CN117432930B - 一种井口天然气混输快速增压装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的井口天然气混输快速增压装置及使用方法，该装置包括撬装式底座、气液分离装置、储液罐、水冷装置、气路旁通管道、压缩机进排气管道、液压压缩机主机、压缩机排气管道、第一液压站、第二液压站及PLC控制系统，储液罐与分离罐排水管道相连通，水冷装置与储液罐相连通；气路旁通管道和压缩机进气管道均位于分离罐排气管道的后端，压缩机进气管道和压缩机排气管道均与液压压缩机主机相连通。本发明的两个活塞杆组件分布在气缸的两侧，相对于一体式活塞杆组件，安装难度降低，零部件加工精度要求降低，当某个液压站或活塞杆组件发生异常时不影响另外一个活塞杆组件的运行，从而最大限度地保证了本装置工作的连续性。
Description
技术领域
本发明属于天然气开采设备技术领域，具体涉及一种井口天然气混输快速增压装置及使用方法。
背景技术
天然气是一种清洁燃料，可以用于发电、取暖、工业生产等领域，替代传统的煤炭和石油等化石燃料，所以常见的方式就是用压缩机将已初步分离的井口天然气增压至6MPa左右至专用混输管道进行长距离输送，即常说的井口天然气混输设备。由于液压压缩机流程简单，故障率小，配件少，维修方便，所以井口天然气混输设备通常采用液压压缩机撬装设备来进行井口天然气混输，现有井口天然气增压设备常采用一台较大的液压站作为动力源，以一台较大的风冷冷却器作为冷却源，液压压缩机的主机活塞杆组件采用一体式结构，液压压缩机主机采用中间进油两端进气的结构，该种结构虽然可以满足增压需求，但该种撬装整体结构存在以下缺陷：一体式活塞杆结构的组件安装精度要求高，组装和维修不便；虽然液压压缩机故障率小，但一旦液压压缩机主机有故障，就必须停产检修或切换至备用设备，从而造成空间和成本的增加，用风冷冷却器来冷却气体会带来较大的噪声。
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井口天然气混输快速增压装置及使用方法，有效地解决了现有技术中井口天然气增压设备所带来的一体式活塞杆结构的组件安装精度要求高，组装和维修不便；一旦液压压缩机主机有故障，就必须停产检修或切换至备用设备，从而造成空间和成本的增加，用风冷冷却器来冷却气体会带来较大的噪声的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种井口天然气混输快速增压装置，包括撬装式底座、气液分离装置、储液罐、水冷装置、气路旁通管道、压缩机进气管道、液压压缩机主机、压缩机排气管道、第一液压站、第二液压站及PLC控制系统；所述储液罐、所述水冷装置、所述液压压缩机主机、所述第一液压站和所述第二液压站均位于撬装式底座顶部并与其固定连接；所述储液罐与所述气液分离装置的分离罐排水管道相连通，所述水冷装置与所述储液罐相连通；所述气路旁通管道和所述压缩机进气管道均位于所述气液分离装置的分离罐排气管道的后端，所述压缩机进气管道和所述压缩机排气管道均与所述液压压缩机主机相连通；所述第一液压站和所述第二液压站的油路均与所述液压压缩机主机相连通。
优选地，所述气液分离装置包括分离罐罐体、进料管道、分离罐排水管道、第一液位传感器、分离罐排气管道、安全阀、支撑座组件和排污管道；所述支撑座组件位于所述分离罐罐体的底部并与其固定连接，所述进料管道位于所述分离罐罐体的一侧，所述分离罐排水管道位于所述分离罐罐体的底部，所述第一液位传感器所述分离罐罐体的正面，所述分离罐排气管道位于所述分离罐罐体的顶部；所述进料管道上设置有第一截止阀，所述分离罐排水管道上设置有第一电磁阀和Y型过滤器，所述分离罐排气管道上设置有第二截止阀和第一压力传感器。
优选地，所述储液罐包括储液罐罐体、储液罐进水管道、补水管道、第二液位传感器、溢流管道和储液罐排水管道，所述储液罐进水管道位于所述储液罐罐体的顶部，所述储液罐进水管道与所述分离罐排水管道相连通，所述补水管道位于所述储液罐罐体的顶部，所述补水管道上设置有第二电磁阀，所述储液罐排水管道上设置有第三电磁阀和抽水泵。
优选地，所述水冷装置包括水冷箱壳体、水冷箱进气管道、转换接口部件、冷却管道、水冷箱排气管道、总排气管道和水冷箱对外排水管道，若干所述冷却管道位于所述水冷箱壳体的内部，所述冷却管道的两端均与所述转换接口部件相连接，其中一端所述转换接口部件与所述水冷箱进气管道相连通，另一端所述转换接口部件与所述水冷箱排气管道相连通，所述总排气管道与所述水冷箱排气管道相连通，所述总排气管道与所述气路旁通管道相连通，所述水冷箱对外排水管道与所述水冷箱壳体相连通。
优选地，所述水冷箱壳体上设置有第三液位传感器和温度传感器，所述水冷箱进气管道和所述水冷箱排气管道均由法兰和管道组成，所述转换接口部件包括同心异径管道和封盖板，所述同心异径管道和所述封盖板固定连接，所述封盖板开设有若干个冷却管道安装孔，所述总排气管道上设置有第一单向阀，所述水冷箱对外排水管道设置有第四电磁阀，所述冷却管道为U型折弯管道。
优选地，所述气路旁通管道上设置有第五电磁阀和第二单向阀，所述气路旁通管道与所述总排气管道相连通。
优选地，所述压缩机进气管道上依次设置有第六电磁阀、缓冲瓶和第三单向阀；所述压缩机排气管道上设置有第四单向阀。
