專利名稱：油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置。
背景技術：
隨著能源需求的不斷增長和現有能源的不斷減少，節能減排和開發新能源是人類需要長期奮斗、解決的重大課題。目前，油田的油井在抽油的過程中，油井套管中每口井每天約排出壓力為0. 1 -0. 5MPa的的天然氣約1000m3。由于其價值與油的價值相比相對較小，再加上因沒有相應的回收裝置難以回收而被浪費，為了減少天然氣排入大氣對環境的污染，一般都采用燃燒的方式將其消耗。這種方式是一個很可觀的能源浪費。同時，因燃燒產生的廢氣也對環境帶來了一定的污染。在能源日益短缺、環境惡化日益嚴重的今天，為了減少能源的浪費和燃燒天然氣對環境帶來的污染，把油井在抽油過程中套管中排出的天然氣進行回收利用是非常必要的，有很可觀的經濟效益和社會效益。
發明內容本實用新型目的是針對油田目前存在的能源浪費、環境污染問題以及井與井間的距離、每口井在抽油過程中排出的天然氣量等問題，提供一種能適用于單井、多井的油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置，解決目前油田油井套管天然氣的浪費和燃燒天然氣對環境帶來的污染等問題，提高油田的經濟效益和社會效益，為人類的能源危機做貢獻。本實用新型的技術方案是一種油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置，其特征在于包括順序串接在天然氣輸送管道上的天然氣收集罐、中壓儲氣罐和高壓儲氣罐；所述天然氣收集罐和中壓儲氣罐之間的天然氣輸送管道上設有第一級增壓泵，而中壓儲氣罐和高壓儲氣罐之間的天然氣輸送管道上設有第二級增壓泵。進一步的，本實用新型中在所述天然氣收集罐和中壓儲氣罐內均設有壓力傳感器，分別連接并控制第一、二級增壓泵的啟停。所述壓力傳感器用于檢測罐中氣體的壓力， 并控制相應增壓泵的啟、停。當對應的增壓泵輸入的氣體小于正常值時，壓力傳感器將驅動該泵自動卸荷或停止工作，減少電的浪費。當對應的增壓泵輸入的氣體達到正常值時，壓力傳感器又將驅動該泵自動啟動并正常工作，從而實現了本實用新型的自動控制，有效解決了油井分散，數量多，需要大量人員為其值班的難題。進一步的，本實用新型中在所述第一級增壓泵與中壓儲氣罐之間的天然氣輸送管道上還設有單向閥。優選的，本實用新型中所述第一級增壓泵為電動活塞式壓縮泵，而第二級增壓泵為液壓活塞式增壓泵。并且，更為詳細的是本實用新型中所述液壓活塞式增壓泵包括活塞式增壓泵本體、液壓缸和進、出氣配氣閥組，所述活塞式增壓泵本體內的活塞底部與液壓缸相連；所述進氣配氣閥組由兩個進氣配氣閥組成，而出氣配氣閥組由兩個出氣配氣閥組成；所述活塞式增壓泵本體上設有兩個進氣口和兩個出氣口，所述兩個進氣口分別通過設有進氣配氣閥的分管道與天然氣輸送管道相連，而兩個出氣口則分別通過設有出氣配氣閥的分管道與天然氣輸送管道相連。本實用新型由于壓縮比大，設計成多級增壓較為合理。第一級增壓泵采用電動活塞式壓縮泵，排氣量較大，容易滿足第二級增壓泵的需要，該泵的機械效率較高，該泵可以在現有的壓縮機系列中選取，價格低廉。由于第一級增壓泵對天然氣的壓縮，第一級增壓泵的輸出體積流量較小，第二級增壓泵輸入體積流量也較小，第二級增壓泵的輸出流量更小， 所以，第二級增壓泵的排量要求比第一級增壓泵的排量小了很多，工作頻率可以較低。因此，第二級增壓泵采用液壓活塞式增壓泵非常合適，其輸出流量小，增壓比大，驅動活塞的運動速度要求低。