CN212298573U - 放空天然气回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于流体输送设备技术领域，具体是一种放空天然气回收装置，包括框架、控制柜、集气管、压缩增压组件和第一粗脱水塔，集气管上设有压力变送器、压力表、球阀、前置过滤器和缓冲罐，压缩增压组件包括油箱、电机、液压泵、控制阀组、缸体总成和安全阀组，第一粗脱水塔的进气口与压缩增压组件的排气口相连，第一粗脱水塔下端设有液位计和气动阀，液位计信号输出端连接PLC的信号输入端，PLC的控制端连接气动阀的受控端，第一粗脱水塔的第一排气口连接至场站集输站。本实用新型在集气管上设置缓冲罐，有利于稳定气源，避免压缩增压组件的气缸异响问题，缸体总成采用双侧高效压缩，极大的提升了天然气压缩效率。

Description

放空天然气回收装置

技术领域

本实用新型属于流体输送设备技术领域，具体是一种放空天然气回收装置。

背景技术

火炬燃烧气井、低压井、低效井等气井经过长期开采，井口压力从高压慢慢降低至0.3-2MPa，从气井出来的天然气(含少量水)，通过长输管道输送至处理站集中处理后增压至3-3.5MPa进入管网使用。

为充分挖掘老井潜力，实现产量最大化，提高气藏最终采收率，增产增效，降低放空带来的环境污染，燃气回收装置的研究一直是气采企业的重点研究对象。

目前常采用的燃气回收装置为压缩橇，该类回收装置都只能输送气体，由于老井中的天然气掺杂水和沙，所以该类回收装置通常搭配吸附式除水塔使用，然而小型双塔吸附脱水很难应对井场工况，大型双塔吸附脱水在经济以及成本上，后期更换干燥剂等将会付出很大成本；因这种工况井口较多，实际每天井口排气量不稳定，常规的单缸压缩机效率不足以应付该工况。

因此，如何克服上述存在的技术问题和缺陷成为重点需要解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种放空天然气回收装置，本实用新型在集气管上设置缓冲罐，有利于稳定气源，避免压缩增压组件的气缸异响问题，缸体总成采用双侧高效压缩，极大的提升了天然气压缩效率。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

放空天然气回收装置，包括框架以及设置在框架内的控制柜、集气管、压缩增压组件和第一粗脱水塔，控制柜内设置PLC；集气管、压缩增压组件和第一粗脱水塔依序顺接；

所述集气管沿气源输送方向自前向后依次设有压力变送器、压力表、球阀、前置过滤器和缓冲罐；

所述压缩增压组件包括油箱、电机、液压泵、控制阀组、缸体总成和安全阀组，油箱通过高压软管与液压泵连接，液压泵与电机之间通过联轴器连接，液压泵的出油口连接控制阀组，控制阀组实现液压油的加载及换向，控制阀组的进油口和出油口分别连接缸体总成的进油口和出油口，控制阀组的回油口连接回油过滤器后返回油箱；缸体总成的进气口与缓冲罐的排气口相连；

所述第一粗脱水塔的进气口与压缩增压组件的排气口相连，第一粗脱水塔下端设有液位计和气动阀，液位计信号输出端连接PLC的信号输入端，PLC的控制端连接气动阀的受控端；第一粗脱水塔的第一排气口连接至场站集输站。

进一步地，所述缸体总成包括油缸和位于油缸两侧的气缸；

所述油缸包括油缸缸体，油缸缸体通过螺杆固定在两个气缸之间，油缸缸体的两端设置油封组件，油缸缸体内设置油缸活塞和位于油缸活塞两侧的活塞杆，油缸活塞与油缸缸体密封式滑动连接，油缸缸体上设置两个油孔，两个油孔分别位于油缸活塞的两侧；

所述气缸包括气缸缸体、位于气缸缸体端部的气缸端盖、位于气缸缸体内的气缸活塞，靠近油缸的气缸端盖上设置气封组件，远离油缸的气缸端盖上设置位置传感器、低压气进气口和高压气排气口，低压气进气口和高压气排气口内均设置单向阀；低压气进气口与缓冲罐的排气口通过管道相连；