优选地，所述液压压缩机主机包括气缸筒、中间体组件、第一油缸筒组件、第二油缸筒组件、拉杆连接组件、第一活塞杆组件和第二活塞杆组件，所述中间体组件的数量为两件，所述气缸筒的一端依次连接有一件所述中间体组件和第一油缸筒组件，所述气缸筒的另一端依次连接有另一件所述中间体组件和第二油缸筒组件，通过若干所述拉杆连接组件将所述气缸筒和两件所述中间体组件固定连接，所述第一活塞杆组件和所述第二活塞杆组件均位于所述液压压缩机主机的内部，所述第一液压站上设置有第一电磁换向阀，通过所述第一电磁换向阀的换向来控制所述第一活塞杆组件的运动方向，所述第二液压站上设置有第二电磁换向阀，通过所述第二电磁换向阀的换向来控制所述第二活塞杆组件的运动方向。
优选地，所述气缸筒上设置有进气口、出气口、平衡口、位移传感器安装口和压力传感器安装口，两个所述位移传感器安装口分别安装有第一位移传感器和第二位移传感器，通过所述压力传感器安装口安装有第二压力传感器，所述中间体组件上设置有中间体油口，所述第一油缸筒组件包括油缸和油缸盖，所述油缸盖开设有油缸盖油口，所述第一活塞杆组件包括油缸活塞、与所述油缸活塞依次连接的活塞连杆、气缸活塞和连接座，所述连接座上开设有连接轴导向孔，所述第二活塞杆组件包括所述油缸活塞、与所述油缸活塞依次连接的所述活塞连杆、所述气缸活塞和连接轴。
本发明还提供了所述井口天然气混输快速增压装置的使用方法，该使用方法包括井口天然气进入混输管道的方法S1、保证储液罐罐体内正常水位的使用方法S2及水冷装置的进出水使用方法S3；
其中：井口天然气进入混输管道的方法S1包括以下步骤：
S11，含有少量水分的带压井口天然气从进料管道持续进入分离罐罐体内进行气液分离，气体从分离罐排气管道排出，通过比较分离罐排气管道内的气体实际压力值与第一压力传感器的初始设定值的大小，将第一压力传感器的信号反馈至PLC控制系统；
S12，当分离罐排气管道内的气体实际压力值大于等于第一压力传感器的初始设定值时，通过PLC控制系统将第五电磁阀打开，第六电磁阀关闭，第一液压站和第二液压站的电机关闭，液压压缩机主机不动作，从分离罐排气管道内排出的气体直接通过气路旁通管道进入总排气管道并输送至指定专用混输管道；
S13，当分离罐排气管道内的气体实际压力值小于第一压力传感器的初始设定值时，通过PLC控制系统将第五电磁阀关闭，第六电磁阀打开，并启动第一液压站和第二液压站的电机，从分离罐排气管道内排出的气体通过压缩机进气管道进入液压压缩机主机的D腔；
S131，此时第一液压站的高压液压油进入液压压缩机主机的A腔，推动第一活塞杆组件沿A腔向D腔移动，同时第二液压站的高压液压油进入液压压缩机主机的G腔，推动第二活塞杆组件沿G腔向D腔移动，D腔体积变小，D腔内气体压力升高；
S132，当D腔内气体被压缩其压力超过压缩机进气管道的气体压力时，此时压缩机进气管道的气体内气体无法进入D腔，储存在缓冲瓶内，当D腔内气体压力达到第四单向阀的开启压力时，D腔内气体的通过压缩机排气管道经水冷装置冷却后由总排气管道输送至指定专用混输管道；
S133，在S132步骤的基础上保持第一活塞杆组件和第二活塞杆组件运动方向，D腔内气体压力继续上升，当D腔内气体压力达到第二压力传感器预设值时，第二压力传感器将信号反馈给PLC控制系统，由PLC控制系统控制第一电磁换向阀和第二电磁换向阀换向，此时第一液压站的高压液压油进入液压压缩机主机的B腔，推动第一活塞杆组件沿D腔向A腔移动，同时第二液压站的高压液压油进入液压压缩机主机的F腔，推动第二活塞杆组件沿D腔向G腔移动，D腔体积变大，D腔内气体压力下降，当D腔内气体下降到第四单向阀的开启压力以下时，D腔气体无法进入压缩机排气管道，当D腔内气体压力低于压缩机进气管道压力时，压缩机进气管道内气体进入D腔；
S134，在S133步骤的基础上保持第一活塞杆组件和第二活塞杆组件运动方向，当第一活塞杆组件运动到被第一位移传感器预设的感应位置时，第一位移传感器将信号反馈给PLC控制系统，由PLC控制系统控制第一电磁换向阀换向，当第二活塞杆组件运动到被第二位移传感器预设的感应位置时，第二位移传感器将信号反馈给PLC控制系统，由PLC控制系统控制第二电磁换向阀换向，D腔体积变小，D腔内气体压力升高；
S135，重复上述S132至S134的循环动作；
其中：保证储液罐罐体内正常水位的使用方法S2包括以下步骤：
S21，分离罐供水：当分离罐罐体内的水位达到第一液位传感器设定的高值时，第一液位传感器将信号反馈给PLC控制系统，第一电磁阀打开，分离罐罐体内部的水经过分离罐排水管道进入储液罐内，当分离罐罐体内的水位下降到第一液位传感器设定的低值时，第一液位传感器将信号反馈给PLC控制系统，第一电磁阀关闭；
S22，外界补水：当储液罐的液位下降到第二液位传感器设定的低值时，第二液位传感器将信号反馈给PLC控制系统，第二电磁阀打开，通过补水管道向储液罐补水，当储液罐的水位达到第二液位传感器设定的高值时，第二液位传感器将信号反馈给PLC控制系统，第二电磁阀关闭，停止补水；
S23，水向外溢流：在步骤S21和S22共同作用下或步骤S21的作用下，当储液罐达到溢流水位时，储液罐内过量的水通过溢流管道排出至指定位置；
