；27、手动旁通阀；28、第一压力采集装置；281、压力表；282、压力变送；29、第一温度采集装置；291、温度计；292、温度变送；30、加热炉；31、第二节流阀；32、第二压力采集装置；321、压力表；322、压力变送；33、第二温度采集装置；331、温度计；332、温度变送；34、第一阀门；35、净化装置；36、第一调压阀；37、第一球阀；38、第二球阀；39、第三球阀；40、第二阀门；41、燃气分离器；411、安全阀；412、压力表；413、温度计；42、第二调压阀；43、第四球阀；44、第五球阀；45、第六球阀；46、燃气发电机组；47、污水罐；48、压缩机。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

本发明提供一种井口气回收系统，用于对气田井口气的回收。井口气即天然气的原料气。一个气田可设置一个或多个该井口气回收系统，实际可根据需要而设置。

参阅图1，本实施例的井口气回收系统包括取气管路和连接于取气管路上的首次取气支路。当井口气回收系统首次开启时，气田内的原料气经过首次取气支路的处理，为加热炉30和燃气发电机组46启动提供天然气，完成首次取气过程。加热炉30和燃气发电机组46启动后，断开首次取气支路，气田内的原料气经取气管路向外界实现日常的天然气输送。

以下一一具体说明。

取气管路上依次设置有采气树21、闸阀22、紧急切断阀23、第一节流阀24、控制盘、安全组件、第一压力采集装置28、第一温度采集装置29、加热炉30、第二节流阀31、第二压力采集装置32、第二温度采集装置33、第一阀门34、净化装置35、第一调压阀36和燃气发电机组46。

采气树21与气田的井口连通而将井田内的原料气向外输送。

闸阀22与采气树21的出口连通，以控制井口气回收系统与气田的通断。

紧急切断阀23与闸阀22的出口连通，用于紧急情况下自动关闭，以保证气田及井口气回收系统的安全。

第一节流阀24与紧急切断阀23的出口连通，用于控制和调节采气树21所输送的原料气的压力和流量。

现场控制盘25与第一节流阀24的出口连通，并与紧急切断阀23相连。现场控制盘25监控第一节流阀24出口处的压力，当管道内的压力超过设定值时，可通过现场控制盘25控制紧急切断阀23关闭或手动关闭紧急切断阀23。

安全组件连接于现场控制盘25之后，包括依次连接的安全阀26、手动旁通阀27和安全阀根部阀。

安全阀26连接于第一节流阀24和第一压力采集装置28之间，手动旁通阀27连接于安全阀26与第一压力采集装置28之间并与安全阀26并列设置。当井口气回收系统的压力到达安全阀26的预设压力值时，安全阀26自动开启，泄放气体以保证井口气回收系统的安全。若井口气回收系统的压力到达安全阀26的预设压力值安全阀26未开启，还可通过手动开启手动旁通阀泄放压力。

安全阀根部阀设置于安全阀26与第一节流阀24之间的管路上。安全阀根部阀在正常工作时处于开启状态，在对安全阀26进行检修时关闭。

第一压力采集装置28采集经第一节流阀24节流降压后取气管路上的压力值。其中，第一压力采集装置28包括压力表281和压力变送282，压力表281用于直接读取取气管路的压力值，压力变送282用于向远端传送压力值。通过第一压力采集装置28上的压力值而观察取压管路上的压力，当压力值大于安全阀26的预设压力值且安全阀26未开启，开启手动旁通阀27。

第一温度采集装置29采集经第一节流阀24节流降压后取气管路上的温度值。其中，第一温度采集装置29包括温度计291和温度变送292，温度计291用于直接读取井口气回收系统的温度值，温度变送292用于向远端传送温度值。

加热炉30用于加热原料气，保证原料气经过第二节流阀31节流降压时不会因温度骤降形成水合物堵塞管道。具体地，加热炉30为水套加热炉30，包括外壳，位于外壳内的加热盘管和加热器。外壳内容纳有水，通过加热器对水进行加热，加热后的水进而对加热盘管内的天然气进行加热。加热盘管具有入口和出口，天然气由加热盘管的入口运行至出口时经热水加热。

