撬装集气装置

技术领域

本申请涉及天然气生产技术领域，特别涉及一种撬装集气装置。

背景技术

相关技术中的页岩气普遍采用的是高压除砂、中压分离计量工艺，采用单井高压除砂撬、中压分离计量撬，地面工艺流程为：页岩气井口节流后进入高压过滤式除砂器，除砂后经过角式节流阀节流，再进入中压气液分离器，再分别通过对应的流量计计量气相和液相，最后经过清管撬外输。

但是采用上述采集方式，所需要的设备较多，且流程复杂，致使开发以及后期的维护成本过大。

发明内容

本发明提出了一种撬装集气装置，以解决相关技术中集气装置所需设备较多导致成本过高的问题。

本申请公开一种撬装集气装置，包括多个天然气输入管路、除砂器、气液分离器和集砂器，多个天然气输入管路分别连通除砂器，除砂器通过集砂器连通排污点，除砂器通过气液分离器分别连通天然气出站点和排污点。

进一步地，气液分离器设有天然气输出口和污水排放口，撬装集气装置设有第一排污控制阀和反冲洗控制阀，污水排放口通过第一排污控制阀连通排污点，以及，污水排放口通过反冲洗控制阀、集砂器连通排污点。

进一步地，撬装集气装置设有第二排污控制阀，污水排放口通过第二排污控制阀连通排污点。

进一步地，天然气输入管路设有第一流量计和第一控制阀，天然气输入管路的入口通过第一流量计、第一控制阀连通除砂器。

进一步地，还包括第二流量计和天然气输出控制阀，气液分离器的天然气输出口通过第二流量计和天然气输出控制阀连通天然气出站点。

进一步地，还包括第三流量计和排污调节阀，气液分离器的污水排放口通过第三流量计、排污调节阀和第一排污控制阀连通排污点。

进一步地，还包括第一安全阀、第一防超压控制阀和第二控制阀，天然气输入管路通过第一安全阀、第一防超压控制阀连通第一泄压口，多个天然气输入管路分别通过第二控制阀连通除砂器。

进一步地，还包括第二安全阀和第二防超压控制阀，气液分离器通过第二安全阀、第二防超压控制阀连通第二泄压口。

进一步地，还包括第三安全阀和第三防超压控制阀，集砂器通过第三安全阀、第三防超压控制阀连通第二泄压口。

进一步地，还包括排污控制总阀，气液分离器的污水排放口通过排污控制总阀分别连通第三流量计、第二排污控制阀和反冲洗控制阀。

本发明的有益效果如下：

本申请通过撬装集气装置进行结构优化，具体来说设置撬装集气装置包括多个天然气输入管路、除砂器、气液分离器和集砂器，多个天然气输入管路分别连通除砂器，除砂器通过集砂器连通排污点，除砂器通过气液分离器分别连通天然气出站点和排污点。

其中，除砂器用于实现固相分离并将固相残渣经集砂器排出至排污点，气液分离器用于实现液相分离并将液相残渣排出至排污点，从而获得纯净的天然气并排出至天然气出站点。

综上，本申请仅使用一个除砂器和气液分离器便实现对多个天然气输入管路所采集的天然气的输送以及固液气三相分离，这样便减少了物料数量，简化了装置结构和输送流程，极大地降低了生产制造和维护成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例公开的撬装集气装置的流程示意图。

附图标记说明：

10-天然气出站点、20-排污点、30-第一泄压口、40-第二泄压口、

100-除砂器、110-第一流量计、120-第一控制阀、130-第二控制阀、

200-气液分离器、210-第一排污控制阀、220-反冲洗控制阀、230-第二排污控制阀、240-第二流量计、250-天然气输出控制阀、260-第三流量计、270-排污调节阀、280-排污控制总阀、

300-集砂器、

410-第一安全阀、420-第一防超压控制阀、510-第二安全阀、520-第二防超压控制阀、610-放空阀、620-放空控制阀、710-第三安全阀、720-第三防超压控制阀、800-开关阀。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，本申请公开一种撬装集气装置，该撬装集气装置可以包括多个天然气输入管路50、除砂器100、气液分离器200和集砂器300。天然气输入管路50用于将天然气从储藏点进行导出，比如储藏点通常为天然气井，在储藏点开设六个井口，并设置六条天然气输入管路50分别连接各井口。

多个天然气输入管路50分别连通除砂器100，比如除砂器100以管路连接的方式与各天然气输入管路50进行并联。除砂器100可以选用旋流式除砂器，以对所开采的天然气混合物进行除砂处理，分离其中的砂砾等固相残渣，并得到除砂后气体混合物。

