储气库井口节流装置和节流方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油气储运领域，具体涉及一种储气库井口节流装置和节流方法。
【背景技术】
[0002]储气库井依靠较高的地层压力自喷采气，因为地层压力较高，井口一般安装气嘴，通过控制流量的方式实现降压，以满足露点处理和外输要求。但气嘴节流的方式只起到降压的作用，能量利用率低，如气流的动能没有利用，节流后产生的冷能不仅没有利用，而且还需在井口注醇等物质防止冻堵，增加运行费用。
[0003]综上所述，现有技术中存在以下问题:现有的储气库井进行节流行处理时，能量利用率低。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种储气库井口节流装置和节流方法，以解决现有的储气库井进行节流行处理时，能量利用率低的问题。
[0005]为此，本发明提出一种储气库井口节流装置，所述储气库井口节流装置包括:
[0006]入口装置；
[0007]螺杆膨胀机，包括:外壳、设置在所述外壳上的进口、出口以及位于所述外壳中的锥形螺杆;所述进口连接所述入口装置；
[0008]分离仓，连接所述出口；
[0009]排液装置和排气装置，分别设置在所述分离仓上。
[0010]进一步地，所述分离仓从顶部到底部口径逐渐增大。
[0011]进一步地，所述分离仓为锥形。
[0012]进一步地，所述排液装置位于所述排气装置的下方。
[0013]进一步地，所述排液装置包括:液位感应器、温度计和压力检测表。
[0014]进一步地，所述储气库井口节流装置包括:发电机，连接所述螺杆膨胀机。
[0015]本发明还提出一种储气库井口节流方法，采用前面所述的储气库井口节流装置，所述储气库井口节流方法包括:
[0016]步骤A:将储气库中储存的气体送入入口装置；
[0017]步骤B:然后，所述使气体进入螺杆膨胀机，推动螺杆膨胀机的锥形螺杆转动，将自身蕴藏的能量转化为锥形螺杆的动能，实现节流。
[0018]进一步地，所述储气库井口节流方法还包括:步骤C:在推动所述气体推动锥形螺杆转动的同时，通过所述锥形螺杆带动发电机发电。
[0019]进一步地，所述储气库井口节流方法还包括:步骤D:所述气体经过所述锥形螺杆的旋转后，实现气液分离，进入分离仓内，将分离后的液体通过排液装置排出，分离后的气体通过排气装置排出。
[0020]进一步地，步骤D中，所述分离后的液体分离成油和水，所述水和油分别从外至内位于分离仓中，所述水和油分别在分离仓内形成环形的水环面和油环面。
[0021]本发明通过将储气库中储存的气体送入螺杆膨胀机中，推动锥形螺杆转动，气体自身蕴藏的能量转化为锥形螺杆的动能，气体温度和压力不断降低，实现较好的节流。另夕卜，在推动所述气体推动锥形螺杆转动的同时，通过所述锥形螺杆带动发电机发电。进而，高温高压气体，推动锥形螺杆转动，温度和压力不断降低，凝析在高温高压气体中的油水逐渐析出，流出锥形螺杆时，进入分离仓时，在高速旋转和重力作用下实现油气分离。
[0022]当前储气库气嘴仅发挥节流作用，气嘴节流的方式能量利用率低，如气流的动能没有利用，节流后产生的冷能不仅没有利用，而且还需在井口注醇等物质防止冻堵，增加运行费用。相对于当前储气库气嘴仅发挥节流作用，本发明在正常发挥节流的同时，还实现了发电和油气分离的功能，并做到分离后的气体满足气体露点和外输要求。而且流程改进的工作量不大，投资较小，新开发的产品有盈利空间，此举在一定程度上提高储气库盈利能力。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例的储气库井口节流装置的结构示意图。
[0024]附图标号说明:
[0025]I入口装置2锥形螺杆3传动装置4从动轴5发电机6分离仓7水环面8油环面9气体区域10排液装置12排气装置
【具体实施方式】
[0026]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明。
[0027]如图1所示，本发明提供一种储气库井口节流装置，所述储气库井口节流装置包括:
[0028]入口装置I，具备密封和数据采集的作用，在高温高压下的具有较强的密封效果，配备压力、温度、流量感应器，对于高压力气体可配备流量控制设备;入口装置I具有高压腔体；
[0029]螺杆膨胀机，保证气体较大流量，其形状应根据不同的储气库压力微调，螺杆膨胀机包括:外壳、设置在所述外壳上的进口、出口以及位于所述外壳中的锥形螺杆2 ;所述进口连接所述入口装置I;
[0030]分离仓6，连接在所述出口之下；
[0031]排液装置10和排气装置12，分别设置在所述分离仓6上。
[0032]通过将储气库中储存的高温高压气体送入螺杆膨胀机中，推动锥形螺杆转动，气体自身蕴藏的能量转化为锥形螺杆的动能，气体温度和压力不断降低，实现较好气液分离。
[0033]进一步地，所述分离仓6为锥形，以便制作。
[0034]进一步地，所述排液装置10位于所述排气装置12的下方，以便排液。
[0035]进一步地，所述排液装置10包括:液位感应器、温度计和压力检测表，以具备液位感应、取样、温度压力监测、助排液功能。排气装置12具备温度压力监测、流量监测与控制的功能。
[0036]进一步地，所述储气库井口节流装置包括:发电机5，连接所述螺杆膨胀机。例如，锥形螺杆2、传动装置3、从动轴4、发电机5依次连接。传动装置3是将锥形螺杆2的转动传给从动轴4，采用转角齿轮等形式。从动轴4与发电机5之间可添加变速器，以充分利用锥形螺杆2的动能。
