CN204200200U - 一种盐井伴生低压天然气增压开采设备 - Google Patents

Abstract

一种盐井伴生低压天然气增压开采设备，包括压缩机、电机，其特征在于：压缩机是喷液内冷双螺杆压缩机，该压缩机的气缸是铜镍合金铸铁气缸，气缸内壁镀有一非晶体镍磷合金层，气缸内部的阴阳转子是40Cr碳氮共渗阴阳转子；电机是隔离型变频电机；隔离型变频电机通过叠片式绕性联轴器驱动双螺杆压缩机，该压缩机的进气口依次设有进口压力表、进口温度仪、过滤器，出气口依次设有出口压力表、出口温度仪、气液分离器；PLC自动控制系统，该系统均与进口压力表、进口温度仪、出口压力表、出口温度仪和隔离型变频电机电连接；冷却器，是风冷板翅式冷却器，该冷却器为设备上的热源祛热。本实用新型具有安全平稳、自动化、智能化、科学环保等优点。

Description

一种盐井伴生低压天然气增压开采设备

技术领域

本实用新型涉及一种天然气开采设备，特别涉及一种盐井伴生低压天然气增压开采设备。

背景技术

中国是世界上最早发现和利用天然气的国家之一，并在公元13世纪就开发了世界上第一个气田——自流井气田。而在自贡地区进行自流井的盐卤、伴生天然气的开采，迄今已近两千年的历史。盐业先辈在自贡地区采用钝钻技术开凿盐井达1.3万余眼，累计开采井盐达8000多万吨，开采天然气340亿立方米。该区域的裂缝性储集层中蕴藏了丰富的天然气，并具有初产高、递减快、寿命长的开采特征。但是随着地下气卤资源的不断开采，地层中的能量得以释放，地层压力殆尽，其主要采气区的地层压力已低于0.5MPa，形成盐井低压天然气。而盐井低压天然气就近开采利用的生产现状已不能满足现代化大工业生产的需求，但是我们不能认为盐井气已经枯竭。

我国对于盐井低压天然气现代化的研究、开发比较滞后。我国盐井低压天然气资源分布较散，对于产量小、压力低的盐井气并没有进行综合利用。经长期不开采后，井下天然气淤积，导致井底压力上升，天然气顺老井眼上窜、外溢。而外溢的天然气可能发生自燃，不但造成了一定程度资源浪费，而且还污染了周围环境，影响周边民众的生产生活安全，甚至有些天然气中含有H₂S，还可能造成人员伤亡事故。根据自流井构造断裂发育的程度和天然气储集富集的特征，进而通过增压的方法开采盐井中的低压天然气，不但可使其发挥经济效益，而且还能使聚集在地层中的天然气有向外排泄之孔，减缓地下天然气聚集自溢，对预防天然气外溢形成有力保障。

上世纪80年代，自贡盐业技术人员通过摸索、实践采用L型活塞空气压缩机对盐井低压天然气进行增压集输生产取得成功并加以推广，大大提高了盐井伴生天然气的采收率，满足了现代工业生产用气的需要，拓展了市场，提高了企业的经济效益。然而，L型活塞空气压缩机及工艺系统在应用于天然气开采过程中，还具有以下缺点，其主要表现在：

1、设备材料耐腐蚀性能差，特别是耐盐卤强腐蚀能力差。系统故障频率高，如：气缸活塞吸、排气阀成焦阀片损坏、排气温度过高、排气量不足等，维修成本高、对生产连续性影响大。

2、系统自动化程度低，采用手动闸阀，操作控制不便。采用原始纸计量方式，计量精度低，生产统计繁琐困难。

3、需要庞大的水冷系统对设备及压缩后的天然气进行冷却，系统占地宽，对环境影响大，运行噪音严重超过国家环保要求。并且水冷效果不佳，造成管道腐蚀严重：当天然气经L压缩机增压后气温达120℃，虽经冷却和气水分离，但出气站时气温仍有40—50℃。此时，输气管内与天然气混合存在的H₂S和含盐水汽在流动过程中一旦达到露点凝析为液体，则会加速对管道的腐蚀。

4、L型压缩机采用活塞以一定频率往复运动实现气体抽吸，增压排放，必然造成压力波动大。压缩机进气端压力和出气端压力是由压缩机型号决定的，一旦型号选定就无法改变也无法控制。而盐井都是靠钝钻技术开凿的，井筒内没有固井措施，裸眼长达1000米，过高负压和压力的频繁变化，容易引发井壁垮塌事故而封堵气井，最终造成采气量减少、气量突断、采气中空气含量增高、扯倒气等。

因此，如何选择安全、环保的盐井低压天然气采输设备以及合理科学的工艺，提升装备水平，改善生产环境的问题成为亟待研究的课题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，而提供了一种盐井伴生低压天然气增压开采设备。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案是：

