CN209838380U - 一种页岩气井口气高压处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种页岩气井口气高压处理装置，包括井口采气树，还包括井口预热减压系统，高压分离系统、高压净化系统以及增压系统：井口预热减压系统通过管道分别与高压分离系统以及井口采气树相连接；高压净化系统与预高压分离系统通过管道相连接；高压净化系统内部设置有增压系统。本实用新型解决了装置在偏远地区的建设问题以及天然气提取效率低下的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气检测技术领域，尤其涉及一种页岩气井口气高压处理装置。
背景技术
在油气工业中，油气井产物同时包含液相和气相两种相态的气液混合流体称为多相流；其中，气相包括油田气或任何在常温下不凝的气体，例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等；液相又包括油相和水相，油相是指原油本身以及在原油开采过程中溶解在原油中的液体添加剂；水相是指地层水、开采过程中注入油气井中的水以及溶解在水相中的其它液体添加剂；在实际情况下，油相和水相可能发生相分离，也可能油相和水相混合在一起，或是完全乳化的。其中，页岩气井口流体就属于多相流范畴。
页岩气是指以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气，页岩气井口开采物是一种含气率非常高的油气水三相的混合物，例如含气率在85％以上，甚至更高，例如高达95％，甚至高达99％。
随着社会对清洁能源需求不断扩大，天然气价格不断上涨，人们对页岩气的认识迅速提高。特别是水平井与压裂技术水平不断进步，人类对页岩气的勘探开发正在形成热潮。以我国为鉴，我国对于天然气的强劲需求,推动着页岩气产业的加快发展。2009年,我国天然气消费量达810亿立方米,其中国内产量为760亿立方米,占94％。预计到2020年,我国天然气缺口将突破1350亿立方米。因此,积极有计划地开发非常规天然气资源将是我国满足天然气需求的重要途径和保障。为了加快页岩气的开发利用,国家发改委和国家能源局于2009年 9月开始,研究制定了鼓励页岩气勘探与开发利用的政策。国家能源局设立页岩气勘探开发关键技术研究项目,加大科技攻关力度,突破核心技术,旨在加快我国页岩气勘探开发步伐。
随着对页岩气的大力开发，在开采过程中遇到了如下问题：
1、页岩气气藏一般分布在偏远山区，地形复杂，分布区几乎没有天然气外输管网设施，修建管网设施投资大；
2、页岩气气藏分布区几乎没有井口气处理系统，修建集中处理系统(净化系统)占地面积大，费用高，而且必须建设管网，山区管网修建困难；
3、页岩气开发初期产量很高，后期产量会急剧下降，使得开采效率低下。
综上所述，在本领域中亟待一种解决上述问题的页岩气井口处理装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种页岩气井口气高压处理装置，解决了装置在偏远地区的建设问题以及天然气提取效率低下的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：包括井口采气树，还包括井口预热减压系统，高压分离系统、高压净化系统以及增压系统：井口预热减压系统通过管道分别与高压分离系统以及井口采气树相连接；高压净化系统与预高压分离系统通过管道相连接；高压净化系统内部设置有增压系统。
岩气井口上，其用于对页岩气进行采集。预热减压系统用于对原料气井口气≥25Mpa 的页岩气井所采集的气体进行加热及减压，以防止井口气在传输过程中因受管道内接口结构变化、压力变化等环境变化影响而发生的节流现象所导致的水合物形成，以及发生氧化、分解、聚合等现象，进而避免了管道堵塞。高压分离系统用于对井口气气体中的液滴进行分离，并将分离液滴后的井口气传输至高压净化系统中进行脱水，脱水后的井口气即为净化后的页岩气，该净化后的页岩气的一部分传输至井口预热减压系统，以为其供应加热燃料，另一部分用于采集及外用。增压系统用于对气体进行加压，进而方便传输及运输。以上系统除增压系统外，均布置与同一平台上。
本实用新型解决其技术问题所采用的工作理是：井口预热减压系统通过井口气经采气树传输至井口预热减压系统中进行加热减压，加热减压后的井口气被传输至高压分离系统中分离液滴，分离液滴后的井口气将被传输至高压净化系统中进行净化，净化后的井口气将被分为装置加热燃料供应及井口气采集两部分。
本实用新型的有益效果在于：
1、通过高压净化系统与井口预热减压系统的配合，利用井口气供应燃料，方便了操作，节约了成本。
2、无需设置天然气外输管网，占地面积较小，投资成本小，方便建设。
