页岩气、煤层气、低压天然气v型引擎压缩采输机的制作方法_3

文档序号:8357235阅读:来源:国知局
和排气口法兰垫211,也采用螺栓27和平垫圈29将所述排气口法兰210和排气口法兰垫211固定到排气口上。这样就形成机组一进一出的整体式压缩缸头组件。
[0076]参照图5,所述进排一体板式同心阀23包括内环进气口和外环排气口,其中内环进气口位于气阀罩25的内部,用于压缩气体的进入。外环排气口位于气阀罩25的外部,用于压缩气体的排出。所述各个阀孔之间通过高压通道相互连通的,且高压通道与所述排气口相连通。
[0077]整体式压缩缸头组件的工作过程和原理是:气体从上缸盖中部的开口处同时进入多个气阀的上端,当哪个压缩缸的压缩活塞下行时,该缸的内环进气阀片在差压的作用下下行打开,气体就进入哪个压缩气缸;当压缩活塞上行时,该气缸的内环进气阀片在缸内气压作用下关闭,当缸内气压上升到一定压力时,外环排气阀片被顶开后气体汇入缸头高压通道内,再由排气口统一排出进入外输管网。
[0078](3)分体式压缩缸头组件(III)
[0079]参考图6,其详细示出了本发明的分体式压缩缸头组件的单体结构示意图和安装图,机组分体式压缩缸头组件由4只独立的单体缸头21组件并联构成。所示单体缸头组件由压缩缸头21、进排一体板式同心阀23、气阀罩25和气阀盖28等部件构成;气阀盖28上设置有气阀进气口。将每套气阀组件,包括气阀垫24,进排一体板式同心阀23,以及气阀上垫26依次装入每个缸头阀孔中,并分别用螺栓27将上述每套气阀组件、阀罩25和阀盖28、阀盖垫圈212紧固在单体缸头上;同时在压缩缸头21的侧面开有排气口,每个进排一体板式同心阀23对应一个排气口,这样机组的每只单体缸头组件并联使用,最后形成机组四进四出的分体式压缩缸头组件。
[0080]参照图6,所述进排一体板式同心阀23包括内环进气口和外环排气口,其中内环进气口位于气阀罩25的内部,用于压缩气体的进入。外环排气口位于气阀罩25的外部,用于压缩气体的排出。所述气阀罩25的外部连接有排气管通道,用于高压气体的排出。
[0081]分体式压缩缸头组件的工作过程和原理是:气体从每个独立缸头组件的阀盖入口处进入气阀的上端,当该缸的压缩活塞下行时,其内环进气阀片在差压的作用下下行打开,气体进入压缩缸;当压缩活塞上行时,内环进气阀片在缸内气压作用下关闭,当缸内气压上升到一定压力时,外环排气阀片被顶开后气体直接单独排出汇入外输管网。
[0082]独立的进排气口可以使得制造更为简单,快速。
[0083]下面将详细描述本发明机组的进排一体同心气阀的结构原理
[0084]参考图7,其详细示出了本发明机组的进排一体同心气阀的结构示意图和安装图。所示进排一体同心气阀由气阀阀座236、内环进气阀片238、外环排气阀片237、气阀限制器231和气阀螺柱235,以及气阀弹簧239和弹簧定位套232所构成;内环进气阀片238、外环排气阀片237通过阀片定位销233配置在阀座236上,外环排气阀片237与气阀限制器231之间配置有气阀弹簧和弹簧定位套。气阀螺柱235的一端固定到气阀阀座236上,另一端通过螺母234将气阀限制器231固定在内环进气阀片238、外环排气阀片237的上部。
[0085]其工作过程和原理是:当机组的压缩活塞下行时,压缩缸内形成负压,这时气阀的内环进气阀片在差压的作用下下行打开,气体进入压缩缸,而此时的外环排气阀片则在差压的作用下闭合;当压缩活塞上行时,压缩缸内的气体被压缩导致压力增高,内环进气阀片在缸内气压作用下关闭,当缸内气压上升到一定压力时,外环排气阀片237克服气阀弹簧239的压力被顶开后,气体被排出压缩缸。
[0086]本发明是用于天然气的压缩采输,因此针对天然气易燃易爆的特点,适应天然气采输场站I级D组II区的防爆要求,本发明在目前暂无防爆发动机制造和验收标准可参考和执行的前提下,对机组动力端的直列4缸燃气发动机做如下技术革新和功能完善:
[0087](I)本发明鉴于目前工业发动机不具备防爆功能的现状,对机组动力端的直列4缸燃气发动机做防爆技术改进,使之达到气井场站I级D组II区的防爆技术要求。首先,对机组动力引擎相关的电器件全部采用具有I级D组II区级别的防爆器材,如启动马达、充电机、点火电缆、火花塞、高压包和燃气电控部件;其次,对机组的动力引擎排气管进行湿法降温处理(参照相关标准机体表面温度< 150°C ),以及对动力引擎的尾气排放进行消音灭火处理(确保熄灭残留的火星)。
[0088](2)本发明为适应气田井站环境和降低运行成本,优选天然气做为动力燃料,针对天然气发动机排温较高和高速运转的基本特征,对V型引擎压缩机的飞轮运行惯量进行计算或验证,并将高速运转的发动机降为中速运转,以及台架测试800RPM怠速下的空载平稳实验和1500RPM满载下的运行平稳实验,其各项运行参数应符合工业发动机引擎的相关技术规范的要求。