對其提供動力源的液壓缸的流量要求小，液壓缸的功率就小，各泵的負載變化小，相對穩定，驅動功率波動小，效率相對較高，有利于節能，運行費用相對較低。優選的，本實用新型中所述天然氣收集罐、中壓儲氣罐和高壓儲氣罐內在靠近其進氣口的地方均設有氣流緩沖器，所述天然氣輸送管伸入進氣口與所述氣流緩沖器相連， 同時所述天然氣收集罐、中壓儲氣罐和高壓儲氣罐內在靠近其出氣口的地方均設有天然氣過濾器，所述天然氣輸送管道伸入出氣口與天然氣過濾器相連。所述氣流緩沖器為現有技術，其為多孔桶狀結構，當天然氣從氣流緩沖器圓周壁面上的眾多小孔中流入罐內時，氣流速度被減小，氣流沖力變的微弱，從而以較低的流速流向天然氣過濾器，便于天然氣過濾器的有效過濾。優選的，所述天然氣收集罐、中壓儲氣罐和高壓儲氣罐均在罐頂設有安全閥，而在罐底則設有排水排污閥。所述安全閥可以避免溢流時天然氣氣流沖擊產生的不良后果，即當發生故障導致罐內天然氣儲存過多，天然氣的壓力值達到限定的值時，安全閥自動打開， 天然氣暫時外排，其壓力不會繼續升高，確保罐體安全。而所述排水排污閥便于排水排污， 即當本實用新型工作一段時間后，各罐體內的水和雜質較多時，本實用新型整體暫停工作， 將排水排污閥打開，把罐內的水和雜質排出后再繼續工作。優選的，所述天然氣收集罐、中壓儲氣罐和高壓儲氣罐上的進氣口均設于罐體中下部，且靠近罐底設置，便于輸入天然氣中水和雜質的沉淀；而出氣口則設于罐體中上部， 且靠近罐頂設置，便于輸出天然氣中水和雜質含量變小，利于天然氣過濾器壽命的延長。進一步的，本實用新型中在所述高壓儲氣罐下游的天然氣輸送管道上還設有出氣開關控制閥。本實用新型的工作原理如下正常工作時，從油井套管排出的天然氣通過天然氣輸送管道從天然氣收集罐的進氣口進入罐內，由于氣流緩沖器的作用，氣流沖力大大地降低，天然氣在罐中的渦流和流速也大大地減小和降低，天然氣中混合的水和雜質，被沉淀在罐內底部，天然氣位于罐內中上部的絕大部分空間中。當電動活塞式壓縮泵工作時，天然氣收集罐中的天然氣經罐內天然氣過濾器到電動活塞式壓縮泵的吸氣口，經過電動活塞式壓縮泵壓縮，壓力升高后經單向閥進入中壓儲氣罐，同樣，由于氣流緩沖器的作用，氣流沖力大大地降低，天然氣在罐中的渦流和流速也大大地減小和降低，天然氣中混合的水和雜質， 被沉淀在罐內底部，天然氣位于罐內中上部的絕大部分空間中。天然氣經中壓儲氣罐內的天然氣過濾器及進氣配氣閥組，進入液壓活塞式增壓泵再次增壓，然后經出氣配氣閥進入高壓儲氣罐，把天然氣的壓力升高到要求的值，最后通過出氣開關控制閥打開后輸送到相應的運輸工具中。本實用新型根據天然氣被壓縮的壓力要求值，來增、減多級壓縮回收裝置的增壓級數。根據收集天然氣的油井數量和天然氣量，調節儲氣罐、各增壓泵的容積、排量等參數。 根據高壓天然氣儲氣量要求和儲存時間，設計高壓儲氣罐的容積。天然氣收集罐與中壓儲氣罐的容積根據其輸入的流量、壓縮前后天然氣的體積、 儲氣量匹配設計。高壓儲氣罐的容積根據需要的儲存量設計。各儲氣罐的強度都是根據其內的壓力值匹配設計。所以，可以把體積在滿足使用要求、安全的前提下做到最小，制造成本最低，運輸、安裝方便，所占空間小。由于本實用新型在工作時要對天然氣中水、雜質進行多次沉淀和過濾，故壓縮后的天然氣純度高，使得本實用新型不易發生故障，使用壽命長。本實用新型的優點是1.本實用新型能夠實現單井、多井套管天然氣的多級壓縮自動回收，能夠有效解決目前油田油井套管天然氣的浪費和燃燒天然氣對環境帶來的污染等問題，也解決了油井分散，數量多，需要大量人員為其值班的難題。2.本實用新型制造成本低，運輸、安裝方便，所占空間小，且由于本實用新型在工作時要對天然氣中水、雜質進行多次沉淀和過濾，故壓縮后的天然氣純度高，使得本實用新型不易發生故障，使用壽命長。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述