S24，水流入水冷装置：当水冷装置需要水作为冷却介质，储液罐的水通过储液罐排水管道流入水冷装置；
其中：水冷装置的进出水使用方法S3包括以下步骤：
S31，当温度传感器检测到水冷装置内的水温达到预设的温度时，温度传感器将信号反馈给PLC控制系统，第四电磁阀打开，水冷装置内的高温水通过水冷箱对外排水管道排放至指定位置；
S32，当水冷装置内的水液位下降到第三液位传感器预设的低值时，第四电磁阀关闭，第三电磁阀打开，启动抽水泵的电机，此时储液罐内的低温水被输送至水冷装置内，当水冷装置内的水位达到第三液位传感器预设的高值时，关闭抽水泵的电机和第三电磁阀，停止抽水。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明提供的一种井口天然气混输快速增压装置，通过气液分离装置、储液罐、水冷装置、气路旁通管道、压缩机进气管道、液压压缩机主机、压缩机排气管道、第一液压站、第二液压站和PLC控制系统的设置，可以快速地将含有水分的带压井口天然气进行气液分离，并能根据井口天然气实际压力大小情况决定是否启用压缩机主机系统进行增压，从而快速地将已分离的气体快速输送至指定管道。
(2)本发明提供的一种井口天然气混输快速增压装置，充分利用气液分离所产生的水作为冷却源，避免传统风冷冷却器带来的噪音，同时对分离后水进行了二次利用，减少了能源消耗。
(3)本发明提供的一种井口天然气混输快速增压装置，第一活塞杆组件和第二活塞杆组件作为分体结构分布在气缸的两侧，相对于一体式活塞杆组件，安装难度降低，零部件加工精度要求降低，节约了时间和成本。
(4)本发明提供的一种井口天然气混输快速增压装置，采用连接座和连接轴的配合设置，能够在两活塞杆组件的轴线发生异常情况下及时报警。
(5)本发明提供的一种井口天然气混输快速增压装置，当某一个液压站或活塞杆组件发生异常时不影响另外一个活塞杆组件的运行，从而最大限度地保证了本装置工作的连续性。
(6)本发明提供的一种井口天然气混输快速增压装置，对设备所占的空间要求低，将水冷装置放置在压缩机主机的顶部，两个液压站分布在压缩机主机的两端，特别适合于狭长的安装场所。
(7)本发明提供的一种井口天然气混输快速增压装置，储液罐内水位的保持和水冷装置的进出水控制均采用自动控制方式，不需要专人实施监控，自动化程度高，节约了人力成本。
(8)本发明提供的一种井口天然气混输快速增压装置，当冷却管道内的气体被冷却时，由于冷却管道采用峰峰对齐的结构形式，增大了散热面积，提高了冷却效果。
(9)本发明提供的一种井口天然气混输快速增压装置，通过PLC控制系统和电磁阀、位移传感器、压力传感器、液位传感器和液压泵的设置，自动化控制程度高，同时通过单向阀的设置，整个系统可靠性高。
附图说明
图1是本发明的总体示意图；
图2是本发明气液分离装置的示意图；
图3是本发明储液罐的示意图；
图4是本发明水冷装置的外形示意图；
图5是本发明转换接口部件与冷却管道连接示意图；
图6是本发明转换接口部件的结构示意图；
图7是本发明液压压缩机主机外形结构示意图；
图8是本发明液压压缩机主机内部结构示意图；
图9是本发明第一活塞杆组件的结构示意图；
图10是本发明第二活塞杆组件的结构示意图；
图11是本发明紧凑型安装结构示意图。
图中：1、气液分离装置；110、分离罐罐体；120、进料管道；121、第一截止阀；130、分离罐排水管道；131、第一电磁阀；132、Y型过滤器；140、第一液位传感器；150、分离罐排气管道；151、第二截止阀；152、第一压力传感器；2、储液罐；210、储液罐罐体；220、储液罐进水管道；230、补水管道；231、第二电磁阀；240、第二液位传感器；250、溢流管道；260、储液罐排水管道；261、第三电磁阀；262、抽水泵；3、水冷装置；310、水冷箱壳体；311、第三液位传感器；312、温度传感器；320、水冷箱体进气管道；330、转换接口部件；331、同心异径管道；332、封盖板；333、冷却管道安装孔；340、冷却管道；350、水冷箱排气管道；360、总排气管道；361、第一单向阀；370、水冷箱对外排水管道；371、第四电磁阀；4、气路旁通管道；401、第五电磁阀；402、第二单向阀；5、压缩机进气管道；501、第六电磁阀；502、缓冲瓶；503、第三单向阀；6、液压压缩机主机；601、第一位移传感器；602、第二位移传感器；603、第二压力传感器；610、气缸筒；611、进气口；612、出气口；613、平衡口；614、位移传感器安装口；620、中间体组件；621、中间体油口；630、第一油缸筒组件；631、油缸筒；632、油缸盖；633、油缸盖油口；640、第二油缸筒组件；650、拉杆连接组件；660、第一活塞杆组件；661、油缸活塞；662、活塞连杆；663、气缸活塞；664、连接座；665、连接轴导向孔；670、第二活塞杆组件；671、连接轴；7、压缩机排气管道；701、第四单向阀；8、第一液压站；801、第一电磁换向阀；9、第二液压站；901、第二电磁换向阀。
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10，本实施例提供的一种井口天然气混输快速增压装置，包括撬装式底座、气液分离装置1、储液罐2、水冷装置3、气路旁通管道4、压缩机进气管道5、液压压缩机主机6、压缩机排气管道7、第一液压站8、第二液压站9及PLC控制系统。
