一種邊遠井天然氣回收裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種邊遠井天然氣回收裝置，主要由水套加熱爐、氣液分離器、過濾器、脫水裝置、往復式壓縮機、加氣柱、燃氣發電機等組成。其技術方案是：邊遠井產氣進水套加熱爐加熱后，進入氣液分離器和過濾器分離過濾出液固相，再經分子篩脫水后進入往復式壓縮機，通過加氣柱計量后充裝入CNG拖車，用作CNG商品氣銷售；當回收氣拉運至氣田集氣站重新注入管網時，來氣直接走脫水裝置旁通；當井口壓力高于20MPa時，來氣直接走壓縮機旁通；燃氣發電機和水套加熱爐燃料氣來自脫水裝置后工藝管路；整套裝置安裝于兩臺半掛車上，通過液壓千斤頂支固于井場。本發明適用于不同井口壓力的高產或間開邊遠井零散天然氣的回收，移運安裝便捷，適應能力強，回收成本低。
【專利說明】
一種邊遠井天然氣回收裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種將位置偏遠的、采用管道集輸方式無經濟效益的零散天然氣、頁巖氣、油田伴生氣等進行安全、高效、低成本回收并充裝至CNG長管拖車的裝置，具體涉及一種邊遠井天然氣回收裝置，屬于天然氣集輸工程領域。
【背景技術】
[0002]常規天然氣氣田以及頁巖氣等非常規天然氣氣田在勘探開發過程中，由于需要鉆探井、評價井等原因，不可避免的會產生一些產量較低、距集氣站又較遠的零散邊遠單井。此外，油田在開發過程中，會從原油中產生部分油田伴生氣，其主要成分也是CH4，但產量較低。上述這些天然氣資源由于產量低、距集氣站較遠，若采用常規的建設集氣管道輸送方式，顯然將不具商業開發價值。尤其對于油田伴生氣而言，若不對其進行回收，目前一般只能采用持續放空燃燒處理，既浪費了資源，還將對周圍環境產生重大污染。
[0003]目前，國內針對零散天然氣的開發回收方式，主要有CNG、LNG、天然氣就地發電、天然氣吸附儲存、天然氣水合物固化存儲等方式。國內應用較多的是CNG回收技術，其主要工藝是天然氣經過分離、調壓穩壓、脫硫、脫水、脫烴，再用壓縮機增壓到20MPa后注入CNG長管拖車，再由CNG長管拖車拉運CNG加氣站作為CNG商品氣銷售，或拉運至天然氣集氣站、外輸站等氣田內部站場注入集輸或外輸管網，從而實現對本無任何商業價值的邊際天然氣進行高效、低成本回收。
[0004]但目前已有的零散天然氣CNG回收裝置存在以下不足:I)加熱、分離、過濾、脫水、壓縮、計量等撬塊單獨設置，沒有進行集成，各撬塊通過卡車運輸至井場后，分別吊放在井場基礎上，各撬塊之間的連接管路均采用鋼質管道連接，整套裝置的移運、安裝、拆卸耗時費力，只適用于搬運頻次較低的高壓穩產邊遠井的回收，不適用于產量較低、需要頻繁搬迀的間開井零散天然氣的回收;2)已有回收裝置的脫水裝置沒有設置旁通，回收氣只考慮了作為CNG商品氣直接出售或者拉運至天然氣集氣站、外輸站等氣田內部站場注入管網，不能滿足部分氣田要求回收裝置既可作為CNG商品氣銷售、也可在氣田內部注入管網的實際需求。
【發明內容】
[0005]本發明目的在于克服上述技術缺陷，提供一種零散天然氣回收裝置。該裝置回收工藝簡單，適用于連續生產的穩產邊遠井與間斷生產的間開邊遠井的回收，對井口壓力衰減變化適應能力強，回收氣既可作為CNG商品氣銷售，也可在氣田內部注入管網，應用范圍廣。
[0006]為實現上述目的，本發明采用技術方案如下:
[0007]—種邊遠井天然氣回收裝置，所采用的裝置主要包括水套加熱爐、氣液分離器、過濾器、脫水裝置、往復式壓縮機、加氣柱、燃氣發電機;采氣樹出口管道安裝緊急切斷閥，緊急切斷閥與水套加熱爐通過管道連接，水套加熱爐前安裝溫度計;水套加熱爐與氣液分離器通過管道連接，水套加熱爐出口管路上依次安裝有壓力表、溫度計、節流閥；氣液分離器、過濾器、脫水裝置、往復式壓縮機、加氣柱依次通過管道連接;脫水裝置和往復式壓縮機都設有旁通管路，通過三個球閥實現脫水裝置旁通管路的打開或關閉；通過球閥三個球閥實現往復式壓縮機旁通管路的打開或關閉；加氣柱出口安裝有防拉斷閥，通過高壓軟管與CNG長管拖車連接，井口來氣經加氣柱計量后充裝入CNG長管拖車。