圖1為本實用新型結構示意圖。其中1、天然氣收集罐；2、收集罐安全閥；3、收集罐氣流緩沖器；4、收集罐天然氣過濾器；5、收集罐排水排污閥；6、電動活塞式壓縮泵；7、單向閥；8、中壓儲氣罐；9、中壓罐安全閥；10、中壓罐氣流緩沖器；11、中壓罐天然氣過濾器；12、中壓罐排水排污閥；13、第一進氣配氣閥；14、第二進氣配氣閥；15、液壓活塞式增壓泵；16、液壓缸；17、第一出氣配氣閥；18、第二出氣配氣閥；19、高壓儲氣罐；20、高壓罐排水排污閥；21、高壓罐氣流緩沖器； 22、高壓罐天然氣過濾器；23、高壓罐安全閥；24、出氣開關控制閥。
具體實施方式
實施例本實施例提供的這種油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置，包括順序串接在天然氣輸送管道上的天然氣收集罐1、中壓儲氣罐8和高壓儲氣罐19;所述天然氣收集罐1和中壓儲氣罐8之間的天然氣輸送管道上設有第一級增壓泵，而中壓儲氣罐8和高壓儲氣罐19之間的天然氣輸送管道上設有第二級增壓泵。所述第一級增壓泵與中壓儲氣罐8之間的天然氣輸送管道上設有單向閥7，而所述高壓儲氣罐19下游的天然氣輸送管道上還設有出氣開關控制閥對。本實施例中所述第一級增壓泵為電動活塞式壓縮泵6，而第二級增壓泵為液壓活塞式增壓泵15。所述液壓活塞式增壓泵15包括活塞式增壓泵本體、液壓缸16和進、出氣配氣閥組，所述活塞式增壓泵本體內的活塞底部與液壓缸16相連；所述進氣配氣閥組由第一、第二進氣配氣閥13、14組成，而出氣配氣閥組由第一、第二出氣配氣閥17、18組成；所述活塞式增壓泵本體上設有兩個進氣口和兩個出氣口，所述兩個進氣口分別通過設有第一、第二進氣配氣閥13、14的分管道與天然氣輸送管道相連，而兩個出氣口則分別通過設有第一、第二出氣配氣閥17、18的分管道與天然氣輸送管道相連。本實施例中所述天然氣收集罐1和中壓儲氣罐8內均設有壓力傳感器(圖中未畫出)，分別連接并控制電動活塞式壓縮泵6和液壓活塞式增壓泵15的啟停。當對應的增壓泵輸入的氣體小于正常值時，壓力傳感器將驅動該泵自動卸荷或停止工作，減少電的浪費。當對應的增壓泵輸入的氣體達到正常值時，壓力傳感器又將驅動該泵自動啟動并正常工作， 從而實現了本實施例的自動控制，有效解決了油井分散，數量多，需要大量人員為其值班的難題。本實施例中，所述天然氣收集罐1、中壓儲氣罐8和高壓儲氣罐19上的進氣口均設于罐體中下部，且靠近罐底設置，便于輸入天然氣中水和雜質的沉淀；而出氣口則設于罐體中上部，且靠近罐頂設置，便于輸出天然氣中水和雜質含量變小，利于天然氣過濾器壽命的延長。本實施例中所述天然氣收集罐1內在靠近其進氣口的地方設有收集罐氣流緩沖器3，所述天然氣輸送管伸入天然氣收集罐1的進氣口與所述收集罐氣流緩沖器3相連，同時所述天然氣收集罐1內在靠近其出氣口的地方設有收集罐天然氣過濾器4，所述天然氣輸送管道伸入出氣口與收集罐天然氣過濾器4相連。所述中壓儲氣罐8內在靠近其進氣口的地方設有中壓罐氣流緩沖器10，所述天然氣輸送管伸入中壓儲氣罐8的進氣口與所述中壓罐氣流緩沖器10相連，同時所述中壓儲氣罐8內在靠近其出氣口的地方設有中壓罐天然氣過濾器11，所述天然氣輸送管道伸入出氣口與中壓罐天然氣過濾器11相連。