CN116398109B - 一种一站式多功能撬装化天然气井口处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一站式多功能撬装化天然气井口处理系统，属于天然气井场设备技术领域，解决了天然气井场设备系统庞大、占地面积广大的问题，本发明包括上层平台和下层平台，上层平台与下层平台之间连接有斜爬梯，下层平台上安装有电加热器，电加热器连接有原料气入口管和电加热器出气管，电加热器出气管连接有测温测压套和角式节流阀，角式节流阀出气管上安装有超压安全阀，角式节流阀出气管连接有卧式分离器，卧式分离器安装于上层平台上，卧式分离器分别连接有分离器出气管和分离器排液管，上层平台上还安装有放空分液罐，下层平台上还安装有储药罐。本发明将加热节流、分离计量、清管出站、药剂加注、放空分液等集成于一套系统，节约了成本。

Description

一种一站式多功能撬装化天然气井口处理系统

技术领域

本发明属于天然气井场设备技术领域，具体涉及一种一站式多功能撬装化天然气井口处理系统。

背景技术

天然气井场是在天然气井周围清理出的一块场地，以便开采天然气的场所。主要功能为：控制和调节从气层采出的天然气数量；提供完成气井井下作业条件；满足正常生产及气田开发对测取气井参数的要求。

天然气井口应具有以下功能：

1）井口超压、失压报警及安全截断。

2）井口原料气节流。

3）对节流后的原料气进行加热、节流。

4）单井原料气连续气液分离、计量。

5）对至下游的集输管线进行清管。

6）事故工况下出站紧急截断。

7）站内及下游集输管线的检修放空。

传统的天然气井场布局按照上述功能需求划分为以下模块：井口高压节流模块、水套加热炉模块、分离计量模块、清管出站模块、放空分液模块、药剂加注模块、放空火炬模块。

每个功能模块独立成橇，存在以下缺点。

原料气加热采用水套式加热炉：

①为明火设备，与其他设施有防火间距要求，用地面积较大。

②热效率相对较低。

③采用天然气作为燃料气，配套燃料气系统相对复杂，且存在碳排放。

④设备后期维护不便。

设备较为分散，集成度一般；站区管网较为复杂，现场施工量大。

发明内容

本发明的目的在于：

为解决现有的天然气井场设备系统庞大、占地面积广大的问题，提供一种一站式多功能撬装化天然气井口处理系统。

本发明采用的技术方案如下：

一种一站式多功能撬装化天然气井口处理系统，包括上层平台和下层平台，所述上层平台与下层平台之间连接有斜爬梯，所述下层平台上安装有电加热器，所述电加热器连接有原料气入口管和电加热器出气管，电加热器出气管连接有测温测压套和角式节流阀，所述角式节流阀出气管上安装有超压安全阀，角式节流阀出气管还连接有卧式分离器，所述卧式分离器安装于上层平台上，卧式分离器分别连接有分离器出气管和分离器排液管，所述上层平台上还安装有放空分液罐，所述下层平台上还安装有储药罐、药剂加注泵、清管发球阀。

进一步地，所述卧式分离器本体上分别安装有分离器压力表、两个双法兰差压液位变送器和一个分离器磁致伸缩液位计，所述分离器排液管上依次安装有气动截断阀、电磁流量计和电动调节阀，其中一个双法兰差压液位变送器与气动截断阀进行仪控联锁，另一个双法兰差压液位变送器与电动调节阀进行仪控联锁。

进一步地，分离器出气管上安装有整流板和孔板流量计；所述分离器出气管和分离器排液管在各自分别连接的流量计后连通并汇集入原料气出口管，原料气出口管设置于下层平台，所述原料气出口管上安装有清管指示器、清管发球阀和出站紧急截断阀。

进一步地，所述原料气出口管上的清管发球阀位置处连接有发球阀旁通管路，所述出站紧急截断阀连接有手动放空管，所述角式节流阀的出气管连接有安全放空管，所述手动放空管与安全放空管连通并与放空分液罐的入口连接。

进一步地，所述放空分液罐上分别连接有放空气入口管、放空气出气管和放空排液管，所述放空气出气管连接有井站放空系统，所述放空排液管上连接有手动闸阀、手动阀套式排污阀和快装接头，所述手动闸阀为导流孔平板闸阀，所述放空分液罐本体上安装有就地兼远传液位计。

进一步地，所述储药罐上设置有卸药管、储药罐磁致伸缩液位计和呼吸阀，储药罐连接有药剂加注泵，储药罐的出液口与药剂加注泵的进口之间安装有Y型过滤器，药剂加注泵的出口管道还连接有蓄能器、储药罐安全阀、出口管道压力表、止回阀和手动截止阀。

进一步地，所述储药罐设置有两组，两组储药罐分别连接有缓蚀剂出口管和防冻剂出口管，也可根据井口需要加注药剂。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、用无级边功率电加热器替代水套式加热炉对原料气进行加热。

