042]在本发明中，图2示出了根据本发明实施例的天然气井站场集输管线压力余能发电的系统具体流程。
[0043]如图2所示，天然气井站场集输管线压力余能发电的系统包括气井井口1、除砂除硫器2、一次分离器3、控制阀4、压力表5、流量计6、三通7、控制阀8、二次分离器9、集气外输10、控制阀11、节流器12、压力驱动器13、发电设备14、整流稳压设备15、外输电力16、蓄电器17、压力表18、控制阀19。
[0044]其中，本发明的基本原理是在天然气井站场集输管线的旁支路上安装用于发电的整套设备，包括节流器12、压力驱动器13、发电设备14、整理稳压设备15及蓄电器17和外输端口，用于实现输气站场管线压力余能转化为动能驱动发电设备切割线圈产生电流，经整流稳压处理过后，把产生的波动电流处理成为我国使用的标准50Hz电压/电流，输送给现场工作人员，以满足现场部分设备和生活用电，产生部分多余电能可通过配置适量容量的蓄能器进行储存，以备停产检修等使用。
[0045]具体地，气井井口 1、除砂除硫器2、一次分离器3、控制阀4、压力表5、流量计6、三通
7、控制阀8、二次分离器9、集气外输10依次用输气管线相连，此条线路为主管线，将开采的天然气直接输出。
[0046]其中，用于发电的线路作为支路，三通7、控制阀11、节流器12、压力驱动器13、压力表18、控制阀19通过管线并联到主管线上的控制阀8和二次分离器9之间，并且此时集输管线内天然气从井口经分离之后从支路通过，并最终通过集气外输管线10输出站外。
[0047]其中，发电设备14的输入轴与压力驱动器13的输出轴柔性连接，发电设备14产生的电流通过安全电线输入到整流稳压设备15对其进行稳压、整流、滤波等处理，使得输出电压/电流能够稳定在50Hz，此时电流可通过外输电力16输入到站场供给电力，或经电压蓄电器17储存多余电力，以供给停井检修等作业时临时备用。
[0048]其中，在本发明中，需要说明的是，节流器12用以对管线内气体压力进行节流增速提高气体动能，可根据管线上压力表5和流量计6以及压力表18调整节流器12的管径，配以合适的节流器配合压力驱动器稳定旋转，产生尽可能稳定的电压/电流。另外，配以适当容量的蓄电器17用以储存产生多余的电力，协调用电需求，并节省能源避免资源浪费。因此本发明可实现借助天然气井站场集输管线内压力余能产生电力用以满足气井站场现场用电需求，采气作业现场提供足够的安全保障。
[0049]也就是说，在本发明中，天然气井输出一定压力的天然气经除砂除硫器2、一次分离器3等处理之后，根据是否需要增压(根据压力表5和流量计6进行判断)，然后经汇管进入到站场输气管线，此时根据合适的场地位置在站场输气管线上连接一支路，将发电设备安装在支路上，在支路上可方便进行安装、更换操作而不影响站场管线的安全问题。关闭主管线使得天然气从支路通过，此时，支路管线内的天然气压力能驱动带叶片的压力驱动器13旋转，驱动器产生扭矩，输出轴与发电设备的输入轴柔性连接，带动发电设备转子旋转运动，切割发电设备内磁感线产生电流。此时产生的电流还是不稳定的波动电流，经过井场配置的整流稳压设备进行稳压整流处理以后达到我国使用的50HZ标准电压/电流，这时可直接外输给现场，满足工作人员的生活用电需求及部分设备的用电，结余电能可供给配置在现场的蓄电器17储存电能。
[0050]另外，根据现场用电需求和井场管线内压力大小，可把两套及以上发电设备或并联或串联在支路上，以满足现场用电需求。压力驱动器13运转动能可根据井场管线内压力大小配置合适节流器12，以保证发电设备正常工作和现场天然气的安全开采。
[0051]通过上述实施方式可以看出，本发明提供的天然气井站场集输管线压力余能发电的系统，利用发电单元将现场气体压力能转化为动能，再把动能转化为电能供给现场，满足现场工作人员生活等用电，清洁、节能又无污染;本发明通过能量转换实现了天然气井站自主生电，为天然气现场开采、设备自动化运行提供电力保证。
[0052]如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的天然气井站场集输管线压力余能发电的系统。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的天然气井站场集输管线压力余能发电的系统，还可以在不脱离本
【发明内容】
的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
【主权项】
1.一种天然气井站场集输管线压力余能发电的系统，包括天然气处理单元、发电单元、天然气第二次处理单元、天然气输出单元;其中， 所述天然气第一处理单元，用于对天然气井内采出的天然气进行处理，获取纯净的天然气； 所述发电单元，用于将所述天然气处理单元获取的天然气通过节流器以及发电设备，产生电流，并将产生的电流处理成标准的电压和电流，以供天然气井站使用； 所述天然气第二次处理单元，用于对所述天然气处理单元获取的纯净的天然气或者所述发电单元发电后的天然气经过第二次处理； 所述天然气输出单元，用于将经过所述天然气第二次处理单元的天然气进行输出。2.如权利要求1所述的天然气井站场集输管线压力余能发电的系统，其中， 所述天然气处理单元包括除砂除硫器和一次分离器;其中， 从天然气井开采出的天然气经过天然气井口、所述除砂除硫器以及所述第一次分离器，获取所述纯净的天然气。3.如权利要求1所述的天然气井站场集输管线压力余能发电的系统，其中， 所述发电供电单元包括节流器、压力驱动器、发电设备、整流稳压设备以及蓄电器;其中， 从所述天然气处理单元天然气进入所述节流器，从而提升其动能； 所述节流器产生的动能驱动所述压力驱动器的叶片旋转运动，将天然气的压力能转化为动能； 所述压力驱动器产生的动能带动所述发电设备的转子旋转，所述转子切割所述发电设备的内部磁感线并产生电流； 产生的电流经过所述整流稳压设备，得到标准的电压和电流，以供天然气井站使用或者输送到所述蓄电器。4.如权利要求3所述的天然气井站场集输管线压力余能发电的系统，其中， 所述蓄电器，用于储存产生的电能，并对停井检修临时供电。5.如权利要求1所述的天然气井站场集输管线压力余能发电的系统，其中， 所述天然气第二次处理单元包括二次分离器;其中， 所述二次分离器，用于对集输管线内的天然气中的水汽、尘埃杂质进一步分离。
【专利摘要】本发明提供一种天然气井站场集输管线压力余能发电的系统，包括天然气处理单元、发电单元、天然气第二次处理单元、天然气输出单元；其中，天然气第一处理单元，用于对天然气井内采出的天然气进行处理；发电单元，用于将天然气处理单元获取的天然气通过节流器以及发电设备，产生电流，并将产生的电流处理成标准的电压和电流，以供天然气井站使用；天然气第二次处理单元，用于对天然气处理单元获取的天然气或者发电单元发电后的天然气经过第二次处理；天然气输出单元，用于将经过天然气第二次处理单元的天然气进行输出。本发明利用天然气井站场集输管线压力余能，将站场输气管线压力能转化为动能、再转化为电能输出给井场使用。
【IPC分类】F01D15/10, H02K7/18, H02J7/14
【公开号】CN105471060
【申请号】CN201511015402
【发明人】董超群, 任连城, 田芳, 钟桦, 苟鑫华, 艾天敬, 张海燕, 任君坪, 董俊锋
【申请人】重庆科技学院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月29日