所述高壓儲氣罐19內在靠近其進氣口的地方設有高壓罐氣流緩沖器21，所述天然氣輸送管伸入高壓儲氣罐19的進氣口與所述高壓罐氣流緩沖器21相連，同時所述高壓儲氣罐19內在靠近其出氣口的地方設有高壓罐天然氣過濾器22，所述天然氣輸送管道伸入出氣口與高壓罐天然氣過濾器22相連。本實施例中所述天然氣收集罐1在罐頂設有收集罐安全閥2，而在罐底設有收集罐排污排水閥5 ；所述中壓儲氣罐8在罐頂設有中壓罐安全閥9，而在罐底設有中壓罐排水排污閥12 ；所述高壓儲氣罐19在罐頂設有高壓罐安全閥23，而在罐底設有高壓罐排水排污閥20。本實施例的工作原理如下從油井套管中排出的天然氣經天然氣輸送管道從天然氣收集罐1的進氣口通入，經過設在天然氣收集罐1內的桶狀多孔的收集罐氣流緩沖器3 后，通過該收集罐氣流緩沖器3的圓周壁面上眾多的小孔流入天然氣收集罐1，氣流速度被減小，氣流沖力變的微弱，從而以較低的流速流向收集罐天然氣過濾器4，天然氣中的水和雜質便于沉淀在罐底，天然氣位于罐內中上部的絕大部分空間中。此時收集罐排水排污閥 5是關閉的，而收集罐安全閥2則調節到要求的壓力，沉淀在罐底的水和雜質通過打開收集罐排水排污閥5排出罐外。當罐中氣體壓力達到收集罐安全閥2的調節壓力時，收集罐安全閥2自動開啟，罐中氣體壓力停止繼續上升；在壓差的作用下，天然氣經收集罐天然氣過濾器4過濾掉雜質，進入電動活塞式壓縮泵6的吸氣口，經電動活塞式增壓泵6增壓后，經單向閥7、中壓罐氣流緩沖器10進入中壓儲氣罐8 ；所述中壓儲氣罐8的中壓罐安全閥9、 中壓罐氣流緩沖器10、中壓罐天然氣過濾器11、中壓罐排水排污閥12的作用和工作原理與天然氣收集罐1中的相同。隨后經中壓罐天然氣過濾器11過濾的天然氣經第一、第二進氣
6配氣閥13、14進入液壓活塞式增壓泵15，經液壓活塞式增壓泵15增壓后，從出口經第一、第二出氣配氣閥17、18進入高壓儲氣罐19 ；所述高壓儲氣罐19的高壓罐氣流緩沖器21，高壓罐排水排污閥20，高壓罐天然氣過濾器22和高壓罐安全閥23的作用和工作原理與天然氣收集罐1中的也相同。隨后在高壓儲氣罐19內達到要求壓力的壓縮天然氣，最后通過出氣開關控制閥M打開后輸送到相應的運輸工具中。 以上所述，僅為本實用新型的優選實施例，并不能以此限定本實用新型實施的范圍，凡依本實用新型權利要求及說明書內容所作的簡單的變換，皆應仍屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置，其特征在于包括順序串接在天然氣輸送管道上的天然氣收集罐(1)、中壓儲氣罐(8)和高壓儲氣罐(19)；所述天然氣收集罐 (1)和中壓儲氣罐(8)之間的天然氣輸送管道上設有第一級增壓泵，而中壓儲氣罐(8)和高壓儲氣罐(19)之間的天然氣輸送管道上設有第二級增壓泵。
2.根據權利要求1所述的油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置，其特征在于所述天然氣收集罐(1)和中壓儲氣罐(8)內均設有壓力傳感器，分別連接并控制第一、二級增壓泵的啟停。
3.根據權利要求1所述的油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置，其特征在于所述第一級增壓泵與中壓儲氣罐(8 )之間的天然氣輸送管道上還設有單向閥(7 )。