气液分离装置1包括分离罐罐体110、进料管道120、分离罐排水管道130、第一液位传感器140、分离罐排气管道150、安全阀、支撑座组件和排污管道；支撑座组件位于分离罐罐体110的底部并与其固定连接，进料管道120位于分离罐罐体110的一侧，分离罐排水管道130位于分离罐罐体110的底部，第一液位传感器140分离罐罐体110的正面，分离罐排气管道150位于分离罐罐体110的顶部，安全阀位于分离罐罐体110的顶部；进料管道120上设置有第一截止阀121，分离罐排水管道130上设置有第一电磁阀131和Y型过滤器132，分离罐排气管道150上设置有第二截止阀151和第一压力传感器152。
含有一定水分的带压进口气从进料管道120进入分离罐罐体110，通过内部的螺旋板、丝网除沫器和挡板等结构的设置，带压气体从分离罐排气管道150排出，水沉积在分离罐罐体110的底部，当分离罐罐体110内液体的体积达到第一液位传感器140预设的高度时，第一电磁阀131打开，分离罐罐体110内液体流入储液罐2，气液分离装置1可安装在撬装式底座上，也可以安装在撬装式底座外。
储液罐2包括储液罐罐体210、储液罐进水管道220、补水管道230、第二液位传感器240、溢流管道250和储液罐排水管道260，储液罐进水管道220位于储液罐罐体210的顶部，储液罐进水管道220与分离罐排水管道130相连通，补水管道230位于储液罐罐体210的顶部，补水管道230上设置有第二电磁阀231，储液罐排水管道260上设置有第三电磁阀261和抽水泵262，储液罐进水管道220与分离罐排水管道130相连通，由于储液罐2所占体积较小，通常将储液罐2固定在撬装式底座上。
水冷装置3包括水冷箱壳体310、水冷箱进气管道320、转换接口部件330、冷却管道340、水冷箱排气管道350、总排气管道360和水冷箱对外排水管道370，若干冷却管道340位于水冷箱壳体310的内部，冷却管道340的两端均与转换接口部件330相连接，其中一端转换接口部件330与水冷箱进气管道320相连通，另一端转换接口部件330与水冷箱排气管道350相连通，总排气管道360与水冷箱排气管道350相连通，总排气管道360与气路旁通管道4相连通，水冷箱对外排水管道370与水冷箱壳体310相连通，储液罐排水管道260与水冷装置3相连通，水冷装置3位于撬装式底座顶部并与其固定连接。
水冷箱壳体310上设置有第三液位传感器311和温度传感器312，水冷箱进气管道320和水冷箱排气管道350均由法兰和管道组成，转换接口部件330包括同心异径管道331和封盖板332，同心异径管道331和封盖板332固定连接，封盖板332开设有若干个冷却管道安装孔333，总排气管道360上设置有第一单向阀361，水冷箱对外排水管道370设置有第四电磁阀371，冷却管道340为U型折弯管道且峰峰对齐，冷却管道340的内径d和同心异径管道331的小端内径D存在如下关系:D＞d＞0.5D，为保证较佳的冷却效果，通常取d/D的值处在0.7至0.75之间。
气路旁通管道4位于气液分离装置1的分离罐排气管道150的后端，气路旁通管道4上设置有第五电磁阀401和第二单向阀402，气路旁通管道4与总排气管道360相连通。
压缩机进气管道5均位于气液分离装置1的分离罐排气管道150的后端，压缩机进气管道5和压缩机排气管道7均与液压压缩机主机6相连通；压缩机进气管道5上依次设置有第六电磁阀501、缓冲瓶502和第三单向阀503，缓冲瓶502通常固定值撬装式底座上；压缩机排气管道7上设置有第四单向阀701。
液压压缩机主机6、第一液压站8和第二液压站9均位于撬装式底座顶部并与其固定连接；第一液压站8和第二液压站9的油路均与液压压缩机主机6相连通。
液压压缩机主机6包括气缸筒610、中间体组件620、第一油缸筒组件630、第二油缸筒组件640、拉杆连接组件650、第一活塞杆组件660和第二活塞杆组件670，中间体组件620的数量为两件，气缸筒610的一端依次连接有一件中间体组件620和第一油缸筒组件630，气缸筒610的另一端依次连接有另一件中间体组件620和第二油缸筒组件640，通过若干拉杆连接组件650将气缸筒610和两件中间体组件620固定连接，第一活塞杆组件660和第二活塞杆组件670均位于液压压缩机主机6的内部，第一液压站8上设置有第一电磁换向阀801，通过第一电磁换向阀801的换向来控制第一活塞杆组件660的运动方向，第二液压站9上设置有第二电磁换向阀901，通过第二电磁换向阀901的换向来控制第二活塞杆组件670的运动方向。
气缸筒610上设置有进气口611、出气口612、平衡口613、位移传感器安装口614和压力传感器安装口(图中没画出)，两个位移传感器安装口614分别安装有第一位移传感器601和第二位移传感器602，通过压力传感器安装口安装有第二压力传感器603，中间体组件620上设置有中间体油口621，中间体油口621为L型，第一油缸筒组件630包括油缸631和油缸盖632，油缸盖632开设有油缸盖油口633，第一活塞杆组件660包括油缸活塞661、与油缸活塞661依次连接的活塞连杆662、气缸活塞663和连接座664，连接座664上开设有连接轴导向孔665，第二活塞杆组件670包括油缸活塞661、与油缸活塞661依次连接的活塞连杆662、气缸活塞663和连接轴671。
