CN115574261A - 二氧化碳增压输送装置及其在线监测系统、移动式机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二氧化碳增压输送装置、移动式机组，包括二氧化碳管路、液态二氧化碳增压输送泵机组和驱动单元；所述二氧化碳管路通过入流管路与所述液态二氧化碳增压输送泵机组的输入端相连通；所述液态二氧化碳增压输送泵机组的输出端通过出流管路与深埋井相连通；所述驱动单元以驱动所述液态二氧化碳增压输送泵机组的运行。本发明提高了往地下深埋和长距离增压输送的二氧化碳介质单位时间总量，使液态二氧化碳介质的工作压力进一步提高。

Description

二氧化碳增压输送装置及其在线监测系统、移动式机组
技术领域
本发明涉及二氧化碳增压输送装置，更具体地说，涉及一种二氧化碳增压输送装置及其在线监测系统、移动式机组。
背景技术
目前，在二氧化碳的长距离输送和地下深埋的装置中，一般都是采用压缩机进行气态高压输送和深埋，如图1所示，在压缩机100输送二氧化碳的过程中，多级压缩的容积效率相对较低，由于气体在压缩过程中的发热等因素，压缩机100的总效率比较低。如图2所示，同时，压缩机100还带有外部冷却夹套进行冷却，额外的增加气态二氧化碳的功率消耗。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种二氧化碳增压输送装置及其在线监测系统、移动式机组，提高了往地下深埋和长距离增压输送的二氧化碳介质单位时间总量，使液态二氧化碳介质的工作压力进一步提高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种二氧化碳增压输送装置，包括二氧化碳管路、液态二氧化碳增压输送泵机组和驱动单元；
所述二氧化碳管路通过入流管路与所述液态二氧化碳增压输送泵机组的输入端相连通；
所述液态二氧化碳增压输送泵机组的输出端通过出流管路与深埋井相连通；
所述驱动单元以驱动所述液态二氧化碳增压输送泵机组的运行。
较佳的，所述液态二氧化碳增压输送泵机组包括二氧化碳增压输送泵；
所述二氧化碳增压输送泵的输入端连通所述入流管路，输出端连通所述出流管路；
所述入流管路上设有磁性过滤器，所述出流管路上设有安全阀；
较佳的，所述二氧化碳增压输送泵上还设有与所述入流管路相连通的泵回流管；
所述安全阀上还设有与所述入流管路相连通的旁路。
较佳的，所述液态二氧化碳增压输送泵机组包括通过所述入流管路依次连通的二氧化碳储罐、二氧化碳压缩机和二氧化碳增压输送泵；
所述二氧化碳储罐的输入端与所述二氧化碳管路相连通；
所述二氧化碳压缩机与所述二氧化碳增压输送泵之间的所述入流管路上设有二氧化碳集液罐。
较佳的，所述液态二氧化碳增压输送泵机组包括通过所述入流管路依次连通的二氧化碳储罐、二氧化碳压缩机、制冷装置和二氧化碳增压输送泵；
所述二氧化碳储罐的输入端与所述二氧化碳管路相连通；
所述制冷装置与所述二氧化碳增压输送泵之间的所述入流管路上设有二氧化碳集液罐。
较佳的，所述驱动单元为电机或内燃机。
本发明第二方面提供了一种二氧化碳增压输送装置的在线监测系统，设于本发明第一方面提供的所述的二氧化碳增压输送装置上的压力传感器、温度传感器、流量计以及与压力传感器、温度传感器、流量计建立数据通讯的云平台。
较佳的，所述压力传感器、所述温度传感器设于所述入流管路、所述出流管路上。
较佳的，所述流量计设于所述泵回流管、所述旁路上。
本发明第三方面提供了一种二氧化碳增压输送装置的移动式机组，包括运输车，还包括设于所述运输车上的本发明第一方面提供的所述的二氧化碳增压输送装置。
本发明所提供的一种二氧化碳增压输送装置及其在线监测系统、移动式机组，提高了往地下深埋和长距离增压输送的二氧化碳介质单位时间总量，也更容易与地下高温油液进行相互作用，强烈的能量交换帮助驱油效率提高，也节省二氧化碳介质驱油的能耗。液态二氧化碳介质的工作压力进一步提高，泵和压缩机联合工作的耗功，远低于单台压缩机实现同样增压比的耗功。通过运输车，把机组方便移动到不同的需要地方，避免了长距离的二氧化碳输送管路布置。
附图说明
图1是现有二氧化碳输送装置的框架结构示意图；
图2是现有二氧化碳输送装置中压缩的二氧化碳介质的状态变化过程示意图；
图3是本发明二氧化碳增压输送装置实施例一的框架结构示意图；
