天然气井口加热调压系统和天然气井口加热调压方法与流程

本公开涉及天然气开采，特别涉及一种天然气井口加热调压系统和天然气井口加热调压方法。

背景技术：

1、我国天然气生产过程中，气井井口压力高，一般可达20mpa～70mpa,而地面集输管线一般属于低压管线，压力低于6.0mpa。

2、常规天然气井采用井下节流技术，即在天然气井内投放节流器，该工艺可以降低集气管线压力，减少管线注醇、降低生产和建设费用，但是该工艺存在以下问题：

3、1.钢丝作业车投放节流器、施工繁琐、工作量大、整体成本高。

4、2.后期打捞节流器时打捞成功率低，存在较高的安全风险。

5、为此，本领域技术人员采用了气井电加热节流工艺试验，该试验取得了一定节流降压效果，但是节流工艺采用叶轮驱动发电方式给输气管路加热，这种加热方式存在以下问题：

6、1.叶轮在管道内，容易堵塞管道，成本高、维修难度大，需要改造井口管线，施工周期长。

7、2.在天然气井口易燃易爆环境下，采用电加热的方式，存在较高的安全风险。

8、进一步地，本领域技术人员还采用了井口加热节流工艺，该工艺直接在输气管线上缠绕电加热丝以加热输气管线，但是这种工艺存在热量损失大，传热效率低，介质温度升高不显著，仍然没有能有效解决井口节流温降造成的冰堵问题。

技术实现思路

1、本公开为了解决现有技术存在的技术问题，提供了一种天然气井口加热调压系统和天然气井口加热调压方法。

2、第一方面，本公开提供了一种天然气井口加热调压系统，本公开的天然气井口加热调压系统包括：

3、燃气触媒加热装置，所述燃气触媒加热装置被配置为使用采气树输出的部分天然气作为热源加热从所述采气树输出的天然气；

4、调压装置，所述调压装置被配置为调节加热处理后天然气的压力；

5、控制装置，与所述调压装置通信连接，且被配置为采集所述调压装置下游侧的天然气的压力，并基于采集到的压力与预设的第一安全输气压力之间的大小关系，控制所述调压装置调节天然气的压力直至达到所述第一安全输气压力。

6、在一个实施例中，所述燃气触媒加热装置包括：

7、至少两个输气管，至少两个所述输气管并联设置；

8、进气汇流管，所述进气汇流管被配置为将至少两个所述输气管的一侧端口汇流后引入所述采气树输出的天然气；

9、出气汇流管，所述出气汇流管被配置为将至少两个所述输气管的另一侧端口汇流后导入所述调压装置；

10、加热模块，被配置为使用采气树输出的部分天然气作为热源加热流经所述输气管的天然气。

11、在一个实施例中，所述燃气触媒加热装置包括多个所述输气管，多个所述输气管并联为输气管束，所述加热模块被配置为加热所述输气管束的端部、外周壁中至少一者。

12、在一个实施例中，所述控制装置还被配置为采集所述调压装置下游侧的天然气的温度，并且当在保证所述调压装置下游侧的天然气的压力位于第一安全输气压力范围内情况下，控制所述调压装置通过调节天然气压力来调节天然气的温度达到预设的第一安全输气温度。

13、在一个实施例中，所述控制装置与所述燃气触媒加热装置通信连接，且所述控制装置还被配置为当所述调压装置下游侧的天然气的压力达到第一安全输气压力范围的极限值时，启动所述燃气触媒加热装置加热天然气直至所述调压装置下游侧的天然气的温度达到所述第一安全输气温度。

14、在一个实施例中，所述控制装置包括：

15、第一压力采集模块，被配置为采集所述调压装置下游侧的天然气压力；

16、第一温度采集模块，被配置为采集所述调压装置下游侧的天然气温度；

17、处理模块，与所述第一压力采集模块、第一温度采集模块均通信连接，且被配置为比较第一压力采集模块采集到的压力与所述第一安全输气压力、第一温度采集模块采集到的温度与所述第一安全输气温度的大小关系；

