一种双介质压缩机组的制作方法
【专利摘要】一种双介质压缩机组，包括通过管线依次连接的空压撬、膜分离制氮撬和增压撬，所述增压撬的进气管线上设有氮气和天然气转换工装并分别与膜分离制氮撬、天然气管线连接；所述增压撬包括增压机组，所述增压机组包括通过管线依次串联的多个增压单元，每个增压单元包括依次连接的气液分离器、进气缓冲罐、压缩气缸、排气缓冲罐以及冷却器；所述增压机组首端的增压单元连接进气管线、末端的增压单元连接排气管线。本实用新型设计的双介质压缩机组，可以实现对氮气/天然气的压缩，用户可以根据不同的工艺条件选择不同的操作界面，通过阀门转换实现对氮气/天然气的升压工作，操作简单。
【专利说明】
一种双介质压缩机组
技术领域
[0001]本实用新型涉及油气开发设备领域，具体是一种应用于可压缩氮气/天然气的双介质压缩机组。
【背景技术】
[0002]随着油气田的不断开发，地层能量不断降低已不能使油井自喷，需采用气举(天然气和氮气)采油的方法把高压气体注入井底，延长油井自喷时间，提高油气井整体采收率。目前获得高压气体的方法均是通过压缩机(容积式压缩机或速度式压缩机)实现对气体的升压工作。天然气驱油和氮气驱油是目前各大产油区三采增产的最有效方式之一，在某些天然气资源较为丰富的地区，天然气比较廉价，可以用于油田增产，但是对于一些天然气资源比较匮乏的油田，利用天然气进行驱油成本太高。如果想节约运行成本，必须根据不同油气井的特殊情况，配备两套单独的压缩机组，设备投入太高。另外，两套不同介质的压缩机组由于压缩流程不一样，对操作人员的要求较高。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种双介质压缩机组，通过新的压缩工艺流程，使其同时满足压缩氮气和天然气双介质的需求。
[0004]本实用新型技术方案是:包括通过管线依次连接的空压撬、膜分离制氮撬和增压撬，所述增压撬的进气管线上设有氮气和天然气转换工装并分别与膜分离制氮撬、天然气管线连接;所述增压撬包括增压机组，所述增压机组包括通过管线依次串联的多个增压单元，每个增压单元包括依次连接的气液分离器、进气缓冲罐、压缩气缸、排气缓冲罐以及冷却器;所述增压机组首端的增压单元连接进气管线、末端的增压单元连接排气管线。
[0005]上述方案进一步改进为:
[0006]优选的，每个增压单元中气液分离器的底部设有排污系统，所述排污系统包括分排污管线以及其上依次连接的排污阀和止回阀，各条分排污管线均与总排污管线连接;所述总排污管线引至撬边底部。
[0007]优选的，所述排污阀包括并联的自动排污阀和手动排污阀。
[0008]优选的，所述进气管线设有两分支分别连接氮气进气管线和天然气进气管线，所述氮气进气管线上依次连接单向阀和手动球阀，所述天然气进气管线上连接有气动球阀且管线进口上连接有由壬接头。
[0009]优选的，每个增压单元的进气管线上均设有分支连接进气安全阀；所述排气管线上设有分支连接排气安全阀;所述进气安全阀和排气安全阀的出口均通过管线引至撬顶。
[0010]优选的，所述排气管线上设有分支分别连接氮气排空管线和天然气排空管线，氮气排空管线和天然气排空管线上分别设有排空阀;所述排空管线均引至撬顶。
[0011]优选的，所述气液分离器上设有压力表、液位计以及高液位报警器。
[0012]优选的，每个增压单元的进气管线上均设有压力变送器;所述排气管线上设有压力变送器、温度变送器。
[0013]本发明的双介质压缩机组，可以实现对氮气/天然气的压缩，用户可以根据不同的工艺条件选择不同的操作界面，通过阀门转换实现对氮气/天然气的升压工作，操作简单。与现有技术相比，主要有以下优势:
[0014](I)双介质压缩机组仅需一套设备便可完成两种介质的压缩过程，为客户节约一套设备成本；
[0015](2)设备所有部件满足油田防爆安全要求，可靠性高；
[0016](3)设备自动化程度高，整个装置配有多级压力及温度检测系统，最大限度保证设备使用寿命及操作人员的人身安全；
[0017](4)设备配有双界面控制系统，仅需根据实际工况选择合适的界面就可实现整套系统的控制。
[0018](5)整体结构通过有限元分析，结构合理，刚度强，不易变形；
[0019](6)压力调节范围广，输出压力可以从0_50MPa任意调节；
[0020](7)整个管系均经过脉动和振动分析，布局合理，设备运行平稳。
【附图说明】
[0021]图1-图2是本实用新型中增压撬的的工艺流程示意图(图1为前半部分，图2为后半部分)；
[0022]图3是本实用新型的原理框图；
[0023]图中:1.单向阀，2.氮气进气管线，3.手动球阀，4.天然气进气管线，5.进气管线，
6.进气安全阀，7.气液分离器，8.进气缓冲罐，9.压缩气缸，10.排气缓冲罐，11.冷却器，
12.自动排污阀，13.手动排污阀，14.分排污管线，15.排污止回阀，16.总排污管线，17.排气安全阀，18.高压止回阀，19.排气管线，20.氮气排空管线，21.天然气排空管线，22.排空阀，23.自动球阀。图中仪表符号:LG液位计，PT压力变送器，LC液位控制器，LAHH高液位报警器，TT温度变送器，PG压力表。
【具体实施方式】