第二节流阀31与加热炉30的出口连通，用于对原料气进行再次节流降压。

第二压力采集装置32与第二节流阀31的出口连通，用于采集经过第二节流阀31节流降压后的压力值。具体地，第二压力采集装置32包括压力表321和压力变送322，压力表321用于直接读取取气管路上的压力值，压力变送322用于向远端传送压力值。

第二温度采集装置33采集经第二节流阀31节流降压后取气管路上的温度值。第二温度采集装置33包括温度表331和温度变送332，温度表331用于直接读取井口气回收系统的温度值，温度变送332用于向远端传送温度值。

第一阀门34控制净化装置35与第二节流阀31之间的通断。具体地，第一阀门34为闸阀。

净化装置35净化原料气而得到洁净的天然气。净化装置35具有第一出口和第二出口，第二出口与外界相连而向外界输送天然气。具体地，净化装置35对原料气进行分离和脱水处理得到洁净的天然气，然后将洁净的天然气通过第二出口输送至压缩机48，经压缩机48加压后，利用加气柱注入槽车，实现向外界输送。

第一调压阀36与净化装置35的第一出口连通，对第一出口所输送的天然气进行调压。具体地，本实施例中，第一调压阀36的两端串联设置有第一球阀37和第二球阀38，用于在第一调压阀36损坏或维修时切断第一调压阀36两端与取压管路的通断。与第一调压阀36及第一球阀37和第二球阀38还并列设置有第三球阀39，用于在第一调压阀36损坏或维修且第二球阀38和第三球阀39关闭时，保证取气管路的畅通。

燃气发电机组46与净化装置35的第一出口连通，以接收天然气而启动。

加热炉30与净化装置35的第一出口连通，以接收天然气而启动。

首次取气支路与第一阀门34并列设置。首次取气之路上依次设置有第二阀门40、燃气分离器41和第二调压阀42。

第二阀门40与第二节流阀31的出口连通并与第一阀门34并列设置。第二阀门40控制燃气分离器41与第二节流阀31之间的通断。具体地，本实施例中，第二阀门40为节流阀，通过该节流阀再次节流降压。其他实施例中，第二阀门40为截止阀。实际应用中根据气田采气树21的压力而设置。

燃气分离器41分离过滤出原料气中的水和杂质，得到天然气。燃气分离器41的顶部设有安全阀411，当燃气分离器41的压力到达安全阀411的预设压力值时，安全阀411自动开启，泄放气体以保证燃气分离器41的安全。

燃气分离器41的底部设有污水排放口，将燃气分离器41的污水通过污水排放口向外排送。

燃气分离器41的顶部还设有压力表412和温度计413，以便实时观察燃气分离器41的压力值和温度值，进而根据压力值和温度值再通过调节第一节流阀24、第二节流阀31等而控制燃气分离器41内的压力和温度。

污水罐47与燃气分离器41的污水排放口相连，以储存燃气分离器41所排放的污水，并采用水罐车定期拉运处理。具体地，污水罐47与污水排放口之间还设有用于控制污水罐47与燃气分离器41之间通断的排放阀。本实施例中，该排放阀为球阀。

第二调压阀42与燃气分离器41的出口连通，对燃气分离器41所输送的天然气进行调压。具体地，本实施例中，第而调压阀的两端串联设置有第四球阀43和第五球阀44，用于在第二调压阀42损坏或维修时切断第二调压阀42两端与取压管路的通断。与第二调压阀42及第四球阀43和第五球阀44还并列设置有第六球阀45，用于在第二调压阀42损坏或维修且第四球阀43和第五球阀44关闭时，保证首次取气支路的畅通。

燃气发电机组46与调压阀的出口连通，使得经调压阀调压后的天然气输送至燃气发电机组46而使燃气发电机组46启动。

加热炉30与调压阀的出口连通，使得经调压阀调压后的天然气输送至加热炉30而使加热炉30启动。

在首次取气支路连通时，天然气经燃气分离器41分离过滤得到洁净的天然气并输送至燃气发电机组46和加热炉30，使得燃气发电机组46与加热炉30启动，完成首次取气过程。

本实施例的井口气回收系统的工作原理：

在井口气回收系统首次开启时，打开采气树21、闸阀22、紧急切断阀23、第一节流阀24，第二节流阀31和第二阀门40，同时关闭第一阀门34。气田内的原料气因为压力差而由气田内向外输送。原料气经过第一节流阀24的节流降压后进入加热炉30内，加热炉30对原料气进行加热，加热后的原料气经第二节流阀31的再次节流降压后，经第二阀门40进入燃气分离器41内，燃气分离器41对原料气进行分离过滤，得到天然气，天然气经调压阀调压后进入燃气发电机组46和加热炉30内，燃气发电机组46和加热炉30启动，完成首次取气。

