一种煤层气低压抽采装置

技术领域

本发明涉及煤田开采技术领域，具体地说是一种煤层气低压抽采装置。

背景技术

我国煤层气资源量丰富,但煤储层普遍具备低压、低渗、低孔“三低”特征，由于受地质、工程或排采因素的影响，煤层气田各平台产气量成不均衡发展态势，部分平台产气量远超预测产量。且随着新井的并入，所在支线末端回压升高，严重制约集输系统中串联的低套压井组产气。通过敷设管线扩大管容来降低井口回压，属于一次性投入，投资高、不能重复利用，经济效益低。

对于煤层气井，采用压缩机增压是解决低压集输的最有效手段，当井口煤层气压力降低到依靠自身井下压力不能输出时，就需要增压输送，这一过程大部分也都采用压缩机。考虑到煤层气特殊的物理性质，目前适用于煤层气增压工艺的压缩机类型主要有技术成熟的往复式压缩机、螺杆式压缩机等。

公开(公告)号：CN114272774A，一种天然气引射撬，包括高压气体管路、低压气体管路、旁通管路以及控制装置；所述高压气体管路包括第一管道以及沿第一管道依次设置的控制阀一、引射器、流量计一以及控制阀二，第一管道靠近控制阀一的一端连通高压气体源，第一管道另一端连通下游管路，引射器内设收缩段。

公开(公告)号：CN214697812U，一种中低压井多层带压压裂作业装置，包括井口装置、井下压裂管串，井下压裂管串包括自下而上依次连接的导向头、筛管、单流阀、喷射器、循环滑套、液压脱手、变扣接头、调整油管、预制工作筒以及油管，油管通过油管悬挂器连接在井口装置上，进而将井下压裂管串悬吊在井筒内，喷射器位于压裂点处。

公开(公告)号：US7748450B2，天然气井口抽采系统及方法(Gas wellheadextraction system and method)，一种用于自动控制、远程监控和控制耦合到气体管道段的气体抽取组件的方法和装置。采气组件可用于增加产气低压井或高压井的气体体积和/或总气体流量，以及“唤醒”或从枯竭井回收降低的产量。该发明的气体抽取组件的两个特征是能够在吸入口上产生大量的压差，以及产生大量的真空压力。

上述现有技术在面对煤储层低压时分别采用了改造传输管网，改造煤层，抽采增压的技术方式，仅解决了一部分技术问题，并且存在新的技术问题，如压缩机过热停机影响抽采效率。

总之，以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种煤层气低压抽采装置，通过机油循环系统为机组运行提供温度合适的润滑机油使机组处于最佳工作状态，通过PLC控制系统处理运行数据，使装置运行更加智能，以上现有技术达不到本发明技术效果。为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种煤层气低压抽采装置，包括进气口与出气口，所述进气口与出气口之间通过管道依次连接有进气过滤器、压缩机和油气分离筒，还包括与油气分离筒出油口和压缩机机油入口相连的机油循环系统；

所述机油循环系统由单向油路、油冷却系统和机油过滤系统依次连接组成；

所述单向油路包括与油气分离筒出油口连接的第一油管、与油冷却系统连接的第二油管和连接第一油管与第二油管的第三单向阀；

所述油冷却系统包括与第二油管连接的第三油管和与第三油管分体式安装的油冷却器；

所述机油过滤系统包括与第三油管连接的第四油管和依次设置在第四油管上的压缩机机油过滤器和第五单向阀；

所述第一油管和第二油管之间还设置有增压通路，所述增压通路上设置有油动力泵和球阀；

所述油气分离筒侧壁设置有加油口；

所述进气口与进气过滤器直接连接，所述进气过滤器与压缩机之间通过第一混合物管连接，所述压缩机与油气分离筒之间通过第二混合物管连接，所述油气分离筒与出气口通过排气管路连接；

所述第一混合物管上设置有第一单向阀；

所述压缩机为螺杆主机，所述压缩机机油过滤器为螺杆机油过滤器；

所述排气管路由压力维持阀，第二气管和气体冷却系统依次连接组成；

所述气体冷却系统包括与第二气管和出气口连接的第三气管和气体冷却器；

所述出气口与进气口之间还设置有旁通通路，所述旁通通路为第四气管，所述第四气管上设置有第二单向阀；

在本发明的一个实施例中，所述第三油管为翅片管、第三气管为翅片管；

在本发明的一个实施例中，所述第二混合物管,为一转多管路，入口设置一个，出口设置多个，出口与多个油气分离筒连接，诉述多个油气分离筒通过第一气管与压力维持阀连接；

在本发明的一个实施例中，所述第二混合物管为一转二管路，出口连接两个油气分离筒，所述两个油气分离筒通过二转一管路第一气管与压力维持阀连接；

在本发明的一个实施例中，所述进气过滤器底部设置有自动排污口，所述球阀为电磁球阀，所述气体冷却器为第一风扇，所述油冷却器为第二风扇，所述第一风扇、第二风扇均为立式风扇，所述第二风扇为双排风扇，所述螺杆主机电机转子上安装碳刷式静电释放器；

