CN116677918A - 一种煤层气排采井井口气输送装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种煤层气排采井井口气输送装置及使用方法，该装置包括主进料管、分离器、液压站组件、液压压缩机、储液箱、水冷却组件和PLC控制系统；在分离器内进行气体、液体和大颗粒固体的分离，分离器的排气端与初级液压压缩机相连通，分离器的排液端与储液箱相连通；初级液压压缩机的级间排气管道进入次级液压压缩机进一步增压后输送至高压输出管道排出。本发明提供的煤层气排采井井口气输送装置，使初始带有压力的煤层气排采井井口气能够连续有效地进行分离，保证了整个工作过程的连续性，优化了成撬装置的内部结构，便于成撬设备的运输、安装和调试，同时将分离器分离出来的水作为冷却源，提高了能源的利用率。

Description

一种煤层气排采井井口气输送装置及使用方法
技术领域
本发明属于煤层气开采设备技术领域，具体涉及一种煤层气排采井井口气输送装置及使用方法。
背景技术
随着经济发展对能源需求的加大，煤层气开发引起了越来越多人们的关注，煤层气的大规模开发不仅可以缓解能源危机，随着煤层气开发工艺技术的不断成熟投入规模的不断加大，煤层气井规模急剧增加。在开采中，由于排出的水和气共用一个井筒，排采井井口气中水的含量比较高同时含有大颗粒固体，如不进行有效处理，必然带来污染。
现有技术中通常首先对煤层气排采井井口气进行气液固三相分离，将瓦斯气体和水分别进行收集，收集气体由增压设备例如压缩机增压输送至高压输出管道，由于煤层气排采井井口气带有压力，现有技术中无法做到连续有效地分离，且压缩机成撬设备内部结构过于复杂，导致成撬设备的运输、安装和维修均不方便。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种煤层气排采井井口气输送装置及使用方法，通过第一分离器和第二分离器的设置，可以实现井口气混合物的连续三相分离，同时将分离后的水用于压缩气体的冷却，有效地节约了资源，在压缩机成撬装置中只保留液压压缩机和液压站，有效地解决了现有技术中存在的由于煤层气排采井井口气带有压力，无法做到连续有效地分离，且压缩机成撬设备内部结构过于复杂，导致成撬设备的运输、安装和维修均不方便的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤层气排采井井口气输送装置,包括主进料管、第一分离器、第二分离器、液压站组件、初级液压压缩机、次级液压压缩机、储液箱、水冷却组件和PLC控制系统；所述主进料管通过三通设置分别含有第一主进料管和第二主进料管；所述第一主进料管与所述第一分离器连通并在所述第一分离器内进行气体、液体和大颗粒固体的分离，所述第一分离器的排气端通过第一进气管道经一级进气管道与所述初级液压压缩机相连通，所述第一分离器的排液端通过第一排液管道与所述储液箱相连通；所述第二主进料管与所述第二分离器连通并进行气体、液体和大颗粒固体的分离，所述第二分离器的排气端通过第二进气管道经一级进气管道与所述初级液压压缩机相连通，所述第二分离器的排液端通过第二排液管道与所述储液箱相连通，所述储液箱通过储液箱排水管道与所述水冷却组件相连通，所述储液箱排水管道上设置有抽水泵；所述液压站组件通过电磁换向阀实现与所述初级液压压缩机和所述次级液压压缩机油路的连通；所述初级液压压缩机的级间排气管道与所述水冷却组件相连通，所述水冷却组件的一级排气管道分别与二级进气管道和旁通管道相连通，所述二级进气管道与所述次级液压压缩机相连通，所述次级液压压缩机的二级排气管道与所述水冷却组件相连通，所述水冷却组件的总排气管道与所述旁通管道相连通。
优选的，所述第一主进料管上设置有第一电磁阀，所述第二主进料管上设置有第二电磁阀，所述第一进气管道上设置有第五电磁阀，所述第二进气管道上设置有第六电磁阀，所述一级排气管道上设置有一级排气压力传感器，所述二级进气管道上设置有第九电磁阀，所述旁通管道上设置有第十电磁阀。
优选的，所述第一分离器包括罐体、支架、过滤箱、斜挡板、顶滤板和排气法兰组件，所述支架位于所述罐体的底部，所述过滤箱、所述斜挡板和所述顶滤板位于所述罐体的内部，所述斜挡板位于所述过滤箱的内部，所述顶滤板位于所述斜挡板的顶部。
优选的，所述罐体包括与所述第一主进料管连通的进料口、与所述第一排液管道连通的排液口和设置在所述罐体正面的观察窗，所述罐体背面设置有液位传感器，所述罐体的顶部设置有安全阀和第一放空管道，所述第一放空管道上设置有第三电磁阀和第一压力传感器；所述第一排液管道上设置有第七电磁阀和Y型过滤器，所述过滤箱的过滤底板、所述过滤箱的过滤侧板的中上部、所述斜挡板和所述顶滤板均开设有若干个通孔，所述罐体内设置有吸砂组件，所述吸砂组件包括吸砂管、抽砂泵和出砂管；所述第二分离器的罐体顶部设置有安全阀和第二放空管道，所述第二放空管道上设置有第四电磁阀和第二压力传感器，所述第二排液管道上设置有第八电磁阀和Y型过滤器。
