一种天然气井场能源供给方法及能量转化设备技术

本发明专利技术公开了一种天然气井场能源供给方法，该方法利用天然气井自身能量，在不改变生产效率和产品品质，不对环境造成负面破坏的前提下，实现自给式能量供给。本发明专利技术还公开了一种能量转化设备，包括进气管、出气管、高压容腔和传动装置，其中进气管用于与套管连通；出气管用于与输气管线连通；高压容腔分别与进气管和出气管连通；传动装置设置于高压容腔内，传动装置的一端与高压容腔连接，另一端为活动端，活动端穿过高压容腔用于与执行机构连接，传动装置用于在气流的作用下往复运动。本发明专利技术提供的一种天然气井场能源供给方法及能量转化设备解决了现有技术所存在的生产效率和产品品质低、对环境存在负面影响的问题，适于广泛推广。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气井场能源供给方法及能量转化设备
本专利技术涉及能源开采
，特别涉及，一种天然气井场能源供给方法及能量转化设备。
技术介绍
石油、天然气等能源开采过程中，井场的生产用能源有三种供给方式：外部供给式、自给式、自然摄取式。外部供给式是从井场外输入能源，如电力或气源，这种方式需要大量的部署成本和运营成本，是最不经济的能源供给方式。自给式能源供给是以天然气井自身的客观自然条件或自身的产物作为能量来源，产生井场生产需要的电力、气体、热量等能量的一种供给方式，该方式通常会对井场产物的产量、品质造成或多或少的影响，同时可能因为对生产物的处理不规范，造成对环境的破坏。第三种能量供方式是利用自然界存在的某些资源，产生井场需要能量的一种供给方式，如太阳能或风能发电等，这种方式能量的采集和存储效率存在很大的局限性。目前这些能量供给方式，从生产效率、产品品质、环境保护、投资运营成本等方面，或多或少都存在一定的局限性，因此亟需设计一款解决现有供能方式容易使生产效率和产品品质低、对环境造成负面破坏问题的设备及解决方法。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术解决的技术问题在于，提供一种天然气井场能源供给方法及能量转化设备，以解决现在技术所存在的生产效率和产品品质低、对环境造成负面破坏的问题。本专利技术提供一种天然气井场能源供给方法，该方法具体步骤包括：步骤1、依据套管与输气管线之间存在的气体压差，从套管中获取套管气，调节阀门将套管气调节成固定压力的气体进行传输；步骤2、固定压力的气体流入能量转换气缸或发电机，该气体作为能量转换气缸或发电机的动力，推动能量转换气缸或发电机运行；步骤3、能量转换气缸产生的压缩气体或发电机转化并输出的电能，带动现场气动或电动设备运作；步骤4、固定压力的气体在能量转换气缸或发电机与输气管线之间气体压差的作用下，流出能量转换气缸或发电机，输入输气管线；步骤5、输气管线内汇集携带剩余能量的天然气，最终天然气经输气管线输送到集气站。本专利技术还提供了一种能量转化设备包括：进气管，用于与套管连通；出气管，用于与输气管线连通；高压容腔，分别与所述进气管和所述出气管连通；传动装置，设置于所述高压容腔内，所述传动装置的一端与所述高压容腔连接，另一端为活动端，所述活动端穿过所述高压容腔用于与执行机构连接，所述传动装置用于在气流的作用下往复运动。优选地，所述传动装置包括：弹性组件，与所述高压容腔连接；连杆，设置于所述高压容腔与所述执行机构之间，所述连杆与所述弹性组件连接；活塞，设置于所述高压容腔内、且与所述连杆连接。优选地，所述活塞包括：弹性塞，分别与所述高压容腔和所述连杆连接、且设有第一开口；活动撑板，分别与所述高压容腔、所述弹性塞和所述连杆连接，所述活动撑板设有第二开口，所述第二开口与所述第一开口相对应；活动盖，设置于所述第二开口上，所述活动盖面积大于所述第二开口。优选地，所述弹性组件包括：撑杆，与所述高压容腔连接；弹簧，穿套于所述撑杆上，所述弹簧一端与所述撑杆连接，另一端与所述连杆连接。优选地，所述进气管靠近所述套管的位置设有进气控制阀，所述进气管靠近所述高压容腔的位置设有单向开关阀。优选地，所述出气管上设有出气控制阀。优选地，所述进气管上还设有调压器，所述调压器设置于所述进气控制阀和所述单向开关阀之间，所述调压器上设有储存预设压力值的组件。优选地，所述进气控制阀与所述调压器之间设有气体过滤器，所述气体过滤器包括滤芯，所述滤芯与所述气体过滤器其余组件可拆卸连接。由上述方案可知，本专利技术提供了一种天然气井场能源供给方法，该方法主要针对石油石化天然气井场生产所需的能量供给，其特点是利用天然气井自身能量，在不改变生产效率和产品品质，不对环境造成负面破坏的前提下，实现自给式能量供给。本专利技术还提供了一种能量转化设备，其进气管从套管中获取套管气，套管气进入高压容腔推动高压容腔内的传动装置运动，传动装置的活动端连接的执行机构将传动装置所具有的机械能转化为电能或者高压气体的势能，转化得到的能量供现场的设备生产运作，套管气流经高压容腔沿出气管进入输气管线，最终传输至集气站，达到能源的有效利用，同时避免现有技术中能源获取不当对环境造成破坏。本专利技术解决了现在技术所存在的生产效率和产品品质低、对环境造成负面破坏的问题，适于广泛推广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种天然气井场能源供给方法的流程框图；图2为本专利技术实施例提供的一种能量转化设备应用过程中的结构示意图；图3为图2所示的一种能量转化设备应用过程中的A处放大结构示意图；图4为图3所示的一种能量转化设备的高压容腔高压气体流入时活塞状态的结构示意图；图5为图3所示的一种能量转化设备的高压容腔高压气体流出时活塞状态的结构示意图。图中：1、进气管；2、出气管；3、高压容腔；4、传动装置；5、执行机构；6、套管；7、输气管线；8、油管；9、岩层；11、进气控制阀；12、调压器；13、单向开关阀；14、气体过滤器；21、出气控制阀；41、弹性组件；42、连杆；43、活塞；51、气源输出管；52、执行压力计；53、压缩塞；71、压力计；72、输气控制阀；81、开采控制总阀；82、开采控制备用阀；411、撑杆；412、弹簧；431、弹性塞；432、活动撑板；433、活动盖；511、输出控制阀。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例1请一并参阅图1至图5，现对本专利技术提供的一种天然气井场能源供给方法的一种具体实施方式进行说明。该种天然气井场能源供给方法具体步骤包括：S1、依据套管6与输气管线7之间存在的气体压差，从套管6中获取套管气，调节阀门将套管气调节成固定压力的气体进行传输；套管气和输气管线7气压存在一定的压差，压差控制在1MPa以内使用效率最佳。在天然气开采中，输气管线7属于低压管线，因此压力相对比较恒定。天然气井的初始压力都比较高，一般都在20MPa以上，有的甚至超过100MPa，随着天然气井生产过程的延续，地层压力的释放，压力会慢慢下降，当压力下降到一定值，一般3MPa(接近输气管线7压力)，不足以将天然气输送到输气管线7时，气井的生产周期宣告结束。利用天然气井套管6和输气管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气井场能源供给方法，其特征在于，该方法具体步骤包括：/n步骤1、依据套管(6)与输气管线(7)之间存在的气体压差，从套管(6)中获取套管气，调节阀门将套管气调节成固定压力的气体进行传输；/n步骤2、固定压力的气体流入能量转换气缸或发电机，该气体作为能量转换气缸或发电机的动力，推动能量转换气缸或发电机运行；/n步骤3、能量转换气缸产生的压缩气体或发电机转化并输出的电能，带动现场气动或电动设备运作；/n步骤4、固定压力的气体在能量转换气缸或发电机与输气管线(7)之间气压差的作用下，流出能量转换气缸或发电机，输入输气管线(7)；/n步骤5、输气管线(7)内汇集携带剩余能量的天然气，最终天然气经输气管线(7)输送到集气站。/n

