專利名稱：增壓輸氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及煤層氣的管道輸送，更具體地，涉及煤層氣管道輸送中的增壓輸氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于煤層氣不易存儲(chǔ)的特性，管道輸送成為運(yùn)輸煤層氣的經(jīng)濟(jì)有效方法。由于各種阻力原因，煤層氣在輸氣管道的流動(dòng)過程中壓力會(huì)不斷下降，從而導(dǎo)致輸氣管道通過能力降低。為了在輸氣管道中保持規(guī)定的煤層氣流量，并保證煤層氣在管道沿線具有期望的壓力，通常利用壓氣站來確保煤層氣的遠(yuǎn)程輸送得以實(shí)現(xiàn)。煤層氣干線輸送流程為氣井到壓氣站，再到用戶。為了保證從氣井出來的氣體能從井口輸送到壓氣站，必須保證井口有一定的壓力 (一般為0. 3到0. 4MPa)，才能克服管道阻力將井口氣體推進(jìn)到壓氣站進(jìn)行集中處理。在井口存在壓力的同時(shí)，會(huì)對(duì)井底煤層造成一定的回壓。當(dāng)煤層產(chǎn)氣壓力低于回壓時(shí)，氣體便被壓在煤層中，不能從煤層釋放到井筒中去，從而也相當(dāng)于降低了氣井的產(chǎn)氣量。因此，降低井口壓力，減少井底回壓，對(duì)煤層氣這種超低壓力氣藏的開發(fā)來說，具有現(xiàn)實(shí)意義。在氣田開發(fā)中，一般采用在氣井與壓氣站之間設(shè)增壓站，匯集各井站的來氣，利用增壓站的增壓裝置(一般為天然氣壓縮機(jī))將氣體增壓輸送，從而達(dá)到降低井口回壓的目的。但是，常規(guī)的增壓站存在占地大、工藝較復(fù)雜、投資大等問題。并且，由于各井口至增壓站的距離不同，往往導(dǎo)致較遠(yuǎn)的井口壓力過高而限制產(chǎn)氣量；而當(dāng)增壓站加大外輸量時(shí)，盡管可以降低偏遠(yuǎn)井的井口壓力，但由于煤層氣的釋放速度跟不上，最終導(dǎo)致井口壓力急劇下降而無法穩(wěn)定生產(chǎn)。另外，由于井口產(chǎn)氣量較低，功耗較大的常規(guī)增壓泵在井口運(yùn)行沒有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。同時(shí)，井口地理?xiàng)l件也限制占地面積較大的常規(guī)增壓裝置的安裝。因此，期望一種增壓輸氣系統(tǒng)能克服以上一個(gè)或多個(gè)缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上一個(gè)或多個(gè)問題，提出了一種增壓輸氣系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供了一種增壓輸氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置于來氣管線與外輸管線之間， 其特征在于，包括增壓管線，其輸入端連接于來氣管線；以及射流推進(jìn)管線，包括射流推進(jìn)器，射流推進(jìn)器的輸入端分別連接于來氣管線和增壓管線的輸出端，射流推進(jìn)器的輸出端連接于外輸管線。該系統(tǒng)還可包括連接于來氣管線與外輸管線之間的旁路管線，旁路管線包括閥門。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，射流推進(jìn)管線還可包括流量計(jì)，流量計(jì)位于射流推進(jìn)器的上游或下游。射流推進(jìn)管線還可包括連接于來氣管線與射流推進(jìn)器之間的進(jìn)口壓力計(jì)；以及連接于射流推進(jìn)器與外輸管線之間的出口壓力計(jì)。增壓管線可包括連接于來氣管線和射流推進(jìn)器之間壓縮機(jī)。增壓管線還可包括連接于來氣管線和壓縮機(jī)之間的分離器。增壓管線還可包括連接于分離器和壓縮機(jī)之間的調(diào)節(jié)閥。壓縮機(jī)可以是螺桿壓縮機(jī)或離心壓縮機(jī)。該系統(tǒng)還可包括控制器，該控制器與增壓管線和射流推進(jìn)管線中的至少之一連接，以控制射流推進(jìn)管線的壓力。該控制器可以是PLC控制器。射流推進(jìn)管線還可包括位于射流推進(jìn)器的上游或下游的閥門。根據(jù)本實(shí)用新型的系統(tǒng)通過對(duì)射流推進(jìn)器的控制，進(jìn)一步提高輸氣壓力，增加氣體輸送距離。如果運(yùn)用于煤層氣井口，可把井口壓力穩(wěn)定地控制在煤層氣最佳釋放壓力范圍，從而使煤層氣最大限度釋放。

圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的增壓輸氣系統(tǒng)的示意圖。圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的增壓輸氣系統(tǒng)的一個(gè)具體實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式進(jìn)行描述。參照?qǐng)D1，根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式的增壓輸氣系統(tǒng)10設(shè)置于來氣管線 20與外輸管線30之間。如圖所示，該系統(tǒng)10包括增壓管線110和射流推進(jìn)管線120。增壓管線110的輸入端連接于來氣管線20。在一個(gè)實(shí)施方式中，如圖2所示，射流推進(jìn)管線120包括射流推進(jìn)器121，射流推進(jìn)器121的輸入端分別連接于來氣管線20和所述增壓管線110的輸出端，射流推進(jìn)器121的輸出端連接于外輸管線30。在一個(gè)實(shí)施方式中，增壓管線110可包括分離器111和壓縮機(jī)112。分離器111連接于來氣管線20和壓縮機(jī)112之間，壓縮機(jī)112連接于分離器111和射流推進(jìn)器121之間。 分離器111可將來氣中的水和氣分離，以使僅有氣通過壓縮機(jī)112。被分離出的氣進(jìn)入壓縮機(jī)112增壓。被分離出的水則被排出至蓄水容器，例如，水池114。壓縮機(jī)112例如可以是螺桿壓縮機(jī)或離心壓縮機(jī)，并優(yōu)選地是離心壓縮機(jī)。在一個(gè)實(shí)施方式中，如果來氣比較干燥，可以無需使用分離器111，即，省略分離環(huán)節(jié)，直接進(jìn)入壓縮機(jī)112增壓。在一個(gè)實(shí)施方式中，增壓管線110還包括連接于分離器111和壓縮機(jī)112之間的調(diào)節(jié)閥113。在一個(gè)實(shí)施方式中，射流推進(jìn)管線120還包括流量計(jì)122。流量計(jì)122可以位于射流推進(jìn)器111的上游或下游。射流推進(jìn)管線120還可包括一個(gè)或多個(gè)閥門123。在一個(gè)實(shí)施方式中，射流推進(jìn)管線120還可以包括連接于所述來氣管線與所述射流推進(jìn)器之間的進(jìn)口壓力計(jì)；以及連接于所述射流推進(jìn)器與所述外輸管線之間的出口壓力計(jì)。在一個(gè)實(shí)施方式中，增壓輸氣系統(tǒng)10還包括連接于來氣管線20與外輸管線30之間的旁路管線130，以在例如系統(tǒng)維護(hù)時(shí)作為備用傳輸管線。旁路管線130可包括閥門131， 用于控制旁路管線130是否啟用。在一個(gè)實(shí)施方式中，增壓輸氣系統(tǒng)10可進(jìn)一步包括控制器140?？刂破?40與增壓管線110和所述射流推進(jìn)管線120中的至少之一連接，以控制射流推進(jìn)管線120的壓力。 控制器120例如可以是PLC控制器。增壓輸氣系統(tǒng)10還可變頻器150。控制器140可根據(jù)來自射流推進(jìn)器121兩側(cè)的壓力值對(duì)調(diào)節(jié)閥113進(jìn)行控制，并可通過對(duì)變頻器150進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)112的控制。具體地，控制器140根據(jù)壓力變送器提供的壓力值控制調(diào)節(jié)閥113來調(diào)節(jié)進(jìn)入壓縮機(jī)112的流量，并通過變頻器150控制壓縮機(jī)112的速度從而調(diào)節(jié)壓縮機(jī)出口壓力。由于控制器140根據(jù)需要分別調(diào)節(jié)壓縮機(jī)112的流量和出口壓力，因而可容易實(shí)現(xiàn)射流推進(jìn)器121的穩(wěn)定輸出壓力。在一個(gè)實(shí)施方式中，射流推進(jìn)管線120還包括位于射流推進(jìn)器121的上游或下游的閥門U3。下面對(duì)根據(jù)本實(shí)用新型的增壓輸氣系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行描述。首先，氣井產(chǎn)出的氣水混合物分為兩路，一路進(jìn)入射流推進(jìn)器的一個(gè)輸入端，另一路進(jìn)入分離器進(jìn)行氣、水分離，以使進(jìn)入壓縮機(jī)的氣基本不含水。同時(shí)，由于分離器內(nèi)部的離心力作用，使可能含有的大部分煤灰沉降。分離后的水分和煤灰沉淀例如可通過排污口排至污水沉降池。分離后的氣體例如可經(jīng)過氣體濾清器二次過濾，然后通過壓縮機(jī)(如撬裝式壓縮機(jī))增壓。增壓后的氣體輸出至射流推進(jìn)器的另一個(gè)輸出端。利用射流器具有的氣體單向推進(jìn)的特點(diǎn)，射流推進(jìn)系統(tǒng)將分別從其兩個(gè)輸入端輸入的氣體混合后向前推進(jìn)。經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后的較高壓力的氣體在射流推進(jìn)器形成穩(wěn)定的壓力場(chǎng)，從而降低來氣管線側(cè)壓力而提升外輸管線側(cè)壓力，最終實(shí)現(xiàn)增壓輸氣的目的。這樣，降低了氣井井口回壓，同時(shí)實(shí)現(xiàn)氣體增壓長(zhǎng)距離輸送。在上述方案中，主要是利用了航天技術(shù)中的射流技術(shù)和氣體推進(jìn)技術(shù)，克服了常規(guī)技術(shù)存在的不足之處。