优选的，所述液压站组件包括第一进油管路、第二进油管路、第一回油管路和第二回油管路，所述液压站组件分别设置有第一电磁换向阀和第二电磁换向阀，所述第一电磁换向阀与所述第一进油管路和所述第一回油管路相连通，所述第二电磁换向阀与所述第二进油管路和所述第二回油管路相连通。
优选的，所述初级液压压缩机包括缸盖、气缸筒、中间块、油缸筒、活塞和活塞杆，两件所述气缸筒、两件所述中间块和一件所述油缸筒构成所述初级液压压缩机的外壳，两件所述活塞和一件所述活塞杆固定连接成一整体并能沿所述初级液压压缩机的外壳的轴线方向移动，所述气缸筒上设置有4个气孔，所述油缸筒上设置有2个油孔。
优选的，所述初级液压压缩机的进排气管路上设置有8个单向阀，所述油缸筒通过油管与所述第二电磁换向阀相连通。
优选的，所述水冷却组件包括冷却箱壳体、与所述储液箱排水管道相连通的进水口、位于所述进水口下方的排水口、与所述排水口相连的总排水管道、位于所述冷却箱壳体内部的第一冷却外盘管、位于所述第一冷却外盘管内部的第一冷却内盘管、位于所述冷却箱壳体内部的第二冷却外盘管和位于所述第二冷却外盘管内部的第二冷却内盘管，所述第一冷却外盘管设置有气冷第一进口和气冷第一出口，所述第一冷却内盘管设置有气冷第二进口和气冷第二出口，所述第二冷却外盘管设置有气冷第三进和气冷第三出口，所述第二冷却内盘管设置有气冷第四进口和气冷第四出口，所述气冷第二进口与所述级间排气管道相连通，所述气冷第二出口与所述气冷第三进口通过管道相连通，所述气冷第三出口与所述一级排气管道相连通，所述气冷第四进口与所述二级排气管道相连通，所述气冷第四出口与所述气冷第一进口通过管道相连通，所述气冷第一出口与所述总排气管道相连通。
本发明还提供了所述井口气输送装置的使用方法，该使用方法包括气体增压方法和水被利用的方法，气体增压方法主要是将被分离后的气体进行增压输送至高压输出管道；水被利用的方法主要是将被分离的水用于对被压缩气体的冷却；现场安装完成后，对管路进行相应的气密性检测，检测合格后通过PLC控制系统将所有电磁阀和所有泵的电机处于关停状态，再启动液压站组件液压泵电机和储液箱排水管道抽水泵电机；
气体增压方法包括以下步骤：
S11，第一电磁阀和第五电磁阀打开，含有气体、液体和固体的井口气经主进料管由第一主进料管进入第一分离器)进行分离，分离后的气体由第一进气管道经一级进气管道进入初级液压压缩机；
S12，此时初级液压压缩机的C腔进高压油，活塞杆带动活塞向下运动，第一单向阀、第三单向阀、第六单向阀和第八单向阀打开，第二单向阀、第四单向阀、第五单向阀和第七单向阀关闭，初级液压压缩机的B腔和F腔气体被增压进入级间排气管道，经过预设的时间后，第二电磁换向阀换向，此时初级液压压缩机的D腔进高压油，活塞杆带动活塞向上运动，第一单向阀、第三单向阀、第六单向阀和第八单向阀关闭，第二单向阀、第四单向阀、第五单向阀和第七单向阀打开，初级液压压缩机的A腔和E腔气体被增压进入级间排气管道，经过预设的时间后，第二电磁换向阀再次换向，此时初级液压压缩机的C腔进高压油，重复上面的一级增压工作；
S13，级间排气管道的被增压气体进入水冷却组件进行冷却，由第一冷却内盘管和第二冷却外盘管冷却的气体进入一级排气管道，此时一级排气压力传感器会对一级排气管道内的气压进行检测；
S14，当一级排气管道内气体压力达到一级排气压力传感器预设值时，第九电磁阀关闭，第十电磁阀打开，高压气体由一级排气管道经旁通管道进入总排气管道并输送至高压输出管道；
当一级排气管道内气体压力未达到一级排气压力传感器预设值时，第九电磁阀开启，第十电磁阀关闭，气体由一级排气管道经二级进气管道进入次级液压压缩机，通过第一电磁换向阀和次级液压压缩机各单向阀的配合完成气体增压由二级排气管道进入水冷却组件进行冷却，由第二冷却内盘管和第一冷却外盘管冷却的气体进入总排气管道并输送至高压输出管道；
S15，当第一分离器内被分离的水的高度达到第一分离器内的液位传感器预设高度时，第一电磁阀和第五电磁阀关闭，第二电磁阀和第六电磁阀打开，含有气体、液体和固体的井口气经主进料管由第二主进料管进入第二分离器进行分离，分离后的气体由第二进气管道经一级进气管道进入初级液压压缩机，进行S12至S14的步骤；
S16，当第二分离器内被分离的水的高度达到第二分离器内的液位传感器预设高度时，第二电磁阀和第六电磁阀关闭，第一电磁阀和第五电磁阀开启，进行S11至S14的步骤。
优选的，水被利用的方法包括以下步骤：