[0008]水套加熱爐和燃氣發電機燃料氣從脫水裝置與往復式壓縮機連接管路上接出，經過濾器過濾后進水套加熱爐進行第一次加熱，再經調壓器降壓后再次進水套加熱爐進行第二次加熱;第二次加熱后燃料氣分成兩路，一路經調壓器降壓后作為水套加熱爐燃料氣，另一路經調壓器降壓后進入燃氣緩沖罐，作為燃氣發電機燃料氣;第一次與第二次加熱出口管路上均安裝有壓力表和溫度計。
[0009]水套加熱爐、氣液分離器、過濾器及脫水裝置底部均設置排污口，通過排污閥將污水排放至污水罐儲存，采用水罐車定期拉運處理;氣液分離器、過濾器、脫水裝置、加氣柱均安裝有安全放散閥，經放空管道集中放散。
[0010]整套裝置分成兩大撬塊，分別安裝固定在兩臺半掛車上;第一撬塊包括加熱單元、供電單元;第二撬塊包括分離過濾單元、脫水單元、增壓單元、充裝單元;加熱單元主要包括緊急切斷閥、水套加熱爐、節流閥、過濾器、排污閥;供電單元主要包括調壓閥、燃料緩沖罐、燃氣發電機;分離過濾單元主要包括氣液分離器、過濾器、排污閥、安全放散閥;脫水單元主要包括三個球閥、脫水裝置、排污閥、安全放散閥；增壓單元主要包括三個球閥、往復式壓縮機;充裝單元主要包括加氣柱、安全放散閥、防拉斷閥；第一、第二撬塊內部不同設備單元之間的連接管路為鋼質管道，兩大撬塊之間的燃料氣管路為高壓軟管，兩端分別通過快拔接頭連接至第一撬塊和第二撬塊。
[0011]當對高壓穩產邊遠井進行長時間回收時，可將第一撬塊和第二撬塊分別從半掛車上吊放至井場地面基礎上，組裝連接后開始天然氣回收作業；當對間開井回收天然氣時，兩大撬塊無需卸車，直接通過半掛車底盤上的液壓千斤頂固定在井場地面上并調節水平，組裝連接后即可開始天然氣回收作業。
[0012]本發明由于采用以上技術方案，具有以下優點:
[0013]將加熱、分離、過濾、脫水、壓縮、計量等設備單元集成為兩個獨立的撬塊，分別安裝固定在兩臺半掛車上，兩個撬塊內部通過鋼質管道連接，而兩個撬塊之間通過高壓軟管連接。整套裝置的移運、安裝、拆卸方便快捷，既適用于搬運頻次較低的高壓穩產邊遠井的回收，也適用于產量較低、需要頻繁搬迀的間開井零散天然氣的回收。
[0014]在脫水裝置和往復式壓縮機均設置旁通管路，脫水裝置將天然氣深度脫水既可解決CNG長管拖車在冬季運輸過程中因天然氣析水而可能產生的冰堵問題，又可使天然氣達到作為CNG商品氣直接售賣的露點標準;往復式壓縮機可對井口來氣增壓，使氣井內余氣更少，實現天然氣資源更加有效的回收利用。
[0015]回收氣既可作為CNG商品氣直接出售，也可拉運至天然氣集氣站、外輸站等氣田內部站場注入集輸氣管網，可滿足各類用戶的不同需求。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明一種邊遠井天然氣回收裝置結構流程圖；
[0017]圖2為本發明一種邊遠井天然氣回收裝置在井場的平面布置圖；
[0018]圖中:1、采氣樹;2、緊急切斷閥；3、溫度計(T1-101);4、水套加熱爐;5、壓力表(P1-101); 6、溫度計(T1-102); 7、節流閥；8、氣液分離器;9、過濾器；10、球閥(Ql); 11、脫水裝置；12、球閥(Q2);13、球閥(Q3);14、球閥(Q4);15、往復式壓縮機;16、球閥(Q5);17、球閥(Q6);18、加氣柱；19、防拉斷閥；20、CNG長管拖車；21、過濾器;22、壓力表(P1-102);23、溫度計(T1-103) ;24、調壓閥；25、壓力表(P1-103) ;26、溫度計(T1-104) ;27、調壓閥；28、球閥(Q7);29、壓力表(P1-104);30、調壓閥；31、壓力表(P1-105);32、燃氣緩沖罐；33、壓力表(P1-106); 34、燃氣發電機;35、排污閥；36、污水罐;37、污水車;38、安全放散閥。
