CN202252843U

CN202252843U - 低压可燃气体高效增压开采输送装置

Info

Publication number: CN202252843U
Application number: CN2011203868766U
Authority: CN
Inventors: 蒋长春
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-10-12

Abstract

本实用新型涉及采气输气设备，尤其是一种低压可燃气体高效增压开采输送装置，包括与低压气源连通的低压管Ⅰ和低压管Ⅱ，低压管Ⅰ与低压管Ⅱ之间安装有低压气分配控制阀的旁通低压管Ⅲ连通，所述低压管Ⅰ的出口端与流体增压机组连接，低压管Ⅱ的出口端与喷射器连接，所述流体增压机组与喷射器通过管道串接后构成增压开采输送装置；还包括在于在增压开采输送装置的进气端和/或出气端还设置有至少一个分离器，经分离后的气体在该增压开采输送装置的出气端与外输管连通。本实用新型由于所述结构而具有的优点是：不受外电源、水源的限制，不受气质条件、地质条件限制，适应性强和降低了生产成本。

Description

低压可燃气体高效增压开采输送装置

技术领域

本实用新型涉及低压可燃气体增压开采输送技术或负压采气输送技术用设备配套，具体是一种适应性强，不受外电源、水源的限制，不受气质条件、地质条件限制，降低生产成本的低压可燃气体高效增压开采输送装置。

背景技术

目前，全世界天然气开采输送技术都基本一致：在气井天然气的压力高于输气干线（或用户）压力时，是靠气井气体地层自身压力能来实现开采输送的；当气井天然气的压力低于或等于输气干线（或用户）压力时，是靠压缩机增压技术来实现开采输送的；煤层瓦斯气、石油伴生气、浅层天然气、低压天然气大部分是靠压缩机增压技术来实现，少部分采用负压采气技术来实现。自上世纪80年代初我国开始使用低压天然气压缩机增压开采输送技术以来，到现在已有近30年时间了，但在增压开采输送技术及设备配套方面并没有任何发展和革新，到现在也不外乎是在天然气压缩机机组并联或串联运行方式上的改变。自上世纪90年代自动连续负压采气工艺（专利号93120618/公告号1046152/国际分类号E21B 43/18）首次应用于我国低压天然气开采后，随着负压压缩机及其技术的引进，我国负压采气技术有了较大的发展，基本与世界水平持平，但由于设备冷却等辅助系统配套没有得到优化，主机与辅助系统的运行协调性差，部分占地面积大，且由于负压压缩机的局限性，致使其受一定使用条件的限制，所以没有得到较大的发展。

上述两种采气输送技术所用设备都受到高低压力、流量制约，适应性差；需要专人看管设备，人力投入大；基础配套设施（如修建厂房、打设备基础，吊装和搬运等）投入成本高；还受外电源、水源的限制，以及受气质条件、地质条件限制。

喷射器增压技术是我国上世纪70年代参照国外技术研究的产品，虽然其不用任何外加能源驱动，不需要任何运行维护和管理。但低压可燃气周边必须要有适当压力和流量的高压同类可燃气才能实现喷射器增压开采输送的目的。由于受到高压同类可燃气源以及高压气源的压力和流量的限制，所以在低压采气输送中无法完全有效的直接应用。

综上所述，现有技术的低压可燃气体增压开采输送技术或负压采气输送技术用配套设备使用成本高，无法满足各种外界环境的需要。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述不足，提供一种适应性强，不受外电源、水源的限制，不受气质条件、地质条件限制，降低生产成本的低压可燃气体高效增压开采输送装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，一种低压可燃气体高效增压开采输送装置，其中：包括与低压气源连通的低压管Ⅰ和低压管Ⅱ，低压管Ⅰ与低压管Ⅱ之间安装有低压气分配控制阀的旁通低压管Ⅲ连通，所述低压管Ⅰ的出口端与流体增压机组连接，低压管Ⅱ的出口端与喷射器连接，所述流体增压机组与至少一个喷射器通过管道串接后构成增压开采输送装置；还包括在增压开采输送装置的进气端和/或出气端还设置有至少一个分离器，经分离后的气体在该增压开采输送装置的出气端与外输管连通；经分离后的气体由增压开采输送装置的出气端与外输管连通，或经与增压开采输送装置出气端连接的分离器出气端与外输管连通。所述流体增压机组包括原动机，与原动机通过传动装置或曲轴连接的流体增压机，流体增压机的吸入口与低压管Ⅰ连通，流体增压机的排出口与管道连通。所述喷射器包括穿入安装设置在接受室外壳内的高压进气管、低压进气管和接受室外壳，及高压进气管末端安装的喷嘴，接受室外壳的出口端连接有混合室外壳，混合室外壳的出口端连接有扩散管；所述高压进气管与管道连通，低压进气管与低压管Ⅱ连通；所述增压开采输送装置的进气端安装分离器时扩散管直接与外输管连通；所述增压开采输送装置的出气端安装分离器时扩散管通过中压管Ⅰ与分离器连通，分离器再与外输管连通；所述增压开采输送装置的进气端和出气端同时安装分离器时扩散管通过中压管Ⅰ与安装在该增压开采输送装置出气端的分离器连通，该增压开采输送装置出气端的分离器再与外输管连通。所述分离器的出口端通过中压管Ⅱ与外输管连通。所述中压管Ⅱ上设置有控制阀Ⅳ。所述中压管Ⅰ上设置有单向阀。所述低压管Ⅰ上设置有控制阀Ⅱ。所述低压管Ⅱ上设置有控制阀Ⅲ。