S21，在步骤S15中，首先打开第三电磁阀，第一分离器内的气体由第一放空管道排出，当第一分离器内的气体的压力降低到第一压力传感器预设值时，关闭第三电磁阀，打开第七电磁阀并启动吸砂组件抽砂泵的电机，待第一分离器内的水经第一排液管道完全流入储液箱后关闭第七电磁阀，待第一分离器内的大颗粒固体被吸砂组件吸出后关闭抽砂泵的电机；
S22，在步骤S16中，首先打开第四电磁阀，第二分离器内的气体由第二放空管道排出，当第二分离器内的气体的压力降低到第二压力传感器预设值时，关闭第四电磁阀，打开第八电磁阀并启动第二分离器抽砂泵的电机，待第二分离器内的水经第二排液管道完全流入储液箱后关闭第八电磁阀，待第二分离器内的大颗粒固体被第二分离器的吸砂组件吸出后关闭抽砂泵的电机。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明提供的一种煤层气排采井井口气输送装置，通过第一分离器、第二分离器、液压站组件、初级液压压缩机、次级液压压缩机、储液箱、水冷却组件和PLC控制系统的设置，使初始带有压力的煤层气排采井井口气能够连续有效地进行分离，保证了整个工作过程的连续性。
(2)本发明提供的一种煤层气排采井井口气输送装置，压缩机成撬装置中只保留液压压缩机和液压站，优化了成撬装置的内部结构，便于成撬设备的运输、安装和调试，减少了使用者对压缩机生产厂家的专业依赖性。
(3)本发明提供的一种煤层气排采井井口气输送装置，分离器内部的过滤底板、过滤侧板、斜挡板、顶滤板均开设有通孔，进入分离器的井口气流通方向多次发生变化，速度和能量降低之后就可以实现三相分离，在分离器顶部的排气法兰组件内设置丝网除沫器，有效地减少了分离后的气体的含水率。
(4)本发明提供的一种煤层气排采井井口气输送装置，利用水冷取代成撬设备的常用的风冷，降低了设备的整体噪音，同时将分离器分离出来的水作为冷却源，提高了能源的利用率。
(5)本发明提供的一种煤层气排采井井口气输送装置，水冷却组件采用两组内外螺旋盘管冷却结构，增加了换热面积，提升了换热效果。
(6)本发明提供的一种煤层气排采井井口气输送装置，液压压缩机进排气口设置多个单向阀，从单腔压缩变双腔压缩，提升了增压效率。
(7)本发明提供的一种煤层气排采井井口气输送装置，分离后的气体被初级压缩机增压后可根据增压后的压力实际状况选择是否还需要进行次级压缩机增压，从而使本装置适合压力幅度更宽的井口气。
(8)本发明提供的一种煤层气排采井井口气输送装置，通过安全阀及多个单向阀的设置，提高了整个装置运行的可靠性。
(9)本发明提供的一种煤层气排采井井口气输送装置的使用方法，将液压压缩机常见的位移控制换向替换为时间控制换向，减少了连续运行过程中的不确定性。
附图说明
图1是本发明的整体示意图；
图2是本发明的第一分离器的外形示意图；
图3是本发明的第一分离器的内部结构示意图；
图4是本发明的液压站组件示意图；
图5是本发明的初级液压压缩机示意图；
图6是本发明的初级液压压缩机内部结构示意图；
图7是本发明的水冷却组件外形示意图；
图8是本发明的水冷却组件内部结构示意图。
图中：100、主进料管；101、第一主进料管；102、第二主进料管；110、第一进气管道；120、第二进气管道；130、一级进气管道；140、级间排气管道；150、一级排气管道；151、一级排气压力传感器；160、二级进气管道；170、旁通管道；180、二级排气管道；190、总排气管道；201、第一电磁阀；202、第一电磁阀；203、第三电磁阀；204、第四电磁阀；205、第五电磁阀；206、第六电磁阀；207、第七电磁阀；208、第八电磁阀；300、第一分离器；301、第一压力传感器；310、罐体；311、进料口；312、排液口；313、观察窗；320、支架；330、过滤箱；331、过滤底板；332、过滤侧板；340、斜挡板；350、顶滤板；360、排气法兰组件；370、第一排液管道；380、第一放空管道；390、吸砂组件；400、第二分离器；401、第二压力传感器；470、第二排液管道；480、第二放空管；500、液压站组件；501、第一电磁换向阀；502、第二电磁换向阀；510、第一进油管路；520、第二进油管路；530、第一回油管路；540、第二回油管路；600、初级液压压缩机；601、第一单向阀；602、第二单向阀；603、第三单向阀；604、第四单向阀；605、第五单向阀；606、第六单向阀；607、第七单向阀；608、第八单向阀；610、缸盖；620、气缸筒；630、中间块；640、油缸；650、活塞；660、活塞杆；700、次级液压压缩机；800、储液箱；810、储液箱排水管道；900、水冷却组件；910、冷却箱壳体；920、进水口；930、排水口；940、总排水管道；950、第一冷却外盘管；951、气冷第一进口；952、气冷第一出口；960、第一冷却内盘管；961、气冷第二进口；962、气冷第二出口；970、第二冷却外盘管；971、气冷第三进口；972、气冷第三出口；980、第二冷却内盘管；981、气冷第四进口；982、气冷第四出口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要指出的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
