基于高含硫湿天然气输配的喷射引流系统的制作方法

本实用新型属于天然气集输技术领域，具体涉及一种基于高含硫湿天然气输配的喷射引流系统。

背景技术：

气田地面集输系统作为连接井口和净化厂的纽带，承担着气井加热、节流、计量、气液输送、气液分离以及污水处理等重任。目前国外天然气集输工艺主要有干气集输和湿气集输两种。干气集输是指在气田内部(气井附近的集气站) 建脱水装置，各井来气在气井附近的集气站内经气液分离、脱水、计量后通过集输管网输往净化厂进行脱硫处理；湿气集输是指在气井附近的集气站内不设气液分离和脱水装置，来自气井的天然气在集气站内加热、节流至集输压力，然后通过集输管网输送至集气总站，在集气总站内对气液进行分离，输送至净化厂进行深度脱水和脱硫处理。

与干气输送相比，采用湿气输送工艺，井场及集气站、管网等设施相对简单，集气站内无生产分离器，可有效解决污水分散，处理及维护费用高等问题。鉴于湿气集输的优点，国内外较多地区对高含硫气田主要以湿气输送为主，干气输送为辅。图1是某高含硫气田的湿气集输流程系统图，其主要工作流程为：各气井来原料气在井口进行一级节流后，将压力由40MPa降至19～28MPa，温度降为40～55℃，然后输至水套加热炉处。天然气在此进行两级节流和两级加热，将原料气压力由19～28MPa降至9.75MPa，最终将天然气加热至50～55℃后进入管汇，单井来气轮流分离、计量后与其余各气井来气汇合，进行总计量后进入集输管网输至集气总站，在集气总站分离出液态水后将几条线集输管网来气汇总计量后输至净化厂进一步处理。

为防止天然气在集气站处理过程(主要是脱水装置上游部分)中形成水合物以及腐蚀管线，在一级节流后以及天然气进入集输管网前加注了水合物抑制剂，在二级节流后和天然气进入集输管网前加注了缓蚀剂。

如附图说明中的图6适用于气田开发初期和稳产期，这一时期气井的压力高，经过节流到一定压力使天然气进入输配系统。但随着气田的持续开采，井口压力逐渐降低，尤其是部分低产井，压力递减更快，不能满足输配系统下游天然气净化处理的要求，因而，在气井压力下降至一定程度必须进行增压输配。为此，国内外一般采用压缩机对低压天然气进行增压，利用输配管网输送至下游系统。但是目前无论是国外还是国内，虽然具体流程不尽相同，但是共同的特点是采用压缩机将低压天然气增压后输送，压缩机耗电增大了输配能耗，成本较高，压缩机增压显然是不节能不经济的方案，如图7所示。

图6和图7为现有的天然气输送系统主要流程示意图。图7高压天然气的压力能通过节流装置损失掉了，低压天然气由于压力低于输送压力而需要通过压缩机增压，显然需要消耗电能。

天然气喷射引流技术是利用高压气井的能量提高低压气井压力，实现低压气井正常稳定生产，解决了压缩机增压不经济不节能的弊端。天然气喷射器是天然气喷射引流技术的核心部件，它是利用高压气体引射低压气体的一种装置。这种装置能升高低压气体压力而使其满足外输的要求，实现低压气井继续开采的目的，而且还具有简单方便、工作可靠、综合效益高等优点。对于很多高含硫天然气的气田来说，高含硫天然气在喷射器中流动时，压力和温度先降低再升高，天然气在引射器流动过程中可能出现天然气水合物和硫沉积，导致堵塞使喷射器无法工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种基于高含硫湿天然气输配的喷射引流系统，使高含硫湿天然气通过预处理装置后，通过引射器时不形成天然气水合物，且没有硫的析出的情况下，利用高压天然气引射低压天然气，从而达到提升低压天然气压力的作用，减少了升压过程的功耗。

本实用新型的技术方案是：

基于高含硫湿天然气输配的喷射引流系统，包括依次连接的加热装置、引射器、输配管网、输配总站和净化厂，所述的输配总站连接污水处理回注装置，所述的加热装置通过管道与高压采气井连接，引射器直接与低压采气井通过管道连接，从高压采气井至加热装置连接的管道上依次设置有溶硫剂注入支路、水合物抑制剂注入支路和缓蚀剂注入支路；所述的引射器与输配管网通过管道连接，从引射器至输配管网连接的管道上依次设置有水合物抑制剂注入支路和缓蚀剂注入支路。

具体的，所述的低压采气井与引射器连接的管道上设置低压天然气引入支路。

具体的，所述的高压采气井与加热装置连接的管道上设置高压天然气引入支路。

具体的，所述的引射器包括设在外壳前端的高压气入口，高压气入口的内径由前往后逐渐变小，高压气入口的末端为喷嘴，喷嘴周围设有环形空腔，环形空腔处的外壳侧壁设有低压气入口，环形空腔后端为混合腔，混合腔的内径从前往后逐渐变大，混合腔后端为扩压段，扩压段最后端为出口，所述的高压气入口与加热装置连接，低压气入口与低压采气井连接，出口与输配管网连接。

