專利名稱：一種油田伴生氣的增壓混輸裝置及其回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采油技術(shù)和能源回收利用領(lǐng)域，特別涉及一種油田伴生氣的增壓混輸裝置及其回收方法。
背景技術(shù)：
油井伴生氣是石油開采中，伴隨原油一起逸出的氣體，其部分溶于原油中，除含有較多甲烷、乙烷外，還含有少量易揮發(fā)的液態(tài)烴及微量的二氧化碳、氮、硫化氫等雜質(zhì)，是一種很好的可燃?xì)怏w。油井中的伴生氣從原油中逸出后，在套管環(huán)形空間及相關(guān)管線內(nèi)形成壓力。當(dāng)井下伴生氣壓力增大到一定值，將會(huì)影響抽油泵的容積效率，甚至出現(xiàn)“氣鎖”現(xiàn)象，造成原油產(chǎn)量降低。因此，當(dāng)套管環(huán)形空間及相關(guān)管線內(nèi)，伴生氣壓力較高時(shí)，必須進(jìn)行泄壓處理。目前，對于伴生氣的泄壓，大部分油區(qū)采用“放空”的辦法，也就是將伴生氣直接排入大氣，或者通過“火炬”燃燒后排入大氣。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題在油田實(shí)際生產(chǎn)中，采油井場伴生氣采集回收困難，回收成本高，回收利用率低。直接排放或燃燒后排放到大氣中，會(huì)對環(huán)境造成污染等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種采集回收伴生氣成本低，且起到節(jié)能、環(huán)保、提高抽油機(jī)采油效率的油田伴生氣的增壓混輸裝置。本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)目的是提供一種回收成本低的油田伴生氣的回收方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案是一種油田伴生氣的增壓混輸裝置，包括伴生氣輸送管，所述伴生氣輸送管連接伴生氣旁通管，所述伴生氣旁通管連接輸油管，所述伴生氣輸送管連接冷卻器，所述冷卻器連接壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)連接伴生氣旁通管，所述輸油管通過冷卻器連接所述壓縮機(jī)。所述伴生氣輸送管上依次設(shè)有截止閥a、壓力變送器a、電磁閥a和單向閥a和減壓閥，所述減壓閥連接所述冷卻器，所述冷卻器依次通過電磁閥b、單向閥b和壓力變送器b 連接所述輸油管，所述伴生氣旁通管上依次設(shè)有單向閥d和截止閥c，所述壓縮機(jī)通過單向閥c連接在所述單向閥d和截止閥c之間的伴生氣旁通管上，所述壓力變送器b和截止閥c 之間的輸油管上設(shè)有定壓止回閥，所述輸油管通過截止閥b分別連接壓力變送器b和定壓止回閥。所述壓縮機(jī)通過變頻器控制。所述壓縮機(jī)的潤滑裝置連接冷卻器。進(jìn)一步地，本發(fā)明的裝置還包括PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)，當(dāng)壓力變送器a的壓力值小于壓力變送器b的壓力值時(shí)，所述PLC用于根據(jù)此比較的壓力值控制電磁閥a、電磁閥b和變頻器開啟。
本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)技術(shù)方案提供一種利用上述的增壓混輸裝置回收油田伴生氣的方法，包括以下步驟將油井所逸出的伴生氣，與井口出來的全部或者部分原油混合后注入輸油管，伴生氣隨原油混合輸送至集輸站。本發(fā)明實(shí)施例更優(yōu)選的技術(shù)方案是油田伴生氣的回收方法，包括以下步驟當(dāng)伴生氣壓力高于輸油管壓力時(shí)，壓縮機(jī)組不運(yùn)轉(zhuǎn)，伴生氣直接經(jīng)閥門，注入輸油管與原油混合后進(jìn)入集輸站；當(dāng)伴生氣壓力低于輸油管壓力時(shí)，閥門打開，根據(jù)混合油氣后壓力，壓縮機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行油氣混輸增壓，增壓后注入輸油管輸送至集輸站；在壓縮機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，潤滑裝置運(yùn)行。本發(fā)明實(shí)施例另一優(yōu)選的技術(shù)方案是包括以下步驟當(dāng)伴生氣壓力大于輸油管線壓力時(shí)，伴生氣經(jīng)截止閥a進(jìn)入伴生氣輸送管，此時(shí)， 電磁閥a關(guān)閉，壓縮機(jī)不工作，伴生氣流經(jīng)伴生氣旁通管，經(jīng)單向閥d和截止閥c注入輸油管。