应当可以理解的是，在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”均应做广义理解。
实施例1
参见附图1至图8，本实施例提供的一种煤层气排采井井口气输送装置，包括主进料管100、第一分离器300、第二分离器400、液压站组件500、初级液压压缩机600、次级液压压缩机700、储液箱800、水冷却组件900和PLC控制系统。
主进料管100通过三通设置分别含有第一主进料管101和第二主进料管102；第一主进料管101与第一分离器300连通并在第一分离器300内进行气体、液体和大颗粒固体的分离，第一分离器300的排气端通过第一进气管道110经一级进气管道130与初级液压压缩机600相连通，第一分离器300的排液端通过第一排液管道370与储液箱800相连通；第二主进料管102与第二分离器400连通并进行气体、液体和大颗粒固体的分离，第二分离器400的排气端通过第二进气管道120经一级进气管道130与初级液压压缩机600相连通，第二分离器400的排液端通过第二排液管道470与储液箱800相连通，储液箱800通过储液箱排水管道810与水冷却组件900相连通，储液箱排水管道810上设置有抽水泵。
液压站组件500通过电磁换向阀实现与初级液压压缩机600和次级液压压缩机700油路的连通；液压站组件500包括第一进油管路510、第二进油管路520、第一回油管路530和第二回油管路540，液压站组件500分别设置有第一电磁换向阀501和第二电磁换向阀502，第一电磁换向阀501与第一进油管路510和第一回油管路530相连通，第二电磁换向阀502与第二进油管路520和第二回油管路540相连通。
初级液压压缩机600的级间排气管道140与水冷却组件900相连通，水冷却组件900的一级排气管道150分别与二级进气管道160和旁通管道170相连通，二级进气管道160与次级液压压缩机700相连通，次级液压压缩机700的二级排气管道180与水冷却组件900相连通，水冷却组件900的总排气管道190与旁通管道170相连通。
第一主进料管101上设置有第一电磁阀201，第二主进料管102上设置有第二电磁阀202，第一进气管道110上设置有第五电磁阀205，第二进气管道120上设置有第六电磁阀206，一级排气管道150上设置有一级排气压力传感器151，二级进气管道160上设置有第九电磁阀209，旁通管道170上设置有第十电磁阀210。
第一分离器300包括罐体310、支架320、过滤箱330、斜挡板340、顶滤板350和排气法兰组件360，支架320位于罐体310的底部，过滤箱330、斜挡板340和顶滤板350位于罐体310的内部，斜挡板340位于过滤箱330的内部，顶滤板350位于斜挡板340的顶部；罐体310包括与第一主进料管101连通的进料口311、与第一排液管道370连通的排液口312和设置在罐体310正面的观察窗313，罐体310背面设置有液位传感器(图中没画出)，罐体310的顶部设置有安全阀和第一放空管道380，第一放空管道380上设置有第三电磁阀203和第一压力传感器301；第一排液管道370上设置有第七电磁阀207和Y型过滤器，过滤箱330的过滤底板331、过滤箱330的过滤侧板332的中上部、斜挡板340和顶滤板350均开设有若干个通孔，罐体310内设置有吸砂组件390，吸砂组件390包括吸砂管、抽砂泵和出砂管；第二分离器400的罐体顶部设置有安全阀和第二放空管道480，第二放空管道480上设置有第四电磁阀204和第二压力传感器401，第二排液管道470上设置有第八电磁阀208和Y型过滤器。
当含有气体、液体和固体的井口气经主进料管100由第一主进料管101进入第一分离器300进行分离时，该混合物料首先碰撞斜挡板340，速度和能量随之降低，大颗粒固体会掉落在在过滤底板331的底部，较轻的气体经过顶滤板的碰撞使液体进一步向下掉落，含有极少量水分的气体经过排气法兰组件360中丝网除沫器，进一步降低了气体的含水率。