【技术特征摘要】
1.一种天然气井场能源供给方法，其特征在于，该方法具体步骤包括：
步骤1、依据套管(6)与输气管线(7)之间存在的气体压差，从套管(6)中获取套管气，调节阀门将套管气调节成固定压力的气体进行传输；
步骤2、固定压力的气体流入能量转换气缸或发电机，该气体作为能量转换气缸或发电机的动力，推动能量转换气缸或发电机运行；
步骤3、能量转换气缸产生的压缩气体或发电机转化并输出的电能，带动现场气动或电动设备运作；
步骤4、固定压力的气体在能量转换气缸或发电机与输气管线(7)之间气压差的作用下，流出能量转换气缸或发电机，输入输气管线(7)；
步骤5、输气管线(7)内汇集携带剩余能量的天然气，最终天然气经输气管线(7)输送到集气站。


2.一种能量转化设备，其特征在于，包括：
进气管(1)，用于与套管(6)连通；
出气管(2)，用于与输气管线(7)连通；
高压容腔(3)，分别与所述进气管(1)和所述出气管(2)连通；
传动装置(4)，设置于所述高压容腔(3)内，所述传动装置(4)的一端与所述高压容腔(3)连接，另一端为活动端，所述活动端穿过所述高压容腔(3)用于与执行机构(5)连接，所述传动装置(4)用于在气流的作用下往复运动。


3.根据权利要求2所述的一种能量转化设备，其特征在于，所述传动装置(4)包括：
弹性组件(41)，与所述高压容腔(3)连接；
连杆(42)，设置于所述高压容腔(3)与所述执行机构(5)之间，所述连杆(42)与所述弹性组件(41)连接；
活塞(43)，设置于所述高压容腔(3)内、且与所述连杆(42)连接。


4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文称，
申请(专利权)人：李文称，
类型：发明
国别省市：四川;51