本发明涉及石油天然气技术领域，具体是一种单螺杆泵低压天然气或煤层气增压系统及方法。
背景技术：
天然气或煤层气从地下被采出，随着不断地被采出，天然气或煤层气的压力会降低。当压力低到0.3mpa以下时，就需要在井口对天然气或煤层气进行增压，使采出的天然气或煤层气具有足够被输运到集输站的动力。目前，通常使用天然气压缩机组来对天然气进行增压，然而由于采出的天然气里含有水和凝析油，还需要配套分离处理水和凝析油的装置与天然气压缩机配套，这样就使得该天然气增压设备体积大、增压运行费用成本高。因此，需要研究新的方法对低压天然气或煤层气进行增压。
技术实现要素：
本发明首先要解决的技术问题是提供一种不需要对于含水和凝析油的天然气或煤层气进行前期分离处理的单螺杆泵低压天然气增压系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：单螺杆泵低压天然气或煤层气增压系统，包括低压气源进气管和高压气体排出管，以及单螺杆泵、润滑泵、1#分离储备罐和2#分离储备罐，低压气源进气管连接三通，三通的一个支管上设置2#截止阀，2#截止阀的出口连接至喷吸混合器的入口，喷吸混合器的出口连接至单螺杆泵的入口，单螺杆泵的出口连接三通，三通的两个支管分别设置阀门并连接至1#分离储备罐和2#分离储备罐，1#分离储备罐内设置1#液位计，1#分离储备罐的底部设置出口以及6#截止阀，1#分离储备罐的上段气体出口设置阀门并连接至高压气体排出管，1#分离储备罐下段的液体出口设置阀门并连接于润滑泵的入口，润滑泵的出口连接至喷吸混合器的入口；
2#分离储备罐内设置2#液位计，2#分离储备罐的底部设置出口以及5#截止阀，2#分离储备罐的上段气体出口设置阀门并连接至高压气体排出管，2#分离储备罐的下段液体出口设置阀门并连接于润滑泵的入口，1#分离储备罐或2#分离储备罐还设置混输润滑增压液加注口，1#分离储备罐或2#分离储备罐上还排空管，排空管上设置阀门；
低压气源进气管连接的三通的另一个支管上连接2#三通，2#三通的两个支管分别设置阀门并分别连接至1#分离储备罐和2#分离储备罐。
进一步的是：所述低压气源进气管连接的三通的另一个支管上设置1#截止阀，1#截止阀的出口连接2#三通。
进一步的是：所述2#分离储备罐下段的液体出口设置1#电磁阀，再串联3#截止阀，再连接至润滑泵的入口，3#截止阀的出口还连接4#截止阀并作为混输润滑增压液加注口。
进一步的是：所述2#分离储备罐上段气体出口处设置排空管，排空管上设置7#截止阀。
进一步的是：所述单螺杆泵出口的三通与1#分离储备罐之间的阀门为2#电磁阀，1#分离储备罐上段气体出口和高压气体排出管之间设置的阀门为3#电磁阀，1#分离储备罐下部的液体出口设置阀门为4#电磁阀，单螺杆泵出口的三通与2#分离储备罐之间的阀门为5#电磁阀，2#分离储备罐的上段气体出口和高压气体排出管之间设置的阀门为6#电磁阀。
进一步的是：所述1#液位计和2#液位计均为磁性液位计，并且1#电磁阀～6#电磁阀均与磁性液位计联接。
进一步的是：所述1#截止阀出口的2#三通的两个支管上的阀门分别为单向阀，其中2#三通与1#分离储备罐相连的为1#单向阀，2#三通与2#分离储备罐相连的为2#单向阀。
本发明还提供一种单螺杆泵低压天然气或煤层气增压方法，低压的且含有含水和凝析油的天然气或煤层气与混输润滑增压液喷吸混合，然后经单螺杆泵增压至至少3mpa，再切向进入分离储备罐进行旋风分离，分离得到的气体输入气网，分离得到的含有混输润滑增压液的混合液或者新补充的混输润滑增压液通过润滑泵用于与前述低压且含水和凝析油的天然气或煤层气喷吸混合。
单螺杆泵低压天然气或煤层气增压方法，通过上述任意一种单螺杆泵低压天然气或煤层气增压系统实施，1#分离储备罐内部存储有混输润滑增压液，润滑泵从1#分离储备罐抽吸混输润滑增压液至喷吸混合器，并与天然气或煤层气喷吸混合；气液混合物经单螺杆泵增压至至少3mpa后切向进入2#分离储备罐进行旋风分离，分离得到的气体输入气网，分离得到的混合液存于2#分离储备罐内；
