CN115505435A - 一种储气库注气除油装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储气库注气除油装置及工艺，包括除油器筒体，除油器筒体为立式结构，除油器筒体的内部设置有初级过滤分离单元和次级精密聚结单元，所述次级精密聚结单元包括高压聚结滤芯和支撑管，支撑管与高压聚结滤芯的下端连接，支撑管的下端连接隔板，隔板与除油器筒体的内壁固定连接，所述支撑管外侧面上设置有限位板，高压聚结滤芯的顶部设置有滤芯压盖，除油器筒体顶部设置有快开盲板；本发明降低了整套储气库注气装置的维护使用成本，在最小限度的改变原有工艺的条件下大幅度提高除油效果，可以将润滑油含量降低至4ppmw以下，解决现有工艺随天然气温度升高和压力升高而除油效果大打折扣的弊端。

Description

一种储气库注气除油装置及工艺

技术领域

本发明涉及储气库注气除油技术领域，具体为一种储气库注气除油装置及工艺。

背景技术

在我国天然气进口依存度持续高位的形势下，构建合理的天然气储气布局对于保障我国能源安全、促进我国经济可持续发展有着重要的现实意义。地下储气库是将从气田采出的天然气重新注入至地下可保存气体的空间而形成的一种人工气田或气藏。地下储气库主要建设在气源或目标市场(天然气用户)附近，所谓注气就是将净化气注入储气库，储气库其核心流程是对长输管线的管输气进行过滤、分离、增压、冷却、计量后注入地下储气库，长输管道过来的天然气经过滤器过滤掉其中夹带的杂质后，进入注气压缩机，压缩后经压缩机后冷却器冷却后进入注气汇管，并经配气阀组分别注入注气井内。

我国现有集注站多采用成撬压缩机，注气压力一般为8-30MPa，压缩机一般选用多级往复压缩机，因压缩机的工作压力高，压力波动大，工作温度高等特点，因此在工作的过程中需要大量的润滑油去润滑和冷却压缩机，伴随着压缩的过程，润滑油会随着天然气进入注气汇管，进而进入注气井内，造成大量的压缩机润滑油损耗，需要频繁添加压缩机润滑油，稍有不及时则会造成高压压缩机的损坏和重大事故，同时会造成润滑油污染产层的问题，在多个储气库日常运行的过程均出现过储气井井筒油污软堵和采气设备油污堵塞问题，因油污堵塞发生异常跑醇，严重影响了正常安全生产，也大幅度的增加采气设备的维护成本。

通过对多个储气库现场的跟踪检测，统计数据显示进入压缩机下游的天然气含油量为10.1~17ppmw，根据文献及厂家调研，润滑油含量≤4ppmw时对地层渗透压力以及采气影响较小，针对目前国内储气库往复压缩机组增压注气普遍存在润滑油超标问题，需要对注气压缩机出口天然气进行高效除油，本发明提出了一种储气库注气过程中除油工艺和除油装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种储气库注气除油装置及工艺，该工艺，成本低，效果显著，大幅降低大量的压缩机润滑油损耗造成高压压缩机的损坏和其他重大事故的风险，降低了整套储气库注气装置的维护使用成本，在最小限度的改变原有工艺的条件下大幅度提高除油效果，可以将润滑油含量降低至4ppmw以下，解决现有工艺随天然气温度升高和压力升高而除油效果大打折扣的弊端，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种储气库注气除油装置及工艺，包括除油器筒体，除油器筒体为立式结构，除油器筒体的内部设置有初级过滤分离单元和次级精密聚结单元，所述次级精密聚结单元包括高压聚结滤芯和支撑管，支撑管与高压聚结滤芯的下端连接，支撑管的下端连接隔板，隔板与除油器筒体的内壁固定连接，所述支撑管外侧面上设置有限位板，高压聚结滤芯的顶部设置有滤芯压盖，除油器筒体顶部设置有快开盲板，所述除油器筒体上设置有进口、出口和上排液口，除油器筒体上设置有安全阀口、上液位口、压力口、下液位口，所述除油器筒体的下端设置有封头，封头的底部设置有下排液口。