3、通过井口预热减压系统、高压分离系统以及高压净化系统的配合，提高了所采集气体的纯度标准，并在封闭环境下经过加热、减压、增压等一系列工作，提高了产量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：
图1为本实用新型实施例中页岩气井口气高压处理装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中页岩气井口气高压处理装置的结构示意图；
图3为本实用新型实施例图2中1的放大示意图；
图4为本实用新型实施例图2中2的放大示意图；
图5为本实用新型实施例图2中3的放大示意图；
图6为本实用新型实施例图2中6的放大示意图。
其中：1、井口预热减压系统；2、高压分离系统；3、高压净化系统；4、增压系统；5、井口采气树；6、售气系统；7、紧急切断阀；8、监控调压阀；9、工作调压阀； 10、第一节流阀；11、第二节流阀；12、第一放空系统；13、第二放空系统；14、预留接压缩机入口；15、预留接压缩机出口；101、加热炉；102、一级进口；103、一级出口；104、二级进口(104)；105、二级出口；201、立式分离器；202、电动调节阀；203、排污道； 301、第一吸附塔；302、第二吸附塔；303、冷凝器；304、分离器；305、压缩机；306、加热器；601、第一加气机；602、第二加气机；603、稳压阀。
具体实施方式
为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
在实施例1中，如图1、2、3、4、5及6所示，一种页岩气井口气高压处理装置，包括井口采气树，还包括井口预热减压系统，高压分离系统、高压净化系统以及增压系统：井口预热减压系统通过管道分别与高压分离系统以及井口采气树相连接；高压净化系统与预高压分离系统通过管道相连接；高压净化系统内部设置有增压系统。
在本实施例中所用到的管道均为钢管，而管道与器件之间的连接方式均可通过现有技术中的焊接、法兰连接以及螺纹连接实现连接，连接方式不做为本申请保护的重点，故不做详细描述。其中，本申请所述的“进出方向”指代上游和下游的方向，井口气流动的方向为下游方向，与下游对应相反的流动方向为上游。
本实用新型的有益效果在于：
1、通过高压净化系统与井口预热减压系统的配合，利用原料供应燃料，方便了操作，节约了成本。
2、无需设置天然气外输管网，占地面积较小，投资成本小，方便建设。
3、通过井口预热减压系统、高压分离系统以及高压净化系统的配合，提高了所采集气体的纯度标准，并在封闭环境下经过加热、减压、增压等一系列工作，提高了产量。
进一步地，还包括售气系统6，售气系统6包括稳压阀603、第一加气机601和第二加气机602,其中稳压阀603一端与高压净化系统3相连接,另一端分别与第一加气机601和第二加气机602相连接。售气系统为天然气的排出及销售系统，其包括两台加气机，加气机作为后端系统，其用于接收高压净化系统净化后的天然气，并对天然气进行计量、存储、外输及销售。当然，加气机的数量不限于两台，其根据供给情况的考量，决定加气机的数量。经高压净化系统净化后的天然气通过稳压阀进行稳压后，输送至第一加气机和第二加气机中。另外，加气机通过将天然气输送至CNG运输车中，进而将天然气运输外销。
进一步地，井口预热减压系统1包括加热炉101、一级进口102、一级出口103、二级进口104、二级出口105：一级进口102一端通过管道与加热炉连接，其另一端通过管道与井口采气树5相连接；一级出口103一端通过管道与加热炉101连接，其另一端通过管道与二级进口104连接；二级进口104一端通过管道与加热炉101连接；二级出口105一端通过管道与加热炉101连接，其另一端与高压分离系统2连接。在一级出口与加热炉之间连接有两组检测装置，每组检测装置包括一个压力传感器和一个温度传感器，其用于对管道内气压以及温度进行实时检测，检测其气压是否稳定在25Mpa，以及温度是否稳定在30°，通过对传感数据的监控，进而保障了装置运行的安全。一级进口与加热炉之间连接有第一开关阀，该第一开关阀用于通过开关阀门来控制井口气的进入，二级出口与加热炉之间从上游至下游方向依次连接有两组检测装置以及第二开关阀，该第二开关阀用于通过开关阀门来控制井口气的流出。加热炉用于解决井口气在节流过程中形成水合物，进而防止对管道造成冰堵。
井口采气树采集井口气，打开第一阀门，井口气经一级进口流入至加热炉中，经过加热减压从一级出口中流出，再经二级进口流入加热炉中进行再次加热减压，最后从二级出口流出至立式分离器中。通过两次加热减压，进一步地防止了井口气形成水合物。