当2#分离储备罐内液位升高到界值，调整1#分离储备罐和2#分离储备罐之间管路上的阀门，使润滑泵从2#分离储备罐内抽吸含混输润滑增压液的混合液与天然气或煤层气喷吸混合，低压气源进气管连接2#三通的一个支管向2#分离储备罐内补充气体，平衡2#分离储备罐内气压，同时气液混合物经单螺杆泵增压后切向进入1#分离储备罐进行旋风分离，分离得到的气体输入气网，分离得到的混合液存于1#分离储备罐内；
当1#分离储备罐内液位升高到界值，根据上段的过程重新调换1#分离储备罐和2#分离储备罐的功能，并如此往复。
本发明的有益效果是：单螺杆泵低压天然气或煤层气增压系统及方法利用单螺杆泵的混输增压特点，对低压天然气或煤层气进行增压，最终压天然气或煤层气通过高压气体排出管排出。低压天然气或煤层气通过喷吸混合器与输润滑增压液混合后再经单螺杆泵增压，能将低压天然气或煤层气增压至3mpa或以上，达到增压的目的；混合后再切向进入1#分离储备罐5或者2#分离储备罐6进行旋风分离，气体从1#分离储备罐5或者2#分离储备罐6上段的出口输入高压气体排出管，最后输入气网；旋风分离的混合液存储于1#分离储备罐5或2#分离储备罐6底部，排出或将分离得到的混输润滑增压液循环使用。通过各个阀门的联合调整，1#分离储备罐5和2#分离储备罐6的功能可以调换，低压气源进气管连接的2#三通可向1#分离储备罐或者2#分离储备罐补充气体，平衡压力，实现连续生产。
单螺杆泵低压天然气或煤层气增压系统具有结构紧凑，运行可靠、使用寿命长、运行成本低；单螺杆泵低压天然气或煤层气增压方法不需要对于含水和凝析油的天然气或煤层气进行前期分离处理，实现混合增压。
附图说明
图1是本发明单螺杆泵低压天然气或煤层气增压系统及方法的示意图。
图中零部件、部位及编号：低压气源进气管1、高压气体排出管2、单螺杆泵3、润滑泵4、1#分离储备罐5、2#分离储备罐6、喷吸混合器7、1#液位计8、2#液位计9；1#电磁阀y-1、2#电磁阀y-2、3#电磁阀y-3、4#电磁阀y-4、5#电磁阀y-5、6#电磁阀y-6；1#截止阀v-1、2#截止阀v-2、3#截止阀v-3、4#截止阀v-4、5#截止阀v-5、6#截止阀v-6、7#截止阀v-7；1#单向阀d-1、2#单向阀d-2。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明单螺杆泵低压天然气或煤层气增压系统，包括低压气源进气管1和高压气体排出管2，以及单螺杆泵3、润滑泵4、1#分离储备罐5和2#分离储备罐6，低压气源进气管1连接三通，三通的一个支管上设置2#截止阀v-2，2#截止阀v-2的出口连接至喷吸混合器7的入口，喷吸混合器7的出口连接至单螺杆泵3的入口。
单螺杆泵3的出口连接三通，三通的两个支管分别设置阀门并连接至1#分离储备罐5和2#分离储备罐6，其中单螺杆泵3出口的三通与1#分离储备罐5之间的阀门为2#电磁阀y-2，单螺杆泵3出口的三通与2#分离储备罐6之间的阀门为5#电磁阀y-5。
1#分离储备罐5内设置1#液位计8，1#分离储备罐5的底部设置出口以及6#截止阀v-6，1#分离储备罐5的上段气体出口设置3#电磁阀y-3并连接至高压气体排出管2，1#分离储备罐5的气体出口设置于1#分离储备罐5的顶部，1#分离储备罐5下段的液体出口设置4#电磁阀y-4并连接于润滑泵4的入口，润滑泵4的出口连接至喷吸混合器7的入口。
2#分离储备罐6内设置2#液位计9，2#分离储备罐6的底部设置出口以及5#截止阀v-5，2#分离储备罐6的上段气体出口设置6#电磁阀y-6并连接至高压气体排出管2，2#分离储备罐6的气体出口设置于2#分离储备罐6的顶部，2#分离储备罐6的下段液体出口设置1#电磁阀y-1，再串联3#截止阀v-3，再连接至润滑泵4的入口。3#截止阀v-3的出口还连接4#截止阀v-4并作为混输润滑增压液加注口。通过混输润滑增压液加注口，可向1#分离储备罐5或2#分离储备罐6加注混输润滑增压液。