进一步的，所述上液位口和下液位口分别安装有上液位开关和下液位开关，且上液位口和下液位口分别与除油器筒体上下积液腔对应，所述除油器筒体上分别安装了上液位变送器和下液位变送器，所述上液位口上设置有上自动排液阀，下排液口上设置有下自动排液阀和下排液截止阀，上自动排液阀与下排液截止阀连接的管路上设置有上排液截止阀。

进一步的，所述除油器筒体的侧面设置有压差变送器，除油器筒体的顶部设置有压力变送器，除油器筒体上安全阀口处设置有安全阀组件，所述除油器筒体的出口处设置有出口防夹带装置。

进一步的，所述初级过滤分离单元有五种过滤方式，分别为水平叶片式初级过滤、轴流式初级过滤、切向式初级过滤、蜗壳双切向式初级过滤和竖向叶片式初级过滤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

除油器筒体的立式结构，使本装置占地面积小，便于直接加载于现有注气***中；当除油器筒体的上下积液腔汇集的液体达到上液位开关和下液位开关或者上液位变送器和下液位变送器的设定值时，上自动排液阀或下自动排液阀在总控信号的作用下打开实现在线排液；压力变送器和压差变送器可以就地和远程监控设备内压力，压差变送器可以就地和远程监控设备内次级精密聚结单元的高压聚结滤芯的压差，已提醒更换滤芯。

该工艺，成本低，效果显著，大幅降低大量的压缩机润滑油损耗造成高压压缩机的损坏和其他重大事故的风险，降低了整套储气库注气装置的维护使用成本，在最小限度的改变原有工艺的条件下大幅度提高除油效果，可以将润滑油含量降低至4ppmw以下，解决现有工艺随天然气温度升高和压力升高而除油效果大打折扣的弊端。

附图说明

图1为本发明除油器结构示意图；

图2为本发明除油装置结构简图；

图3为本发明注气除油工艺图；

图4为本发明注气除油***与现有注气***连接示意图；

图5为本发明水平叶片式初级过滤结构示意图；

图6为本发明轴流式初级过滤结构示意图；

图7为本发明切向式初级过滤结构示意图；

图8为本发明蜗壳双切向式初级过滤结构示意图；

图9为本发明竖向叶片式初级过滤结构示意图；

图10为本发明次级精密聚结单元结构示意图。

图中：1支座、2保温支撑圈、3进口、4上排液口、5除油器筒体、6出口、7出口防夹带装置、8预焊件、9快开盲板、10吊臂、11安全阀口、12次级精密聚结单元、13上液位口、14压力口、15初级过滤分离单元、16下液位口、17封头、18下排液口防涡装置、19下排液口、20下排液截止阀、21下自动排液阀、22上液位变送器、23梯子平台、24安全阀组件、25压力变送器、26压差变送器、27上液位开关、28上自动排液阀、29上排液截止阀、30下液位开关、31下液位变送器、32隔板、33支撑管、34限位板、35高压聚结滤芯、36滤芯压盖、37主***关断阀、38除油装置进口关断阀、39除油装置出口关断阀。