在本发明的一个实施例中，所述进气过滤器、螺杆主机、油气分离筒、油冷却器和气体冷却器撬装在装置平台上；

在本发明的一个实施例中，在进气口、进气过滤器、螺杆主机和油气分离筒中设置多个传感器；

在本发明的一个实施例中，所述进气口上设置有进气压力变送器、进气温度变送器和含氧仪；所述进气过滤器中设置有进气过滤器液位计；所述油气分离筒中设置有油分桶液位计；所述压缩机机油入口设置有油路压力变送器和油路温度变送器；

在本发明的一个实施例中，使用PLC可编程控制系统处理所有传感器的数据，并发出对应指令；

在本发明的一个实施例中，装置平台上还设置有防爆接线箱。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1)可以将低压井气体增压采出；

2)可以防止“抽空”现象出现，保障煤田安全；

3)机油在循环中达到合适的温度与压力，使装置处于最佳运行状态；

4)在PLC控制系统中设置了手动和自动调频两种功能，进口压力较高时，利用手动调频稳定进口压力，进口压力出现较大波动时，该系统自动切换到自动调频，具备全自动无人值守功能。

5)达到同类型工业机性能，降低井口回压释放产能，降低损失。

附图说明

图1是本发明一种煤层气低压抽采装置的俯视结构示意图；

图2是本发明轴侧结构示意图；

图3是本发明后视结构示意图；

图4是本发明第三气管结构示意图；

图5是本发明第三油管结构示意图；

图中：1、油气分离筒；2、压力维持阀；3、气体冷却器；4、出气口；6、主电机；7、进气口；8、进气过滤器；9、螺杆主机；10、螺杆机油过滤器；11、油动力泵；12、油冷却器；13、球阀；17、加油口；18、防爆接线箱；51、第一单向阀；52、第二单向阀；53、第三单向阀；54、第四单向阀；55、第五单向阀；141、第一混合物管；142、第二混合物管；151、第一气管；152、第二气管；153、第三气管；161、第一油管；162、第二油管；163、第三油管；164、第四油管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1至图5，本发明提供的一种煤层气低压抽采装置，包括进气口7与出气口4，所述进气口7与出气口4之间依次连接有进气过滤器8，第一混合物管141，压缩机，第二混合物管142，油气分离筒1和排气管路，还包括与油气分离筒1出油口和螺杆主机9机油入口相连的机油循环系统；

所述机油循环系统由第一油管161、第二油管162、第三油管163和第四油管依次连接组成，所述第一油管161和第二油管162之间通过第三单向阀53连接，所述第三油管163安装在油冷却器12上，所述第四油管上安装有压缩机机油过滤器和第五单向阀55；

所述压缩机为螺杆主机9，所述压缩机机油过滤器为螺杆机油过滤器10。

所述第一油管161、第三单向阀53和第二油管162组成单向油路，所述第三油管163和油冷却器12组成油冷却系统，所述第四油管、螺杆机油过滤器10和第五单向阀55组成机油过滤系统；

所述第一油管161和第二油管162之间还设置有增压通路，所述增压通路上设置有油动力泵11和球阀13，当油压不足时，打开球阀13，油动力泵11启动使油液经第一油管161、油动力泵11和球阀13进入第二油管162，当油压充足时，关闭球阀13，油动力泵11启动使油液经第一油管161和第三单向阀53进入第二油管162；

所述油气分离筒1侧壁设置有加油口17，可以向桶内添加和更换机油；

所述第一混合物管141上设置有第一单向阀51，使油气混合物质由进气过滤器8向螺杆主机9单向移动；

所述排气管路由压力维持阀2，第二气管152和第三气管153依次连接组成，所述第三气管153分体式安装有气体冷却器3；

所述第三气管153与气体冷却器3组成气体冷却系统；

所述出气口4与进气口7之间还设置有旁通通路，所述旁通通路为第四气管154，所述第四气管154上设置有第二单向阀52，所述第二单向阀52使第四气管154中的气体从进气管7向出气管4单向流动，当煤层气井压力低时，装置运行，气体在增压过后经出气口4喷出，因为气体压力大于进气口气体压力，第二单向阀52关闭，装置正常运行，当煤层气井压力高时，关闭装置，气体从进气口7经第四气管154、第二单向阀52和出气口4进入外输管网；

