高壓氣井天然氣直充式灌裝設備制造技術

本發明專利技術涉及一種高壓氣井天然氣直充式灌裝設備，由進口截止閥、氣液分離器、過濾器、截止閥、節流閥、第一控制閥、第二控制閥、節流加熱器、出口截止閥、ＣＮＧ罐裝車組成，氣液分離器兩側分別通過管線與高壓氣井和過濾器相連接；過濾器通過管線與節流加熱器相連接，管線上設有截止閥，截止閥分別與第一控制閥、第二控制閥和節流閥相連，第一控制閥和節流閥匯合后再與節流加熱器內層盤管相連接，第一控制閥與節流加熱器外層盤管相連接；內層盤管與外層盤管出口匯合后再與截止閥相連，截止閥與罐裝車相連接。本發明專利技術采用的設備和工藝流程簡單直接，能夠在高壓、密閉條件下實現連續生產，設備和運行成本較低，利用它可以防止充灌高壓天然氣初期發生凍堵，并可縮短充灌時間。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于油氣田高壓氣井壓縮天然氣(CNG)生產儲運的技術設備，屬 壓縮天然氣儲運技術類。
技術介紹
在油氣田開采過程中有時會遇到少量壓力高達20-30MPa的高壓氣井。為了回收 高壓氣井的天然氣，通常采用水套爐加熱經節流后輸入外輸管網。但在某些邊緣單井，為了 減少投資風險，如采用直接充灌高壓鋼瓶外運，則存在高壓氣向空瓶充注過程中因大壓比 節流造成閥嘴和管路凍結、堵塞的問題。采用水套爐加熱方式則存在著設備龐大、不能靈活 搬遷、能耗較大等問題，而且在冬天充滿壓比過大時(空瓶充灌初始階段)依然可能發生凍 堵事故；此外，充灌過程中隨著鋼瓶壓力逐步升高，單位時間充灌量相應遞減，因此，造成充 灌時間較長。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種既能防止充灌初期發生凍堵又能保證流量相對均衡、 縮短充灌時間的高壓氣井天然氣直充式灌裝設備。 本專利技術的技術方案如下本專利技術所采用的直充式灌裝設備和工藝流程由進口截止 閥、氣液分離器、過濾器、截止閥、節流閥、第一控制閥、第二控制閥、節流加熱器、出口截止 閥、CNG罐裝車組成，其連接、組裝關系如下氣液分離器通過管線與高壓氣井相連接，管線 上設有進口截止閥，氣液分離器通過管線、閥門與過濾器相連接；過濾器通過管線與節流加 熱器相連接，管線上設有截止閥，截止閥出口分三路分別與第一控制閥、第二控制閥和節流 閥相連，第一控制閥和節流閥出口匯合后再與節流加熱器中的內層盤管入口相連接，第一 控制閥出口與節流加熱器中的外層盤管入口相連接；內層盤管出口與外層盤管出口匯合后 再與出口截止閥相連，截止閥出口與罐裝車相連接。使用時，將該裝置通過管線與高壓天然 氣井井口閥門相連接，并將其中的進口截止閥、截止閥和出口截止閥置于開啟狀態。當井口 高壓氣經進口截止閥直接向CNG罐裝車的鋼瓶組開始輸氣時，先打開節流閥，第一、第二控制閥暫不開啟，高壓氣井出口的天然氣經過氣液分離器和過濾器凈化后，通過節流閥流向 節流加熱器；待鋼瓶組壓力升至3-4MPa后，打開第一控制閥待鋼瓶充壓至10-12MPa后，再 打開第二控制閥，直至CNG罐裝車充滿。在此過程中，由于節流加熱器的內層盤管是按照喉 部臨界流量密度和臨界音速設計，采用兩節或多節變管徑盤管進行加熱，高壓氣體在盤管 中邊節流邊加溫，確保流體不發生凍結。在CNG鋼瓶組壓力升高至10-12MPa后，外層盤管 開始工作，以滿足設備單位時間處理量的要求。 本專利技術采用的設備和工藝流程簡單直接，能夠在高壓、密閉條件下實現連續生產， 設備和運行成本較低，利用它可以防止充灌高壓天然氣初期發生凍堵，并可縮短充灌時間。附圖說明 圖1為本專利技術的工藝流程示意圖。圖2為節流加熱器8的結構示意圖。 具體實施例方式如圖l所示，本專利技術的工藝流程由進口截止閥1、氣液分離器2、過濾器3、截止閥 4、節流閥5、第一控制閥6、第二控制閥7、節流加熱器8、出口截止閥9、CNG罐裝車10組成。 