图4是本发明二氧化碳增压输送装置实施例二的框架结构示意图；
图5是图4中二氧化碳介质的状态变化过程示意图；
图6是本发明二氧化碳增压输送装置实施例三的框架结构示意图；
图7是图6中二氧化碳介质的状态变化过程示意图；
图8是本发明二氧化碳增压输送装置的在线监测系统的框架结构示意图；
图9是本发明二氧化碳增压输送装置的移动式机组的框架结构示意图。
具体实施方式
为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
本发明所提供的一种二氧化碳增压输送装置，包括二氧化碳管路1、液态二氧化碳增压输送泵机组和驱动单元2。
二氧化碳管路1通过入流管路3与液态二氧化碳增压输送泵机组的输入端相连通。
液态二氧化碳增压输送泵机组的输出端通过出流管路4与深埋井5相连通；
驱动单元2以驱动液态二氧化碳增压输送泵机组的运行。
二氧化碳液体通过罐装车从二氧化碳的生产地方输送到需要深埋的地方(如油田，地下洞穴和深海地沟等)，液态的二氧化碳经过气化后，通过液态二氧化碳增压输送泵机组进行输送深埋。二氧化碳在气化过程中，也消耗一定的能耗，二氧化碳气体容积密度低，二氧化碳液体容积密度是二氧化碳的气体容积密度500多倍。所以，采用液态二氧化碳增压输送泵机组，提高了往地下深埋和长距离增压输送的二氧化碳介质单位时间总量。
结合图3所示，液态二氧化碳增压输送泵机组包括二氧化碳增压输送泵6。
二氧化碳增压输送泵6的输入端连通入流管路3，输出端连通出流管路4。
入流管路3上设有磁性过滤器7。出流管路4上设有安全阀8。
二氧化碳增压输送泵6上还设有与入流管路3相连通的泵回流管9。
安全阀8上还设有与入流管路3相连通的旁路10，在二氧化碳增压输送泵6的出口流量过低时，进行二氧化碳增压输送泵6的出口旁通，保证二氧化碳增压输送泵6的运行安全可靠。
采用液态二氧化碳介质进行油田驱油，因为液态二氧化碳介质低温(-20℃左右)和高密度，液态二氧化碳到地下后，更容易与地下高温油液进行相互作用，强烈的能量交换帮助驱油效率提高，也节省二氧化碳介质驱油的能耗。
结合图4所示，液态二氧化碳增压输送泵机组包括通过入流管路3依次连通的二氧化碳储罐11、二氧化碳压缩机12和二氧化碳增压输送泵6。
二氧化碳储罐11的输入端与二氧化碳管路1相连通。
二氧化碳压缩机12与二氧化碳增压输送泵6之间的入流管路3上设有二氧化碳集液罐13。
采用二氧化碳储罐11、二氧化碳压缩机12和二氧化碳增压输送泵6串联进行增压输送，二氧化碳介质的二氧化碳集液罐13对二氧化碳压缩机12产生的脉动压力和流量进行缓冲、稳压稳流和收集存储，保证泵的入流状态稳定。二氧化碳压缩机12可以是单台或多台并联，以便满足二氧化碳增压输送泵6的工作流量的要求。在二氧化碳增压输送泵6和二氧化碳压缩机12的串联工作下，二氧化碳介质状态变化过程见图5所示。
采用串联工作时，二氧化碳压缩机12把二氧化碳介质从气体压缩到超临界，二氧化碳气体成为超临界液态，通过二氧化碳增压输送泵6，液态二氧化碳介质的工作压力进一步提高，二氧化碳增压输送泵6和二氧化碳压缩机12联合工作的耗功，远低于单台压缩机实现同样增压比的耗功。
结合图6所示，液态二氧化碳增压输送泵机组包括通过入流管路依次连通的二氧化碳储罐11、二氧化碳压缩机12、制冷装置14和二氧化碳增压输送泵6。
二氧化碳储罐11的输入端与二氧化碳管路1相连通。
制冷装置14与二氧化碳增压输送泵6之间的入流管路3上设有二氧化碳集液罐13。
采用二氧化碳储罐11、二氧化碳压缩机12、制冷装置14和二氧化碳增压输送泵6串联进行增压输送，二氧化碳经二氧化碳压缩机12的压缩，然后经过制冷装置14的等压冷却，使得二氧化碳介质到液化状态，然后通过二氧化碳增压输送泵6把二氧化碳液态介质的出口压力提高，该串联方式的总效率也大于压缩机装置的总效率。在二氧化碳储罐11、二氧化碳压缩机12、制冷装置14和二氧化碳增压输送泵6串联工作下，二氧化碳介质状态变化过程见图7所示。
驱动单元2采用电机或内燃机。
结合图8所示，本发明还提供了一种二氧化碳增压输送装置的在线监测系统，设于本发明二氧化碳增压输送装置上的压力传感器、温度传感器、流量计以及与压力传感器、温度传感器、流量计建立数据通讯的云平台15。具体设置如下：
