技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种基于往复式压缩机的成套气井增压系统，属于气田开采技术领域。
背景技术
[0002] 当高产气井的压
力衰减至集输系统压力时，在井场进行增压可将气井
天然气快速、深度地采出，大幅度提高气井开发效益。常规上，一般在多口井的气田中心进行集中增压，这种方法只适合处理气井压力衰减程度较为一致的成片单井。对于气田单井衰减程度差异大、分布分散的情况，最佳解决方案是在井场增压。
[0003] 在天然气井衰减开采周期内，气井产量、压力变化幅度很大，且采出的井流物中液体和固体杂质情况复杂。若按常规建设压气站方法增压开采，则需建设包括压缩机组、原料气预处理设施、
烃液管输或拉运设施在内的一座压气站，建设成本高，施工工期长，搬迁难度大，整体开发效益低。采用将压气站模
块化、橇装化的成套气井增压系统可快速上产，自动化程度高，便于重复利用，从而提高综合效益。
[0004] 目前国内外将压缩机组及配套工艺设施集成的成套井场增压装置均采用螺杆式压缩机，存在以下问题：
[0005] 1、成套装置采用的
螺杆压缩机排量较低，不能适应高产气井的增压需求。
[0006] 2、螺杆压缩机排压一般不超过6.3MPa，不能满足10MPa左右的集输压力要求。
[0007] 只有往复式压缩机能满足高产气井衰减开采过程中的高排量、高排压、高压比工况，但往复式压缩机设备复杂，配套要求高，目前尚未见基于往复式压缩机的能够适应气井全衰减期开发的成套增压系统。
[0008] 目前，往复式压缩机站一般都只是将压缩机、
发动机及机组辅助装置一起成橇供货，近年来也出现了将空冷器集成于压缩机组橇上的技术进步，但
段塞流捕集设备、气液分离器、过滤分离器、烃液储存、烃液后处理、以及其他辅助工艺设施等都根据具体情况单独设计建设，施工周期长，设备通用性差，不便于重复使用，对于使用时间2-3年的天然气井衰减开采来说，既缺乏效率，也很不经济。
发明内容
[0009] 为了克服
现有技术的缺点，本实用新型提供了一种基于往复式压缩机的成套气井增压系统，能解决高产气井开发后期全衰减期内的增压需求，且能快速上产、易于搬迁、重复利用。
[0010] 本实用新型所采用的技术方案是：一种基于往复式压缩机的成套气井增压系统，包括井流物处理模块和压缩机组模块，其中：所述井流物处理模块包括段塞流捕集罐、高效分离器、低压液烃罐及烃液
提升泵，所述段塞流捕集罐的气相出口与高效分离器连接、液相出口分别与低压液烃罐和烃液
提升泵连接；所述压缩机组模块包括至少两级压缩，每级压缩包括依次连接的洗涤罐、往复式压缩机、空冷器；在上一级压缩的空冷器和下一级压缩的洗涤罐之间设置级间截断
阀，在第一级压缩的洗涤罐入口和级间截断阀下游之间设置一级截断阀，在两级压缩的空冷器出口之间设置本级截断阀；各级压缩的往复式压缩机均与驱动机相连，在第一级压缩的入口和末级压缩的出口之间设置回流阀；所述高效分离器的气相出口与第一级压缩的洗涤罐入口连接，第一级压缩的洗涤罐出口通过截断阀与低压液烃罐，二级及更高级压缩的洗涤罐出口分别通过截断阀与低压液烃罐和段塞流捕集罐连接。
[0011] 与现有技术相比，本实用新型的积极效果是：
[0012] 本实用新型在高产气井压力衰竭时，将井流物中的气、液相安全有效分离，气相进入往复式压缩机组增压，液相通过烃液提升泵增压后汇入压缩机气相出口，将常规的复杂增压站系统简化为两个模块，以实现快速上产、易于搬迁、重复利用的生产要求。本实用新型首次将用于气井增压的复杂的往复式压缩机及配套工艺系统整合为一个成套系统。模块化、橇装化的成套气井增压系统可将气井中的储量快速、深度地采出，自动化程度高，便于重复利用，从而提高气井开发的综合效益。
附图说明