[0037]本发明还提出一种储气库井口节流方法，采用前面所述的储气库井口节流装置，所述储气库井口节流方法包括:
[0038]步骤A:将储气库中储存的气体送入入口装置I;
[0039]步骤B:然后，所述使气体进入螺杆膨胀机，推动螺杆膨胀机的锥形螺杆2转动，将自身蕴藏的能量转化为锥形螺杆2的动能，实现节流，作用与当前气嘴相同，但效果要好。根据入口装置I的温度和压力情况，计算锥形螺杆2转速，预测排气装置12的气量，以达到设计的产气量，实现气体流量控制。
[0040]进一步地，所述储气库井口节流方法还包括:步骤C:在推动所述气体推动锥形螺杆2转动的同时，通过所述锥形螺杆2带动发电机5发电。进入入口装置I的高温高压气体，推动锥形螺杆2转动，经过传动装置3，带动从动轴4、发电机5转动或变速器转动，从而实现发电。根据节流过程中锥形螺杆2转速的计算结果，计算从动轴4的转速、及发电机5的转速和载荷，进而预测发电量。
[0041 ]进一步地，所述储气库井口节流方法还包括:步骤D:所述气体经过所述锥形螺杆2的旋转后，实现气液分离，进入分离仓6内，将分离后的液体通过排液装置10排出，分离后的气体通过排气装置12排出。
[0042]进一步地，步骤D中，所述分离后的液体分离成油和水，所述水和油分别从外至内位于分离仓6中，所述水和油分别在分离仓6内形成环形的水环面7和油环面8。进入入口装置I的高温高压气体，推动锥形螺杆2转动，温度和压力不断降低，凝析在高温高压气体中的油水逐渐析出，流出锥形螺杆2时，进入分离仓6时，在高速旋转和重力作用下实现气液分离，密度较大的水靠近分离仓6的竖壁面，形成水环面7(锥环形的水层)，密度中等的油紧靠水环面的内侧，形成油环面8(锥环形的油层)，，密度最小的气体位于气体区域9中。分离后的液体通过排液装置10排出，分离后的气体通过排气装置12排出。分离气体的露点压力满足外输要求。
[0043]本发明具备3大功能，即节流控制流量、余压发电和采出物油气分离，在井口实现节流、发电和油气分离，比现有的节流流程，增加了发电和油气分离的功能，通过发电增加能量利用效率，省去下游油气分离与处理的工序，降低运行成本。
[0044]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种储气库井口节流装置，其特征在于，所述储气库井口节流装置包括: 入口装置(I); 螺杆膨胀机，包括:外壳、设置在所述外壳上的进口、出口以及位于所述外壳中的锥形螺杆(2);所述进口连接所述入口装置(I); 分离仓(6)，连接所述出口 ； 排液装置(1)和排气装置(12)，分别设置在所述分离仓(6)上。2.如权利要求1所述的储气库井口节流装置，其特征在于，所述分离仓(6)从顶部到底部口径逐渐增大。3.如权利要求1所述的储气库井口节流装置，其特征在于，所述分离仓(6)为锥形。4.如权利要求1所述的储气库井口节流装置，其特征在于，所述排液装置(10)位于所述排气装置(12)的下方。5.如权利要求1所述的储气库井口节流装置，其特征在于，所述排液装置(10)包括:液位感应器、温度计和压力检测表。6.如权利要求1所述的储气库井口节流装置，其特征在于，所述储气库井口节流装置还包括:发电机(5)，连接所述螺杆膨胀机。7.一种储气库井口节流方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的储气库井口节流装置，所述储气库井口节流方法包括: 步骤A:将储气库中储存的气体送入入口装置(I); 步骤B:然后，所述使气体进入螺杆膨胀机，推动螺杆膨胀机的锥形螺杆(2)转动，将自身蕴藏的能量转化为锥形螺杆(2)的动能，实现节流。8.如权利要求7所述的储气库井口节流方法，其特征在于，所述储气库井口节流方法还包括:步骤C:在推动所述气体推动锥形螺杆(2)转动的同时，通过所述锥形螺杆(2)带动发电机(5)发电。9.如权利要求7所述的储气库井口节流方法，其特征在于，所述储气库井口节流方法还包括:步骤D:所述气体经过所述锥形螺杆(2)的旋转后，实现气液分离，进入分离仓(6)内，将分离后的液体通过排液装置(10)排出，分离后的气体通过排气装置(12)排出。10.如权利要求9所述的储气库井口节流方法，其特征在于，步骤D中，所述分离后的液体分离成油和水，所述水和油分别从外至内位于分离仓(6)中，所述水和油分别在分离仓(6)内形成环形的水环面和油环面。
【专利摘要】本发明提供了一种储气库井口节流装置和节流方法。所述储气库井口节流装置包括：入口装置(1)；螺杆膨胀机，包括：外壳、设置在所述外壳上的进口、出口以及位于所述外壳中的锥形螺杆(2)；所述进口连接所述入口装置(1)；分离仓(6)，连接所述出口；排液装置(10)和排气装置(12)，分别设置在所述分离仓(6)上。所述储气库井口节流方法，采用前面所述的储气库井口节流装置。本发明实现油气混合物分离、余压发电和井口气体节流的功能，替代当前储气库井口的气嘴，最终达到储气库降本增效的目的。
【IPC分类】F01C13/00, E21B43/12, E21B43/34
【公开号】CN105507856
【申请号】CN201510856834
【发明人】郑得文, 唐立根, 王皆明, 丁国生
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月30日