射流推進(jìn)器的外壁開有進(jìn)氣孔，內(nèi)部分布?xì)馇弧．?dāng)壓縮機(jī)將高壓氣體注入射流器后，經(jīng)氣腔后向射流器前端(壓氣站方向)推進(jìn)，同時(shí)在射流器末端(井口方向)形成負(fù)壓。井口氣體在射流的作用下，向射流器方向流動(dòng)，與經(jīng)壓縮機(jī)壓進(jìn)射流器的高壓氣體一起，向壓氣站方向推進(jìn)，管線輸氣壓力由射流裝置提供，從而有效地降低了井口的回壓，井口回壓的降低對(duì)被壓在井底的煤層氣打開了暢通出氣通道，(出氣量有可能得到更大的釋放)氣體在通過射流器時(shí)，并不產(chǎn)生節(jié)流，也就不會(huì)增加氣體輸送的阻力。推進(jìn)器主要是讓經(jīng)射流器增壓后的氣體形成渦流狀態(tài)，避免出現(xiàn)層流狀態(tài)，確保氣體整體向前推進(jìn)而不形成反向阻力。在上述實(shí)施方式中，可采用各種類型的壓縮機(jī)，例如，螺桿壓縮機(jī)、離心壓縮機(jī)等。 優(yōu)選地，該壓縮機(jī)為離心壓縮機(jī)。本實(shí)用新型的各實(shí)施方式中，流量計(jì)可位于射流推進(jìn)器的上游或下游。優(yōu)選地，流量計(jì)位于射流推進(jìn)器的下游，以在穩(wěn)定的壓力環(huán)境下工作。旁路管線在射流推進(jìn)器故障時(shí)提供氣體輸送的臨時(shí)通道。以上僅對(duì)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式進(jìn)行了描述，其并不作為對(duì)本申請(qǐng)的限制。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，上述實(shí)施方式可具有各種變體和修改，而并不偏離本申請(qǐng)的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種增壓輸氣系統(tǒng)，設(shè)置于來氣管線與外輸管線之間，其特征在于，包括增壓管線，其輸入端連接于所述來氣管線；以及射流推進(jìn)管線，包括射流推進(jìn)器，所述射流推進(jìn)器的輸入端分別連接于所述來氣管線和所述增壓管線的輸出端，所述射流推進(jìn)器的輸出端連接于所述外輸管線。
2.如權(quán)利要求1所述的增壓輸氣系統(tǒng)，其特征在于，還包括連接于所述來氣管線與所述外輸管線之間的旁路管線，所述旁路管線包括閥門。
3.如權(quán)利要求1所述的增壓輸氣系統(tǒng)，其特征在于，所述射流推進(jìn)管線還包括流量計(jì)， 所述流量計(jì)位于所述射流推進(jìn)器的上游或下游。
4.如權(quán)利要求1所述的增壓輸氣系統(tǒng)，其特征在于，所述射流推進(jìn)管線還包括連接于所述來氣管線與所述射流推進(jìn)器之間的進(jìn)口壓力計(jì)；以及連接于所述射流推進(jìn)器與所述外輸管線之間的出口壓力計(jì)。
5.如權(quán)利要求1所述的增壓輸氣系統(tǒng)，其特征在于，所述增壓管線包括連接于所述來氣管線和所述射流推進(jìn)器之間壓縮機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的增壓輸氣系統(tǒng)，其特征在于，所述增壓管線還包括連接于所述來氣管線和所述壓縮機(jī)之間的分離器。
7.如權(quán)利要求5所述的增壓輸氣系統(tǒng)，其特征在于，所述增壓管線還包括連接于所述來氣管線和所述壓縮機(jī)之間的調(diào)節(jié)閥。
8.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(jī)是螺桿壓縮機(jī)或離心壓縮機(jī)。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括控制器，所述控制器與所述增壓管線和所述射流推進(jìn)管線中的至少之一連接，以控制所述射流推進(jìn)管線的壓力。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器是PLC控制器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種設(shè)置于來氣管線與外輸管線之間的增壓輸氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括增壓管線，其輸入端連接于所述來氣管線；以及射流推進(jìn)管線，包括射流推進(jìn)器，所述射流推進(jìn)器的輸入端分別連接于所述來氣管線和所述增壓管線的輸出端，所述射流推進(jìn)器的輸出端連接于所述外輸管線。通過本實(shí)用新型的增壓輸氣系統(tǒng)，可提高氣體的輸送距離。如果運(yùn)用于煤層氣井口，可把井口壓力穩(wěn)定地控制在煤層氣最佳釋放壓力范圍，從而使煤層氣最大限度釋放。
文檔編號(hào)F17D1/04GK201982968SQ20102069984
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者何新懷, 杜德榮, 王宇紅, 王峰明, 翟國(guó)偉, 陳斌 申請(qǐng)人:何新懷