1#分离储备罐5或2#分离储备罐6上还排空管，排空管上设置阀门。具体是，2#分离储备罐6顶部的气体出口和3#电磁阀y-3之间设置排空管，排空管上设置7#截止阀v-7。当向2#分离储备罐6内注入混输润滑增压液时，打开7#截止阀v-7，排空管平衡2#分离储备罐6内的压力。为了便于自动化控制，1#液位计8和2#液位计9均为磁性液位计，并且与1#电磁阀y-1～6#电磁阀y-6均与磁性液位计联接，即磁性液位计感应1#分离储备罐5和2#分离储备罐6内的液位变化，通过控制器对1#电磁阀y-1～6#电磁阀y-6相应调整，实现1#分离储备罐5和2#分离储备罐6的功能调换。
低压气源进气管1连接的三通的另一个支管上设置1#截止阀v-1，1#截止阀v-1的出口连接2#三通，2#三通的两个支管分别设置阀门并分别连接至1#分离储备罐5和2#分离储备罐6。设置1#截止阀v-1的支管用于向1#分离储备罐5或2#分离储备罐6内补充气体，平衡压力，避免产生真空。具体地，1#截止阀v-1出口的2#三通的两个支管上的阀门分别为单向阀，其中2#三通与1#分离储备罐5相连的为1#单向阀d-1，2#三通与2#分离储备罐6相连的为2#单向阀d-2。
本发明单螺杆泵低压天然气或煤层气增压方法，通过上述单螺杆泵低压天然气或煤层气增压系统实施，对低压的并且含水和凝析油的天然气或煤层气(以下简称低压气)进行增压，即对低压气进行增压时，来自2#截止阀v-2的低压气和来自润滑泵4的混输润滑增压液在喷吸混合器7内喷吸混合得到气液混合物，气液混合物经单螺杆泵3增压至至少3mpa后，沿切向方向进入1#分离储备罐5，此时5#电磁阀y-5关闭，气液混合物在1#分离储备罐5内旋风分离后，气体通过3#电磁阀y-3进入高压气体排出管2，即输入气网，此时7#截止阀v-7为关闭状态。1#分离储备罐5内分离得到的混合液存于1#分离储备罐5内，此时4#电磁阀y-4和6#截止阀v-6为关闭状态。
2#分离储备罐6内存储有新补充的混输润滑增压液，或者存储有调换1#分离储备罐5和2#分离储备罐6的功能之前旋风分离得到的混合液，该混合液中含有混输润滑增压液。混输润滑增压液用于单螺杆泵3的润滑和携带气体混输增压，混输润滑增压液能反复回收使用，且不易挥发、物理化学性能稳定。4#截止阀v-4和5#截止阀v-5保持关闭，1#电磁阀y-1和3#截止阀v-3打开，单螺杆泵3将分离得到的混合液或者(以及)新补充的混输润滑增压液泵入喷吸混合器7。此时，1#截止阀v-1和2#截止阀v-2均打开，当2#分离储备罐液位下降，气压降低至低压气的气压时，低压气通过2#单向阀d-2向2#分离储备罐6内补充气体，平衡气压，避免单螺杆泵3不能抽吸的问题。所以，1#分离储备罐5的作用此时在于旋风分离，而2#分离储备罐6的作用此时在于存储并提供含混输润滑增压液的混合液。
当1#分离储备罐5内的液位升高到界值，1#液位计8感应到，通过联接的控制器控制1#电磁阀y-1～6#电磁阀y-6，使1#分离储备罐5和2#分离储备罐6的作用调换，使1#分离储备罐5作为存储并提供含混输润滑增压液的混合液，而2#分离储备罐6作为旋风分离的设备，并在2#分离储备罐6内的液位升高到界值时如此往复。
由混输润滑增压液会通过5#截止阀v-5和6#截止阀v-6排出损耗，所以根据运行情况通过4#电磁阀y-4处的混输润滑增压液加注口进行加注、补充。例如，向1#分离储备罐5内加注混输润滑增压液，首先连接混输润滑增压液加注口的管线，打开4#截止阀v-4和排空管上的7#截止阀v-7，关闭1#截止阀v-1、2#截止阀v-2、3#截止阀v-3和6#截止阀v-6，关闭4#电磁阀y-4和5#电磁阀y-5，开启润滑泵4，混输润滑增压液经过4#截止阀v-4、润滑泵4、喷吸混合器7、单螺杆泵3、2#电磁阀y-2进入1#分离储备罐5进行加注。加注完成后，关闭4#截止阀v-4和7#截止阀v-7，并打开1#截止阀v-1、2#截止阀v-2、3#截止阀v-3以保证系统流程的畅通。