除砂器100可以通过集砂器300连通排污点20。集砂器300实现对上述的固相残渣的收集，当收集时间或者收集量满足预设条件后，将固相残渣排放至排污点20，比如收集时间每隔5min，集砂器300进行一次排放。这里的排污点20通常为污水池等。

除砂器100可以通过气液分离器200分别连通天然气出站点10和排污点20。气液分离器200可以选用卧式气液分离器等，气液分离器200可以将除砂后气体混合物中的污水等液相残渣进行分离，以得到较为纯净的天然气，而液相残渣将被排放至排污点20，天然气则被输送至天然气出站点10，比如天然气站等，至此完成对天然气储藏点的采集过程。

上述为本申请撬装集气装置的整体结构，其采集步骤可以按照如下进行：

天然气输入管路50将天然气从天然气井口中导出，所导出的气体混合物进入除砂器100后将被除砂处理，以分离中其中的砂砾等固相残渣，并得到除砂后气体混合物。

固相残渣被导入集砂器300进行收集，当采集时间到达预设采集时间，或者，收集量达到预设收集量的情况下，集砂器300中的固相残渣被排出至排污点20。

而除砂后气体混合物将由除砂器100输送至气液分离器200，以被分离出其中的污水等液相残渣，并得到天然气。其中，液相残渣将由气液分离器200排出至排污点20，而天然气将由气液分离器200输送至天然气出站点10。

上述便为本申请装置的天然气输送步骤。可以看出，本申请装置仅使用一个除砂器100和气液分离器200便实现对多个天然气输入管路50所采集的天然气的输送以及固液气三相分离，这样便减少了物料数量，简化了装置结构和输送流程，极大地降低了生产制造和维护成本。

进一步地，除砂器100和气液分离器200之间，以及，除砂器100和集砂器300之间通常会设置开关阀800以控制通断，进而控制整个装置的运转或者通断，从而加强对本申请装置的操控性能，此处不再详述。

进一步地，气液分离器200可以设有天然气输出口和污水排放口，以分别实现天然气的输送和液相残渣的排放。撬装集气装置可以设有第一排污控制阀210和反冲洗控制阀220，比如第一排污控制阀210和反冲洗控制阀220设置为截止阀等。其中，气液分离器200的污水排放口通过第一排污控制阀210连通排污点20，以及，气液分离器200的污水排放口通过反冲洗控制阀220、集砂器300连通排污点20。

实际使用时，当第一排污控制阀210打开，并且反冲洗控制阀220关闭的情况下，气液分离器200所分离出的液相残渣将被排放至排污点20。而当第一排污控制阀210关闭，并且反冲洗控制阀220打开的情况下，气液分离器200所分离出的液相残渣将重新回流至集砂器300，并经集砂器300再排放至排污点20。

可以看出，此种设置能够实现对集砂器300的反冲洗，以避免集砂器300中出现堵塞等异常，同时也能够将液相残渣作为介质和动力，以实现对集砂器300所采集的砂砾等固相残渣的排放，具体来说砂砾等固相残渣随反冲洗进入的污水一起排放至排污点20。

进一步地，本申请的撬装集气装置还可以设有第二排污控制阀230，比如第二排污控制阀230选用手动排放阀。污水排放口通过第二排污控制阀230连通排污点20。实际使用时，设有第一排污控制阀210的管路可以为常规排污管路，而设有第二排污控制阀230的管路则作为备用排污管路，当常规排污管路出现堵塞时，则打开第二排污控制阀230，以将污水等液相残渣由该备用排污管路进行排放，从而更为有效的保证装置的整体运转。

进一步地，天然气输入管路50可以设有第一流量计110和第一控制阀120。天然气输入管路50的入口通过第一流量计110、第一控制阀120连通除砂器100，比如天然气输入管路50的入口设置法兰等以实现连接天然气储藏点的井口，天然气从井口被导出后并依次流通第一流量计110、第一控制阀120和除砂器100。

其中，第一控制阀120可以选用平板闸阀等，以控制天然气输入管路50的通断。而第一流量计110可以选用两相流量计，两相流量计可以对天然气输入管路50所采集的气体混合物分别进行气相和液相的流量采集。这里需要说明的是，两相流量计已在相关技术中广泛运用，其具体结构此处不再详述。

第一流量计110可以电连接远程测控终端(RTU，REMOTE TERMINAL UNIT)等，这样第一流量计110所采集的数据可被收集整理，从而实现对各条天然气输入管路50的流量监控，增强对本申请装置的操控性能。