上述结构中所述中压管Ⅱ的出口端设置有计量装置。

上述结构中：所述流体增压机组、喷射器和分离器分别集装在独自的集装箱中或集装在同一个集装箱中。

本实用新型由于上述结构而具有的优点是：

⑴流体增压机组与喷射器串联可以确保任何低压气源环境都可以使用喷射器增压，实现了喷射器全环境运用，不受高低压力、流量制约，减少了流体增压设备的投入量，降低了设备投资成本，也就降低了使用成本。

⑵流体增压机组与喷射器的距离不受任何限制，只要是流体增压机组排出口管线沿途附近任何的低压起源均可通过串联一个喷射器实现增压开采输送的目的。

⑶由于一台或一组流体增压机组可与多个喷射器串联运行，而且，多个喷射器的低压进气管可以连通也可以不连通，所以不同压力的低压气源均可进入同一系统进行增压开采输送，还不需要将所有低压气源的压力都降低到最低压力的低压气源进行增压，所以效率最高。

⑷由于喷射器在运行中不消耗任何能源，也无需专人管理，因此降低了低压气增压开采输送生产运行成本，即降低人力投入。

⑸所有的运行设备都可用集装箱集装结构或是制作成集装箱式结构，不需建厂房、打设备基础，吊装、搬运灵活，全天候运行；运达现场只需连接安装好入口和出口管道就可投入运行，建设周期短，实施配套建设费用低，实施配套建设费用几乎为零。

⑹根据使用环境要求，还可以在集装箱上增加噪声控制措施，实现环保达标。

⑺流体增压机的设立，使得采气更高效；其适应范围广，能够满足所有气质条件，甚至包括含水气同产井、油气同产井。

⑻开采终端的井口压力可低至大气压以下0.075MPa，所以利用该装置可以大大降低低压天然气、石油伴生气、浅层天然气和煤层矿井瓦斯气气井、气田的天然气废弃压力，使有限的能源得到充分的利用。

⑼对电力、水源缺乏的边远气井，流体增压机组中的原动机采用燃气发动机驱动，冷却系统采用闭式循环系统，不需外电源、外水源，其适应性强，不用受外电源、水源的限制。

⑽当使用柴油机、燃气发动机驱动时，还可以配套小型发电机发电供生产生活用电，将资源充分利用，同时达到降低能耗的目的。

⑾该装置与现有技术设备相比，其投资将比现有技术设备减少30%～80%，运行成本降低35%～65%，大大降低使用成本。

附图说明

本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、低压管Ⅰ；2、控制阀Ⅱ；3、流体增压机组；301、原动机；302、传动装置；303、流体增压机；4、管道；5、喷射器；501、高压进气管；502、低压进气管；503、接受室外壳；504、混合室外壳；505、扩散管；6、中压管Ⅰ；7、单向阀；8、分离器；9、控制阀Ⅳ；10、计量装置；11、低压管Ⅱ；12、控制阀Ⅲ；13、低压气分配控制阀；14、中压管Ⅱ；15、外输管；16、低压管Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

参见附图1，图中的低压可燃气体高效增压开采输送装置，其中：包括与低压气源连通的低压管Ⅰ1和低压管Ⅱ11，低压管Ⅰ1与低压管Ⅱ11之间安装有低压气分配控制阀13的旁通低压管Ⅲ16连通，所述低压管Ⅰ1的出口端与流体增压机组3连接，低压管Ⅱ11的出口端与喷射器5连接，所述流体增压机组3与至少一个喷射器5通过管道4串接后构成的增压开采输送装置；还包括在增压开采输送装置的进气端和/或出气端还设置有至少一个分离器8，经分离后的气体在该增压开采输送装置的出气端与外输管15连通；经分离后的气体由增压开采输送装置的出气端与外输管15连通，或经与增压开采输送装置出气端连接的分离器8出气端与外输管15连通。