當(dāng)伴生氣壓力小于輸油管線壓力時(shí)，伴生氣經(jīng)截止閥a進(jìn)入伴生氣輸送管， PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)檢測到壓力變送器a壓力值小于壓力變送器b的壓力值時(shí)，將此信號(hào)同時(shí)傳輸給電磁閥a、電磁閥b和變頻器，則電磁閥a 打開，伴生氣經(jīng)過單向閥a、減壓閥，進(jìn)入冷卻器；同時(shí)，電磁閥b打開，原油經(jīng)單向閥b，進(jìn)入冷卻器；壓縮機(jī)通過變頻器啟動(dòng)，將混合油氣增壓，后經(jīng)單向閥c和截止閥c，注入原油輸油管。所述壓縮機(jī)的噴淋冷卻與壓縮機(jī)潤滑油冷卻均利用井口采出的原油作為介質(zhì)。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是伴生氣是一種很好的清潔能源。本發(fā)明實(shí)施例可將采油井場的油井伴生氣，通過原油輸送管路，傳輸至油氣集輸站，在集輸站旁建設(shè)輕烴回收裝置或燃?xì)獍l(fā)電站。將原來排放到大氣或者排空燃燒的油井伴生氣進(jìn)行回收利用。第一可以減少對環(huán)境的污染；第二通過對油井伴生氣進(jìn)行采集增壓，然后與原油混合，隨原油輸送管線對外輸送，因此不需要單獨(dú)的管線，使伴生氣回收成本較低；第三可對伴生氣進(jìn)行回收利用，因伴生氣基本成分與天然氣相同，所以會(huì)產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明實(shí)施例適用于各陸地油田采油井場的油井伴生氣的采集增壓混輸。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的工藝流程圖。圖中1伴生氣輸送管，2伴生氣旁通管，3輸油管，4冷卻器，5壓縮機(jī)，6截止閥a， 7壓力變送器a，8電磁閥a，9單向閥a，10減壓閥，11單向閥d，12單向閥c，13截止閥c， 14截止閥b，15壓力變送器b，16單向閥b，17電磁閥b，18定壓止回閥，19截止閥c，20集輸站。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例1
4
參見圖1，一種油田伴生氣的增壓混輸裝置，包括伴生氣輸送管1，伴生氣輸送管1 連接伴生氣旁通管2，伴生氣旁通管2連接輸油管3，伴生氣輸送管1連接冷卻器4，冷卻器 4連接壓縮機(jī)5，壓縮機(jī)5連接伴生氣旁通管2，輸油管3通過冷卻器4連接壓縮機(jī)5。一種利用增壓混輸裝置回收油田伴生氣的方法，包括以下步驟將油井所逸出的伴生氣，與井口出來的全部或者部分原油混合后注入輸油管，伴生氣隨原油混合輸送至集輸站。利用本發(fā)明實(shí)施的裝置及工藝方法，采集回收伴生氣成本低，且起到節(jié)能、環(huán)保、 提高抽油機(jī)采油效率的作用。實(shí)施例2本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，在各個(gè)管線上設(shè)置控制閥門，具體敘述如下參見圖1，伴生氣輸送管1上依次設(shè)有截止閥a6、壓力變送器a7、電磁閥a8和單向閥a9和減壓閥10，減壓閥10連接冷卻器4，冷卻器4依次通過電磁閥bl7、單向閥bl6和壓力變送器bl5連接輸油管3，伴生氣旁通管2上依次設(shè)有單向閥dll和截止閥cl9，壓縮機(jī)5通過單向閥cl2連接在所述單向閥dll和截止閥cl9之間的伴生氣旁通管2上，壓力變送器bl5和截止閥cl3之間的輸油管3上設(shè)有定壓止回閥18，輸油管3通過截止閥bl4 分別連接壓力變送器bl5和定壓止回閥18，輸油管3通過定壓止回閥18連接集輸站20。一種利用增壓混輸裝置回收油田伴生氣的方法，包括以下步驟當(dāng)伴生氣壓力高于輸油管壓力時(shí)，壓縮機(jī)組不運(yùn)轉(zhuǎn)，伴生氣直接經(jīng)閥門，注入輸油管與原油混合后進(jìn)入集輸站；當(dāng)伴生氣壓力低于輸油管壓力時(shí)，閥門打開，根據(jù)混合油氣后壓力，壓縮機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行油氣混輸增壓，增壓后注入輸油管輸送至集輸站；在壓縮機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，潤滑裝置運(yùn)行。本發(fā)明實(shí)施例在個(gè)管線上增設(shè)閥門，更有利于本發(fā)明的控制，以便于更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。實(shí)施例3本實(shí)施例是在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，參見圖1，通過變頻器13控制壓縮機(jī)5的開啟及排量大小，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化及節(jié)約能量的目的。