[0019]圖中:1、第一撬塊；Π、第二撬塊;a、加熱單元;b、供電單元;c、分離過濾單元;d、脫水單元;e、增壓單元;f、充裝單元。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0021]如圖1所示，本發明為一種邊遠井天然氣回收裝置，所采用的裝置主要包括水套加熱爐(4)、氣液分離器(8)、過濾器(9)、脫水裝置(11)、往復式壓縮機(15)、加氣柱(18)、燃氣發電機(34);其特征在于:采氣樹(I)出口管道安裝緊急切斷閥(2)，所述緊急切斷閥(2)用于緊急情況下自動關閉;緊急切斷閥(2)與水套加熱爐(4)通過管道連接，水套加熱爐(4)前安裝溫度計(3);水套加熱爐(4)與氣液分離器(8)通過管道連接，水套加熱爐(4)出口管路上依次安裝有壓力表(5)、溫度計(6)、節流閥(7);所述水套加熱爐(4)能對天然氣進行加熱，保證天然氣經過節流閥(7)節流降壓時不會因溫度驟降形成水合物堵塞管道;氣液分離器(8)、過濾器(9)、脫水裝置(II)、往復式壓縮機(15)、加氣柱(18)依次通過管道連接;脫水裝置(11)和往復式壓縮機(15)都設有旁通管路，通過球閥(10)、球閥(12)、球閥(13)實現脫水裝置旁通管路的打開或關閉;通過球閥(14)、球閥(16)、球閥(17)實現往復式壓縮機旁通管路的打開或關閉；加氣柱(18)出口安裝有防拉斷閥(19)，通過高壓軟管與CNG長管拖車
(20)連接，井口來氣經加氣柱(18)計量后充裝入CNG長管拖車(20)。
[0022]實施例一:
[0023]如圖1所示，當本回收裝置所回收的CNG直接作為商品氣銷售且井口壓力低于20MPa或用于冬季等低溫環境下的零散天然氣回收時:采氣樹(I)來氣經水套加熱爐(4)加熱后進入氣液分離器(8)分離，再經過濾器(9)過濾，脫水裝置(11)兩端的球閥(10、12)打開，其旁通管路上的球閥(13)則關閉，來氣進脫水裝置(11)脫除天然氣中的水分，使天然氣的水露點在20MPa下比當地最低氣溫低5°C以上，往復式壓縮機(15)兩端的球閥(14、16)打開，其旁通管路上的球閥(17)關閉，脫水后天然氣經往復式壓縮機(15)增壓，使天然氣壓力達到20MPa，經加氣柱(18)計量后充裝入CNG長管拖車。
[0024]實施例二:
[0025]如圖1所示，當本回收裝置所回收的CNG拉運至氣田集氣站重新注入管網且井口壓力低于20MPa時:采氣樹(I)來氣經水套加熱爐(4)加熱后進入氣液分離器(8)分離，再經過濾器(9)過濾，脫水裝置(11)兩端的球閥(10、12)關閉，其旁通管路上的球閥(13)打開，來氣不進脫水裝置(11)深度脫水處理，往復式壓縮機(15)兩端的球閥(14、16)打開，其旁通管路上的球閥(17)關閉，來氣經脫水裝置旁通管路進入往復式壓縮機(15)增壓至20MPa，經加氣柱(18)計量后充裝入CNG長管拖車。
[0026]實施例三:
[0027]如圖1所示，當本回收裝置所回收的CNG直接做商品氣銷售且井口壓力高于20MPa時:采氣樹(I)來氣經水套加熱爐(4)加熱后進入氣液分離器(8)分離，再經過濾器(9)過濾，脫水裝置(11)兩端的球閥(10、12)打開，其旁通管路上的球閥(13)則關閉，來氣進脫水裝置
(II)脫除天然氣中的水分，使天然氣的水露點在20MPa下比當地最低氣溫低5°C以上，往復式壓縮機(15)兩端的球閥(14、16)關閉，其旁通管路上的球閥(17)打開，來氣不經往復式壓縮機(15)增壓，直接經往復式壓縮機旁通管路進入加氣柱(18)計量后充裝入CNG長管拖車。
[0028]實施例四:
