專利名稱：高壓氣井天然氣直充式灌裝設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油氣田高壓氣井壓縮天然氣(CNG)生產(chǎn)儲運(yùn)的技術(shù)設(shè)備，屬 壓縮天然氣儲運(yùn)技術(shù)類。
背景技術(shù)：
在油氣田開采過程中有時(shí)會遇到少量壓力高達(dá)20-30MPa的高壓氣井。為了回收 高壓氣井的天然氣，通常采用水套爐加熱經(jīng)節(jié)流后輸入外輸管網(wǎng)。但在某些邊緣單井，為了 減少投資風(fēng)險(xiǎn)，如采用直接充灌高壓鋼瓶外運(yùn)，則存在高壓氣向空瓶充注過程中因大壓比 節(jié)流造成閥嘴和管路凍結(jié)、堵塞的問題。采用水套爐加熱方式則存在著設(shè)備龐大、不能靈活 搬遷、能耗較大等問題，而且在冬天充滿壓比過大時(shí)(空瓶充灌初始階段)依然可能發(fā)生凍 堵事故；此外，充灌過程中隨著鋼瓶壓力逐步升高，單位時(shí)間充灌量相應(yīng)遞減，因此，造成充 灌時(shí)間較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既能防止充灌初期發(fā)生凍堵又能保證流量相對均衡、 縮短充灌時(shí)間的高壓氣井天然氣直充式灌裝設(shè)備。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明所采用的直充式灌裝設(shè)備和工藝流程由進(jìn)口截止 閥、氣液分離器、過濾器、截止閥、節(jié)流閥、第一控制閥、第二控制閥、節(jié)流加熱器、出口截止 閥、CNG罐裝車組成，其連接、組裝關(guān)系如下氣液分離器通過管線與高壓氣井相連接，管線 上設(shè)有進(jìn)口截止閥，氣液分離器通過管線、閥門與過濾器相連接；過濾器通過管線與節(jié)流加 熱器相連接，管線上設(shè)有截止閥，截止閥出口分三路分別與第一控制閥、第二控制閥和節(jié)流 閥相連，第一控制閥和節(jié)流閥出口匯合后再與節(jié)流加熱器中的內(nèi)層盤管入口相連接，第一 控制閥出口與節(jié)流加熱器中的外層盤管入口相連接；內(nèi)層盤管出口與外層盤管出口匯合后 再與出口截止閥相連，截止閥出口與罐裝車相連接。使用時(shí)，將該裝置通過管線與高壓天然 氣井井口閥門相連接，并將其中的進(jìn)口截止閥、截止閥和出口截止閥置于開啟狀態(tài)。當(dāng)井口 高壓氣經(jīng)進(jìn)口截止閥直接向CNG罐裝車的鋼瓶組開始輸氣時(shí)，先打開節(jié)流閥，第一、第二控
制閥暫不開啟，高壓氣井出口的天然氣經(jīng)過氣液分離器和過濾器凈化后，通過節(jié)流閥流向 節(jié)流加熱器；待鋼瓶組壓力升至3-4MPa后，打開第一控制閥待鋼瓶充壓至10-12MPa后，再 打開第二控制閥，直至CNG罐裝車充滿。在此過程中，由于節(jié)流加熱器的內(nèi)層盤管是按照喉 部臨界流量密度和臨界音速設(shè)計(jì)，采用兩節(jié)或多節(jié)變管徑盤管進(jìn)行加熱，高壓氣體在盤管 中邊節(jié)流邊加溫，確保流體不發(fā)生凍結(jié)。在CNG鋼瓶組壓力升高至10-12MPa后，外層盤管 開始工作，以滿足設(shè)備單位時(shí)間處理量的要求。 本發(fā)明采用的設(shè)備和工藝流程簡單直接，能夠在高壓、密閉條件下實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)， 設(shè)備和運(yùn)行成本較低，利用它可以防止充灌高壓天然氣初期發(fā)生凍堵，并可縮短充灌時(shí)間。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。圖2為節(jié)流加熱器8的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l所示，本發(fā)明的工藝流程由進(jìn)口截止閥1、氣液分離器2、過濾器3、截止閥 4、節(jié)流閥5、第一控制閥6、第二控制閥7、節(jié)流加熱器8、出口截止閥9、CNG罐裝車10組成。 