本實(shí)施例的裝置還包括PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)，當(dāng)壓力變送器a的壓力值小于壓力變送器b的壓力值時(shí)，所述PLC用于根據(jù)此比較的壓力值控制電磁閥a、電磁閥b和變頻器開啟?！N利用增壓混輸裝置回收油田伴生氣的方法，包括以下步驟當(dāng)伴生氣壓力大于輸油管線壓力時(shí)，伴生氣經(jīng)截止閥a進(jìn)入伴生氣輸送管，此時(shí)， 電磁閥a關(guān)閉，壓縮機(jī)不工作，伴生氣流經(jīng)伴生氣旁通管，經(jīng)單向閥d和截止閥c注入輸油管。當(dāng)伴生氣壓力小于輸油管線壓力時(shí)，伴生氣經(jīng)截止閥a進(jìn)入伴生氣輸送管， PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)檢測到壓力變送器a壓力值小于壓力變送器b的壓力值時(shí)，將此信號(hào)同時(shí)傳輸給電磁閥a、電磁閥b和變頻器，則電磁閥a 打開，伴生氣經(jīng)過單向閥a、減壓閥，進(jìn)入冷卻器；同時(shí)，電磁閥b打開，原油經(jīng)單向閥b，進(jìn)入冷卻器；壓縮機(jī)通過變頻器啟動(dòng)，將混合油氣增壓，后經(jīng)單向閥c和截止閥c，注入原油輸油管。
本發(fā)明實(shí)施例可以通過PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)接收壓力傳送信號(hào)控制壓縮機(jī)啟動(dòng)及調(diào)節(jié)變頻器，控制壓縮機(jī)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，合理控制壓縮機(jī)能耗，并通過壓力值來控制電磁閥的開啟。本發(fā)明的裝置上設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸和遠(yuǎn)程指令控制模塊，通過配置的RTU系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端控制。本發(fā)明實(shí)施例解決了油田上采油井場伴生氣采集回收困難、利用率低的問題，起到節(jié)能、環(huán)保、提高抽油機(jī)采油效率的作用。實(shí)施例4本實(shí)施例是在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，壓縮機(jī)5的潤滑裝置5. 1連接冷卻器4?；厥沼吞锇樯鷼獾姆椒ㄈ鐚?shí)施例3，壓縮機(jī)5的噴淋冷卻與壓縮機(jī)潤滑油冷卻均利用井口采出的原油作為介質(zhì)。本發(fā)明實(shí)施例壓縮機(jī)主機(jī)噴淋冷卻、主機(jī)潤滑油冷卻，均采用井口采出的原油作為冷卻介質(zhì)。壓縮機(jī)主機(jī)噴淋冷卻原油和伴生氣混和后，混合油氣作為冷卻介質(zhì)，對壓縮機(jī)進(jìn)行噴淋冷卻，同時(shí)混合油氣被加熱，增壓后的混合油氣一起排出壓縮機(jī)，進(jìn)入原油輸送管網(wǎng)。潤滑油冷卻將原油輸送到潤滑油冷卻器內(nèi)，潤滑油通過盤繞型潤滑油管線環(huán)繞在冷卻器中，與已在潤滑油冷卻器內(nèi)的原油進(jìn)行熱交換實(shí)現(xiàn)冷卻。本發(fā)明實(shí)施例在實(shí)現(xiàn)冷卻功能的同時(shí)，提高了混合油氣溫度，增加油氣的流動(dòng)性，提高輸送的管線傳輸效率。本發(fā)明實(shí)施例對于油井產(chǎn)液量大的單井或井組，可以對伴生氣和部分原油(主要對壓縮機(jī)起噴淋潤滑冷卻作用)，進(jìn)行采集壓縮增壓，然后通過原油輸送管線，與其余原油混合后，混輸至集輸站。本發(fā)明實(shí)施例對于產(chǎn)液量小的單井或井組，可以對伴生氣和全部原油(主要對壓縮機(jī)起噴淋潤滑冷卻作用)，進(jìn)行采集壓縮增壓，然后通過原油輸送管線，混輸至集輸站。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種油田伴生氣的增壓混輸裝置，其特征在于，包括伴生氣輸送管，所述伴生氣輸送管連接伴生氣旁通管，所述伴生氣旁通管連接輸油管，所述伴生氣輸送管連接冷卻器，所述冷卻器連接壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)連接伴生氣旁通管，所述輸油管通過冷卻器連接所述壓縮機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田伴生氣的增壓混輸裝置，其特征在于，所述伴生氣輸送管上依次設(shè)有截止閥a、壓力變送器a、電磁閥a和單向閥a和減壓閥，所述減壓閥連接所述冷卻器，所述冷卻器依次通過電磁閥b、單向閥b和壓力變送器b連接所述輸油管，所述伴生氣旁通管上依次設(shè)有單向閥d和截止閥c，所述壓縮機(jī)通過單向閥c連接在所述單向閥d 