进一步地，高压分离系统2包括立式分离器201、电动调节阀(202)以及排污道203,立式分离器201为罐体结构，其包括输入口、输出口以及底部排水口：立式分离器201的输入口通过管道与二级出口105相连接；其输出口通过管道与高压净化系统3相连接；其底部排水口通过管道与排污道203相连接；电动调节阀(202)连接在立式分离器201与排污道203之间。立式分离器包括丝网以及伞装除雾器，井口气流入立式分离器中，并流经丝网及伞装除雾器，进而分离掉其气体中的液滴，使得分离器的出口气只含有饱和水，无凝析液滴出现。排污道用于接收装置输送井口气时所排出的液体。在立式分离器与排污道之间连接有2组电动调节阀，其用于对立式分离器所排出的液体进行检测及控制，当其检测到立式分离器所排出液体过量，即检测到管道内液体液位达到其阀定液位值时，打开阀门，使多余液体排至排污道中，以保证井口气输送畅通。
进一步地，高压净化系统3包括第一吸附塔301、第二吸附塔302、冷凝器303、分离器304、压缩机305和加热器306：第一吸附塔301与第二吸附塔302均包括输出口和输入口，第一吸附塔301的输出口分别与第二吸附塔302的输入口以及稳压阀603通过管道相连接，第一吸附塔301的输入口与第二吸附塔302输出口通过管道相连接；还包括再生组件，再生组件包括输入端和输出端，其输入端与第二吸附塔302的输出口一端通过管道相连接，其输出端与第二吸附塔302的输入口一端通过管道相连接，再生组件包括从输入端至输出端依次连接的冷凝器303、分离器304、增压系统4、压缩机305和加热器306。在立式分离器与第一吸附塔输入口之间连接有两级高压管道过滤器，立式分离器所排出的气体通过上述两级高压管道过滤器输送至第一吸附塔中。吸附塔为塔状结构，包括输入口及输出口，其用于对分离器所排出的饱和水进行脱水，第一吸附塔以及第二吸附塔均采用分子筛脱水，其中，第一吸附塔用于对饱和水进行脱水进行脱水，第二吸附塔用于对立式分离器排出的气体进行再生，脱水后的气体一般的露点温度能达到-40～60℃。冷凝器、分离器、压缩机、增压系统以及加热器连接形成一条回路管道，加热器通过管道吸附塔的输入口连接，冷凝器与第二吸附塔的输出口连接，以此形成一条气体再生回路，再生回路中的气体吸附塔内余气。通过压缩机对管路中的气体进行增压，使管路中气体进行循环。在循环过程中，加热器对回路管道中的气体加热到230～280℃，加热后的气体从第二吸附塔输入口进入再生塔，而后从其输出口排出，再生后的气体含有大量的水蒸气，经过冷凝器对其降温至30～60℃，使再生气中的水蒸气凝结成液态水，在分离器中，再生气和水进行分离，再经过压缩机增压，往复循环，从而提高了天然气的产出以及能源利用率。高压净化系统净化后的气体通过一路滚道传输至加热炉中，作为燃料供加热炉燃烧使用，并同时通过另一路管道经稳压阀稳压后输送至第一加气机以及第二加气机中。
另外，在本实施例中，立式分离器201与高压净化系统3之间还连接有预留接压缩机入口14以及预留接压缩机出口15，其用于在管道压力低于25Mpa时，在其位置处接入压缩机对气体进行增压，以保证在设备出现紧急情况下，能够快速接入压缩机是设备正常运行。
进一步地，加热炉101还开设有第一燃料进口、第二燃料进口以及燃料出口，第一燃料进口与第一吸附塔301的输出口之间依次连接有第二节流阀11以及第一节流阀10，第二燃料进口与燃料出口之间依次连接有工作调压阀9、监控调压阀8以及紧急切断阀7。第一节流阀以及第二节流阀用于对高压净化系统输送至加热炉中的气体进行节流，并将气体压强从25Mpa节流至3Mpa，以保证加热炉正常使用燃料。工作调压阀是调节整个管路上下游压力，以保证下游设备即加热炉的正常运行。紧急切断阀、监控调压阀以及工作调压阀的上下游之间分别连接有一组监控装置。监控调压阀用于对下游管线的压力进行监测，下游管道内压力达到设定压力时，监控调压阀通过对阀门的控制来调节管道内压力，如果压力超过监控调压阀的设定值，继续上升，紧急切断阀工作，以保证管道安全运行。
进一步地，还包括第一放空系统12以及第二放空系统13，第一放空系统12连接在二级出口105与立式分离器201之间，第二放空系统13连接在加热炉101与第二节流阀11 之间。放空系统通过闸门控制开关，并通过固定墩加以固定，该放空系统用于对整个装置进行卸压，以保证装置在非工作状态以及内部压力过大时的安全。
Claims (8)
1.一种页岩气井口气高压处理装置，包括井口采气树(5)，其特征在于，还包括井口预热减压系统(1)，高压分离系统(2)、高压净化系统(3)以及增压系统(4)：井口预热减压系统(1)通过管道分别与高压分离系统(2)以及井口采气树(5)相连接；高压净化系统(3)与预高压分离系统(2)通过管道相连接；高压净化系统(3)内部设置有增压系统(4)。