所述活塞杆远离油缸活塞的一端贯穿油封组件和气封组件后与气缸缸体内的气缸活塞固定连接，活塞杆分别与油封组件和气封组件密封式滑动连接。

进一步地，所述油封组件与气封组件之间设置排油缝隙，靠近油缸的气封端盖上设置与排油缝隙相连通的排油孔。

进一步地，所述油封组件包括油封挡圈、油封支架，油封支架外侧与油缸缸体之间设置O型圈挡圈，油封支架内侧与活塞杆之间设置活塞密封件、活塞杆组合密封部件和导向带。

进一步地，所述气封组件包括气缸轴封铜环、气封挡圈以及位于气缸轴封铜环和气封挡圈之间的活塞杆导向环、活塞杆密封件弹性体和活塞杆密封件。

进一步地，所述气缸缸体外设水缸缸体，水缸缸体两端分别与气缸端盖密封连接，气缸缸体与水缸缸体之间围组成冷却液容纳腔，水缸缸体上设有与冷却液容纳腔相通的冷却液进液口和冷却液出液口。

进一步地，还包括顺接的第二粗脱水塔、减压装置、第三出脱水塔和燃气发电机，所述第二粗脱水塔的进气口与第一粗脱水塔的第二排气口相连。

进一步地，所述框架顶部设置冷却器。

本实用新型的一种放空天然气回收装置的有益效果：

1.本实用新型公开的一种放空天然气回收装置，缸体总成采用双侧高效压缩，极大的提升了天然气压缩效率，具体为：由电机带动液压泵产生高压油驱动液压缸内活塞运动，通过周期性的改变动力油的流动方向，控制并带动油缸活塞往复运动，实现天然气气液的吸入和压出，从而实现天然气气液的增压。机组可采用恒功率或变功率控制，根据不同工况合理利用有限功，达到最佳功效比，提高功率利用率。

2.由于老气井内天然气具有气量小、压力低的特性，使压缩增压组件空载运行，从而导致异响问题的发生，本实用新型在集气管上设置缓冲罐，有利于稳定气源，避免压缩增压组件的气缸异响问题。

3.机组采用风冷和闭式循环水冷方式冷却，整体封闭橇装，具体自动化及集成化程度高、操作简单、运行安全可靠、维护方便的优点，节约经营成本。

4.对天然气中的水和沙进行粗过滤，过滤、压缩后的气体输送到集输站集中处理，解决现有技术中配备双塔吸附脱水带来的成本较高问题。

5.本实用新型在油缸与气缸之间采用了两级密封与防漏油措施。在油缸的端部安装了油密封组件，在气缸的端部安装了气密封组件，并在气密封组件与油密封组件之间设计了排油缝隙和排油孔，如果液压油在压力的作用下通过油密封组件渗透出来，此时漏出的液压油将聚集在油密封组件与气密封组件之间的缝隙内，沿排油孔排到压缩增加组件外的接油盒，在接油盒上有废油量监测装置，检修人员发现数据异常后，就会对油密封组件进行更换处理，油无法通过气密封装置进入气室，形成液压油与天然气的完全分离。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的内部结构示意图；

图3是本实用新型的缸体总成结构示意图；

图4是图3的剖面图；

图5是图4中标号A的放大图；

图6是图4中标号B的放大图；

图7是本实用新型的管路布置工艺图。

图中：1-框架，2-第三脱水塔，3-燃气发电机，4-冷却器，5-控制柜，6-集气管，7-缸体总成，8-第一粗脱水塔，9-第二脱水塔，10-减压组件，11-压力变送器，12-前置过滤器，13-缓冲罐，14-油箱，15-电机，16-液压泵，17-油缸缸体，18-油缸活塞，19-活塞杆，20-油孔，21-油封挡圈，22-油封支架，23-O型圈挡圈，24-活塞密封件，25-活塞杆组合密封部件，26-导向带，27-气缸缸体，28-气缸端盖，29-气缸活塞，30-位置传感器，31-低压气进气口，32-高压气排气口，33-气缸轴封铜环，34-气封挡圈，35-活塞杆导向环，36-活塞杆密封件弹性体，37-活塞杆密封件，38-排油缝隙，39-排油孔，40-水缸缸体，41-冷却液进液口，42-磁环固定块，43-瓷环。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体的实施方式对本实用新型的一种放空天然气回收装置做更加详细的描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。

参见图1、图2和图7，本实施例的一种放空天然气回收装置，包括框架1、第三脱水塔2和燃气发电机3，框架1内设有冷却器4、控制柜5、集气管6、压缩增压组件、第一粗脱水塔8、第二脱水塔9、减压组件10。框架1由方钢和H型钢焊接而成。