18、信号输出模块，与所述处理模块、燃气触媒加热装置、调压装置均通信连接，且被配置为根据所述处理模块的比较结果向所述调压装置、燃气触媒加热装置发送相应的控制信号。

19、在一个实施例中，所述天然气井口加热调压系统还包括：

20、紧急截断装置，所述紧急截断装置被配置为设置在所述调压装置的下游侧；

21、所述控制装置与所述紧急截断装置通信连接，且所述控制装置还被配置为基于采集到的所述调压装置下游侧的天然气压力超出第二安全输气压力时，控制所述紧急截断装置阻止由所述调压装置向下游侧输送天然气；

22、所述第二安全输气压力的上限大于所述第一安全输气压力的上限，且所述第二安全输气压力的下限小于所述第一安全输气压力的下限。

23、在一个实施例中，所述调压装置为节流阀；

24、所述控制装置被配置为通过控制所述节流阀的阀口开度调节流经所述节流阀的天然气的压力。

25、在一个实施例中，所述控制装置还被配置为采集流经所述燃气触媒加热装置的天然气的温度，并且当采集到的天然气温度低于第二安全输气温度时启动所述燃气触媒加热装置加热天然气，直至达到所述第二安全输气温度。

26、在一个实施例中，所述控制装置包括：

27、第二温度采集模块，被配置为采集流经所述燃气触媒加热装置的天然气的温度；

28、处理模块，与所述第二温度采集模块通信连接，并比较所述第二温度采集模块采集到的温度与所述第二安全输气温度的大小关系；

29、信号输出模块，与所述处理模块通信连接，且被配置为根据所述处理模块的比较结果向所述燃气触媒加热装置发送相应的控制信号。

30、第二方面，本公开还提供了一种天然气井口加热调压方法，本公开的天然气井口加热调压方法包括如下步骤：

31、s100.使用采气树输出的部分天然气作为热源利用燃气触媒加热技术加热所述采气树输出的其他部分天然气；

32、s300.调节加热后的天然气的压力直至达到第一安全输气压力。

33、在一个实施例中，所述天然气井口加热调节方法包括如下步骤：

34、s500.调节调压处理后的天然气的温度直至达到第一安全输气温度。在一个实施例中，调节调压处理后的天然气的温度的调节方法包括：

35、s501.在保证调压处理后的天然气的压力位于所述第一安全输气压力范围内的前提下，通过调节天然气的压力来调压处理后的天然气的温度；

36、s503.当通过步骤s501中的调节方法无法保证调压处理后的天然气的压力位于所述第一安全输气压力范围内时，通过加热调压处理前的天然气来调节调压处理后的天然气的温度。

37、在一个实施例中，所述天然气井口加热调压方法还包括如下步骤：

38、s700.当调压处理后的天然气的压力超出第二安全输气压力时，阻止向下游侧输送调压处理后的天然气；

39、其中，所述第二安全输气压力的上限大于所述第一安全输气压力的上限，且所述第二安全输气压力的下限小于所述第一安全输气压力的下限。

40、本公开的一种天然气井口加热调压系统和天然气井口加热调压方法的有益效果之一是，本公开的天然气井口降压系统使用燃气触媒加热装置加热采气树输出的天然气，并利用采气树输出的部分天然气作为燃气触媒加热装置的燃源，加热效率高，且无需增加额外能源动力设施，消耗气量小，操作简单，适合高产井的地面节流加热工艺。

41、此外，利用控制装置与调压装置的通信关系，实现自动调节加热后天然气压力是指符合第一安全输气压力要求，从而提高了井口加热降压技术的智能化控制水平，可以代替集气站内的现有加热炉加热工艺系统，低成本地实现对天然气井的地面节流及催化加热功能。