同理地，本申请装置还可以包括第二流量计240和天然气输出控制阀250。气液分离器200的天然气输出口通过第二流量计240和天然气输出控制阀250连通天然气出站点10。其中，天然气输出控制阀250可以选用平板闸阀等，第二流量计240可以选用孔板式流量计，第二流量计240可以与远程测控终端进行电连接，从而实现对气液分离器200中处理后的天然气的流量监控，进一步加强对本申请装置的操控性能。

进一步地，本申请装置还可以包括第三流量计260和排污调节阀270。气液分离器200的污水排放口可以通过第三流量计260、排污调节阀270和第一排污控制阀210连通排污点20。其中，排污调节阀270可以实现排污量的调节，可以选用气动调节阀等。而第三流量计260则可以选用电磁流量计，排污调节阀270和第三流量计260均可以与远程测控终端进行电连接。

这样第三流量计260可以实现对气液分离器200中处理后的污水等液相残渣的流量监控，然后远程测控终端根据所采集第三流量计260的流量值来调节排污调节阀270的开度，进一步加强对本申请装置的操控性能。

进一步地，本申请装置还可以包括第一安全阀410、第一防超压控制阀420和第二控制阀130。其中，天然气输入管路50可以通过第一安全阀410、第一防超压控制阀420连通第一泄压口30。多个天然气输入管路50分别通过第二控制阀130连通除砂器100。

第一安全阀410可以选用球阀。当出现压力过载，具体来说当本申请装置的天然气输入管路50的压力超过临界压力值的情况下，可以将第一安全阀410、第一防超压控制阀420打开，从而将部分气体混合物由第一泄压口30进行排放泄压，防止压力过载。而当压力正常的情况下，则将第一安全阀410、第一防超压控制阀420关闭，气体混合物由天然气输入管路50被导入至除砂器100中。

同理地，本申请装置还可以包括第二安全阀510和第二防超压控制阀520。其中，气液分离器200可以通过第二安全阀510、第二防超压控制阀520连通第二泄压口40。

第二安全阀510可以选用球阀。当气液分离器200中的压力超过临界压力值的情况下，可以将第二安全阀510和第二防超压控制阀520打开，从而将部分气体进行排放泄压，防止过载。而当压力正常的情况下，则将第二安全阀510和第二防超压控制阀520关闭，天然气由气液分离器200的天然气输出口进行运输，液相残渣由气液分离器200污水排放口进行排放。

同理地，本申请装置还可以包括第三安全阀710和第三防超压控制阀720。其中，集砂器300可以通过第三安全阀710、第三防超压控制阀720连通第二泄压口40。

第三安全阀710可以选用球阀。当集砂器300中的压力超过临界压力值的情况下，可以将第三安全阀710和第三防超压控制阀720打开，从而将部分气体进行排放泄压，防止过载。而当压力正常的情况下，则将第三安全阀710和第三防超压控制阀720关闭，以进行固相残渣的排放，或者对集砂器300进行反冲洗。

进一步地，撬装集气装置还可以包括放空阀610和放空控制阀620，气液分离器200可以通过放空阀610、放空控制阀620连通第二泄压口40。其中放空阀610可以选用球阀等，这样，通过操作放空阀610和放空控制阀620的开关状态，可以实现对本申请装置的泄压，防止设备超过设计压力，同时也能够通过泄放装置内的天然气，实现对本申请装置的检修维护，进一步增强对本申请装置的保护和便于使用。

在放空阀610和放空控制阀620打开时间达到预设时间后，关闭放空阀610和放空控制阀620，从而使本申请装置进行正常的输送流程。

进一步地，本申请装置还可以包括排污控制总阀280。排污控制总阀280可以选用气动切断阀。气液分离器200的污水排放口可以通过排污控制总阀280分别连通第三流量计260、第二排污控制阀230和反冲洗控制阀220。

排污控制总阀280掌握着气液分离器200的污水排放口的整体通断，具体来说，设有第一排污控制阀210、第三流量计260和排污调节阀270的管路可以理解为第一排污管路，即常规的排污管路；设有第二排污控制阀230的管路可以理解为第二排污管路，即备用的排污管路；设有反冲洗控制阀220的管路可以理解为反冲洗管路。

当排污控制总阀280打开时，可以通过对各阀门的控制，来选择第一排污管路、第二排污管路和反冲洗管路的通断，从而决定气液分离器200中污水等液相残渣的排放方式和排放路径。而当排污控制总阀280关闭时，则上述三条管路同时切断，气液分离器200则不再进行液相残渣的排放，方便检修或者日常维护等，进一步增强本申请装置的控制性能。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。