其中，節流加熱器8(見圖2)由殼體11、外層盤管12、內層盤管13、外筒體14、內筒體15組 成，內層盤管13環向緊貼纏繞在兩端用鋼板密封的內筒體15上并與其作適當固定，外層盤 管12環向緊貼纏繞在外筒體14上，并作適當固定，外筒體14和筒體15分別與殼體相固 定，其中，內層盤管l 3采用兩節或多節不同管徑高壓不銹鋼管焊接而成，氣體出口端(較 大直徑端)盤管直徑根據設備設計處理氣量按出口端面壓力3MPa、溫度7(TC條件下的喉部 臨界流量密度和臨界音速計算確定，盤管長度根據氣體從常溫加熱至80°C的傳熱面積計算 確定，較小直徑端與較大直徑端截面積之比按等于或接近臨界壓比計算確定。高壓天然氣 穿越盤管時，受喉部臨界流量密度和臨界音速的限定和管道沿程阻力，氣體在盤管中邊節 流邊加溫，確保其不發生凍結。外層盤管12采用等直徑高壓不銹鋼管，天然氣穿越盤管終 了被加溫至70-8(TC，確保高壓氣井出口與CNG罐裝車10之間不發生凍堵。節流加熱器8 用的循環熱水進水溫度為80-9(TC，待CNG鋼瓶壓力達到14-15MPa后可以停止加熱。權利要求一種高壓氣井天然氣直充式灌裝設備，由進口截止閥1、氣液分離器2、過濾器3、截止閥4、節流閥5、第一控制閥6、第二控制閥7、節流加熱器8、出口截止閥9、CNG罐裝車10組成，其特征在于氣液分離器2通過管線與高壓氣井相連接，管線上設有截止閥1，氣液分離器2通過管線、閥門與過濾器3相連接；過濾器3通過管線與節流加熱器8相連接，管線上設有截止閥4，截止閥4出口分三路，分別與第一控制閥6、第二控制閥7和節流閥5相連，第一控制閥6和節流閥5出口匯合后再與節流加熱器8中的內層盤管13入口相連接，第一控制閥6出口與節流加熱器8中的外層盤管12入口相連接；內層盤管13出口與外層盤管12出口匯合后再與出口截止閥相連，截止閥出口9與罐裝車10相連接。2. 根據權利要求l所述的高壓氣井天然氣直充式灌裝設備，其特征在于節流加熱器8 由殼體11、外層盤管12、內層盤管13、外筒體14、內筒體15組成，內層盤管13環向緊貼繞 在兩端用鋼板密封的內筒體15上并與其作適當固定，外層盤管12環向緊貼纏繞在外筒體 14上，并作適當固定，外筒體14和筒體15分別與殼體相固定。全文摘要本專利技術涉及一種高壓氣井天然氣直充式灌裝設備，由進口截止閥、氣液分離器、過濾器、截止閥、節流閥、第一控制閥、第二控制閥、節流加熱器、出口截止閥、CNG罐裝車組成，氣液分離器兩側分別通過管線與高壓氣井和過濾器相連接；過濾器通過管線與節流加熱器相連接，管線上設有截止閥，截止閥分別與第一控制閥、第二控制閥和節流閥相連，第一控制閥和節流閥匯合后再與節流加熱器內層盤管相連接，第一控制閥與節流加熱器外層盤管相連接；內層盤管與外層盤管出口匯合后再與截止閥相連，截止閥與罐裝車相連接。本專利技術采用的設備和工藝流程簡單直接，能夠在高壓、密閉條件下實現連續生產，設備和運行成本較低，利用它可以防止充灌高壓天然氣初期發生凍堵，并可縮短充灌時間。文檔編號F17C5/00GK101718395SQ200910220690公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月11日 優先權日2009年12月11日專利技術者李春余, 王占斌, 王君, 王英偉, 王遠慶, 馬晨陽 申請人:遼河石油勘探局 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高壓氣井天然氣直充式灌裝設備，由進口截止閥１、氣液分離器２、過濾器３、截止閥４、節流閥５、第一控制閥６、第二控制閥７、節流加熱器８、出口截止閥９、ＣＮＧ罐裝車１０組成，其特征在于：氣液分離器２通過管線與高壓氣井相連接，管線上設有截止閥１，氣液分離器２通過管線、閥門與過濾器３相連接；過濾器３通過管線與節流加熱器８相連接，管線上設有截止閥４，截止閥４出口分三路，分別與第一控制閥６、第二控制閥７和節流閥５相連，第一控制閥６和節流閥５出口匯合后再與節流加熱器８中的內層盤管１３入口相連接，第一控制閥６出口與節流加熱器８中的外層盤管１２入口相連接；內層盤管１３出口與外層盤管１２出口匯合后再與出口截止閥相連，截止閥出口９與罐裝車１０相連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王遠慶，王君，王占斌，馬晨陽，王英偉，李春余，
申請(專利權)人：遼河石油勘探局，
類型：發明
國別省市：21[中國|遼寧]