[發明專利]天然氣井口的加熱系統

有效

• 申請號: 201710225486.2
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN108691519B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 李奇;黃輝;李偉;鄭友林
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: E21B36/00
• 分類號: E21B36/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明公開了一種天然氣井口的加熱系統，包括：循環連接的冷凝器、工質壓縮機和工質加熱裝置；冷凝器設置于高壓氣井口，高壓天然氣通過冷凝器被加熱后輸送至集輸管網；高壓氣井口采出的部分高壓天然氣進入工質壓縮機，將熱泵工質升壓，驅動熱泵工質在所述冷凝器、工質壓縮機及工質加熱裝置內循環。本發明的優點在于：利用高壓天然氣的壓力驅動工質壓縮機為高壓氣井口的高壓天然氣循環加熱，能夠節約能耗，并降低了污染程度。

技術領域

本發明涉及天然氣加熱領域，更具體地，涉及一種天然氣井口的加熱系統。

背景技術

儲藏在地層中的天然氣壓力較高，一般在10MPa以上，在被開采到地面以后，需要節流降壓后進入集輸管網。高壓天然氣在節流過程中，由于“焦耳-湯姆遜”效應產生降溫。為防止降溫后的天然氣與水產生水合物堵塞管網，目前天然氣集輸工藝均在節流前采用燃氣加熱爐將天然氣加熱到60-70℃后再進行節流。這個過程不僅需要消耗大量的天然氣進行加熱，而且高壓天然氣的節流過程也造成高品質的壓力能損失。

CN104088605A提出一種利用天然氣壓力能通過膨脹機發電帶動熱泵系統為井口天然氣加熱的系統。天然氣從氣井收集后，天然氣氣井與分離器通過調壓閥連接，分離器設有節流閥，通過節流閥可排出分離器分離出的油水混合物；分離器與膨脹機相連，膨脹機遇空氣預熱器相連，空氣預熱器與再熱器相連；膨脹機發電機組將高壓天然氣的壓力能轉化成電能，驅動熱泵機組運轉，通過熱泵機組加熱天然氣，替代傳統的加熱爐。該發明使高壓天然氣通過膨脹機發電，用發的電驅動熱泵的壓縮機，能量轉化的形式較多，造成系統的能量效率較低。

因此，有必要開發一種防止天然氣在節流和氣動工質壓縮機膨脹后降溫造成管道凍堵，并且能夠節約能耗、減少污染的氣井壓力能驅動熱泵加熱天然氣的系統。

公開于本發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明提出了一種天然氣井口的加熱系統，其通過高壓氣井口的高壓天然氣驅動工質壓縮機內的熱泵工質，進而達到加熱高壓氣井口的高壓天然氣的目的，并能夠防止高壓天然氣在節流和工質壓縮機膨脹后降溫造成的管道凍堵。

本發明提出了一種天然氣井口的加熱系統，所述加熱系統包括：

循環連接的冷凝器、工質壓縮機和工質加熱裝置；

所述冷凝器設置于高壓氣井口，高壓天然氣通過所述冷凝器被加熱后輸送至集輸管網；

所述高壓氣井口采出的部分高壓天然氣進入所述工質壓縮機，將熱泵工質升壓，驅動所述熱泵工質在所述冷凝器、所述工質壓縮機及所述工質加熱裝置內循環。

優選地，驅動所述熱泵工質后的所述高壓天然氣輸送至所述集輸管網。

優選地，所述冷凝器和所述集輸管網之間的天然氣管路上設有節流閥，將加熱后的高壓天然氣進行節流降壓后輸送至所述集輸管網。

優選地，所述工質壓縮機與所述冷凝器之間的天然氣管路上設有流量調節閥和過濾器，用于控制進入所述工質壓縮機的高壓天然氣的壓力和流量。

優選地，在所述工質加熱裝置及所述冷凝器之間的熱泵工質管路上設有熱泵節流閥，用于控制所述熱泵工質的壓力和流量。

優選地，所述熱泵節流閥是毛細管節流、熱力膨脹閥節流或電子膨脹閥節流。

優選地，所述工質加熱裝置是空氣蒸發器或地埋管蒸發器。

優選地，所述工質壓縮機是氟利昂制冷壓縮機或氮制冷壓縮機。

優選地，所述工質壓縮機包括：

第一驅動裝置；