[0024]下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0025]参照图1-2，一种双介质压缩机组，包括通过管线依次连接的空压撬、膜分离制氮撬和增压撬，增压撬的进气管线5上设有氮气和天然气转换工装(即阀门组)并分别通过氮气进气管线2、天然气进气管线4与膜分离制氮撬、天然气管线连接;增压撬包括增压机组，增压机组包括通过管线依次串联的五个增压单元，每个增压单元包括依次连接的气液分离器7、进气缓冲罐8、压缩气缸9、排气缓冲罐10以及冷却器11;增压机组首端的增压单元连接进气管线5、末端的增压单元连接排气管线19。
[0026]进气管线5设有两分支分别连接氮气进气管线2和天然气进气管线4，氮气进气管线2上依次连接单向阀I和手动球阀3，天然气进气管线4上连接有气动球阀23且管线进口上连接有由壬接头(便于与天然气外部气源及管线快速连接)。排气管线19上设有分支分别连接氮气排空管线20和天然气排空管线21，氮气排空管线20和天然气排空管线21上分别设有排空阀22;各排空管线均引至撬顶。
[0027]每个增压单元中气液分离器7的底部设有排污系统，排污系统包括分排污管线14以及其上依次连接的排污阀和排污止回阀15，排污阀包括并联的自动排污12和手动排污阀13，分排污管线14均与总排污管线16连接。气液分离器7上还设有压力表PG、液位计LG以及高液位报警器LAHH。每个增压单元的进气管线上均设有分支连接进气安全阀6;排气管线19上设有分支连接排气安全阀17;进气安全阀6和排气安全阀17的出口均通过管线引至撬顶。每个增压单元的进气管线上均设有压力变送器PT;排气管线19上设有压力变送器PT、温度变送器TT。
[0028]双介质压缩机组能完成对两种物理性能截然不同的介质的升压工作。当压缩介质为氮气时，此增压设备由空压撬、膜组撬和增压撬三部分组成。空压撬包括空压机及其控制系统，它的主要作用对空气进行压缩，为膜组撬提供高压空气；膜组撬包括空气处理系统、膜分离器系统、排污系统以及控制系统，它的主要作用从空压撬输入的高压空气中分离出氧气，获得纯度超过95%的氮气;增压撬包括增压机及附件系统、分离器及附件系统、冷却系统、润滑系统、排污系统和控制系统，它的作用是将高纯氮气由1.6MPa压缩至50MPa。
[0029]当压缩介质为天然气时，此增压设备只需要一个增压撬便可完成对天然气的压缩。在增压撬一级进气管线设计有氮气和天然气转换工装，仅需通过阀门切换便可满足氮气和天然气两种工况的需求，另外，一级进气管线安装有自动切断阀，当检测到天然气进气或压缩机工作异常时此阀门自动切断，保障整个设备运行安全。天然气压缩时容易析出较多水分，在每级气路上均安装有分离器，通过气动控制阀门实现对分离器内部液位的控制，保证设备连续运行。
[0030]双介质压缩机组分别设计了氮气/天然气两种工况控制系统，在启机之前只需要选择控制界面上的工况类型便可实现氮气工况和天然气工况的单独控制功能。设备内安装天然气泄露检测报警系统，确保设备使用安全。所有的天然气排污及放空系统均汇集至撬边，通过高压硬管线输送至火炬进行燃烧，整体满足燃气区域防爆防护要求。
[0031]本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种双介质压缩机组，包括通过管线依次连接的空压撬、膜分离制氮撬和增压撬，其特征在于，所述增压撬的进气管线上设有氮气和天然气转换工装并分别与膜分离制氮撬、天然气管线连接;所述增压撬包括增压机组，所述增压机组包括通过管线依次串联的多个增压单元，每个增压单元包括依次连接的气液分离器、进气缓冲罐、压缩气缸、排气缓冲罐以及冷却器;所述增压机组首端的增压单元连接进气管线、末端的增压单元连接排气管线。2.根据权利要求1所述的双介质压缩机组，其特征在于:每个增压单元中气液分离器的底部设有排污系统，所述排污系统包括分排污管线以及其上依次连接的排污阀和止回阀，各条分排污管线均与总排污管线连接;所述总排污管线引至撬边底部。3.根据权利要求2所述的双介质压缩机组，其特征在于:所述排污阀包括并联的自动排污阀和手动排污阀。4.根据权利要求1所述的双介质压缩机组，其特征在于:所述进气管线设有两分支分别连接氮气进气管线和天然气进气管线，所述氮气进气管线上依次连接单向阀和手动球阀，所述天然气进气管线上连接有气动球阀且管线进口上连接有接头。5.根据权利要求1所述的双介质压缩机组，其特征在于:每个增压单元的进气管线上均设有分支连接进气安全阀；所述排气管线上设有分支连接排气安全阀，所述进气安全阀和排气安全阀的出口均通过管线引至撬顶。6.根据权利要求1所述的双介质压缩机组，其特征在于:所述排气管线上设有分支分别连接氮气排空管线和天然气排空管线，氮气排空管线和天然气排空管线上分别设有排空阀;所述排空管线均引至撬顶。7.根据权利要求1-6任一所述的双介质压缩机组，其特征在于:所述气液分离器上设有压力表、液位计以及高液位报警器。8.根据权利要求1-6任一所述的双介质压缩机组，其特征在于:每个增压单元的进气管线上均设有压力变送器;所述排气管线上设有压力变送器、温度变送器。
【文档编号】F04B49/22GK205503410SQ201521124975
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】王玉军, 钟敏, 董玉欣, 孟巧玲, 孔令猛, 赵太卫, 王如德, 王培增, 黄涛, 韩运民, 田贺新, 田蒙
【申请人】山东恒业石油新技术应用有限公司