由于液压压缩机主机6的独特结构将液压压缩机主机分成A腔、B腔、C腔、D腔、E腔、F腔和G腔共七个腔室，其中A腔、B腔、F腔和G腔均为油腔，C腔和E腔直接连通大气，D腔与被分离的带压气体相连接，当第一活塞杆组件660和第二活塞杆组件670发生运动时，通过调整液压站的液压泵的流量和压力保持第一活塞杆组件660和第二活塞杆组件670同步运动，且第一活塞杆组件660和第二活塞杆组件670运动方向相反。当A腔、G腔进高压油，B腔和F腔低压回油，D腔体积变小，D腔内气体压力升高，压缩机进气管道5内气体无法进入D腔，会储存在缓冲瓶502内，当D腔内气体升高至第四单向阀701设定的开启压力时，D腔内部分气体会进入压缩机排气管道7内，此时第一活塞杆组件660和第二活塞杆组件670仍然保持已有的运动状态，D腔内气体压力进一步升高，当D腔内气体压力增高至第二压力传感器设定值，通过PLC控制系统使两个电磁换向阀同时发生换向，D腔内气体压力下降，当D腔内气体压力小于第四单向阀701设定的开启压力时，D腔内气体无法流入压缩机排气管道7内，当D腔内气体压力小于压缩机进气管道5内气体压力时，压缩机进气管道5内气体会进入D腔，此时第一活塞杆组件660和第二活塞杆组件670仍然保持已有的运动状态，当两活塞杆组件运动至两个位移传感器所预设的位置时，电磁换向阀再次发生换向。
由于混输气体的最终压力要求在6MPa作用，而井口天然气的初始压力均在2MPa以上，压缩比较比，通过对称的第一活塞杆组件660和第二活塞杆组件670的设置，可使带压井口天然气得到快速地增压，周期短，同时在第一活塞杆组件660上设置连接座664，在第二活塞杆组件670上设置连接轴671，采用连接座664和连接轴671的配合设置，能够在两活塞杆组件的轴线发生异常情况下及时报警。
上述描述是在两液压站和两活塞杆组件均能正常工作下的工作状况，虽然液压压缩机故障率低，但在实际工作中仍然存在着液压站或者单个活塞杆组件发生故障的情况，如采用传统的液压压缩机将被迫停机检修或者采用备机进行生产，而本申请在任一个活塞杆组件运行完好的基础上和其对应的液压站的配合，仍然可以实现井口天然气的增压。
在占地面积较小场所尤其是狭长的安装环境下，可以采用如图11所示的安装方式，液压压缩机主机6采用卧式安装，将两个中间体组件620通过固定架与撬装式底座连接，水冷装置3放置在液压压缩机主机6的正上方，第一液压站8和第二液压站9放置在液压压缩机主机6的两端，通过同心异径管焊接一段较长的大直径管道代替缓冲瓶502，从而使得本发明结构紧凑，尤其适合于狭长的安装场所。
本发明实施例还提供了一种井口天然气混输快速增压装置的使用方法，该使用方法包括井口天然气进入混输管道的方法S1、保证储液罐罐体内正常水位的使用方法S2及水冷装置的进出水使用方法S3。
其中：井口天然气进入混输管道的方法S1包括以下步骤：
S11，含有少量水分的带压井口天然气从进料管道120持续进入分离罐罐体110内进行气液分离，气体从分离罐排气管道150排出，通过比较分离罐排气管道150内的气体实际压力值与第一压力传感器152的初始设定值的大小，将第一压力传感器152的信号反馈至PLC控制系统。
S12，当分离罐排气管道150内的气体实际压力值大于等于第一压力传感器152的初始设定值时，通过PLC控制系统将第五电磁阀401打开，第六电磁阀501关闭，第一液压站8和第二液压站9的电机关闭，液压压缩机主机6不动作，从分离罐排气管道150内排出的气体直接通过气路旁通管道4进入总排气管道360并输送至指定专用混输管道。
S13，当分离罐排气管道150内的气体实际压力值小于第一压力传感器152的初始设定值时，通过PLC控制系统将第五电磁阀401关闭，第六电磁阀501打开，并启动第一液压站8和第二液压站9的电机，从分离罐排气管道150内排出的气体通过压缩机进气管道5进入液压压缩机主机6的D腔。
S131，此时第一液压站8的高压液压油进入液压压缩机主机6的A腔，推动第一活塞杆组件660沿A腔向D腔移动，同时第二液压站9的高压液压油进入液压压缩机主机6的G腔，推动第二活塞杆组件670沿G腔向D腔移动，D腔体积变小，D腔内气体压力升高。
S132，当D腔内气体被压缩其压力超过压缩机进气管道5的气体压力时，此时压缩机进气管道5的气体内气体无法进入D腔，储存在缓冲瓶502内，当D腔内气体压力达到第四单向阀701的开启压力时，D腔内气体的通过压缩机排气管道7经水冷装置3冷却后由总排气管道360输送至指定专用混输管道。
S133，在S132步骤的基础上保持第一活塞杆组件660和第二活塞杆组件670运动方向，D腔内气体压力继续上升，当D腔内气体压力达到第二压力传感器603预设值时，第二压力传感器603将信号反馈给PLC控制系统，由PLC控制系统控制第一电磁换向阀801和第二电磁换向阀901换向，此时第一液压站8的高压液压油进入液压压缩机主机6的B腔，推动第一活塞杆组件660沿D腔向A腔移动，同时第二液压站9的高压液压油进入液压压缩机主机6的F腔，推动第二活塞杆组件670沿D腔向G腔移动，D腔体积变大，D腔内气体压力下降，当D腔内气体下降到第四单向阀701的开启压力以下时，D腔气体无法进入压缩机排气管道7，当D腔内气体压力低于压缩机进气管道5压力时，压缩机进气管道5内气体进入D腔。