[0089](3)本发明的制造验收标准为美国石油协会AP1-618(石油、化工和天然气工业用往复式压缩机),AP1-1IP (油气生产用配套往复式压缩机规范),GB/T25359-2010(石油及天然气工业用集成撬装往复式压缩机),GB/T20322-20006 (石油及天然气工业用往复式压缩机),SY/T5641-2009 (石油天然气工业天然气发动机)。
[0090](4)本发明的机组集装箱内设置有可燃气体报警仪,使其具有安全联锁保护功能;如天然气一旦发生泄露和达到爆炸极限时,可燃气体报警仪即刻信号通知PLC控制器进行联锁停机保护,同时发出声光报警信号。通过防爆技术革新的处理和联锁保护功能的完善,本发明具有可靠的安全性能,能充分满足页岩气,煤层气,低压天然气(油气井场)安全开采的防爆标准和技术要求。
[0091]下面将详细描述本发明机组的工艺设备流程
[0092]如图9所示,本发明机组的工艺设备流程为:(I)井口 0.5-0.SMpa的低压页岩气首先通过阀管道进入重力式进气分离器31,在分离器31内的气液分离是靠气体上升和固液下降来达到分离;(2)分离净化后的页岩气直接进入V型引擎采输机的压缩端,进入压缩缸内的低压页岩气被活塞压缩,其压力升高至2.5-3.0Mpa后被排出;(3)被排出后的高压页岩气(P = 2.5-3.0Mpa, T = 110-120°C )需进入空冷器管束34进行冷却后外输(T< 500C ),为防止管道积液,必要时还需加装一台出口气液分离器;(4) V型引擎采输机32的天然气动力燃料主要来至于高压外输页岩气,只有在初次投运时才使用经进气分离器分离后的低压天然气,动力燃气需进入燃气除液稳压罐37进行除液和稳压,以确保动力引擎的运行平稳;(5)燃气工艺参数:2.5-3.0Mpa的高压天然气经第一次调压为0.SMpa后进入燃气除液稳压罐37,除液稳压后的燃气(0.SMpa)经第二次调压为lOKpa,再次稳压后平稳进入动力引擎的混合器(无涡轮增压)与新鲜空气混合进缸燃烧做功;(6)燃烧做功后的尾气经夹套冷却,在进入尾气消音阻火器消音36阻火后排出;(7)机组配备的机油储罐自动补给机油,以确保机组不停机地长周期生产运行;(8)机组配备有膨胀水箱35,以确保机组动力和压缩的冷却循环。
[0093]本发明机组的成撬集成
[0094]如图8和图10所示,其详细示出了本发明的V型引擎压缩采输机整体结构图。本发明主要由进气分离器31、燃气除液稳压罐37、V型引擎压缩采输机32、空冷器34、膨胀水箱35、消音器36和集装箱体37,压缩机底座38,以及阀门、管线39和仪控等设施组成;其中,进气分离器31对所进气体进行重力分离,燃气除液稳压罐37对动力燃料进行除液稳压,V型引擎压缩采输机32对气体进行降压吸入和增压排出,空冷器34对压缩气体和循环冷却水进行空冷,集装箱体降噪隔音和成撬集成。
[0095]再次参考图10,其示出了所述压缩机集装箱的外观示意图,可以看到,所述箱体的压缩机底座38上开设有巡检门51,机组检修门52,还设置有仪表观察窗53。在箱体的一端还设置有防撞网54,另一端配置有百叶门。
[0096]鉴于页岩气、煤气层、低压天然气开采的共有属性和存在的问题,本发明特别针对现有增压开采设备难以适用的现状,在工业V型发动机引擎的基础上,将其改造成为自带燃气动力的气体压缩采输机械设备,并辅以其它相关的附属设施,使之成为具有标准化、模块化、自动化和集装化功能的成套机组,以解决和满足页岩气、煤层气、低压天然气的低压小气量和移动小功率的采输要求;其功能和用途如下:
[0097]1、本发明的V型八缸引擎压缩采输机组具有以下功能
[0098](I)具有采输动力自带功能:本发明不受工业电源的限制,优选天然气为动力燃料,由动力端的直列四缸发动机提供压缩驱动动力,从而解决了气体压缩采输的动力问题;
[0099](2)具有工况变化适应功能:本发明不受气井工况变化的限制,其单台机组为标准模块集装化的设备,可根据气井能量衰减的工况变化情况,以增减并联机组的数量来适应工况变化;
[0100](3)具有能效动力环保功能:本发明不受动力排放和能效的限制,机组动力是电控精准燃烧做功的四冲程发动机,其动力能效和排放均符合当今的国家环保政策和要求;
[0101](4)具有可靠安全防爆功能:本发明不受气井场站防爆标准的限制,机组动力端的直列4缸燃气发动机已做相应的防爆技术处理,其防爆技术指标已达到I级D组II区的防爆要求;
[0102](5
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1