打开第一阀门34，经加热炉30加热后的原料气经第一阀门34进入净化装置35，净化装置35对原料气进行分离和脱水处理，得到洁净的天然气，一部分天然气经净化装置35的第一出口进入燃气分离器41，供燃气发电机组46和加热炉30使用。一部分天然气经净化装置35的第二出口进入压缩机48增加后再利用加气柱注入CNG槽车，完成向外界输出。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的井口气回收系统包括取气管路及与取气管路连通的首次取气支路。取气管路上设置有加热炉、第二节流阀、第一阀门、净化装置和燃气发电机组，在第二节流阀处设置首次取气支路，且首次取气支路与第一阀门并列设置。当井口气回收系统首次开启时，关闭第一阀门，此时气田内的原料气输送至首次取气支路，而为加热炉和燃气发电机组启动提供天然气，完成首次取气过程。经过首次取气支路的燃气分离器处理后的天然气洁净度较高，满足加热炉和燃气发电机组的首次启动所需天然气的要求。断开首次取气支路，打开第一阀门，使气田内的原料气输送至净化装置进而向外界输送天然气。该井口气回收系统集成有首次取气和日常取气功能，无需通过外运气体为加热炉和燃气发电机组提供天然气，成本较低，经济性好。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种井口气回收系统，其特征在于，包括：

取气管路，与气田的出口连接，将所述气田内的原料气向外输送并进行处理得到天然气；所述取气管路上依次设置有加热炉、第二节流阀、第一阀门、净化装置和燃气发电机组；所述净化装置与所述加热炉连接并为所述加热炉提供天然气；

首次取气支路，与所述取气管路连通，并与所述第一阀门并列设置；所述首次取气支路上依次设置有第二阀门和燃气分离器，所述第二阀门控制所述燃气分离器与所述第二节流阀之间的通断，所述燃气发电机组与所述加热炉均与所述燃气分离器的出口连接；

所述气田的出口与所述加热炉之间设有采气树，所述采气树的出口设有第一节流阀；

在所述首次取气支路连通时，所述原料气经所述燃气分离器分离过滤得到天然气并输送至所述燃气发电机组与所述加热炉，使得所述燃气发电机组与所述加热炉启动。

2.根据权利要求1所述的井口气回收系统，其特征在于，所述净化装置具有第一出口和第二出口，所述第一出口与所述燃气分离器连通，所述燃气发电机组与所述燃气分离器连接进而与所述净化装置连通，所述加热炉与所述燃气分离器连接进而与所述净化装置连通；所述第二出口与外界相连而向外界输送所述天然气。

3.根据权利要求1所述的井口气回收系统，其特征在于，所述气田的出口与所述第一节流阀之间设有紧急切断阀。

4.根据权利要求1所述的井口气回收系统，其特征在于，所述取气管路上设置有安全组件，所述安全组件包括安全阀和手动旁通阀，所述安全阀连接于所述第一节流阀和所述加热炉之间，所述手动旁通阀连接于所述安全阀与所述加热炉之间并与所述安全阀并列设置。

5.根据权利要求1所述的井口气回收系统，其特征在于，所述取气管路上依次设置有第一温度采集装置和第一压力采集装置，所述第一温度采集装置和所述第一压力采集装置位于所述第一节流阀和所述加热炉之间。

6.根据权利要求1所述的井口气回收系统，其特征在于，所述取气管路上依次设置有第二温度采集装置和第二压力采集装置，所述第二温度采集装置和所述第二压力采集装置位于所述第二节流阀与所述净化装置之间。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的井口气回收系统，其特征在于，所述燃气分离器的顶部设有安全阀，底部设有污水排放口；所述燃气分离器顶部还设有压力表和温度计。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的井口气回收系统，其特征在于，所述净化装置与所述燃气分离器之间设有第一调压阀，所述燃气分离器与所述燃气发电机组之间设有第二调压阀。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的井口气回收系统，其特征在于，所述第二阀门为节流阀；

所述第一阀门为闸阀。

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