①满足了开井和正常运行等不同工况的需求，节约了运行费用和设备购置费用。

②取消燃料气管线的敷设，节约了建设成本。

③设备小，易于搬迁，重复利用高。

④无明火，无烟囱，无碳排放，安全环保。

⑤无配套燃气系统，操作简单安全。

2、将加热节流、分离计量、清管出站、药剂加注、放空分液等五大功能集成于一套装置系统。

①集成化程度高，可进行一站式的操作、运行、维护。

②站区管网简单，大部分工厂化作业，现场施工量小。

③井场占地面积缩小23%。

附图说明

图1为本发明电加热器与卧式分离器部分的主视图；

图2为本发明放空分液罐与储药罐部分的主视图；

图3为图1的右视图；

图4为图2的右视图；

图5为本发明上层平台部分的俯视图；

图6为本发明下层平台电加热器的俯视图；

图7为本发明下层平台储药罐的俯视图。

图中标记：1-上层平台，2-下层平台，3-斜爬梯，4-电加热器，5-原料气入口管，6-角式节流阀，7-超压安全阀，8-卧式分离器，9-原料气出口管，10-放空分液罐，11-储药罐，12-测温测压套，13-清管指示器，14-出站紧急截断阀，15-清管发球阀，16-双法兰差压液位变送器，17-整流板，18-分离器磁致伸缩液位计，19-放空气入口管，20-放空气出气管，21-放空排液管，22-药剂加注泵，23-手动闸阀，24-手动阀套式排污阀，25-就地兼远传液位计，26-Y型过滤器，27-蓄能器，28-储药罐安全阀，29-储药罐磁致伸缩液位计，30-排污管，31-卸药管，32-呼吸阀，33-气动截断阀，34-电磁流量计。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：一种一站式多功能撬装化天然气井口处理系统，如图3、图5、图6所示，包括上层平台1和下层平台2，上层平台1与下层平台2之间连接有斜爬梯3，下层平台2上安装有电加热器4，电加热器4连接有原料气入口管5和电加热器4出气管，电加热器4出气管连接有测温测压套12和角式节流阀6，角式节流阀6出气管上安装有超压安全阀7，角式节流阀6出气管还连接有卧式分离器8，卧式分离器8安装于上层平台1上，卧式分离器8分别连接有分离器出气管和分离器排液管，上层平台1上还安装有放空分液罐10，下层平台2上还安装有储药罐11、药剂加注泵22、清管发球阀15。

本发明的系统采用无级边功率电加热器4替代水套式加热炉对原料气进行加热，满足了开井和正常运行等不同工况的需求，节约了运行费用和设备购置费用；取消燃料气管线的敷设，节约了建设成本；设备小，易于搬迁，重复利用高；无明火，无烟囱，无碳排放，安全环保；无配套燃气系统，操作简单安全。

实施例2：在实施例1的基础上，如图1、图5所示，卧式分离器8本体上分别安装有分离器压力表、两个双法兰差压液位变送器16和一个分离器磁致伸缩液位计18，分离器排液管上依次安装有气动截断阀33、电磁流量计34和电动调节阀，其中一个双法兰差压液位变送器16与气动截断阀33进行仪控联锁，另一个双法兰差压液位变送器16与电动调节阀进行仪控联锁。

实施例3：在实施例1的基础上，如图6所示，分离器出气管上安装有整流板17和孔板流量计；分离器出气管和分离器排液管在各自分别连接的流量计后连通并汇集入原料气出口管9，原料气出口管9设置于下层平台2，原料气出口管9上安装有清管指示器13、清管发球阀15和出站紧急截断阀14。

原料气出口管9上的清管发球阀15位置处连接有发球阀旁通管路，出站紧急截断阀14连接有手动放空管，角式节流阀6出气管连接有安全放空管，手动放空管与安全放空管连通并与放空分液罐10的入口连接。

实施例4：在实施例1的基础上，如图2、图4所示，放空分液罐10上分别连接有放空气入口管19、放空气出气管20和放空排液管21，放空气出气管20连接有井站放空系统，放空排液管21上连接有手动闸阀23、手动阀套式排污阀24和快装接头，手动闸阀23为导流孔平板闸阀，放空分液罐10本体上安装有就地兼远传液位计25。

实施例5：在实施例1的基础上，如图7所示，储药罐11上设置有卸药管31、储药罐11磁致伸缩液位计和呼吸阀32，储药罐11连接有药剂加注泵22，储药罐11的出液口与药剂加注泵22的进口之间安装有Y型过滤器26，药剂加注泵22的出口管道还连接有蓄能器27、储药罐11安全阀、出口管道压力表、止回阀和手动截止阀。

排污管30与放空气分离罐的液相出口管路连接，即连接放空排液管21，通过手动阀套式排污阀24控制进行排液。

实施例6：在实施例1或5的基础上，如图7所示，储药罐11设置有两组，两组储药罐11分别连接有缓蚀剂出口管和防冻剂出口管，也可根据井口需要加注药剂。

本发明的系统将井口原料气的加热节流、分离计量、清管出站、药剂加注、放空分液等五大功能集成于一套装置系统，集成化程度高，可进行一站式的操作、运行、维护；站区管网简单，大部分工厂化作业，现场施工量小；采用该系统可使井场占地面积缩小23%。