[0029]如圖1所示，當本回收裝置所回收的CNG拉運至氣田集氣站重新注入管網且井口壓力高于20MPa時:采氣樹(I)來氣經水套加熱爐(4)加熱后進入氣液分離器(8)分離，再經過濾器(9)過濾，脫水裝置(11)兩端的球閥(10、12)關閉，其旁通管路上的球閥(13)打開，來氣不進脫水裝置(11)深度脫水處理，也不經往復式壓縮機(15)增壓處理，直接經脫水裝置旁通管路和往復式壓縮機旁通管路進入加氣柱(18)計量后充裝入CNG長管拖車。
[0030]結合圖1具體說明本發明裝置內部自用氣工藝流程:
[0031]水套加熱爐(4)和燃氣發電機(34)燃料氣從脫水裝置(11)與往復式壓縮機(15)連接管路上接出，經過濾器(21)過濾后進水套加熱爐(4)進行第一次加熱，再經調壓器(24)降壓后再次進水套加熱爐(4)進行第二次加熱;第二次加熱后燃料氣分成兩路，一路經調壓器
(27)降壓后作為水套加熱爐(4)的燃料氣，另一路經調壓器(30)降壓后進入燃氣緩沖罐
[32]，作為燃氣發電機(34)的燃料氣;所述第一次加熱是為平衡隨后調壓閥(24)壓降所引起的溫度降低，第二次加熱是為平衡隨后調壓閥(27、30)壓降所引起的溫度降低;第一次加熱出口管路上安裝有壓力表(22)和溫度計(23)，第二次加熱出口管路上安裝有壓力表(25)和溫度計(26)。
[0032]本裝置的工藝管道上安裝有多個溫度計、壓力表等現場顯示儀表，所述溫度計(3、
6、23、26)可以測量管線內實時溫度，以便控制相應水套加熱爐(4)加熱溫度;所述壓力表(5、22、25、29、31、33)可以測量管道內實時壓力，以便控制相應節流閥(7)、調壓閥(24、27、30)開度。
[0033]水套加熱爐(4)、氣液分離器(8)、過濾器(9)及脫水裝置(11)底部均設置排污口，通過排污閥(35)排放至污水罐(36)儲存，采用水罐車(37)定期拉運處理;氣液分離器(8)、過濾器(9)、脫水裝置(11)、加氣柱(18)均安裝有安全放散閥(38)，經放空管道集中放散。
[0034]結合圖2具體說明本發明裝置撬裝平面布置及其安裝方法:
[0035]本裝置分成撬塊(I)、撬塊(Π)兩個撬塊，分別安裝固定在兩臺半掛車上;撬塊(I)包括加熱單元(a)、供電單元(b);撬塊(Π )包括分離過濾單元(C)、脫水單元(d)、增壓單元(e)、充裝單元(f);加熱單元(a)主要包括緊急切斷閥(2)、溫度計(3、6、23、26)、水套加熱爐
(4)、壓力表(5、22、25)、節流閥(7)、過濾器(21)、調壓閥(24、27)、球閥(28)、排污閥(35);供電單元(b)主要包括壓力表(29、31、33)、調壓閥(30)、燃料緩沖罐(32)、燃氣發電機(34);分離過濾單元(c)主要包括氣液分離器(8)、過濾器(9)、排污閥(35)、安全放散閥(38);脫水單元(d)主要包括球閥(10、12、13)、脫水裝置(11)、排污閥(35)、安全放散閥(38);增壓單元(e)主要包括球閥(14、16、17)、往復式壓縮機(15);充裝單元(f)主要包括加氣柱(18)、防拉斷閥(19)、安全放散閥(38);撬塊(I)、撬塊(Π)內部不同設備單元之間的連接管路為鋼質管道，撬塊(I)與撬塊(Π)之間的燃料氣管路為高壓軟管，兩端分別通過快拔接頭連接至撬塊⑴和撬塊(Π)。
[0036]所述天然氣回收裝置既可適用于可連續收氣的穩產井又適用于只能間斷收氣的間開井；當對高壓穩產邊遠井進行長時間回收時，可將撬塊(I)和撬塊(Π)分別從半掛車上吊放至井場地面基礎上，組裝連接后開始天然氣回收作業；當對間開井回收天然氣時，兩大撬塊無需卸車，直接通過半掛車底盤上的液壓千斤頂固定在井場地面上并調節水平，組裝連接后即可開始天然氣回收作業。
【主權項】
