[发明专利]天然气井口的加热系统

说明书

本发明公开了一种天然气井口的加热系统，包括：循环连接的冷凝器、工质压缩机和工质加热装置；冷凝器设置于高压气井口，高压天然气通过冷凝器被加热后输送至集输管网；高压气井口采出的部分高压天然气进入工质压缩机，将热泵工质升压，驱动热泵工质在所述冷凝器、工质压缩机及工质加热装置内循环。本发明的优点在于：利用高压天然气的压力驱动工质压缩机为高压气井口的高压天然气循环加热，能够节约能耗，并降低了污染程度。

技术领域

本发明涉及天然气加热领域，更具体地，涉及一种天然气井口的加热系统。

背景技术

储藏在地层中的天然气压力较高，一般在10MPa以上，在被开采到地面以后，需要节流降压后进入集输管网。高压天然气在节流过程中，由于“焦耳-汤姆逊”效应产生降温。为防止降温后的天然气与水产生水合物堵塞管网，目前天然气集输工艺均在节流前采用燃气加热炉将天然气加热到60-70℃后再进行节流。这个过程不仅需要消耗大量的天然气进行加热，而且高压天然气的节流过程也造成高品质的压力能损失。

CN104088605A提出一种利用天然气压力能通过膨胀机发电带动热泵系统为井口天然气加热的系统。天然气从气井收集后，天然气气井与分离器通过调压阀连接，分离器设有节流阀，通过节流阀可排出分离器分离出的油水混合物；分离器与膨胀机相连，膨胀机遇空气预热器相连，空气预热器与再热器相连；膨胀机发电机组将高压天然气的压力能转化成电能，驱动热泵机组运转，通过热泵机组加热天然气，替代传统的加热炉。该发明使高压天然气通过膨胀机发电，用发的电驱动热泵的压缩机，能量转化的形式较多，造成系统的能量效率较低。

因此，有必要开发一种防止天然气在节流和气动工质压缩机膨胀后降温造成管道冻堵，并且能够节约能耗、减少污染的气井压力能驱动热泵加热天然气的系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种天然气井口的加热系统，其通过高压气井口的高压天然气驱动工质压缩机内的热泵工质，进而达到加热高压气井口的高压天然气的目的，并能够防止高压天然气在节流和工质压缩机膨胀后降温造成的管道冻堵。

本发明提出了一种天然气井口的加热系统，所述加热系统包括：

循环连接的冷凝器、工质压缩机和工质加热装置；

所述冷凝器设置于高压气井口，高压天然气通过所述冷凝器被加热后输送至集输管网；

所述高压气井口采出的部分高压天然气进入所述工质压缩机，将热泵工质升压，驱动所述热泵工质在所述冷凝器、所述工质压缩机及所述工质加热装置内循环。

优选地，驱动所述热泵工质后的所述高压天然气输送至所述集输管网。

优选地，所述冷凝器和所述集输管网之间的天然气管路上设有节流阀，将加热后的高压天然气进行节流降压后输送至所述集输管网。

优选地，所述工质压缩机与所述冷凝器之间的天然气管路上设有流量调节阀和过滤器，用于控制进入所述工质压缩机的高压天然气的压力和流量。

优选地，在所述工质加热装置及所述冷凝器之间的热泵工质管路上设有热泵节流阀，用于控制所述热泵工质的压力和流量。

优选地，所述热泵节流阀是毛细管节流、热力膨胀阀节流或电子膨胀阀节流。

优选地，所述工质加热装置是空气蒸发器或地埋管蒸发器。

优选地，所述工质压缩机是氟利昂制冷压缩机或氮制冷压缩机。

优选地，所述工质压缩机包括：

第一驱动装置；