本发明系统的具体工艺处理流程如下：

（1）井口来高压原料气管输至电加热器4进行加热。

（2）升温后的高压原料气经测温测压套12先后进行压力、温度监测后，经角式节流阀6节流降压，该过程原料气的压力、温度发生变化，故再次对原料气依次进行压力、温度的监测，后管道输送至卧式分离器8进行气、液分离。

（3）为防止原料气的工作压力超压，角式节流阀6后原料气管道上设置安全阀放空，并配置手动放空。

（4）经卧式分离器8分离出的气体经高级孔板节流装置计量后，与分离出的经电磁流量计34计量的液相汇合，经清管发球阀15输送至下游。

（5）卧式分离器8本体设置压力表对设备压力就地检测指示；卧式分离器8本体还设置有双法兰差压液位变送器16两套、磁致伸缩液位计一套。排液管道处依次设置有气动截断阀33、电磁流量计34、电动调节阀各一套。其中一套双法兰差压液位变送器16与气动截断阀33联锁，在液位超低低限时自动关闭气动截断阀33；另一套双法兰差压液位变送器16与电动调节阀进行液位调节控制，实现自动排液（调节阀分阶段设置不同控制模式，当产液量较大时，采用PID调节模式，当产液量较少时，采用分段开关模式）。

（6）清管发球阀15设置有旁通管路，正常生产或清管发球阀15检维修时，原料气走旁通管路。

（7）清管阀球阀后设置有气动紧急关断阀，用于当线路或井站事故状态时的紧急关断。

（8）气动紧急关断阀后设置有线路的手动放空管路，与角式节流阀6出口的安全放空管路连接，两处的放空气管输至放空分液罐进行气、液分离。

（9）放空气分离罐分离出的气体管输至井站放空系统；分离出的液相管路上依次设置有：导流孔平板闸阀、阀套式排污阀、快装接头，用于对接拉水罐车。

（10）药剂加注系统为井站辅助系统，储药罐本体设置有卸药口，用于将外来药剂注入至储药罐。储药罐本体还设置有储药罐磁致伸缩液位计29，兼具液位的就地、远传监测功能。

（11）储药罐出液口与药剂加注泵的进口间安装有Y型过滤器，药剂加注泵出口管道安装有蓄能器、压力表、止回阀和截止阀。药剂加注泵的出口管道连接有储药罐安全阀28。

（12）药剂加注泵进、出口管道间设置超压放空系统；磁致伸缩液位计与药剂加注泵进行连锁，可实现高、低液位报警，低液位联锁停泵。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种一站式多功能撬装化天然气井口处理系统，其特征在于，包括上层平台和下层平台，所述上层平台与下层平台之间连接有斜爬梯，所述下层平台上安装有电加热器，所述电加热器连接有原料气入口管和电加热器出气管，电加热器出气管连接有测温测压套和角式节流阀，角式节流阀的出气管上安装有超压安全阀，角式节流阀的出气管还连接有卧式分离器，所述卧式分离器安装于上层平台上，卧式分离器分别连接有分离器出气管和分离器排液管，所述上层平台上还安装有放空分液罐，所述下层平台上还安装有储药罐、药剂加注泵、清管发球阀；

所述分离器出气管上安装有整流板和孔板流量计；所述分离器出气管和分离器排液管在各自分别连接的流量计后连通并汇集入原料气出口管，原料气出口管设置于下层平台，所述原料气出口管上安装有清管指示器、清管发球阀和出站紧急截断阀；

所述原料气出口管上的清管发球阀位置处连接有发球阀旁通管路，所述出站紧急截断阀后连接有手动放空管，所述角式节流阀的出气管连接有安全放空管，所述手动放空管与安全放空管连通并与放空分液罐的入口连接。

2.根据权利要求1所述的一种一站式多功能撬装化天然气井口处理系统，其特征在于，所述卧式分离器本体上分别安装有分离器压力表、两个双法兰差压液位变送器和一个分离器磁致伸缩液位计，所述分离器排液管上依次安装有气动截断阀、电磁流量计和电动调节阀，其中一个双法兰差压液位变送器与气动截断阀进行仪控联锁，另一个双法兰差压液位变送器与电动调节阀进行仪控联锁。

3.根据权利要求1所述的一种一站式多功能撬装化天然气井口处理系统，其特征在于，所述放空分液罐上分别连接有放空气入口管、放空气出气管和放空排液管，所述放空气出气管连接有井站放空系统，所述放空排液管上连接有手动闸阀、手动阀套式排污阀和快装接头，所述手动闸阀为导流孔平板闸阀，所述放空分液罐本体上安装有就地兼远传液位计。

4.根据权利要求1所述的一种一站式多功能撬装化天然气井口处理系统，其特征在于，所述储药罐上设置有卸药管、储药罐磁致伸缩液位计和呼吸阀，储药罐连接有药剂加注泵，储药罐的出液口与药剂加注泵的进口之间安装有Y型过滤器，药剂加注泵的出口管道还连接有蓄能器、储药罐安全阀、出口管道压力表、止回阀和手动截止阀。

5.根据权利要求4所述的一种一站式多功能撬装化天然气井口处理系统，其特征在于，所述储药罐设置有两组。