上述实施例所述流体增压机组3包括原动机301，与原动机301通过传动装置302或曲轴连接的流体增压机303，流体增压机303的吸入口与低压管Ⅰ1连通，流体增压机303的排出口与管道4连通。

上述实施例中：所述喷射器5包括穿入安装设置在接受室外壳503内的高压进气管501、低压进气管502和接受室外壳503，及高压进气管501末端安装的喷嘴，接受室外壳503的出口端连接有混合室外壳504，混合室外壳504的出口端连接有扩散管505；所述高压进气管501与管道4连通，低压进气管502与低压管Ⅱ11连通；所述增压开采输送装置的进气端安装分离器8时扩散管504直接与外输管15连通；所述增压开采输送装置的出气端安装分离器8时扩散管504通过中压管Ⅰ6与分离器8连通，分离器8再与外输管15连通；所述增压开采输送装置的进气端和出气端同时安装分离器8时扩散管504通过中压管Ⅰ6与安装在该增压开采输送装置出气端的分离器8连通，该增压开采输送装置出气端的分离器8再与外输管15连通。

上述结构所述分离器8的出口端通过中压管Ⅱ14与外输管15连通。

本结构所述的中压管Ⅱ14上设置有控制阀Ⅳ9。

上述结构所述的中压管Ⅱ14的出口端设置有计量装置10。

上述实施例所述的中压管Ⅰ6上设置有单向阀7。

本结构所述的低压管Ⅰ1上设置有控制阀Ⅱ2。

上述结构所述的低压管Ⅱ11上设置有控制阀Ⅲ12。

本结构所述流体增压机组3、喷射器5和分离器8分别集装在独自的集装箱中或集装在同一个集装箱中。根据使用环境来决定其是否集装和集装方式，其在使用过程还可以与消音设备配套使用，降低使用过程中所产生的噪音。

上述结构的原动机301可以是电动机、柴油机、燃气发动机；流体增压机303可以是压缩机、真空泵和压缩机串联配套、负压压缩机，也可用气液混输设备；在分离器8之前可以根据需要再次串接流体增压机组3与喷射器5组成的增压输送装置。

当然，该结构中所述流体增压机组3可以与多个喷射器5通过管道4串联，实现多个低压气源通过喷射器5增压开采输送；上述结构中的分离器8可以安装在流程的不同位置，根据气质条件的不同可以配套一个分离器8，也可配套安装多个分离器8。

上述增压开采输送装置开采输送装置的出气端安装分离器8时，该结构的工作过程是----首先打开一部分低压气P₁的低压管Ⅰ1上的控制阀Ⅱ、另一部分低压气P₂的低压管Ⅱ11上的控制阀Ⅲ12、分离器8上的控制阀Ⅳ9，关闭低压气分配控制阀13，再启动流体增压机组3，将其投入到负荷运行状态，流入低压管Ⅰ1中的一部分低压气P₁经流体增压机组3增压后的压力升高至高压（相对于低压和中压），通过管道4进入喷射器5的高压进气管501，经安装在高压进气管501末端的喷嘴实现高压气喷射作用，使喷射器5的低压进气管502内压力降低，将流入低压管Ⅱ11的另一部分的低压气P₂吸入喷射器5中与喷射出来的高压气混合带入到喷射器5的混合室外壳504的内腔中，使两部分低压气的压力增压到中压，即稍高于外输管15管道干线或用户压力，再由扩散管505和中压管Ⅰ6、单向阀7输入分离器8分离，经计量装置10计量后输送至外输管15管道干线或用户使用、或进入下一级增压站继续增压后使用；在增压开采输送过程中，打开并调节两部分低压气之间低压气分配控制阀13的开度大小，通过观察或计算机判定计量装置10的显示数值，可以实现采气输气不同阶段的最佳增压气量，从而实现低压气高效增压开采输送的目的。

图1中单个箭头表示气体流向。

上述增压开采输送装置的进气端和出气端都安装分离器8时，其工作过程与增压开采输送装置的出气端安装分离器8时相同，只是在进入增压开采输送装置时气体中的杂质已经除去一些。