S134，在S133步骤的基础上保持第一活塞杆组件660和第二活塞杆组件670运动方向，当第一活塞杆组件660运动到被第一位移传感器601预设的感应位置时，第一位移传感器601将信号反馈给PLC控制系统，由PLC控制系统控制第一电磁换向阀801换向，此时第一液压站8的高压液压油进入液压压缩机主机6的A腔，推动第一活塞杆组件660沿A腔向D腔移动，当第二活塞杆组件670运动到被第二位移传感器602预设的感应位置时，第二位移传感器602将信号反馈给PLC控制系统，由PLC控制系统控制第二电磁换向阀901换向，第二液压站9的高压液压油进入液压压缩机主机6的G腔，推动第二活塞杆组件670沿G腔向D腔移动，D腔体积变小，D腔内气体压力升高。
S135，重复上述S132至S134的循环动作。
其中：保证储液罐罐体内正常水位的使用方法S2包括以下步骤：
S21，分离罐供水：当分离罐罐体110内的水位达到第一液位传感器140设定的高值时，第一液位传感器140将信号反馈给PLC控制系统，第一电磁阀131打开，分离罐罐体110内部的水经过分离罐排水管道130进入储液罐2内，当分离罐罐体110内的水位下降到第一液位传感器140设定的低值时，第一液位传感器140将信号反馈给PLC控制系统，第一电磁阀131关闭。
S22，外界补水：当储液罐2的液位下降到第二液位传感器240设定的低值时，第二液位传感器240将信号反馈给PLC控制系统，第二电磁阀231打开，通过补水管道230向储液罐2补水，当储液罐2的水位达到第二液位传感器240设定的高值时，第二液位传感器240将信号反馈给PLC控制系统，第二电磁阀231关闭，停止补水。
S23，水向外溢流：在步骤S21和S22共同作用下或步骤S21的作用下，当储液罐2达到溢流水位时，储液罐2内过量的水通过溢流管道250排出至指定位置。
S24，水流入水冷装置：当水冷装置3需要水作为冷却介质，储液罐2的水通过储液罐排水管道260流入水冷装置3。
其中：水冷装置的进出水使用方法S3包括以下步骤：
S31，当温度传感器312检测到水冷装置3内的水温达到预设的温度时，温度传感器312将信号反馈给PLC控制系统，第四电磁阀371打开，水冷装置3内的高温水通过水冷箱对外排水管道370排放至指定位置。
S32，当水冷装置3内的水液位下降到第三液位传感器311预设的低值时，第四电磁阀371关闭，第三电磁阀261打开，启动抽水泵262的电机，此时储液罐2内的低温水被输送至水冷装置3内，当水冷装置3内的水位达到第三液位传感器311预设的高值时，关闭抽水泵262的电机和第三电磁阀261，停止抽水。
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 (8)
1.一种井口天然气混输快速增压装置，包括撬装式底座，其特征在于，还包括气液分离装置（1）、储液罐（2）、水冷装置（3）、气路旁通管道（4）、压缩机进气管道（5）、液压压缩机主机（6）、压缩机排气管道（7）、第一液压站（8）、第二液压站（9）及PLC控制系统；
所述储液罐（2）、所述水冷装置（3）、所述液压压缩机主机（6）、所述第一液压站（8）和所述第二液压站（9）均位于撬装式底座顶部并与其固定连接；
所述储液罐（2）与所述气液分离装置（1）的分离罐排水管道（130）相连通，所述水冷装置（3）与所述储液罐（2）相连通；
所述气路旁通管道（4）和所述压缩机进气管道（5）均位于所述气液分离装置（1）的分离罐排气管道（150）的后端，所述压缩机进气管道（5）和所述压缩机排气管道（7）均与所述液压压缩机主机（6）相连通；
所述第一液压站（8）和所述第二液压站（9）的油路均与所述液压压缩机主机（6）相连通；
所述液压压缩机主机（6）包括气缸筒（610）、中间体组件（620）、第一油缸筒组件（630）、第二油缸筒组件（640）、拉杆连接组件（650）、第一活塞杆组件（660）和第二活塞杆组件（670），所述中间体组件（620）的数量为两件，所述气缸筒（610）的一端依次连接有一件所述中间体组件（620）和第一油缸筒组件（630），所述气缸筒（610）的另一端依次连接有另一件所述中间体组件（620）和第二油缸筒组件（640），通过若干所述拉杆连接组件（650）将所述气缸筒（610）和两件所述中间体组件（620）固定连接，所述第一活塞杆组件（660）和所述第二活塞杆组件（670）均位于所述液压压缩机主机（6）的内部，所述第一液压站（8）上设置有第一电磁换向阀（801），通过所述第一电磁换向阀（801）的换向来控制所述第一活塞杆组件（660）的运动方向，所述第二液压站（9）上设置有第二电磁换向阀（901），通过所述第二电磁换向阀（901）的换向来控制所述第二活塞杆组件（670）的运动方向；
