一种放喷气回收集成设备的制作方法

1.本实用新型属于油气设备领域，具体涉及一种放喷气回收集成设备。


背景技术：

2.随着清洁能源在全国范围内的大面积推广使用，常规天然气资源已经捉襟见肘，越来越不能满足人民生活的需要，介于此，国家从2014年开始大规模开采非常规气，非常规气主要包括致密气和页岩气。
3.致密气的气源存在于砂岩岩石中，页岩气的气源存在于更加致密的页岩岩石中，这两种气源的开采无一例外均采用了高压水力压裂的方式产生岩石裂缝，从而获得气产量。
4.经过水力压裂的致密气和页岩气前期阶段均需要进行放喷阶段，放喷阶段会将水力压裂进入地层的压裂砂、压裂水、地层油、地层气等混合气体澎涌而出，形成油气水砂的混合物，在放喷阶段这种混合物压力的变化、流量的变化都比较大、并且夹砂会对设备造成极大的伤害，最为关键的是这种放喷阶段一般时间较短，一般在5-10天之间，常规设计的天然气净化设备造价较高，作业时间又短，根本无法形成效益，因此非常规气目前放喷阶段基本都采用了火炬直接烧掉，现场熊熊大火伴随浓烟滚滚，严重浪费能源并且污染环境。
5.通过火炬燃烧的天然气放喷气存在以下危害：
6.1)、极大的浪费了珍贵的能源。
7.根据调研，一口致密气井放喷测试阶段要浪费50万标方天然气，一口页岩气井放喷测试阶段要浪费近100万标方天然气。
8.2)、污染环境。由于放喷天然气中含有一部分重烃，天然气放喷气浓烟滚滚，严重污染环境。
9.3)、增加碳排放量。现场天然气直接放空燃烧，每1方天然气产生的碳排放量是1.96公斤。
10.因此如何研制出适合于非常规气放喷阶段天然气回收的设备是关键，现有技术中对的放喷气的处理工艺不但复杂，且需要的装置较多，通常需要所需多个撬才能适用。上述问题是本领域亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

11.本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种放喷气回收集成设备，其结构紧凑、设备少、集成度高，能够在更加简单的工艺条件下完成对放喷气的处理，实现节能环保，减少碳排放量。
12.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种放喷气回收集成设备，包括除砂器，其用于除去气体中的砂砾；以及
13.高压气液分离器，其与所述除砂器的排气口连通，并用于对气体进行气液分离；以及
14.超音速涡旋分离器，其用于对气体脱水脱烃；以及
15.低温分离器，其与所述超音速涡旋分离器连接，并用于收集脱出的水和烃，所述低温分离器的排气口；以及
16.真空相变炉，其包括一级盘管和二级盘管，所述一级盘管与所述高压气液分离器的排气口连接，并用于对气体加热后节流降压，所述一级盘管的排气口与所述超音速涡旋分离器连通，所述二级盘管与所述低温分离器的排气口连通，并用于加热气体。
17.本技术公开的放喷气回收集成设备的有益效果是：本技术通过将除砂器、高压气液分离器、真空相变炉、超音速涡旋分离器和低温分离器连接成一个整体，大幅度的简化了工艺和设备，减少了放喷气回收成本，具有较高的经济、环保价值。
18.在一种可选的实施例中，还包括排废管路，所述排废管路分别与所述除砂器的排砂管、所述高压气液分离器的高压分离排液管、所述低温分离器的低温分离排液管连通。
19.在一种可选的实施例中，所述高压气液分离器和所述真空相变炉的竖向叠放设置。
20.在一种可选的实施例中，还包括承重结构，所述承重结构用于同时支撑所述高压气液分离器和所述真空相变炉。
21.在一种可选的实施例中，所述承重结构包括下层鞍座、支撑件和上层鞍座组件，所述下层鞍座用于支撑所述真空相变炉，所述上层鞍座组件用于支撑所述高压气液分离器，所述支撑件设置于所述真空相变炉的外壳上并分别与所述上层鞍座组件和下层鞍座连接。
22.在一种可选的实施例中，所述上层鞍座组件包括第一鞍座和第二鞍座，所述第一鞍座与所述支撑件连接并设置于所述真空相变炉的上方，所述第二鞍座和所述第一鞍座连接并用于支撑所述高压气液分离器。