1.一種邊遠井天然氣回收裝置，所采用的裝置主要包括水套加熱爐(4)、氣液分離器(8)、過濾器(9)、脫水裝置(11)、往復式壓縮機(15)、加氣柱(18)、燃氣發電機(34);其特征在于:采氣樹(I)出口管道安裝緊急切斷閥(2)，緊急切斷閥(2)與水套加熱爐(4)通過管道連接，水套加熱爐(4)前安裝溫度計(3);水套加熱爐(4)與氣液分離器(8)通過管道連接，水套加熱爐(4)出口管路上依次安裝有壓力表(5)、溫度計(6)、節流閥(7);所述氣液分離器(8)、過濾器(9)、脫水裝置(11)、往復式壓縮機(15)、加氣柱(18)依次通過管道連接;所述脫水裝置(11)和往復式壓縮機(15)都設有旁通管路，通過球閥(10)、球閥(12)、球閥(13)實現脫水裝置旁通管路的打開或關閉;通過球閥(14)、球閥(16)、球閥(17)實現往復式壓縮機旁通管路的打開或關閉;所述加氣柱(18)出口安裝有防拉斷閥(19)，通過高壓軟管與CNG長管拖車(20)連接，井口來氣經加氣柱(18)計量后充裝入CNG長管拖車(20)。2.根據權利要求書I所述的邊遠井天然氣回收裝置，其特征在于:所述水套加熱爐(4)和燃氣發電機(34)燃料氣從脫水裝置(11)與往復式壓縮機(15)連接管路上接出，經過濾器(21)過濾后進水套加熱爐(4)進行第一次加熱，再經調壓器(24)降壓后再次進水套加熱爐(4)進行第二次加熱;第二次加熱后燃料氣分成兩路，一路經調壓器(27)降壓后作為水套加熱爐(4)燃料氣，另一路經調壓器(30)降壓后進入燃氣發電機緩沖罐(32)，作為燃氣發電機(34)燃料氣;第一次加熱出口管路上安裝有壓力表(22)和溫度計(23)，第二次加熱出口管路上安裝有壓力表(25)和溫度計(26)。3.根據權利要求書I所述的邊遠井天然氣回收裝置，其特征在于:所述水套加熱爐(4)、氣液分離器(8)、過濾器(9)及脫水裝置(11)底部均設置排污口，通過排污閥(35)排放至污水罐(36)儲存，采用水罐車(37)定期拉運處理;所述氣液分離器(8)、過濾器(9)、脫水裝置(11)、加氣柱(18)均安裝有安全放散閥(38)，經放空管道集中放散。4.根據權利要求書I所述的邊遠井天然氣回收裝置，其特征在于:整套裝置分成撬塊(I)、撬塊(Π)兩個撬塊，分別安裝固定在兩臺半掛車上;撬塊(I)包括加熱單元(a)、供電單元(b);撬塊(Π )包括分離過濾單元(C)、脫水單元(d)、增壓單元(e)、充裝單元(f);加熱單元(a)主要包括緊急切斷閥(2)、水套加熱爐(4)、節流閥(7)、過濾器(21)、排污閥(35);供電單元(b)主要包括調壓閥(30)、燃料緩沖罐(32)、燃氣發電機(34);分離過濾單元(c)主要包括氣液分離器(8)、過濾器(9)、排污閥(35)、安全放散閥(38);脫水單元(d)主要包括球閥(10、12、13)、脫水裝置(11)、排污閥(35)、安全放散閥(38);增壓單元(e)主要包括球閥(14、16、17)、往復式壓縮機(15);充裝單元(f)主要包括加氣柱(I8)、防拉斷閥(19)、安全放散_K38);撬塊(I)、撬塊(Π)內部不同設備單元之間的連接管路為鋼質管道，撬塊(I)與撬塊(Π )之間的燃料氣管路為高壓軟管，兩端分別通過快拔接頭連接至撬塊(I)和撬塊(Π )。5.根據權利要求書I所述的邊遠井天然氣回收裝置，其特征在于:當對高壓穩產邊遠井進行長時間回收時，可將撬塊(I)和撬塊(Π)分別從半掛車上吊放至井場地面基礎上，組裝連接后開始天然氣回收作業;當對間開井回收天然氣時，兩大撬塊無需卸車，直接通過半掛車底盤上的液壓千斤頂固定在井場地面上并調節水平，組裝連接后即可開始天然氣回收作業。
【文檔編號】F17C13/02GK105927849SQ201610329809
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】岑康, 賈敏, 姚婷, 李薇, 黃金明, 鄭昕, 張優
【申請人】西南石油大學