油田伴生气回收过程中的冷却水流量控制方法技术

本发明专利技术提供了一种油田伴生气回收过程中的冷却水流量控制方法，包括：(1)在控制模块中预设好冷凝后的气体温度值t0和大幅调整的允许偏差范围率dt；(2)检测热交换前、后的油田伴生气的温度值t1、t2，以及热交换前、后的冷却水温度值T3、T4，并反馈到控制模块；(3)当︱(t2‑

【技术实现步骤摘要】
油田伴生气回收过程中的冷却水流量控制方法


[0001]本专利技术属于油田伴生气回收
，具体涉及一种油田伴生气回收过程中的冷却水流量控制方法。

技术介绍

[0002]油田伴生气，亦即油田在开采的过程中伴随出现或产生的低压天然气，以前都是直接排放或者燃烧处理，这种处理方式无疑会造成环境污染和能源浪费。近年来，本领域技术人员针对油田伴生气的回收利用研发了多种技术方案，其中不少技术方案以申请专利或者发表学术论文的形式公开，或者公开应用于油田的生产实践中。
[0003]总的说来，现有的油田伴生气回收技术在保护环境和提高资源利用率方面发挥了积极的作用，然而，现有的油田伴生气回收技术也存在不足，其原因在于，在处理油田伴生气的过程中，现有技术是通过螺杆压缩机系统(油田伴生气回收系统的子系统)来输送和增压，再经其他工序后实现对田伴生气的回收利用。一方面，由于油田伴生气的温度通常高达140℃，而且流量变化较大，最小流量值可能为零，因此经常需要调节回流一些排出的气体到螺杆压缩机的进气口来稳定设备的工作压力；另一方面，螺杆压缩机压缩气体的过程中也会造成较大的温升(一般达到90℃以上)，从而造成螺杆压缩机的排气温升显著加大，导致螺杆压缩机热胀卡死或油滴结焦卡死的故障率增大，致使螺杆压缩机进口气体流量下降明显。而螺杆压缩机进口气体流量下降明显，则会造成气流失速、排压无法上升乃至气体倒流，致使螺杆压缩机产生大幅喘振的现象，严重时，会造成螺杆压缩机零件脱落或损坏。此外，低压天然气中含有较多的水滴，螺杆压缩机前的冷凝器中的冷凝水会随气体吸入到螺杆压缩机中。吸入气体含水量过多时可能造成螺杆压缩机流道堵塞、磨损加剧、振动变大、润滑油乳化和零件生锈等问题。由此可见，螺杆压缩机系统在使用过程存在较多的问题，为保证螺杆压缩机在工作过程温度不会过高，现有技术需要在螺杆压缩机吸入口和排出口都设置冷凝器冷却气体，这种结构设计不仅耗费能量而且后续降温会析出大量液体，对油田伴生气回收系统的后续流程造成较大的负面影响。总之，在油田伴生气回收系统中，通过使用螺杆压缩机系统这一子系统来实现输送和增压的技术方案，其技术效果并不理想。
[0004]为了克服螺杆压缩机系统在油田伴生气回收方面所存在的技术缺陷，本专利技术研究团队研发了一种油田伴生气回收液环压缩机系统，该专利技术的实质是以液环压缩机系统替代螺杆压缩机系统，从而在总体上改善油田伴生气回收系统的技术效果。在油田伴生气的回收利用方面，较之于目前常用的螺杆压缩机系统，该专利技术无疑具有显著的进步。当然，在油田伴生气的回收系统中，无论是使用螺杆压缩机系统这一子系统，还是使用液环压缩机系统这一子系统，都存在冷却水流量的控制问题，由于液环压缩机系统具有不同于螺杆压缩机系统的工作原理，简单地套用原有的、应用于螺杆压缩机系统的冷却水流量控制方法，难以充分发挥该专利技术的技术效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的旨在提供一种与专利技术人专利技术的油田伴生气回收液环压缩机系统相配套的冷却水流量控制方法，以便确保液环压缩机系统高效稳定地工作，并大幅度提高油田伴生气回收的技术效果。
[0006]在介绍本专利技术为实现上述专利技术目的而采用的技术方案之前，有必要先介绍作为本专利技术物质技术手段的油田伴生气回收液环压缩机系统，该系统包括第一温度变送器、控制模块、冷凝器、第一压力变送器、回流气自动调节阀、第二温度变送器、液环压缩机、气水分离器、气体回流管路、排气管、第二压力变送器、气水分离器阀门、回水管路、换热器、液环压缩机排出管、液环压缩机进气管路、冷却水自动调节阀、第三温度变送器、冷凝器进口管路、第四温度变送器、液位计、冷却水进水管和冷却水出水管；
[0007]冷凝器进口管路依次与冷凝器、液环压缩机进气管路、液环压缩机、液环压缩机排出管和气水分离器连通；冷却水进水管依次与冷凝器和冷却水出水管连通，冷却水自动调节阀设置在冷却水进水管或者冷却水出水管上；