具体的，所述的喷射引流系统还包括压缩机，所述的压缩机通过管道将低压采气井与输配管网连接。

具体的，所述的喷射引流系统还包括压缩机，所述的压缩机通过管道设置于引射器与输配管网之间。

本实用新型的有益效果是：1.引射器使高压天然气引射低压天然气，从而提升低压天然气压力，能升高低压气体压力而使其满足外输的要求，实现低压气井继续开采的目的；2.加热装置和水合物抑制剂注入支路的加入，能防止天然气在引射和集气站处理过程中形成水合物；硫抑制剂注入支路或溶硫剂加入支路和加热装置，能防止天然气在喷射和集气站处理过程中硫的析出；3.实用性强。本实用新型所提供的引射器主要由喷管、混合腔和扩压段三部分组成，引射器结构简单、无转动部件、寿命长、运行可靠。

本实用新型使高含硫湿天然气通过预处理装置后，通过引射器时不形成天然气水合物，且没有硫的析出的情况下，利用高压天然气引射低压天然气，从而达到提升低压天然气压力的作用，减少了升压过程的功耗。

附图说明

图1是本实用新型的系统流程结构示意图；

图2是实施例1的结构示意图；

图3是实施例2的结构示意图；

图4是高压天然气引射低压天然气示意图；

图5是引射器的结构示意图；

图6是现有技术中存在的典型的高产期湿气输配系统流程图；

图7是减产期湿气输配系统流程图。

1引射器、1-1高压气入口、1-2喷嘴、1-3环形空腔、1-4低压气入口、

1-5扩压段、1-6混合腔,其中D指的是高压经，A指的是低压井，B指的是低压井，C为低压井。

具体实施方式

如图1所示为基于高含硫湿天然气输配的喷射引流系统的流程结构示意图，包括依次连接的加热装置、引射器1、输配管网、输配总站和净化厂，所述的输配总站连接污水处理回注装置，所述的加热装置通过管道与高压采气井连接，引射器1直接与低压采气井通过管道连接，从高压采气井至加热装置连接的管道上依次设置有溶硫剂注入支路、水合物抑制剂注入支路和缓蚀剂注入支路；所述的引射器1与输配管网通过管道连接，从引射器1至输配管网连接的管道上依次设置有水合物抑制剂注入支路和缓蚀剂注入支路。所述的低压采气井与引射器1连接的管道上设置低压天然气引入支路。所述的高压采气井与加热装置连接的管道上设置高压天然气引入支路。高压天然气引射低压天然气示意图如图4所示。

所述的引射器1的结构示意图如图5所示，包括设在外壳前端的高压气入口1-1，高压气入口1-1的内径由前往后逐渐变小，高压气入口1-1的末端为喷嘴1-2，喷嘴1-2周围设有环形空腔1-3，环形空腔1-3处的外壳侧壁设有低压气入口1-4，环形空腔1-3后端为混合腔1-6，混合腔1-6的内径从前往后逐渐变大，混合腔1-6后端为扩压段1-5，扩压段1-5最后端为出口，所述的高压气入口1-1与加热装置连接，低压气入口1-4与低压采气井连接，出口与输配管网连接。

本实用新型对传统的系统进行改进，增加一个引射器和硫抑制剂注入支路，停用了传统的高压天然气的节流装置，即图6上的高压井口一级节流装置、天然气二级节流装置、天然气三级节流装置；甚至可以停用压缩机。本实用新型将来自高压采气井的天然气作为引射器的工作介质，高压天然气进入引射器，通过喷嘴绝热膨胀，压力能转化为动能，形成高速射流，在喷嘴出口造成局部低压区域，使来自低压采气井的天然气被引射进入混合腔喉道中，进行速度与能量的均衡，经扩压段作用再把混合天然气的动能转换为压力能，在扩散器出口处，混合天然气的压力高于低压天然气压力，从而完成流体增压作用。该系统利用高压天然气引射低压天然气，从而降低了压缩机电能的投入，降低输配成本。

实施例1

本具体实施例提供的喷射引流系统保留原有系统的压缩机，所述的压缩机通过管道将低压采气井与输配管网连接。如图2所示。天然气引射器一端与高压天然气的加热装置以及低压采气井来的低压天然气连接，另一端与输配管网连接。若低压天然气量大，则引射器1只能引射一部分低压天然气，其余的低压天然气还需要经过压缩机增压后进入输配系统。

实施例2

本具体实施例提供的喷射引流系统中的压缩机通过管道设置于引射器与输配管网之间。在引射器17的下游连接压缩机16，压缩机下游连接输配管网10。如图3所示。若经高压天然气引射的低压天然气混合后的压力不满足输配系统运行压力，则混合后的压力升高的气体再进入压缩机增压后进入输配管网，提高了压缩机入口压力，节省了压缩机耗电量，减少了能耗。

图1所示的天然气输配的喷射引流系统，采用引射器1回收利用高压天然气的压力能，使低压天然气增压到输送压力，直接停用了压缩机，节省了压缩机的功耗。若低压天然气量大，则引射器1只能引射一部分低压天然气，如图2 所示，其余的低压天然气还需要经过压缩机增压后进入输配系统，因为压缩机压缩的低压天然气流量降低，显然减少了压缩机的功耗。若引射后的天然气压力较低不能直接进入输配管网，则在引射器1的下游增加压缩机，压缩机入口压力提高，出口压力不变，显然降低了压缩机的功耗。采用图1和图2、图3的高含硫天然气输配的喷射引流系统，在不出现天然气水合物和硫沉积的条件下，回收利用了高压气井的压力能，提升低压气井天然气的压力能，减少压缩机的功耗，输配系统的能耗降低，节能效果显著。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。