一种盐井伴生低压天然气增压开采设备，包括压缩机、电机，其中：压缩机是喷液内冷双螺杆压缩机，该压缩机的气缸是铜镍合金铸铁气缸，气缸内壁镀有一非晶体镍磷合金层，气缸内部的阴阳转子是40Cr碳氮共渗阴阳转子；电机是隔离型变频电机；隔离型变频电机通过叠片式绕性联轴器驱动双螺杆压缩机，该压缩机的进气口依次设有进口压力表、进口温度仪、过滤器，出气口依次设有出口压力表、出口温度仪、气液分离器；PLC自动控制系统，该系统均与进口压力表、进口温度仪、出口压力表、出口温度仪和隔离型变频电机电连接；冷却器，是风冷板翅式冷却器，该冷却器为设备上的热源祛热。

本设备是专门为开采盐井低压天然气所设计的。盐井低压天然气在井口的最低压力(表压)一般为0.1—0.5Mpa，而喷液内冷双螺杆压缩机具有连续压缩做功，出口压力比较稳定，并且采用变频调速电动机，通过PLC自动控制系统采集井口压力等参数，并将其转换为电动机控制信号，运行中只要检测到的参数高于预定压力等参数就能够自动降低电机转速，进而控制井口抽吸压力和出产气量直到停机并能自动报警，从而确保了在增压生产时不对井口形成过分负压。同时，该双螺杆压缩机中的气缸、阴阳转子均具备防腐功能，从而解决了现有设备不具备耐盐卤强腐蚀的技术问题。其次，该设备上还集成有风冷板翅式冷却器，该冷却器仅占用了设备部分空间，比现有的水冷式冷却器而言，大大的减少了占地空间，同时还有利于保护环境，避免水资源的浪费。再次，该设备与燃气设备配套程度高、运行稳定，运行时噪音<80分贝，与现有的设备相比而言，噪音低，无污物排放，满足市区对环保的要求。

为了使本实用新型具有方便运输、可移动的特性，故在上述方案的基础上做出了进一步改进，该设备是撬装式设备。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是PLC自动控制系统框图。

图中：1.双螺杆压缩机、2.电机、3.进口压力表、4.进口温度仪、5.过滤器、6.出口压力表、7.出口温度仪、8.气液分离器、9.冷却器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种盐井伴生低压天然气增压开采设备，该设备用喷液内冷双螺杆压缩机1取代了L型活塞式压缩机。当输气量相同时，双螺杆压缩机1体积显得小、重量轻、运动中无往复惯性力，因此对地面基础要求不高。同时该双螺杆压缩机1的结构简单，零件数仅为L型往复式压缩机的十分之一，易损件少，无吸、排气阀，无膨胀过程，单级压力比大，对液击不敏感。而且输气量能无级调节，在50％以上的范围内功率与输气量成正比下降。

其次还在上述双螺杆压缩机1的气缸、阴阳转子的结构上做出了改进，具体如下：气缸是铜镍合金铸铁气缸，并在气缸内壁上镀有一非晶体镍磷合金层(图中未示出)，这样大大的提高了气缸的耐腐蚀性；而阴阳转子则通过粗加工后完全正火处理使转子的材料晶粒细化，可防止和减缓硫化氢对转子的晶界腐蚀，在完全正火后进行调质处理，进一步提高转子材料的综合性能，转子再经精加工并对转子型面进行防腐蚀软氮化处理，从而得到的40Cr碳氮共渗阴阳转子，这种转子耐腐蚀性能高。

该设备的电机是隔离型变频电机2，该电机2通过叠片式绕性联轴器驱动双螺杆压缩机1。双螺杆压缩机1的进气口依次设有进口压力表3、进口温度仪4、过滤器5，出气口依次设有出口压力表6、出口温度仪7、气液分离器8；PLC自动控制系统均与上述进口压力表3、进口温度仪4、出口压力表6、出口温度仪7和隔离型变频电机2电连接。PLC自动控制系统可对双螺杆压缩机1的吸入温度、吸入压力、排气温度、排气压力、润滑油温度和润滑油过滤差、分离器液位及分离压差等状况的执行机构均进行控制与检测，并具有自动报警和报警记录等功能，实现了该设备的自动化目的。

本实用新型还采用了风冷板翅式冷却器9，为设备上的热源进行祛热，取代了现有的水冷式冷却器，解决了现有技术中采用水循环冷却会导致水、油排污量大、水循环系统工艺复杂，占地范围大等技术问题。

为了使本实用新型具有方便运输、可移动的特性，该设备还可集成撬装式设备。

Claims (2)

1.一种盐井伴生低压天然气增压开采设备，包括压缩机、电机，其特征在于：

压缩机是喷液内冷双螺杆压缩机，该压缩机的气缸是铜镍合金铸铁气缸，气缸内壁镀有一非晶体镍磷合金层，气缸内部的阴阳转子是40Cr碳氮共渗阴阳转子；

电机是隔离型变频电机；

隔离型变频电机通过叠片式绕性联轴器驱动双螺杆压缩机，该压缩机的进气口依次设有进口压力表、进口温度仪、过滤器，出气口依次设有出口压力表、出口温度仪、气液分离器；

PLC自动控制系统，该系统均与进口压力表、进口温度仪、出口压力表、出口温度仪和隔离型变频电机电连接；

冷却器，是风冷板翅式冷却器，该冷却器为设备上的热源祛热。

2.如权利要求1所述的盐井伴生低压天然气增压开采设备，其特征在于：该设备是撬装式设备。