初级液压压缩机600包括缸盖610、气缸筒620、中间块630、油缸筒640、活塞650和活塞杆660，两件气缸筒620、两件中间块630和一件油缸筒640构成初级液压压缩机600的外壳，两件活塞650和一件活塞杆660固定连接成一整体并能沿初级液压压缩机600的外壳的轴线方向移动，气缸筒620上设置有4个气孔，油缸筒640上设置有2个油孔；初级液压压缩机600的进排气管路上设置有8个单向阀，油缸筒640通过油管与第二电磁换向阀502相连通。
需要指出的是，第二分离器400和第一分离器300的结构和作用相同，次级液压压缩机700和初级液压压缩机600的结构和作用相似，储液箱800除本装置第一排液管道370和第二排液管道470向其供水外，储液箱800还设置有旁通供水管道。
水冷却组件900包括冷却箱壳体910、与储液箱排水管道810相连通的进水口920、位于进水口920下方的排水口930、与排水口930相连的总排水管道940、位于冷却箱壳体910内部的第一冷却外盘管950、位于第一冷却外盘管950内部的第一冷却内盘管960、位于冷却箱壳体910内部的第二冷却外盘管970和位于第二冷却外盘管970内部的第二冷却内盘管980，第一冷却外盘管950设置有气冷第一进口951和气冷第一出口952，第一冷却内盘管960设置有气冷第二进口961和气冷第二出口962，第二冷却外盘管970设置有气冷第三进口971和气冷第三出口972，第二冷却内盘管980设置有气冷第四进口981和气冷第四出口982，气冷第二进口961与级间排气管道140相连通，气冷第二出口962与气冷第三进口971通过管道(图中没画出)相连通，气冷第三出口972与一级排气管道150相连通，气冷第四进口981与二级排气管道180相连通，气冷第四出口982与气冷第一进口951通过管道(图中没画出)相连通，气冷第一出口952与总排气管道190相连通。
本实施例还提供了一种利用上述井口气输送装置的使用方法，该使用方法包括气体增压方法和水被利用的方法，气体增压方法主要是将被分离后的气体进行增压输送至高压输出管道；水被利用的方法主要是将被分离的水用于对被压缩气体的冷却；现场安装完成后，对管路进行相应的气密性检测，检测合格后通过PLC控制系统将所有电磁阀和所有泵的电机处于关停状态，再启动液压站组件500液压泵电机和储液箱排水管道810抽水泵电机。
气体增压方法包括以下步骤：
S11，第一电磁阀201和第五电磁阀205打开，含有气体、液体和固体的井口气经主进料管100由第一主进料管101进入第一分离器300进行分离，分离后的气体由第一进气管道110经一级进气管道130进入初级液压压缩机600；
S12，此时初级液压压缩机600的C腔进高压油，活塞杆660带动活塞650向下运动，第一单向阀601、第三单向阀603、第六单向阀606和第八单向阀608打开，第二单向阀602、第四单向阀604、第五单向阀605和第七单向阀607关闭，初级液压压缩机600的B腔和F腔气体被增压进入级间排气管道140，经过预设的时间后，第二电磁换向阀502换向，此时初级液压压缩机600的D腔进高压油，活塞杆660带动活塞650向上运动，第一单向阀601、第三单向阀603、第六单向阀606和第八单向阀608关闭，第二单向阀602、第四单向阀604、第五单向阀605和第七单向阀607打开，初级液压压缩机600的A腔和E腔气体被增压进入级间排气管道140，经过预设的时间后，第二电磁换向阀502再次换向，此时初级液压压缩机600的C腔进高压油，重复上面的一级增压工作；
S13，级间排气管道140的被增压气体进入水冷却组件900进行冷却，由第一冷却内盘管960和第二冷却外盘管970冷却的气体进入一级排气管道150，此时一级排气压力传感器151会对一级排气管道150内的气压进行检测；
S14，当一级排气管道150内气体压力达到一级排气压力传感器151预设值时，第九电磁阀209关闭，第十电磁阀210打开，高压气体由一级排气管道150经旁通管道170进入总排气管道190并输送至高压输出管道；
当一级排气管道150内气体压力未达到一级排气压力传感器151预设值时，第九电磁阀209开启，第十电磁阀210关闭，气体由一级排气管道150经二级进气管道160进入次级液压压缩机700，通过第一电磁换向阀501和次级液压压缩机700各单向阀的配合完成气体增压由二级排气管道180进入水冷却组件900进行冷却，由第二冷却内盘管980和第一冷却外盘管950冷却的气体进入总排气管道190并输送至高压输出管道；
S15，当第一分离器300内被分离的水的高度达到第一分离器300内的液位传感器(图中没画出)预设高度时，第一电磁阀201和第五电磁阀205关闭，第二电磁阀202和第六电磁阀206打开，含有气体、液体和固体的井口气经主进料管100由第二主进料管102进入第二分离器400进行分离，分离后的气体由第二进气管道120经一级进气管道130进入初级液压压缩机600，进行S12至S14的步骤；