4.根據權利要求1或2或3所述的油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置，其特征在于所述第一級增壓泵為電動活塞式壓縮泵(6)，而第二級增壓泵為液壓活塞式增壓泵 (15)。
5.根據權利要求4所述的油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置，其特征在于所述液壓活塞式增壓泵(15)包括活塞式增壓泵本體、液壓缸(16)和進、出氣配氣閥組，所述活塞式增壓泵本體內的活塞底部與液壓缸(16)相連；所述進氣配氣閥組由兩個進氣配氣閥 (13、14)組成，而出氣配氣閥組由兩個出氣配氣閥(17、18)組成；所述活塞式增壓泵本體上設有兩個進氣口和兩個出氣口，所述兩個進氣口分別通過設有進氣配氣閥(13、14)的分管道與天然氣輸送管道相連，而兩個出氣口則分別通過設有出氣配氣閥(17、18)的分管道與天然氣輸送管道相連。
6.根據權利要求1所述的油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置，其特征在于所述天然氣收集罐(1 )、中壓儲氣罐(8)和高壓儲氣罐(19)內在靠近其進氣口的地方均設有氣流緩沖器(3、10、21)，所述天然氣輸送管伸入進氣口與所述氣流緩沖器(3、10、21)相連， 同時所述天然氣收集罐(1)、中壓儲氣罐(8)和高壓儲氣罐(19)內在靠近其出氣口的地方均設有天然氣過濾器(4、11、22)，所述天然氣輸送管道伸入出氣口與天然氣過濾器(4、11、 22)相連。
7.根據權利要求1或6所述的油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置，其特征在于所述天然氣收集罐(1)、中壓儲氣罐(8)和高壓儲氣罐(19)均在罐頂設有安全閥(2、9、23)，而在罐底則設有排水排污閥(5、12、20 )。
8.根據權利要求6所述的油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置，其特征在于所述天然氣收集罐(1 )、中壓儲氣罐(8)和高壓儲氣罐(19)上的進氣口均設于罐體中下部，且靠近罐底設置，而出氣口則設于罐體中上部，且靠近罐頂設置。
9.根據權利要求1或6或8所述的油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置，其特征在于所述高壓儲氣罐(19)下游的天然氣輸送管道上還設有出氣開關控制閥(24)。
專利摘要本實用新型公開了一種油田油井套管天然氣多級壓縮回收裝置，其特征在于包括順序串接在天然氣輸送管道上的天然氣收集罐、中壓儲氣罐和高壓儲氣罐；所述天然氣收集罐和中壓儲氣罐之間的天然氣輸送管道上設有第一級增壓泵，而中壓儲氣罐和高壓儲氣罐之間的天然氣輸送管道上設有第二級增壓泵。本實用新型能夠實現單井、多井套管天然氣的多級壓縮自動回收，能夠有效解決目前油田油井套管天然氣的浪費和燃燒天然氣對環境帶來的污染等問題，也解決了油井分散，數量多，需要大量人員為其值班的難題。并且其制造成本低，運輸、安裝方便，所占空間小，而且不易發生故障，使用壽命長。
文檔編號F17D1/02GK202152915SQ201120273078
公開日2012年2月29日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者杜彥亭 申請人:西安交通大學蘇州研究院