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。

请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种储气库注气除油装置及工艺，包括除油器筒体5，除油器筒体5为立式结构，除油器筒体5的内部设置有初级过滤分离单元15和次级精密聚结单元12，初级过滤分离单元15通过固定板安装在除油器筒体5的内部，初级过滤分离单元15有五种过滤方式，分别为水平叶片式初级过滤、轴流式初级过滤、切向式初级过滤、蜗壳双切向式初级过滤和竖向叶片式初级过滤，次级精密聚结单元12包括高压聚结滤芯35和支撑管33，支撑管33与高压聚结滤芯35的下端连接，支撑管33的下端连接隔板32，隔板32与除油器筒体5的内壁固定连接，支撑管33外侧面上设置有限位板34，高压聚结滤芯35的顶部设置有滤芯压盖36，除油器筒体5顶部设置有快开盲板9，快开盲板9上设置有吊臂10，吊臂10方便快开盲板9的上盖开启后，旋转至一侧，方便进行检修，除油器筒体5上设置有进口3、出口6和上排液口4，除油器筒体5上设置有安全阀口11、上液位口13、压力口14、下液位口16，除油器筒体5的下端设置有封头17，封头17的底部设置有下排液口19，除油器筒体5上设置有预焊件8，预焊件8上连接有梯子平台23，梯子平台23为了便于次级精密聚结单元12的高压聚结滤芯35更换和除油装置的保养和维护。

上液位口13和下液位口16分别安装有上液位开关27和下液位开关30，且上液位口13和下液位口16分别与除油器筒体5上下积液腔对应，除油器筒体5上分别安装了上液位变送器22和下液位变送器31，上液位口13上设置有上自动排液阀28，下排液口19上设置有下自动排液阀21和下排液截止阀20，上自动排液阀28与下排液截止阀20连接的管路上设置有上排液截止阀29，上排液截止阀29和下排液截止阀20的设计为了解决上自动排液阀28或下自动排液阀21故障时情况，当除油器筒体5的上下积液腔汇集的液体达到上液位开关27和下液位开关30或者上液位变送器22和下液位变送器31的设定值时，上自动排液阀28或下自动排液阀21在总控信号的作用下打开实现在线排液。

上液位开关27和下液位开关30可以是气控信号型式或者电控信号型式，上自动排液阀28或下自动排液阀21可以为电控型式或者是气控型式，气控信号型式的上液位开关27、下液位开关30和气控型式的上自动排液阀28或下自动排液阀21可以轻松实现无电信号的自动控制排液。

除油器筒体5的侧面设置有压差变送器26，除油器筒体5的顶部设置有压力变送器25，压力变送器25和压差变送器26可以就地和远程监控设备内压力，压差变送器26可以就地和远程监控设备内次级精密聚结单元12的高压聚结滤芯35的压差，以提醒更换滤芯；除油器筒体5上安全阀口11处设置有安全阀组件24，除油器筒体5的出口6处设置有出口防夹带装置7，防夹带装置7为了防止被次级精密聚结单元12分离的液体再次被天然气夹带至注气汇管；下排液口19设置的下排液口防涡装置18为了防止排液过程中因涡流原因造成的过排液或者下液位变送器31的误信号，除油器筒体5底部设置有支座1和保温支撑圈2，保温支撑圈2为了使除油装置在寒冷地区能够实现保温或者伴热保温，支座1为了使除油器筒体5稳妥的实现固定。

现有储气库注气处理单元主要包含过滤分离器、多级压缩机增压器、冷却器和计量单元，用气淡季将长输管线中输送的天然气从管网中收集一部分，通过注气处理单元中的过滤分离器除去输送过程中产生的固体颗粒杂质及液体杂质，经过净化后的中压天然气经过压缩机增压单元一般为2~3级增压至15~30MPa的注气压力，然后经冷却器冷却后，满足注气条件，经过计量后通过注气汇管输送至各井口并注入地下储气库。

现有储气库注气工艺在压缩机增压器和冷却器之后天然气中会夹带大量的压缩机润滑油，同时经过冷却，天然气中原有的饱和水会达到露点以下并凝析出液态水，产生油水混合物随天然气进入气井，造成一系列的不良影响。

一种储气库注气除油工艺：关闭主***关断阀37，打开除油装置进口关断阀38和除油装置出口关断阀39，经过冷却器的含液天然气通过除油装置进口关断阀38进入除油装置；天然气进入除油装置后首先经进口3流入初级过滤分离单元15，在离心力和惯性的作用下除去8μm以上固体和液体，然后进入次级精密聚结单元12的高压聚结滤芯35；在高压聚结滤芯35的聚结层和分离层的复合作用下，被拦截的微小固体颗粒物留在高压聚结滤芯35内部，被分离的液体聚集在高压聚结滤芯35外部，随着液滴的长大，在重力的作用下落至隔板32上方并汇集，得到净化后的洁净天然气经过出口防夹带装置7，然后经出口6流出除油装置，进入注气汇管，从而实现天然气除油。