上述增压开采输送装置的进气端安装分离器8时，该结构的工作过程是—气体首先经过分离器8完全去除杂质，然后打开一部分低压气P₁的低压管Ⅰ1上的控制阀Ⅱ、另一部分低压气P₂的低压管Ⅱ11上的控制阀Ⅲ12，关闭低压气分配控制阀13，再启动流体增压机组3，将其投入到负荷运行状态，流入低压管Ⅰ1中的一部分低压气P₁经流体增压机组3增压后的压力升高至高压（相对于低压和中压），通过管道4进入喷射器5的高压进气管501，经安装在高压进气管501末端的喷嘴实现高压气喷射作用，使喷射器5的低压进气管502内压力降低，将流入低压管Ⅱ11的另一部分的低压气P₂吸入喷射器5中与喷射出来的高压气混合带入到喷射器5的混合室外壳504的内腔中，使两部分低压气的压力增压到中压，即稍高于负载管15管道干线或用户压力，再由扩散管505和中压管Ⅰ6、单向阀7经计量装置10计量后输送至外输管15管道干线或用户使用、或进入下一级增压站继续增压后使用；在增压开采输送过程中，打开并调节两部分低压气之间低压气分配控制阀13的开关和开度大小，通过观察或计算机判定计量装置10的显示数值，可以实现采气输气不同阶段的最佳增压气量，从而实现低压气高效增压开采输送的目的。

上述低压气分配控制阀13的开关和开度大小可以根据实际采气输气的需要控制流体增压机组3和喷射器5各自单独或同时工作，最大限度的开采气体和降低能耗。

综上所述，该装置实现了不受外电源、水源的限制，不受气质条件、地质条件限制，适合所有气质条件，甚至包括含水气同产井、油气同产井，适应性强和降低了生产成本。

Claims

1.一种低压可燃气体高效增压开采输送装置，其特征在于：包括与低压气源连通的低压管Ⅰ（1）和低压管Ⅱ（11），低压管Ⅰ（1）与低压管Ⅱ（11）之间安装有低压气分配控制阀（13）的旁通低压管Ⅲ（16）连通，所述低压管Ⅰ（1）的出口端与流体增压机组（3）连接，低压管Ⅱ（11）的出口端与喷射器（5）连接，所述流体增压机组（3）与至少一个喷射器（5）通过管道（4）串接后构成增压开采输送装置；还包括在增压开采输送装置的进气端和/或出气端分别设置有至少一个分离器（8），经分离后的气体在该增压开采输送装置的出气端与外输管（15）连通；或经分离后的气体由增压开采输送装置的出气端与外输管（15）连通，或经与增压开采输送装置出气端连接的分离器（8）的出气端与外输管（15）连通。

2.根据权利要求1所述的低压可燃气体高效增压开采输送装置，其特征是：所述流体增压机组（3）包括原动机（301），与原动机（301）通过传动装置（302）或曲轴连接的流体增压机（303），流体增压机（303）的吸入口与低压管Ⅰ（1）连通，流体增压机（303）的排出口与管道（4）连通。

3.根据权利要求1所述的低压可燃气体高效增压开采输送装置，其特征是：所述喷射器（5）包括穿入安装设置在接受室外壳（503）内的高压进气管（501）、低压进气管（502）和接受室外壳（503），及高压进气管（501）末端安装的喷嘴，接受室外壳（503）的出口端连接有混合室外壳（504），混合室外壳（504）的出口端连接有扩散管（505）；所述高压进气管（501）与管道（4）连通，低压进气管（502）与低压管Ⅱ（11）连通；所述增压开采输送装置的进气端安装分离器（8）时扩散管（504）直接与外输管（15）连通；所述增压开采输送装置的出气端安装分离器（8）时扩散管（504）通过中压管Ⅰ（6）与分离器（8）连通，分离器（8）再与外输管（15）连通；所述增压开采输送装置的进气端和出气端同时安装分离器（8）时扩散管（504）通过中压管Ⅰ（6）与安装在该增压开采输送装置出气端的分离器（8）连通，该增压开采输送装置出气端的分离器（8）再与外输管（15）连通。

4.根据权利要求3所述的低压可燃气体高效增压开采输送装置，其特征是：所述分离器（8）的出口端通过中压管Ⅱ（14）与外输管（15）连通。

5.根据权利要求4所述的低压可燃气体高效增压开采输送装置，其特征是：所述中压管Ⅱ（14）上设置有控制阀Ⅳ（9）。

6.根据权利要求4或5所述的低压可燃气体高效增压开采输送装置，其特征是：所述中压管Ⅱ（14）的出口端设置有计量装置（10）。

7.根据权利要求3所述的低压可燃气体高效增压开采输送装置，其特征是：所述中压管Ⅰ（6）上设置有单向阀（7）。

8.根据权利要求1所述的低压可燃气体高效增压开采输送装置，其特征是：所述低压管Ⅰ（1）上设置有控制阀Ⅱ（2）。

9.根据权利要求1所述的低压可燃气体高效增压开采输送装置，其特征是：所述低压管Ⅱ（11）上设置有控制阀Ⅲ（12）。

10.根据权利要求1所述的低压可燃气体高效增压开采输送装置，其特征是：所述流体增压机组（3）、喷射器（5）和分离器（8）分别集装在独自的集装箱中或集装在同一个集装箱中。