其中，節(jié)流加熱器8(見圖2)由殼體11、外層盤管12、內(nèi)層盤管13、外筒體14、內(nèi)筒體15組 成，內(nèi)層盤管13環(huán)向緊貼纏繞在兩端用鋼板密封的內(nèi)筒體15上并與其作適當(dāng)固定，外層盤 管12環(huán)向緊貼纏繞在外筒體14上，并作適當(dāng)固定，外筒體14和筒體15分別與殼體相固 定，其中，內(nèi)層盤管l 3采用兩節(jié)或多節(jié)不同管徑高壓不銹鋼管焊接而成，氣體出口端(較 大直徑端)盤管直徑根據(jù)設(shè)備設(shè)計(jì)處理氣量按出口端面壓力3MPa、溫度7(TC條件下的喉部 臨界流量密度和臨界音速計(jì)算確定，盤管長度根據(jù)氣體從常溫加熱至80°C的傳熱面積計(jì)算 確定，較小直徑端與較大直徑端截面積之比按等于或接近臨界壓比計(jì)算確定。高壓天然氣 穿越盤管時(shí)，受喉部臨界流量密度和臨界音速的限定和管道沿程阻力，氣體在盤管中邊節(jié) 流邊加溫，確保其不發(fā)生凍結(jié)。外層盤管12采用等直徑高壓不銹鋼管，天然氣穿越盤管終 了被加溫至70-8(TC，確保高壓氣井出口與CNG罐裝車10之間不發(fā)生凍堵。節(jié)流加熱器8 用的循環(huán)熱水進(jìn)水溫度為80-9(TC，待CNG鋼瓶壓力達(dá)到14-15MPa后可以停止加熱。
權(quán)利要求
一種高壓氣井天然氣直充式灌裝設(shè)備，由進(jìn)口截止閥1、氣液分離器2、過濾器3、截止閥4、節(jié)流閥5、第一控制閥6、第二控制閥7、節(jié)流加熱器8、出口截止閥9、CNG罐裝車10組成，其特征在于氣液分離器2通過管線與高壓氣井相連接，管線上設(shè)有截止閥1，氣液分離器2通過管線、閥門與過濾器3相連接；過濾器3通過管線與節(jié)流加熱器8相連接，管線上設(shè)有截止閥4，截止閥4出口分三路，分別與第一控制閥6、第二控制閥7和節(jié)流閥5相連，第一控制閥6和節(jié)流閥5出口匯合后再與節(jié)流加熱器8中的內(nèi)層盤管13入口相連接，第一控制閥6出口與節(jié)流加熱器8中的外層盤管12入口相連接；內(nèi)層盤管13出口與外層盤管12出口匯合后再與出口截止閥相連，截止閥出口9與罐裝車10相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓氣井天然氣直充式灌裝設(shè)備，其特征在于節(jié)流加熱器8 由殼體11、外層盤管12、內(nèi)層盤管13、外筒體14、內(nèi)筒體15組成，內(nèi)層盤管13環(huán)向緊貼繞 在兩端用鋼板密封的內(nèi)筒體15上并與其作適當(dāng)固定，外層盤管12環(huán)向緊貼纏繞在外筒體 14上，并作適當(dāng)固定，外筒體14和筒體15分別與殼體相固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓氣井天然氣直充式灌裝設(shè)備，由進(jìn)口截止閥、氣液分離器、過濾器、截止閥、節(jié)流閥、第一控制閥、第二控制閥、節(jié)流加熱器、出口截止閥、CNG罐裝車組成，氣液分離器兩側(cè)分別通過管線與高壓氣井和過濾器相連接；過濾器通過管線與節(jié)流加熱器相連接，管線上設(shè)有截止閥，截止閥分別與第一控制閥、第二控制閥和節(jié)流閥相連，第一控制閥和節(jié)流閥匯合后再與節(jié)流加熱器內(nèi)層盤管相連接，第一控制閥與節(jié)流加熱器外層盤管相連接；內(nèi)層盤管與外層盤管出口匯合后再與截止閥相連，截止閥與罐裝車相連接。本發(fā)明采用的設(shè)備和工藝流程簡單直接，能夠在高壓、密閉條件下實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，設(shè)備和運(yùn)行成本較低，利用它可以防止充灌高壓天然氣初期發(fā)生凍堵，并可縮短充灌時(shí)間。
文檔編號F17C5/00GK101718395SQ200910220690
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者李春余, 王占斌, 王君, 王英偉, 王遠(yuǎn)慶, 馬晨陽 申請人:遼河石油勘探局