附图说明
23.图1为本技术实施例的管路连接示意图；
24.附图标记说明：1、井口进气管路；2、除砂器；3、进分离器管路；4、高压气液分离器；5、进炉管路；6、烟囱；7、第二鞍座；8、第一鞍座；9、支撑件；10、真空相变炉；11、燃烧器；12、下层鞍座；13、净化气管路；14、排废管；15、低温分离排液管；16、低温分离器；17、超音速涡旋分离器；18、低温分离出气管；19、一级盘管节流管路；20、排砂管；21、高压分离排液管。
具体实施方式
25.以下结合附图和实施例对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。
26.下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或实施例。为简化公开内容，下面描述了各特征存在的一个或多个排列的具体实施例，但所举实施例不作为对本说明书的限定,在说明书中随后记载的第一特征与第二特征连接，即可以包括直接联系的实施方式，也可以包括形成附加特征的实施方式，进一步的，也包括采用一个或多个其他介入特征使第一特征和第二特征彼此间接连接或结合，从而第一特征和第二特征可以不直接联系。
27.如图1所示，本技术公开了一种放喷气回收集成设备的实施例，其包括除砂器2、高
压气液分离器4、超音速涡旋分离器17、真空相变炉10和低温分离器16。
28.其中，井口进气管路1和除砂器2连接，除砂器2的排气口通过进分离器管路3和高压气液分离器4连接，除砂器2用于除去放喷气中的砂砾，该除砂器2可以是过滤除砂器2、旋流除砂器2等，本技术对此不做限定。
29.气体通过除砂器2使其中的砂石从中分离，而后，无砂砾的气体进入到高压气液分离器4中进行气液分离，该高压气液分离器4相较于传统的气液分离器，其体积更小且气液分离的也更加彻底。
30.上述真空相变炉10包括一级盘管、二级盘管、燃烧器11和烟囱6，其中与上述高压气液分离器4的排气口通过进炉管路5与一级盘管的进口连通，一级盘管的出口通过一级盘管节流管路19与超音速涡旋分离器17的进口连通，二级盘管的进口则与低温分离器16的排气口连通。
31.气体经过高压气液分离器4分离后的气体，进入到一级盘管，真空相变炉10对这部分气体加热后通入一级盘管节流管路19，气体在一级盘管节流管路19中节流降压并排入到超音速涡旋分离器17内。
32.该超音速涡旋分离器17的出口与低温分离器16的进口连通，气体经过超音速涡旋分离器17后进入到低温分离器16中急速冷却，在超音速涡旋分离器17和低温分离器16的作用下，气体中的烃类物质和剩余未被分离出的水被截留在低温分离器16中，而气体部分则由低温分离器16顶部的排气口排出，而后通过低温分离出气管18进入到二级盘管，二级盘管对这部分干气进行加热使其复热，而后通入净化气管路13中，此时排出的气体则能够达到gb17820的标准。超音速涡旋分离器17能够同时实现脱水脱烃，相较于传统的分子筛脱水及制冷机脱烃，所需设备更少、且工艺也更加简单。
33.所应理解的是，上述真空相变炉10、超音速涡旋分离器17和低温分离器16均可以采用现有的装置，例如，该真空相变炉10可以采用中国专利zl200320123270.9公开的真空相变炉10，上述超音速涡旋分离器17可以采用中国专利zl201320176785.9公开的超音速涡旋分离器17等，其具体的结构和工作原理本技术不再赘述。
34.在上述基础上，在本技术公开的实施例还包括排废管14，具体的，该排废管14路分别与除砂器2的排砂管20、高压气液分离器4的高压分离排液管21、低温分离器16的低温分离排液管15连接，经过本技术处理后产生的砂砾、污水和烃类物质则会通过该排废管14路排放至污水池或其他处理设备中进行处理。