所述气缸筒（610）上设置有进气口（611）、出气口（612）、平衡口（613）、位移传感器安装口（614）和压力传感器安装口，两个所述位移传感器安装口（614）分别安装有第一位移传感器（601）和第二位移传感器（602），通过所述压力传感器安装口安装有第二压力传感器（603），所述中间体组件（620）上设置有中间体油口（621），所述第一油缸筒组件（630）包括油缸（631）和油缸盖（632），所述油缸盖（632）开设有油缸盖油口（633），所述第一活塞杆组件（660）包括油缸活塞（661）、与所述油缸活塞（661）依次连接的活塞连杆（662）、气缸活塞（663）和连接座（664），所述连接座（664）上开设有连接轴导向孔（665），所述第二活塞杆组件（670）包括所述油缸活塞（661）、与所述油缸活塞（661）依次连接的所述活塞连杆（662）、所述气缸活塞（663）和连接轴（671）；
所述液压压缩机主机（6）分成A腔、B腔、C腔、D腔、E腔、F腔和G腔共七个腔室，其中A腔、B腔、F腔和G腔均为油腔，C腔和E腔直接连通大气，D腔与被分离的带压气体相连接，当所述第一活塞杆组件（660）和所述第二活塞杆组件（670）发生运动时，通过调整液压站的液压泵的流量和压力保持所述第一活塞杆组件（660）和所述第二活塞杆组件（670）同步运动，且所述第一活塞杆组件（660）和所述第二活塞杆组件（670）运动方向相反。
2.根据权利要求1所述的井口天然气混输快速增压装置，其特征在于，所述气液分离装置（1）包括分离罐罐体（110）、进料管道（120）、分离罐排水管道（130）、第一液位传感器（140）、分离罐排气管道（150）、安全阀、支撑座组件和排污管道；所述支撑座组件位于所述分离罐罐体（110）的底部并与其固定连接，所述进料管道（120）位于所述分离罐罐体（110）的一侧，所述分离罐排水管道（130）位于所述分离罐罐体（110）的底部，所述第一液位传感器（140）位于所述分离罐罐体（110）的正面，所述分离罐排气管道（150）位于所述分离罐罐体（110）的顶部；所述进料管道（120）上设置有第一截止阀（121），所述分离罐排水管道（130）上设置有第一电磁阀（131）和Y型过滤器（132），所述分离罐排气管道（150）上设置有第二截止阀（151）和第一压力传感器（152）。
3.根据权利要求2所述的井口天然气混输快速增压装置，其特征在于，所述储液罐（2）包括储液罐罐体（210）、储液罐进水管道（220）、补水管道（230）、第二液位传感器（240）、溢流管道（250）和储液罐排水管道（260），所述储液罐进水管道（220）位于所述储液罐罐体（210）的顶部，所述储液罐进水管道（220）与所述分离罐排水管道（130）相连通，所述补水管道（230）位于所述储液罐罐体（210）的顶部，所述补水管道（230）上设置有第二电磁阀（231），所述储液罐排水管道（260）上设置有第三电磁阀（261）和抽水泵（262）。
4.根据权利要求3所述的井口天然气混输快速增压装置，其特征在于，所述水冷装置（3）包括水冷箱壳体（310）、水冷箱进气管道（320）、转换接口部件（330）、冷却管道（340）、水冷箱排气管道（350）、总排气管道（360）和水冷箱对外排水管道（370），若干所述冷却管道（340）位于所述水冷箱壳体（310）的内部，所述冷却管道（340）的两端均与所述转换接口部件（330）相连接，其中一端所述转换接口部件（330）与所述水冷箱进气管道（320）相连通，另一端所述转换接口部件（330）与所述水冷箱排气管道（350）相连通，所述总排气管道（360）与所述水冷箱排气管道（350）相连通，所述总排气管道（360）与所述气路旁通管道（4）相连通，所述水冷箱对外排水管道（370）与所述水冷箱壳体（310）相连通。
5.根据权利要求4所述的井口天然气混输快速增压装置，其特征在于，所述水冷箱壳体（310）上设置有第三液位传感器（311）和温度传感器（312），所述水冷箱进气管道（320）和所述水冷箱排气管道（350）均由法兰和管道组成，所述转换接口部件（330）包括同心异径管道（331）和封盖板（332），所述同心异径管道（331）和所述封盖板（332）固定连接，所述封盖板（332）开设有若干个冷却管道安装孔（333），所述总排气管道（360）上设置有第一单向阀（361），所述水冷箱对外排水管道（370）设置有第四电磁阀（371），所述冷却管道（340）为U型折弯管道。
6.根据权利要求5所述的井口天然气混输快速增压装置，其特征在于，所述气路旁通管道（4）上设置有第五电磁阀（401）和第二单向阀（402），所述气路旁通管道（4）与所述总排气管道（360）相连通。
7.根据权利要求6所述的井口天然气混输快速增压装置，其特征在于，所述压缩机进气管道（5）上依次设置有第六电磁阀（501）、缓冲瓶（502）和第三单向阀（503）；所述压缩机排气管道（7）上设置有第四单向阀（701）。
8.根据权利要求7所述的井口天然气混输快速增压装置的使用方法，其特征在于，该使用方法包括井口天然气进入混输管道的方法S1、保证储液罐罐体内正常水位的使用方法S2及水冷装置的进出水使用方法S3；
其中：井口天然气进入混输管道的方法S1包括以下步骤：
S11，含有少量水分的带压井口天然气从进料管道（120）持续进入分离罐罐体（110）内进行气液分离，气体从分离罐排气管道（150）排出，通过比较分离罐排气管道（150）内的气体实际压力值与第一压力传感器（152）的初始设定值的大小，将第一压力传感器（152）的信号反馈至PLC控制系统；