该工艺，成本低，效果显著，大幅降低大量的压缩机润滑油损耗造成高压压缩机的损坏和其他重大事故的风险，降低了整套储气库注气装置的维护使用成本，在最小限度的改变原有工艺的条件下大幅度提高除油效果，可以将润滑油含量降低至4ppmw以下，解决现有工艺随天然气温度升高和压力升高而除油效果大打折扣的弊端。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种储气库注气除油装置，包括除油器筒体（5），其特征在于：除油器筒体（5）为立式结构，除油器筒体（5）的内部设置有初级过滤分离单元（15）和次级精密聚结单元（12），所述次级精密聚结单元（12）包括高压聚结滤芯（35）和支撑管（33），支撑管（33）与高压聚结滤芯（35）的下端连接，支撑管（33）的下端连接隔板（32），隔板（32）与除油器筒体（5）的内壁固定连接，所述支撑管（33）外侧面上设置有限位板（34），高压聚结滤芯（35）的顶部设置有滤芯压盖（36），除油器筒体（5）顶部设置有快开盲板（9），所述除油器筒体（5）上设置有进口（3）、出口（6）和上排液口（4），除油器筒体（5）上设置有安全阀口（11）、上液位口（13）、压力口（14）、下液位口（16），所述除油器筒体（5）的下端设置有封头（17），封头（17）的底部设置有下排液口（19）。

2.根据权利要求1所述的一种储气库注气除油装置，其特征在于：所述上液位口（13）和下液位口（16）分别安装有上液位开关（27）和下液位开关（30），且上液位口（13）和下液位口（16）分别与除油器筒体（5）上下集液腔对应，所述除油器筒体（5）上分别安装了上液位变送器（22）和下液位变送器（31），所述上液位口（13）上设置有上自动排液阀（28），下排液口（19）上设置有下自动排液阀（21）和下排液截止阀（20），上自动排液阀（28）与下排液截止阀（20）连接的管路上设置有上排液截止阀（29）。

3.根据权利要求1所述的一种储气库注气除油装置，其特征在于：所述除油器筒体（5）的侧面设置有压差变送器（26），除油器筒体（5）的顶部设置有压力变送器（25），除油器筒体（5）上安全阀口（11）处设置有安全阀组件（24），所述除油器筒体（5）的出口（6）处设置有出口防夹带装置（7）。

4.根据权利要求1所述的一种储气库注气除油装置，其特征在于：所述初级过滤分离单元（15）有五种过滤方式，分别为水平叶片式初级过滤、轴流式初级过滤、切向式初级过滤、蜗壳双切向式初级过滤和竖向叶片式初级过滤。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种储气库注气除油装置的除油工艺，其特征在于：关闭主***关断阀（37），打开除油装置进口关断阀（38）和除油装置出口关断阀（39），经过冷却器的含液天然气通过除油装置进口关断阀（38）进入除油装置；天然气进入除油装置后首先经进口（3）流入初级过滤分离单元（15），在离心力和惯性的作用下除去8μm以上固体和液体，然后进入次级精密聚结单元（12）的高压聚结滤芯（35）；在高压聚结滤芯（35）的聚结层和分离层的复合作用下，被拦截的微小固体颗粒物留在高压聚结滤芯（35）内部，被分离的液体聚集在高压聚结滤芯（35）外部，随着液滴的长大，在重力的作用下落至隔板（32）上方并汇集，得到净化后的洁净天然气经过出口防夹带装置（7），然后经出口（6）流出除油装置，进入注气汇管，从而实现天然气除油。

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