[0013] 本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0014] 图1为本实用新型的一种基于往复式压缩机的成套气井增压系统示意图，本示意图中的压缩机以两级压缩为例进行说明。
具体实施方式
[0015] 一种基于往复式压缩机的成套气井增压系统，如图1所示，包括：井流物入口短管1、自动切断阀2、
自动调节阀3、段塞流捕集罐4、高效分离器5、一级洗涤罐6、一级压缩7、一级空冷器8、截断阀9、二级洗涤罐10、二级压缩11、二级空冷器12、止回阀13、自动切断阀14、截断阀15、截断阀16、自动放空阀17、截断阀18、烃液提升泵19、止回阀20、自动切断阀21、截断阀22、截断阀23、截断阀24、低压烃液罐25、截断阀26、自动减压阀27、自动切断阀28、PLC29、驱动机30、回流阀31等，其中：
[0016] 自动切断阀2、自动调节阀3、段塞流捕集罐4、高效分离器5、截断阀18、烃液提升泵19、止回阀20、自动切断阀21、截断阀22、截断阀23、截断阀24、低压烃液罐25、截断阀26、自动减压阀27、自动切断阀28等组成井流物处理模块。所述井流物处理模块完成井口原料气除液、除尘，烃液缓冲、储存及增压功能。所述段塞流捕集罐为卧式
压力容器，用于井流物预分离和短时大量来液的缓冲。所述高效分离器内设置高效内构件，将天然气中的粉尘和液滴降低至往复式压缩机可接受的限度。所述低压烃液罐用于收集无法进入段塞流捕集罐的烃液，也可缓冲段塞流捕集罐无法接收的烃液，低压烃液罐采用自动减压阀27控制罐内压力，确保各低压烃液能够进入但尽可能保持压力。在井流物入口短管1上设置有压力
控制阀(自动切断阀2和自动调节阀3)；所述井流物处理模块设置气液预分离+高效分离组合系统；
井流物依次进入段塞流捕集罐、高效分离器后连接压缩机组模块的压缩机入口；所述井流物处理模块中的段塞流捕集罐液相出口接烃液提升泵及低压烃液罐，烃液提升泵出口接压缩机出口，低压烃液罐出口接烃液提升泵；段塞流捕集罐和低压烃液罐设置液位检测仪表，根据检测到的液位控制烃液提升泵的启停。所述井流物处理模块整体集成在一个橇上，所述段塞流捕集罐、高效分离器、低压烃液罐、烃液提升泵固定于同一橇座上，方便施工安装和重复利用。
[0017] 一级洗涤罐6、一级压缩7、一级空冷器8、截断阀9、二级洗涤罐10、二级压缩11、二级空冷器12、止回阀13、自动切断阀14、截断阀15、截断阀16、自动放空阀17、PLC29、驱动机30、回流阀31等组成压缩机组模块。所述压缩机组模块内通过三个截断阀9、15、16切换实现两级压缩并联为一级压缩或维持两级压缩。所述压缩机组模块整体集成在一个橇上，所述往复式压缩机、驱动机、空冷器及压缩机组辅助设备整体固定于同一橇座上，有效节约了压缩机组安装、调试及投产试运行时间，方便搬迁重复使用。所述压缩机组模块内的压缩机具有多种工况和流量调节措施，包括将多级压缩
串联使用或并联使用、压缩机的
气缸可采用单作用或双作用的形式、压缩机气缸余隙调节、压缩机转速调节；所述压缩机组模块内的一级洗涤罐排液接入井流物处理模块的低压烃液罐，二级及更高级洗涤罐排液接入段塞流捕集罐或低压烃液罐。
[0018] 经过井流物处理模块后，压缩机一级洗涤罐6排液量很低，但二级洗涤罐10排液相对较高，一级洗涤罐6的压力低于段塞流捕集罐4，无法进入段塞流捕集罐4，因此经截断阀22进入低压烃液罐25储存。二级洗涤罐10排液经截断阀24排入段塞流捕集罐；在压缩机二级压缩降为一级使用时，二级洗涤罐10排液经截断阀23进入低压烃液罐25储存。由此实现大量烃液由段塞流捕集罐接收并通过烃液提升泵19自动外排，少量烃液通过低压烃液罐收集，有效增加了低压烃液罐的排液周期。