S16，当第二分离器400内被分离的水的高度达到第二分离器400内的液位传感器(图中没画出)预设高度时，第二电磁阀202和第六电磁阀206关闭，第一电磁阀201和第五电磁阀205开启，进行S11至S14的步骤。
水被利用的方法包括以下步骤：
S21，在步骤S15中，首先打开第三电磁阀203，第一分离器300内的气体由第一放空管道380排出，当第一分离器300内的气体的压力降低到第一压力传感器301预设值时，关闭第三电磁阀203，打开第七电磁阀207并启动吸砂组件390抽砂泵的电机，待第一分离器300内的水经第一排液管道370完全流入储液箱800后关闭第七电磁阀207，待第一分离器300内的大颗粒固体被吸砂组件390吸出后关闭抽砂泵的电机；
S22，在步骤S16中，首先打开第四电磁阀204，第二分离器400内的气体由第二放空管道480排出，当第二分离器400内的气体的压力降低到第二压力传感器401预设值时，关闭第四电磁阀204，打开第八电磁阀208并启动第二分离器400抽砂泵的电机，待第二分离器400内的水经第二排液管道470完全流入储液箱800后关闭第八电磁阀208，待第二分离器400内的大颗粒固体被第二分离器400的吸砂组件吸出后关闭抽砂泵的电机。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种煤层气排采井井口气输送装置,其特征在于，包括主进料管(100)、第一分离器(300)、第二分离器(400)、液压站组件(500)、初级液压压缩机(600)、次级液压压缩机(700)、储液箱(800)、水冷却组件(900)和PLC控制系统；
所述主进料管(100)通过三通设置分别含有第一主进料管(101)和第二主进料管(102)；
所述第一主进料管(101)与所述第一分离器(300)连通并在所述第一分离器(300)内进行气体、液体和大颗粒固体的分离，所述第一分离器(300)的排气端通过第一进气管道(110)经一级进气管道(130)与所述初级液压压缩机(600)相连通，所述第一分离器(300)的排液端通过第一排液管道(370)与所述储液箱(800)相连通；
所述第二主进料管(102)与所述第二分离器(400)连通并进行气体、液体和大颗粒固体的分离，所述第二分离器(400)的排气端通过第二进气管道(120)经一级进气管道(130)与所述初级液压压缩机(600)相连通，所述第二分离器(400)的排液端通过第二排液管道(470)与所述储液箱(800)相连通，所述储液箱(800)通过储液箱排水管道(810)与所述水冷却组件(900)相连通，所述储液箱排水管道(810)上设置有抽水泵；
所述液压站组件(500)通过电磁换向阀实现与所述初级液压压缩机(600)和所述次级液压压缩机(700)油路的连通；
所述初级液压压缩机(600)的级间排气管道(140)与所述水冷却组件(900)相连通，所述水冷却组件(900)的一级排气管道(150)分别与二级进气管道(160)和旁通管道(170)相连通，所述二级进气管道(160)与所述次级液压压缩机(700)相连通，所述次级液压压缩机(700)的二级排气管道(180)与所述水冷却组件(900)相连通，所述水冷却组件(900)的总排气管道(190)与所述旁通管道(170)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种煤层气排采井井口气输送装置，其特征在于，所述第一主进料管(101)上设置有第一电磁阀(201)，所述第二主进料管(102)上设置有第二电磁阀(202)，所述第一进气管道(110)上设置有第五电磁阀(205)，所述第二进气管道(120)上设置有第六电磁阀(206)，所述一级排气管道(150)上设置有一级排气压力传感器(151)，所述二级进气管道(160)上设置有第九电磁阀(209)，所述旁通管道(170)上设置有第十电磁阀(210)。
3.根据权利要求1所述的一种煤层气排采井井口气输送装置，其特征在于，所述第一分离器(300)包括罐体(310)、支架(320)、过滤箱(330)、斜挡板(340)、顶滤板(350)和排气法兰组件(360)，所述支架(320)位于所述罐体(310)的底部，所述过滤箱(330)、所述斜挡板(340)和所述顶滤板(350)位于所述罐体(310)的内部，所述斜挡板(340)位于所述过滤箱(330)的内部，所述顶滤板(350)位于所述斜挡板(340)的顶部。