2.根据权利要求1所述的页岩气井口气高压处理装置，其特征在于，还包括售气系统(6)，售气系统(6)包括稳压阀(603)、第一加气机(601)和第二加气机(602),其中稳压阀(603)一端与高压净化系统(3)相连接,另一端分别与第一加气机(601)和第二加气机(602)相连接。
3.根据权利要求1所述的页岩气井口气高压处理装置，其特征在于，井口预热减压系统(1)包括加热炉(101)、一级进口(102)、一级出口(103)、二级进口(104)、二级出口(105)：一级进口(102)一端通过管道与加热炉连接，其另一端通过管道与井口采气树(5)相连接；一级出口(103)一端通过管道与加热炉(101)连接，其另一端通过管道与二级进口(104)连接；二级进口(104)一端通过管道与加热炉(101)连接；二级出口(105)一端通过管道与加热炉(101)连接，其另一端与高压分离系统(2)连接。
4.根据权利要求1或3所述的页岩气井口气高压处理装置，其特征在于，高压分离系统(2)包括立式分离器(201)、电动调节阀(202)以及排污道(203),立式分离器(201)为罐体结构，其包括输入口、输出口以及底部排水口：立式分离器(201)的输入口通过管道与二级出口(105)相连接；其输出口通过管道与高压净化系统(3)相连接；其底部排水口通过管道与排污道(203)相连接；电动调节阀(202)连接在立式分离器(201)与排污道(203)之间。
5.根据权利要求1或2所述的页岩气井口气高压处理装置，其特征在于，高压净化系统(3)包括第一吸附塔(301)、第二吸附塔(302)、冷凝器(303)、分离器(304)压缩机(305)和加热器(306)：第一吸附塔(301)与第二吸附塔(302)均包括输出口和输入口，第一吸附塔(301)的输出口分别与第二吸附塔(302)的输入口以及稳压阀(603)通过管道相连接，第一吸附塔(301)的输入口与第二吸附塔(302)输出口通过管道相连接；还包括再生组件，再生组件包括输入端和输出端，其输入端与第二吸附塔(302)的输出口一端通过管道相连接，其输出端与第二吸附塔(302)的输入口一端通过管道相连接，再生组件包括从输入端至输出端依次连接的冷凝器(303)、分离器(304)、增压系统(4)、压缩机(305)和加热器(306)。
6.根据权利要求1或3所述的页岩气井口气高压处理装置，其特征在于，加热炉(101)还开设有第一燃料进口、第二燃料进口以及燃料出口，第一燃料进口与第一吸附塔(301)的输出口之间依次连接有第二节流阀(11)以及第一节流阀(10)，第二燃料进口与燃料出口之间依次连接有工作调压阀(9)、监控调压阀(8)以及紧急切断阀(7)。
7.根据权利要求5所述的页岩气井口气高压处理装置，其特征在于，加热炉(101)还开设有第一燃料进口、第二燃料进口以及燃料出口，第一燃料进口与第一吸附塔(301)的输出口之间依次连接有第二节流阀(11)以及第一节流阀(10)，第二燃料进口与燃料出口之间依次连接有工作调压阀(9)、监控调压阀(8)以及紧急切断阀(7)。
8.根据权利要求1、2、3或7任一项所述的页岩气井口气高压处理装置，其特征在于，还包括第一放空系统(12)以及第二放空系统(13)，第一放空系统(12)连接在二级出口(105)与立式分离器(201)之间，第二放空系统(13)连接在加热炉(101)与第二节流阀(11)之间。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920155715.2U CN209838380U (zh) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | 一种页岩气井口气高压处理装置 |
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| CN201920155715.2U CN209838380U (zh) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | 一种页岩气井口气高压处理装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109681151A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-26 | 重庆欣雨压力容器制造有限责任公司 | 一种页岩气井口气高压处理装置 |
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2019
- 2019-01-29 CN CN201920155715.2U patent/CN209838380U/zh active Active
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