和截止閥c之間的伴生氣旁通管上，所述壓力變送器b和截止閥c之間的輸油管上設(shè)有定壓止回閥，所述輸油管通過截止閥b分別連接壓力變送器b和定壓止回閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油田伴生氣的增壓混輸裝置，其特征在于，所述壓縮機(jī)通過變頻器控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的油田伴生氣的增壓混輸裝置，其特征在于，所述壓縮機(jī)的潤滑裝置連接冷卻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田伴生氣的增壓混輸裝置，其特征在于，還包括 PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)，當(dāng)壓力變送器a的壓力值小于壓力變送器b的壓力值時(shí)，所述PLC用于根據(jù)此比較的壓力值控制電磁閥a、電磁閥b和變頻器開啟。
6.一種利用權(quán)利要求1所述的增壓混輸裝置回收油田伴生氣的方法，其特征在于，包括以下步驟將油井所逸出的伴生氣，與井口出來的全部或者部分原油混合后注入輸油管， 伴生氣隨原油混合輸送至集輸站。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的油田伴生氣的回收方法，其特征在于，包括以下步驟當(dāng)伴生氣壓力高于輸油管壓力時(shí)，壓縮機(jī)組不運(yùn)轉(zhuǎn)，伴生氣直接經(jīng)閥門，注入輸油管與原油混合后進(jìn)入集輸站；當(dāng)伴生氣壓力低于輸油管壓力時(shí)，閥門打開，根據(jù)混合油氣后壓力，壓縮機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行油氣混輸增壓，增壓后注入輸油管輸送至集輸站；在壓縮機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，潤滑裝置運(yùn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的油田伴生氣的回收方法，其特征在于，包括以下步驟當(dāng)伴生氣壓力大于輸油管線壓力時(shí)，伴生氣經(jīng)截止閥a進(jìn)入伴生氣輸送管，此時(shí)，電磁閥a關(guān)閉，壓縮機(jī)不工作，伴生氣流經(jīng)伴生氣旁通管，經(jīng)單向閥d和截止閥c注入輸油管。當(dāng)伴生氣壓力小于輸油管線壓力時(shí)，伴生氣經(jīng)截止閥a進(jìn)入伴生氣輸送管， PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)檢測到壓力變送器a壓力值小于壓力變送器b的壓力值時(shí)，將此信號(hào)同時(shí)傳輸給電磁閥a、電磁閥b和變頻器，則電磁閥a 打開，伴生氣經(jīng)過單向閥a、減壓閥，進(jìn)入冷卻器；同時(shí)，電磁閥b打開，原油經(jīng)單向閥b，進(jìn)入冷卻器；壓縮機(jī)通過變頻器啟動(dòng)，將混合油氣增壓，后經(jīng)單向閥c和截止閥c，注入原油輸油管。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述的油田伴生氣的回收方法，其特征在于，所述壓縮機(jī)的噴淋冷卻與壓縮機(jī)潤滑油冷卻均利用井口采出的原油作為介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種油田伴生氣的增壓混輸裝置，包括伴生氣輸送管，所述伴生氣輸送管連接伴生氣旁通管，所述伴生氣旁通管連接輸油管，所述伴生氣輸送管連接油氣混合器，所述油氣混合器連接壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)分別連接潤滑裝置和伴生氣旁通管，所述輸油管通過緩沖池連接所述油氣混合器?；厥沼吞锇樯鷼獾姆椒▽⒂途莩龅陌樯鷼猓c井口出來的全部或者部分原油混合后注入輸油管，伴生氣隨原油混合輸送至集輸站。本發(fā)明具有回收成本低、節(jié)能和環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F17D1/02GK102444783SQ20101050486
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月8日
發(fā)明者徐慶, 方建國, 朱天壽, 李治輝, 李紅才, 武福麗, 毛勇, 鄭德貴, 龔萬福 申請人:中國石油天然氣股份有限公司