4.根据权利要求3所述的一种煤层气排采井井口气输送装置，其特征在于，所述罐体(310)包括与所述第一主进料管(101)连通的进料口(311)、与所述第一排液管道(370)连通的排液口(312)和设置在所述罐体(310)正面的观察窗(313)，所述罐体(310)背面设置有液位传感器，所述罐体(310)的顶部设置有安全阀和第一放空管道(380)，所述第一放空管道(380)上设置有第三电磁阀(203)和第一压力传感器(301)；所述第一排液管道(370)上设置有第七电磁阀(207)和Y型过滤器，所述过滤箱(330)的过滤底板(331)、所述过滤箱(330)的过滤侧板(332)的中上部、所述斜挡板(340)和所述顶滤板(350)均开设有若干个通孔，所述罐体(310)内设置有吸砂组件(390)，所述吸砂组件(390)包括吸砂管、抽砂泵和出砂管；所述第二分离器(400)的罐体顶部设置有安全阀和第二放空管道(480)，所述第二放空管道(480)上设置有第四电磁阀(204)和第二压力传感器(401)，所述第二排液管道(470)上设置有第八电磁阀(208)和Y型过滤器。
5.根据权利要求1所述的一种煤层气排采井井口气输送装置，其特征在于，所述液压站组件(500)包括第一进油管路(510)、第二进油管路(520)、第一回油管路(530)和第二回油管路(540)，所述液压站组件(500)分别设置有第一电磁换向阀(501)和第二电磁换向阀(502)，所述第一电磁换向阀(501)与所述第一进油管路(510)和所述第一回油管路(530)相连通，所述第二电磁换向阀(502)与所述第二进油管路(520)和所述第二回油管路(540)相连通。
6.根据权利要求5所述的一种煤层气排采井井口气输送装置，其特征在于，所述初级液压压缩机(600)包括缸盖(610)、气缸筒(620)、中间块(630)、油缸筒(640)、活塞(650)和活塞杆(660)，两件所述气缸筒(620)、两件所述中间块(630)和一件所述油缸筒(640)构成所述初级液压压缩机(600)的外壳，两件所述活塞(650)和一件所述活塞杆(660)固定连接成一整体并能沿所述初级液压压缩机(600)的外壳的轴线方向移动，所述气缸筒(620)上设置有4个气孔，所述油缸筒(640)上设置有2个油孔。
7.根据权利要求6所述的一种煤层气排采井井口气输送装置，其特征在于，所述初级液压压缩机(600)的进排气管路上设置有8个单向阀，所述油缸筒(640)通过油管与所述第二电磁换向阀(502)相连通。
8.根据权利要求1所述的一种煤层气排采井井口气输送装置，其特征在于，所述水冷却组件(900)包括冷却箱壳体(910)、与所述储液箱排水管道(810)相连通的进水口(920)、位于所述进水口(920)下方的排水口(930)、与所述排水口(930)相连的总排水管道(940)、位于所述冷却箱壳体(910)内部的第一冷却外盘管(950)、位于所述第一冷却外盘管(950)内部的第一冷却内盘管(960)、位于所述冷却箱壳体(910)内部的第二冷却外盘管(970)和位于所述第二冷却外盘管(970)内部的第二冷却内盘管(980)，所述第一冷却外盘管(950)设置有气冷第一进口(951)和气冷第一出口(952)，所述第一冷却内盘管(960)设置有气冷第二进口(961)和气冷第二出口(962)，所述第二冷却外盘管(970)设置有气冷第三进口(971)和气冷第三出口(972)，所述第二冷却内盘管(980)设置有气冷第四进口(981)和气冷第四出口(982)，所述气冷第二进口(961)与所述级间排气管道(140)相连通，所述气冷第二出口(962)与所述气冷第三进口(971)通过管道相连通，所述气冷第三出口(972)与所述一级排气管道(150)相连通，所述气冷第四进口(981)与所述二级排气管道(180)相连通，所述气冷第四出口(982)与所述气冷第一进口(951)通过管道相连通，所述气冷第一出口(952)与所述总排气管道(190)相连通。
9.根据权利要求1-8任一项所述井口气输送装置的使用方法，其特征在于，该使用方法包括气体增压方法和水被利用的方法，气体增压方法主要是将被分离后的气体进行增压输送至高压输出管道；水被利用的方法主要是将被分离的水用于对被压缩气体的冷却；现场安装完成后，对管路进行相应的气密性检测，检测合格后通过PLC控制系统将所有电磁阀和所有泵的电机处于关停状态，再启动液压站组件(500)液压泵电机和储液箱排水管道(810)抽水泵电机；
气体增压方法包括以下步骤：
S11，第一电磁阀(201)和第五电磁阀(205)打开，含有气体、液体和固体的井口气经主进料管(100)由第一主进料管(101)进入第一分离器(300)进行分离，分离后的气体由第一进气管道(110)经一级进气管道(130)进入初级液压压缩机(600)；