所述进气过滤器8底部设置有自动排污口，可以排出进气过滤器8内部过滤液体，所述球阀13为电磁球阀，可以使用电器控制；

所述第三油管163为翅片管，所述第三气管153为翅片管，所述气体冷却器3使用第一风扇进行冷却，所述油冷却器12使用第二风扇进行冷却，所述第一风扇、第二风扇均为立式风扇，增大散热面积，所述第二风扇为双排风扇进一步增大散热面积；

所述螺杆主机9电机转子上安装碳刷式静电释放器，该静电释放器卡装在旋转的转子上，主要释放运转过程中产生的静电；

所述进气过滤器8、螺杆主机9、油气分离筒1、油冷却器12和气体冷却器3撬装在装置平台上。

工作原理：

井口采出气体通过进气过滤器8滤除煤层气内的水、煤粉等杂质，使较纯净的煤层气进入螺杆主机9压缩机腔体和机油混合物压缩，压缩后混合物气体由排气端经油气分离器1进行油气分离，压缩分离后的纯净气体再进入气体冷却器3进行冷却，最后进入外输管网，低压机油经过油动力泵11加压后进入油冷却器12，冷却后进入螺杆机油过滤器10过滤，过滤完成后进入螺杆主机9，系统内压力高时，高压油直接通过第三单向阀53进入油冷却器12；

当装置停机时压力维持阀2打开释放压力，防止设备带压启动。

实施例2：

所述第二混合物管142,为一转多管路，入口设置一个，出口设置多个，出口与多个油气分离筒1连接，诉述多个油气分离筒1通过第一气管151与压力维持阀2连接，通过设置多个油气分离筒1提高了装置的油气分离效率；

所述第二混合物管142为一转二管路，出口连接两个油气分离筒1，所述两个油气分离筒1通过二转一管路第一气管151与压力维持阀2连接；

实施例3：

在进气口7、进气过滤器8、螺杆主机9和油气分离筒1中设置多个传感器，各点位数据实现了时时监控，数据异常报警、数据异常停机，提高了设备使用安全管理；

所述进气口7上设置有进气压力变送器、进气温度变送器和含氧仪，用于检测进气口气体压力、温度与气体中的氧气含量；

所述进气过滤器8中设置有进气过滤器液位计，用于检测进气过滤器8中过滤液体的高度；

所述油气分离筒1中设置有油分桶液位计，用于检测油气分离筒1中油液液面高度；

所述螺杆主机9机油入口设置有油路压力变送器和油路温度变送器，用于检测进入螺杆主机9的机油的压力与温度；

使用PLC可编程控制系统处理所有传感器数据并发出对应指令；

诉述装置平台上还设撬装有防爆接线箱18，用于PLC可编程控制系统与各个传感器接线。

各个传感器设置如下：

1)进气压力变送器：进气压力低于0.02MPa时，从手动调频切换到自动调频(自动变动频率，将进口压力维持在0.02MPa)；进气压力低于0.01MPa时报警，设置进气压力低于0MPa时设备停机，防止负压吸入空气；进气压力高于0.7MPa时装置停机，使气体从旁通通路直接进入管网；

2)进气温度变送器：进气温度高于105℃时报警、温度高于115℃时报警并且设备停机，防止高温压缩机机头轴承抱死；

3)含氧量检测仪：进入气体含氧量超过1％时设备停机，防止继续吸入空气。

4)进气过滤器液位计：液位高度达到5cm时进气过滤器8自动排污，液位高度达到10cm时设备停机；

5)油路压力变送器：螺杆主机9机油入口油压高于0.35MPa时关停油动力泵11、关闭电磁球阀13，切换到系统压力润滑(利用油分桶的系统压力，将油分桶的润滑油压到设备的每个润滑点)；油压低于0.3MPa时打开电磁球阀13、启动油动力泵11；油压低于0.2MPa时设备停机。

6)油路温度变送器:螺杆主机9机油入口油温低于85℃时，油冷却器12不工作；油温高于95℃时，油冷却器12工作，冷却润滑油到85℃以下时，油冷却器12自动停止工作；油温高于115℃时设备停机。

7)油分桶液位计：油气分离筒1油液位低于5cm时设备停机，通过加油口17添加机油。

本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术。直接应用即可，不再赘述。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明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一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。