S12，当分离罐排气管道（150）内的气体实际压力值大于等于第一压力传感器（152）的初始设定值时，通过PLC控制系统将第五电磁阀（401）打开，第六电磁阀（501）关闭，第一液压站（8）和第二液压站（9）的电机关闭，液压压缩机主机（6）不动作，从分离罐排气管道（150）内排出的气体直接通过气路旁通管道（4）进入总排气管道（360）并输送至指定专用混输管道；
S13，当分离罐排气管道（150）内的气体实际压力值小于第一压力传感器（152）的初始设定值时，通过PLC控制系统将第五电磁阀（401）关闭，第六电磁阀（501）打开，并启动第一液压站（8）和第二液压站（9）的电机，从分离罐排气管道（150）内排出的气体通过压缩机进气管道（5）进入液压压缩机主机（6）的D腔；
S131，此时第一液压站（8）的高压液压油进入液压压缩机主机（6）的A腔，推动第一活塞杆组件（660）沿A腔向D腔移动，同时第二液压站（9）的高压液压油进入液压压缩机主机（6）的G腔，推动第二活塞杆组件（670）沿G腔向D腔移动，D腔体积变小，D腔内气体压力升高；
S132，当D腔内气体被压缩其压力超过压缩机进气管道（5）的气体压力时，此时压缩机进气管道（5）的气体内气体无法进入D腔，储存在缓冲瓶（502）内，当D腔内气体压力达到第四单向阀（701）的开启压力时，D腔内气体的通过压缩机排气管道（7）经水冷装置（3）冷却后由总排气管道（360）输送至指定专用混输管道；
S133，在S132步骤的基础上保持第一活塞杆组件（660）和第二活塞杆组件（670）运动方向，D腔内气体压力继续上升，当D腔内气体压力达到第二压力传感器（603）预设值时，第二压力传感器（603）将信号反馈给PLC控制系统，由PLC控制系统控制第一电磁换向阀（801）和第二电磁换向阀（901）换向，此时第一液压站（8）的高压液压油进入液压压缩机主机（6）的B腔，推动第一活塞杆组件（660）沿D腔向A腔移动，同时第二液压站（9）的高压液压油进入液压压缩机主机（6）的F腔，推动第二活塞杆组件（670）沿D腔向G腔移动，D腔体积变大，D腔内气体压力下降，当D腔内气体下降到第四单向阀（701）的开启压力以下时，D腔气体无法进入压缩机排气管道（7），当D腔内气体压力低于压缩机进气管道（5）压力时，压缩机进气管道（5）内气体进入D腔；
S134，在S133步骤的基础上保持第一活塞杆组件（660）和第二活塞杆组件（670）运动方向， 当第一活塞杆组件（660）运动到被第一位移传感器（601）预设的感应位置时，第一位移传感器（601）将信号反馈给PLC控制系统，由PLC控制系统控制第一电磁换向阀（801）换向，当第二活塞杆组件（670）运动到被第二位移传感器（602）预设的感应位置时，第二位移传感器（602）将信号反馈给PLC控制系统，由PLC控制系统控制第二电磁换向阀（901）换向，D腔体积变小，D腔内气体压力升高；
S135，重复上述S132至S134的循环动作；
其中：保证储液罐罐体内正常水位的使用方法S2包括以下步骤：
S21，分离罐供水：当分离罐罐体（110）内的水位达到第一液位传感器（140）设定的高值时，第一液位传感器（140）将信号反馈给PLC控制系统，第一电磁阀（131）打开，分离罐罐体（110）内部的水经过分离罐排水管道（130）进入储液罐（2）内，当分离罐罐体（110）内的水位下降到第一液位传感器（140）设定的低值时，第一液位传感器（140）将信号反馈给PLC控制系统，第一电磁阀（131）关闭；
S22，外界补水：当储液罐（2）的液位下降到第二液位传感器（240）设定的低值时，第二液位传感器（240）将信号反馈给PLC控制系统，第二电磁阀（231）打开，通过补水管道（230）向储液罐（2）补水，当储液罐（2）的水位达到第二液位传感器（240）设定的高值时，第二液位传感器（240）将信号反馈给PLC控制系统，第二电磁阀（231）关闭，停止补水；
S23，水向外溢流：在步骤S21和S22共同作用下或步骤S21的作用下，当储液罐（2）达到溢流水位时，储液罐（2）内过量的水通过溢流管道（250）排出至指定位置；
S24，水流入水冷装置：当水冷装置（3）需要水作为冷却介质，储液罐（2）的水通过储液罐排水管道（260）流入水冷装置（3）；
其中：水冷装置的进出水使用方法S3包括以下步骤：
S31，当温度传感器（312）检测到水冷装置（3）内的水温达到预设的温度时，温度传感器（312）将信号反馈给PLC控制系统，第四电磁阀（371）打开，水冷装置（3）内的高温水通过水冷箱对外排水管道（370）排放至指定位置；
S32，当水冷装置（3）内的水液位下降到第三液位传感器（311）预设的低值时，第四电磁阀（371）关闭，第三电磁阀（261）打开，启动抽水泵（262）的电机，此时储液罐（2）内的低温水被输送至水冷装置（3）内，当水冷装置（3）内的水位达到第三液位传感器（311）预设的高值时，关闭抽水泵（262）的电机和第三电磁阀（261），停止抽水。
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