35.此外，为了更好地对本技术中各设备进行撬装，提高集成度，在一些示例中，上述高压气液分离器4和真空相变炉10可以竖向的叠放设置，例如，高压气液分离器4可以安装于真空相变炉10的上方，其中，为了对二者进行支撑，还设置有用于同时支撑高压气液分离器4和真空相变炉10的承重结构。
36.具体的，上述承重结构包括下层鞍座12、支撑件9和上层鞍座组件，下层鞍座12固定连接于真空相变炉10的底部，其用于支撑真空相变炉10，上层鞍座组件用于支撑高压气液分离器4，支撑件9固定于真空相变炉10的外壳上相对的两侧，例如该支撑件9可以是环形支撑圈，该环形支撑圈的两端并分别与上层鞍座组件和下层鞍座12固定连接，更加具体的是，上层鞍座组件包括第一鞍座8和第二鞍座7，例如，第一鞍座8可以是固定于真空相变炉10上方的倒置的鞍座结构，第一鞍座8与支撑件9固定连接并设置于真空相变炉10的上方，
第二鞍座7固定安装在第一鞍座8的顶部，高压气液分离器4通过该第二鞍座7固定安装于真空相变炉10上方。
37.本示例通过将真空相变炉10和高压气液分离器4叠放，并通过承重机构将二者进行整体支撑，能够使本技术更加紧凑，继而进一步的提高集成度，减少占地面积。
38.同时，本技术还提供了一种采用上述的放喷气回收集成设备对西南某气田进行处理的实施例。该气田的井口经过压裂后，准备将放喷气进行回收，具体的参数如下：
39.其中，井口关井压力16mpa；井口放喷排产流量为10x104nm3/d；油水混合物量为50m3/d；含砂量为50kg/d；外输管线已经铺设完毕，具备进气条件。
40.其中，放喷天然气组分如表1所示：
41.表1
42.成分甲烷乙烷丙烷正丁烷异丁烷饱和水含量(％)8165.5340.5
43.采用本技术实施例公开的放喷气回收集成设备对该气井产生的放喷气进行处理，测量处理后的天然气组分，结果如表2所示：
44.表2
45.成分甲烷乙烷丙烷正丁烷异丁烷饱和水含量(％)92.74.52.8000
46.通过表1和表2可以看出，放喷气经过本技术公开的放喷气回收集成设备处理后，原有的饱和水及全部丁烷和大部分丙烷、少量乙烷被分离除去，剩下的为净化的干天然气，符合国家标准gb17820《天然气》对水(烃)露点的要求。
47.本技术通过将除砂器2、高压气液分离器4、真空相变炉10、超音速涡旋分离器17和低温分离器16连接成一个整体，大幅度的简化了工艺和设备，减少了放喷气回收成本，提高了放喷气的回收再利用率，具有较高的经济、环保价值。
48.相比于传统放喷气回收工艺，本技术工艺简单、设备造价低、运行成本低，有利于大规模的回收放喷气，实现节能环保，减少碳排放量。
49.在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本说明书和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本说明书的限制。
50.在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
51.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
52.本说明书中使用的术语是考虑到关于本公开的功能而在本领域中当前广泛使用的那些通用术语，但是这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、先例或本领域新技术而变化。此外，特定术语可以由申请人选择，并且在这种情况下，其详细含义将在本公开的详细描述中描述。因此，说明书中使用的术语不应理解为简单的名称，而是基于术语的含义和本公开的总体描述。
53.本说明书中使用了流程图或文字来说明根据本技术的实施例所执行的操作步骤。应当理解的是，本技术实施例中的操作步骤不一定按照记载顺序来精确地执行。相反，根据需要，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
54.以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。