S12，此时初级液压压缩机(600)的C腔进高压油，活塞杆(660)带动活塞(650)向下运动，第一单向阀(601)、第三单向阀(603)、第六单向阀(606)和第八单向阀(608)打开，第二单向阀(602)、第四单向阀(604)、第五单向阀(605)和第七单向阀(607)关闭，初级液压压缩机(600)的B腔和F腔气体被增压进入级间排气管道(140)，经过预设的时间后，第二电磁换向阀(502)换向，此时初级液压压缩机(600)的D腔进高压油，活塞杆(660)带动活塞(650)向上运动，第一单向阀(601)、第三单向阀(603)、第六单向阀(606)和第八单向阀(608)关闭，第二单向阀(602)、第四单向阀(604)、第五单向阀(605)和第七单向阀(607)打开，初级液压压缩机(600)的A腔和E腔气体被增压进入级间排气管道(140)，经过预设的时间后，第二电磁换向阀(502)再次换向，此时初级液压压缩机(600)的C腔进高压油，重复上面的一级增压工作；
S13，级间排气管道(140)的被增压气体进入水冷却组件(900)进行冷却，由第一冷却内盘管(960)和第二冷却外盘管(970)冷却的气体进入一级排气管道(150)，此时一级排气压力传感器(151)会对一级排气管道(150)内的气压进行检测；
S14，当一级排气管道(150)内气体压力达到一级排气压力传感器(151)预设值时，第九电磁阀(209)关闭，第十电磁阀(210)打开，高压气体由一级排气管道(150)经旁通管道(170)进入总排气管道(190)并输送至高压输出管道；
当一级排气管道(150)内气体压力未达到一级排气压力传感器(151)预设值时，第九电磁阀(209)开启，第十电磁阀(210)关闭，气体由一级排气管道(150)经二级进气管道(160)进入次级液压压缩机(700)，通过第一电磁换向阀(501)和次级液压压缩机(700)各单向阀的配合完成气体增压由二级排气管道(180)进入水冷却组件(900)进行冷却，由第二冷却内盘管(980)和第一冷却外盘管(950)冷却的气体进入总排气管道(190)并输送至高压输出管道；
S15，当第一分离器(300)内被分离的水的高度达到第一分离器(300)内的液位传感器预设高度时，第一电磁阀(201)和第五电磁阀(205)关闭，第二电磁阀(202)和第六电磁阀(206)打开，含有气体、液体和固体的井口气经主进料管(100)由第二主进料管(102)进入第二分离器(400)进行分离，分离后的气体由第二进气管道(120)经一级进气管道(130)进入初级液压压缩机(600)，进行S12至S14的步骤；
S16，当第二分离器(400)内被分离的水的高度达到第二分离器(400)内的液位传感器预设高度时，第二电磁阀(202)和第六电磁阀(206)关闭，第一电磁阀(201)和第五电磁阀(205)开启，进行S11至S14的步骤。
10.根据权利要求9所述井口气输送装置的使用方法，其特征在于，水被利用的方法包括以下步骤：
S21，在步骤S15中，首先打开第三电磁阀(203)，第一分离器(300)内的气体由第一放空管道(380)排出，当第一分离器(300)内的气体的压力降低到第一压力传感器(301)预设值时，关闭第三电磁阀(203)，打开第七电磁阀(207)并启动吸砂组件(390)抽砂泵的电机，待第一分离器(300)内的水经第一排液管道(370)完全流入储液箱(800)后关闭第七电磁阀(207)，待第一分离器(300)内的大颗粒固体被吸砂组件(390)吸出后关闭抽砂泵的电机；
S22，在步骤S16中，首先打开第四电磁阀(204)，第二分离器(400)内的气体由第二放空管道(480)排出，当第二分离器(400)内的气体的压力降低到第二压力传感器(401)预设值时，关闭第四电磁阀(204)，打开第八电磁阀(208)并启动第二分离器(400)抽砂泵的电机，待第二分离器(400)内的水经第二排液管道(470)完全流入储液箱(800)后关闭第八电磁阀(208)，待第二分离器(400)内的大颗粒固体被第二分离器(400)的吸砂组件吸出后关闭抽砂泵的电机。
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Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Hubei pilot Free Trade Zone Wuhan Area Branch

Pledgor: WUHAN QIDAKANG ENERGY EQUIPMENT CO.,LTD.

Registration number: Y2024980029364

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