控制柜5内设置PLC，PLC采用市购的西门子sp30。

参见图1、图2和图7，集气管6沿气源输送方向自前向后依次设有压力变送器11、80目的前置过滤器12和缓冲罐13。压力变送器为带显示的电子压力表，具有传输功能，可实时远程传输集气管内的压力数据，前置过滤器12用于过滤天然气中的泥沙。

参见图2至图6，压缩增压组件包括油箱14、电机15、液压泵16、控制阀组、缸体总成7和安全阀组。油箱14通过高压软管与液压泵16连接，液压泵16与电机15之间通过联轴器连接，液压泵16的出油口连接控制阀组，此属现有，故不赘述。

参见图3至图6，缸体总成7包括油缸和位于油缸两侧的气缸；油缸包括油缸缸体17，油缸缸体17的两端设置油封组件，油缸缸体17通过四根螺杆与两侧的气缸固定连接，油缸缸体17内设置油缸活塞18和位于油缸活塞18两侧的活塞杆19，油缸活塞18与油缸缸体17密封式滑动连接，油缸缸体17上设置两个油孔20，两个油孔20分别位于油缸活塞18的两侧；油封组件包括油封挡圈21、油封支架22，油封支架22外侧与油缸缸体17之间设置O型圈挡圈23，油封支架22内侧与活塞杆之间设置活塞密封件24、活塞杆组合密封部件25和导向带26。

参见图3至图6，气缸包括气缸缸体27、位于气缸缸体27端部的气缸端盖28、位于气缸缸体27内的气缸活塞29，靠近油缸的气缸端盖28的内侧设置气封组件，远离油缸的气缸端盖28上设置位置传感器30、低压气进气口31和高压气排气口32，位置传感器30采用德国巴鲁夫BTL5-P1-M0500，低压进气口31和高压气排气口32内设单向阀；低压气进气口31与缓冲罐13的排气口通过管道相连。活塞杆19远离油缸活塞18的一端贯穿油封组件、气封组件后与气缸缸体27内的气缸活塞29固定连接，活塞杆19与油封组件、气封组件密封式滑动连接。气封组件包括气缸轴封铜环33、气封挡圈34以及位于气缸轴封铜环33和气封挡圈34之间的活塞杆导向环35、活塞杆密封件弹性体36和活塞杆密封件37。气缸活塞29的端部设置盲孔，盲孔内通过螺钉固定装配有磁环固定块42和瓷环43。

参见图5，油封组件与气封组件之间设置排油缝隙38，靠近油缸的气封端盖28上设置与排油缝隙38相连通的排油孔39。

参见图4和图5，气缸缸体27外设水缸缸体40，水缸缸体40两端分别与气缸端盖28密封连接，气缸缸体27与水缸缸体40之间围组成冷却液容纳腔，水缸缸体上设有与冷却液容纳腔相通的冷却液进液口41和冷却液出液口(图未示)。

控制阀组实现液压油的加载及换向，控制阀组的进油口和出油口分别连接油缸的两个油孔，控制阀组的回油口连接回油过滤器后返回油箱；

参见图7，第一粗脱水塔8采用螺旋分离式粗脱水塔，第一粗脱水塔8的进气口与气缸的高压气排气口32相连，第一粗脱水塔8下端设有液位计和气动阀，液位计信号输出端连接PLC的信号输入端，PLC的控制端连接气动阀的受控端；第一粗脱水塔的第一排气口连接至场站集输站。液位计采用市购的陕西睿智产品，气动阀采用市购的合肥创轩辕产品。

参见图7，第二粗脱水塔9、减压装置10、第三出脱水塔2和燃气发电机3依序顺接，第二粗脱水塔9的进气口与第一粗脱水塔8的第二排气口相连，减压组件10包括调压器、球阀、安全阀和压力变送器，其中调压器为河北永洁，球阀为上海沪工，安全阀为河北永洁，压力变送器为陕西睿智。

冷却器4安装在框架的顶部，包括翅管支架、散热翅管、水箱和风机，翅管支架将散热翅管固定在框架顶部，水箱镶嵌到翅管预留空间内，三面封堵，一面镂空，风机设置翅管支架的底板上进行螺栓加焊接进行固定，底板设置进风口。

本实用新型在运行原理如下：

1.通过管道将场站中多个燃气井内的天然气汇聚在集气管；天然气的泥沙在前置过滤器内进行过滤，并在缓冲罐内稳压后输送至压缩增压组件内；

2.压缩增压组件中，电机的输出轴与液压泵之间通过联轴器连接，液压泵与油箱之间通过高压软管连接，液压泵的出油口通过油管与控制阀块组的第一进油口相连，控制阀块组上的第一出油口第二出油口分别通过两根管路连接油缸的两个油孔，阀块组的第三出油口设置回油管，回油管连接冷却器最后返回油箱内。控制阀块组第二出油口的旁边还设置卸压阀，用于油路故障检修使用。经压缩后的天然气通过管道输送第一粗脱水塔；