[0019] 所述井流物处理模块和压缩机组模块接受PLC 29统一联合控制，确保压缩机在允许的工况条件下运行。在井口来气无法满足压缩机安全运行要求或井流物处理功能不足时截断整个成套系统的进口切断阀2，出口切断阀14、21，保障增压系统特别是压缩机的安全。当增压系统紧急关停时，通过自动放空阀17对系统减压。
[0020] 当天然气井压力不足或需提产时，将成套增压系统的两个模块搬迁至井场。井口天然气首先进入井流物处理模块，经段塞流捕集罐预分离后，进入高效分离器除去液滴和固体杂质。然后天然气进入压缩机增压，增压后的天然气接至输气管网。段塞流捕集罐及高效分离器分离出的液体采用烃液提升泵增压后接至压缩机出口，与天然气一起输送至下游处理系统。当气井产量低于压缩机的气缸采用双作用时的增压能力时，可将气缸设置为单作用方式减小压缩机排量。
[0021] 当井流物瞬时带液过多，段塞流捕集罐达到控制液位时，打开自动截断阀28，通过低压烃液罐进行缓冲。低压烃液罐内的压力通过自动减压阀27控制，自动减压阀27的出口进行放散或进入火炬燃烧。
[0022] 通过段塞流捕集罐4的液位自动控制烃液提升泵19的启停，高液位启泵，低液位停泵。低压烃液罐25达到高液位时，关闭截断阀18，打开截断阀26，手动启泵将低压烃液罐25的液位降至低液位值。
[0023] 在天然气井衰减开采周期内的不同阶段，所述一种基于往复式压缩机的成套气井增压系统的具体实施策略如下。
[0024] 1、气井压力较高、压比较小，且对产量要求较高时，压缩机两级压缩机并联为一级运行：
[0025] 关闭截断阀9，打开截断阀15、16，将一级压缩7及二级压缩11并联运行；通过
发动机转速调节压缩机组排量；通过回流阀31控制压缩机组模块入口压力不低于保障压缩机组安全运行的最低值。对处理气量进行阶梯式调节时，压缩机的气缸可采用单作用或双作用的方式调节压缩机排量。
[0026] 压缩机组模块内的一级洗涤罐6排液量较少，一级洗涤罐6排液经截断阀22进入低压烃液罐25；打开截断阀23，关闭截断阀24，二级洗涤罐10的排液连接至低压烃液罐25。低压烃液罐25为长周期性手动排液。低压烃液罐25达到高液位时，关闭截断阀18，打开截断阀26，手动启动烃液提升泵19，将低压烃液罐25的液位降至低液位值。低压烃液罐25内的压力超过压力设定值时，自动减压阀27打开，放空气经自动减压阀27的出口进行放散或进入火炬燃烧。
[0027] 段塞流捕集罐为短周期性自动排液。段塞流捕集罐4处于高液位时，烃液提升泵19自动启动；段塞流捕集罐4处于低液位时，烃液提升泵19自动停止运转；当井流物瞬时带液过多，段塞流捕集罐4处于高高液位时，自动切断阀28开启，烃液流入低压烃液罐25进行缓冲；段塞流捕集罐4处于极限高液位时，压缩机组PLC 29控制系统停机，自动切断阀2、自动切断阀14、自动切断阀21、自动切断阀28均关断，所有设备停止运转，自动放空阀17开启泄压，放空气进入火炬燃烧。
[0028] 2、气井压力较低、压比较高时，压缩机为两级压缩运行：
[0029] 打开截断阀9，关闭截断阀15、16，将一级压缩7及二级压缩11串联运行；通过发动机转速调节压缩机组排量；通过回流阀31控制压缩机组模块入口压力不低于保障压缩机安全运行的最低值；通过自动调节阀3控制压缩机入口压力不高于保障压缩机安全运行的最高值。对处理气量进行阶梯式调节时，压缩机的气缸可采用单作用或双作用的方式调节压缩机排量。
[0030] 压缩机组模块内的一级洗涤罐6排液量较少，一级洗涤罐6排液经截断阀22进入低压烃液罐25；关闭截断阀23，打开截断阀24，二级洗涤罐10的排液连接至段塞流捕集罐4。
[0031] 段塞流捕集罐的自动排液与低压烃液罐的手动排液方式及增压系统的紧急关停处理方式与上述并联为一级工况的方式相同。