[0008]气水分离器的上部与排气管的一端连通，排气管的另一端设有排气口，排气管的侧面设有与气体回流管路连通的开口，回流气自动调节阀设置在气体回流管路上；气水分离器的下部依次与回水管路、换热器和液环压缩机连通；第二压力变送器、气水分离器阀门、液位计分别与气水分离器连通；
[0009]第一温度变送器、第一压力变送器、回流气自动调节阀、第二温度变送器、第二压力变送器、气水分离器阀门、冷却水自动调节阀、第三温度变送器、第四温度变送器与控制模块通讯连接。所述控制模块优选单片机、PLC(可编程序控制器)或者工控机。
[0010]在上述技术方案中，冷凝器内部的通水管路，与冷凝器连通的冷却水进水管和冷却水出水管，以及设置在冷却水进水管或者出水管上的冷却水自动调节阀，共同构成油田伴生气回收液环压缩机系统中的冷却水系统；
[0011]为了实现本专利技术的目的，以前述油田伴生气回收液环压缩机系统为物质技术手段，本专利技术提供了一种油田伴生气回收过程中的冷却水流量控制方法，包括以下步骤：
[0012]步骤1，在控制模块中预设好冷凝后的气体温度值t0和大幅调整的允许偏差范围率dt；
[0013]步骤2，第一温度变送器检测到热交换前的油田伴生气的温度值t1，第二温度变送器检测到热交换后的油田伴生气的温度值t2，第三温度变送器检测到热交换前的冷却水温度值T3，第四温度变送器检测到冷却水热交换后的温度值T4，反馈到控制模块；
[0014]步骤3
‑
1，当︱(t2‑
t0)/t0︱>dt时，冷却水自动调节阀的开度需大幅调整，如果此时t0<t2，而且冷却水自动调节阀的开度为100％，则控制模块发出警报，提示操作人员检查冷却水系统是否有故障，如果没有以上情况，则由控制模块计算出冷却水自动调节阀的开度调整量Ks2；
[0015]步骤3
‑
2，当︱(t2‑
t0)/t0︱<dt时，冷却水自动调节阀的开度只需小幅调整，由控制模块计算出冷却水自动调节阀的开度调整量Ks2；
[0016]步骤四，确定冷却水自动调节阀现有的开度值Ks1＝Ks，Ks为重新调整开度前的开度值；
[0017]步骤五，计算冷却水自动调节阀需调整的新开度值Ks＝Ks1+Ks2，然后重新调整其
开度；
[0018]步骤六，调整好冷却水自动调节阀的开度后，再回到步骤2，从而实现冷却水流量的循环控制。
[0019]在上述技术方案的基础上，本专利技术可采用下述附加的技术手段，以便更好地实现本专利技术的目的：
[0020]在执行步骤3
‑
1时，所述冷却水自动调节阀的开度调整量通过经验公式计算如下：
[0021]Ks2＝S3*V0*(t1‑
t2)/(T4‑
T3)/d2；
[0022]式中，V0：液环压缩机的额定抽气量，单位：m3/min；
[0023]t1：第一温度变送器检测到的进气温度(亦即热交换前的油田伴生气温度)，单位：℃；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油田伴生气回收过程中的冷却水流量控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，在控制模块中预设好冷凝后的气体温度值t0和大幅调整的允许偏差范围率dt；步骤2，第一温度变送器检测到热交换前的油田伴生气的温度值t1，第二温度变送器检测到热交换后的油田伴生气的温度值t2，第三温度变送器检测到热交换前的冷却水温度值T3，第四温度变送器检测到冷却水热交换后的温度值T4，反馈到控制模块；步骤3
‑
1，当︱(t2‑
t0)/t0︱>dt时，冷却水自动调节阀的开度需大幅调整，如果此时t0<t2，而且冷却水自动调节阀的开度为100％，则控制模块发出警报，提示操作人员检查冷却水系统是否有故障，如果没有以上情况，则由控制模块计算出冷却水自动调节阀的开度调整量Ks2；步骤3
‑
2，当︱(t2‑
t0)/t0︱<dt时，冷却水自动调节阀的开度只需小幅调整，由控制模块计算出冷却水自动调节阀的开度调整量Ks2；步骤四，确定冷却水自动调节阀现有的开度值Ks1＝Ks，Ks为重新调整开度前的开度值；步骤五，计算冷却水自动调节阀需调整的新开度值Ks＝Ks1+Ks2，然后重新调整其开度；步骤六，调整好冷却水自动调节阀的开度后，再回到步骤2，从而实现冷却水流量的循环控制。2.如权利要求1所述的油田伴生气回收过程中的冷却水流量控制方法，其特征在于：在执行步骤3
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟森，陈首挺，吴泰忠，李松峰，
申请(专利权)人：广东肯富来泵业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：