设于入流管路1上的第一压力传感器16、第二压力传感器17，分别位于磁性过滤器7的两侧，以监测磁性过滤器7两侧入流管路1内介质压力。
设于出流管路4上的第三压力传感器18、第四压力传感器19，分别位于安全阀8的两侧，以监测安全阀8两侧出流管路4内介质压力。
设于入流管路1上的第一温度传感器20，以监测入流管路1内介质温度。
设于出流管路4上的第二温度传感器21、第三温度传感器22，分别位于安全阀8的两侧，以监测安全阀8两侧出流管路4内介质温度。
设于泵回流管9上的第一流量计23，以监测泵回流管9内介质流量。
设于旁路10上的第二流量计24，以监测旁路10内介质流量。
因为二氧化碳介质的液态、气体和固态的三相状态容易互相转变，因此通过压力传感器、温度传感器进行状态监测。另外，在泵回流管9、旁路10上安装流量计进行二氧化碳介质的流态监测。
结合图9所示，本发明还提供了一种二氧化碳增压输送装置的移动式机组，包括运输车200，以及设于运输车200上的本发明二氧化碳增压输送装置。
根据深埋区域的不同深埋井口进行二氧化碳液态输送深埋。二氧化碳的液态介质从产地通过运输车200运输到深埋的井口地方，在那里，液态二氧化碳增压输送泵机组进行二氧化碳液态地下输送深埋。
分布固定式的液态二氧化碳增压输送泵机组，安装在各个深埋井口，采用该方式的深埋工作会产生较大投资，机组安装固定费用高、利用率低和增加各种其它费用。因此再通过移动式的液态二氧化碳增压输送泵机组可以方便进行不同井口的深埋工作。通过运输车200，把液态二氧化碳增压输送泵机组方便移动到不同的需要地方，避免了长距离的二氧化碳输送管路布置。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种二氧化碳增压输送装置，其特征在于：包括二氧化碳管路、液态二氧化碳增压输送泵机组和驱动单元；
所述二氧化碳管路通过入流管路与所述液态二氧化碳增压输送泵机组的输入端相连通；
所述液态二氧化碳增压输送泵机组的输出端通过出流管路与深埋井相连通；
所述驱动单元以驱动所述液态二氧化碳增压输送泵机组的运行。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳增压输送装置，其特征在于：所述液态二氧化碳增压输送泵机组包括二氧化碳增压输送泵；
所述二氧化碳增压输送泵的输入端连通所述入流管路，输出端连通所述出流管路；
所述入流管路上设有磁性过滤器，所述出流管路上设有安全阀。
3.根据权利要求2所述的二氧化碳增压输送装置，其特征在于：所述二氧化碳增压输送泵上还设有与所述入流管路相连通的泵回流管；
所述安全阀上还设有与所述入流管路相连通的旁路。
4.根据权利要求1所述的二氧化碳增压输送装置，其特征在于：所述液态二氧化碳增压输送泵机组包括通过所述入流管路依次连通的二氧化碳储罐、二氧化碳压缩机和二氧化碳增压输送泵；
所述二氧化碳储罐的输入端与所述二氧化碳管路相连通；
所述二氧化碳压缩机与所述二氧化碳增压输送泵之间的所述入流管路上设有二氧化碳集液罐。
5.根据权利要求1所述的二氧化碳增压输送装置，其特征在于：所述液态二氧化碳增压输送泵机组包括通过所述入流管路依次连通的二氧化碳储罐、二氧化碳压缩机、制冷装置和二氧化碳增压输送泵；
所述二氧化碳储罐的输入端与所述二氧化碳管路相连通；
所述制冷装置与所述二氧化碳增压输送泵之间的所述入流管路上设有二氧化碳集液罐。
6.根据权利要求1所述的二氧化碳增压输送装置，其特征在于：所述驱动单元为电机或内燃机。
7.一种二氧化碳增压输送装置的在线监测系统，其特征在于：设于如权利要求1-6之一所述的二氧化碳增压输送装置上的压力传感器、温度传感器、流量计以及与压力传感器、温度传感器、流量计建立数据通讯的云平台。
8.根据权利要求7所述的二氧化碳增压输送装置的在线监测系统，其特征在于：所述压力传感器、所述温度传感器设于所述入流管路、所述出流管路上。
9.根据权利要求7所述的二氧化碳增压输送装置的在线监测系统，其特征在于：所述流量计设于所述泵回流管、所述旁路上。
10.一种二氧化碳增压输送装置的移动式机组，包括运输车，其特征在于：还包括设于所述运输车上的如权利要求1-6之一所述的二氧化碳增压输送装置。
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