3.在第一粗脱水塔的作用下，将天然气中的水和少量固体杂质进行初步净化，净化过程所产生的污水经由污水管排出，经初步净化后的天然气，第一路通向场站内的精脱水装置进行脱水，另一路经由第二粗脱水塔、减压组件和第三粗脱水塔通向燃气发电机，燃气发电机为场站设备提供电力供应。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中如使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

上文中参照优选的实施例详细描述了本实用新型的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本实用新型提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.放空天然气回收装置，其特征在于：包括框架以及设置在框架内的控制柜、集气管、压缩增压组件和第一粗脱水塔，控制柜内设置PLC；集气管、压缩增压组件和第一粗脱水塔依序顺接；

所述集气管沿气源输送方向自前向后依次设有压力变送器、压力表、球阀、前置过滤器和缓冲罐；

所述压缩增压组件包括油箱、电机、液压泵、控制阀组、缸体总成和安全阀组，油箱通过高压软管与液压泵连接，液压泵与电机之间通过联轴器连接，液压泵的出油口连接控制阀组，控制阀组实现液压油的加载及换向，控制阀组的进油口和出油口分别连接缸体总成的进油口和出油口，控制阀组的回油口连接回油过滤器后返回油箱；缸体总成的进气口与缓冲罐的排气口相连；

所述第一粗脱水塔的进气口与压缩增压组件的排气口相连，第一粗脱水塔下端设有液位计和气动阀，液位计信号输出端连接PLC的信号输入端，PLC的控制端连接气动阀的受控端；第一粗脱水塔的第一排气口连接至场站集输站。

2.根据权利要求1所述的放空天然气回收装置，其特征在于：所述缸体总成包括油缸和位于油缸两侧的气缸；

所述油缸包括油缸缸体，油缸缸体通过螺杆固定在两个气缸之间，油缸缸体的两端设置油封组件，油缸缸体内设置油缸活塞和位于油缸活塞两侧的活塞杆，油缸活塞与油缸缸体密封式滑动连接，油缸缸体上设置两个油孔，两个油孔分别位于油缸活塞的两侧；

所述气缸包括气缸缸体、位于气缸缸体端部的气缸端盖、位于气缸缸体内的气缸活塞，靠近油缸的气缸端盖上设置气封组件，远离油缸的气缸端盖上设置位置传感器、低压气进气口和高压气排气口，低压气进气口和高压气排气口内均设置单向阀；低压气进气口与缓冲罐的排气口通过管道相连；

所述活塞杆远离油缸活塞的一端贯穿油封组件和气封组件后与气缸缸体内的气缸活塞固定连接，活塞杆分别与油封组件和气封组件密封式滑动连接。

3.根据权利要求2所述的放空天然气回收装置，其特征在于：所述油封组件与气封组件之间设置排油缝隙，靠近油缸的气封端盖上设置与排油缝隙相连通的排油孔。

4.根据权利要求2所述的放空天然气回收装置，其特征在于：所述油封组件包括油封挡圈、油封支架，油封支架外侧与油缸缸体之间设置O型圈挡圈，油封支架内侧与活塞杆之间设置活塞密封件、活塞杆组合密封部件和导向带。

5.根据权利要求2所述的放空天然气回收装置，其特征在于：所述气封组件包括气缸轴封铜环、气封挡圈以及位于气缸轴封铜环和气封挡圈之间的活塞杆导向环、活塞杆密封件弹性体和活塞杆密封件。

6.根据权利要求2所述的放空天然气回收装置，其特征在于：所述气缸缸体外设水缸缸体，水缸缸体两端分别与气缸端盖密封连接，气缸缸体与水缸缸体之间围组成冷却液容纳腔，水缸缸体上设有与冷却液容纳腔相通的冷却液进液口和冷却液出液口。

7.根据权利要求1所述的放空天然气回收装置，其特征在于：还包括顺接的第二粗脱水塔、减压装置、第三出脱水塔和燃气发电机，所述第二粗脱水塔的进气口与第一粗脱水塔的第二排气口相连。

8.根据权利要求1所述的放空天然气回收装置，其特征在于：所述框架顶部设置冷却器。

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