一种用于井口天然气的发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于井口天然气的发电系统。


背景技术：

2.在某些气井开采过程中，井口采气树出口压力高达20～70mpa，而我国天然气管网集输压力仅为5～6mpa，为此，需将压力降至集气管线压力后输送到集输站进行集中处理。
3.针对目前公布的大部分井口天然气降压系统，它们大多采用的是调压阀来进行节流降压，其主要存在三个缺点：一是调压阀造价较高，约十几万元，而且连续调压时气蚀、冲蚀会造成阀芯损坏，导致使用寿命较低，只有3个月左右。二是压力的降低会导致天然气温度降低从而产生天然气水合物“冰堵”现象。需要额外消耗能源对其进行加热。三是气井井口高压天然气巨大的压力能没有被回收利用，造成了大量的能源浪费。
4.在钻井工艺中，常使用螺杆钻具来对地层进行打孔作业，螺杆钻具主要由旁通阀、液马达、万向轴和传动轴组成，螺杆钻具通过将入口的液体压力能转为传动轴的机械能，带动钻头进行打孔作业，技术较为成熟，在国内和国际石油领域有着广泛的应用。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于井口天然气的发电系统，该用于井口天然气的发电系统利用螺杆钻具能够将压力能转化为机械能，可以代替原有降压装置对天然气进行降压，且可以进行压差发电进而充分的利用压力能，整体承压能力强，适用范围广。
6.本实用新型通过以下技术方案得以实现。
7.本实用新型提供的一种用于井口天然气的发电系统，包括气井采气树；所述气井采气树出口连通至天然气管网的管路上串联有螺杆发电机组，螺杆发电机组带动发电机，发电机电气连接有蓄电池。
8.所述螺杆发电机组内有多根发电螺杆。
9.所述发电螺杆串联于气井采气树的出口管路。
10.在所述气井采气树和螺杆发电机组之间接有电磁开关阀。
11.在所述气井采气树和之间接有过滤系统。
12.在所述气井采气树的出口管路上，有调压阀串联于螺杆发电机组和天然气管网之间。
13.所述螺杆发电机组内发电螺杆的数量为三根以上。
14.所述发电机的动作位为多个。
15.所述螺杆发电机组内发电螺杆和发电机内动作位一一对应。
16.本实用新型的有益效果在于：利用螺杆钻具能够将压力能转化为机械能，可以代替原有降压装置对天然气进行降压，且可以进行压差发电进而充分的利用压力能，且不仅可以减少每根发电螺杆承受的压力，提高使用寿命，还可以根据实际的降压需要选择螺杆
发电机组内串联发电螺杆的根数，进一步增大了适用范围，整体承压能力强、适用范围广；充分的利用了天然气的压力能；结构简单耐用；能产生较大的电力且减少碳排放。
附图说明
17.图1是本实用新型一种实施方式的连接示意图；
18.图2是图1中螺杆发电机组的结构示意图；
19.图3是图2中发电螺杆的结构示意图。
20.图中：1
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气井采气树，2
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电磁开关阀，3
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过滤系统，4
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螺杆发电机组，5
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发电螺杆，6
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调压阀，7
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天然气管网，8
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发电机，9
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蓄电池，10
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螺杆机组天然气入口，11
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螺杆机组天然气出口，12
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撬装架，13
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发电螺杆天然气入口，14
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旁通阀总成，15
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螺杆马达，16
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万向轴，17
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传动轴，18发电螺杆天然气出口，19
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传动轴接头。
具体实施方式
21.下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
22.如图1至图3所示的一种用于井口天然气的发电系统，包括气井采气树1；气井采气树1出口连通至天然气管网7的管路上串联有螺杆发电机组4，螺杆发电机组4带动发电机8，发电机8电气连接有蓄电池9。
23.螺杆发电机组4内有多根发电螺杆5。
24.发电螺杆5串联于气井采气树1的出口管路。
25.在气井采气树1和螺杆发电机组4之间接有电磁开关阀2。
26.在气井采气树1和之间接有过滤系统3。
27.在气井采气树1的出口管路上，有调压阀6串联于螺杆发电机组4和天然气管网7之间。
28.螺杆发电机组4内发电螺杆5的数量为三根以上。
29.发电机8的动作位为多个。
30.螺杆发电机组4内发电螺杆5和发电机8内动作位一一对应。
31.实施例1
32.采用上述方案，如图1至图3所示，具体由气井采气树1、电磁开关阀2、过滤系统3、螺杆发电机组4、调压阀6、发电机8和蓄电池9连接组成。气井采气树1与电磁开关阀2相连，电磁开关阀2连接过滤系统3，过滤系统3的出口与螺杆发电机组的首根发电螺杆的进气口10相连，其出气口与第二根发电螺杆的进气口相连，螺杆发电机组内各个发电螺杆以这种方式首尾相连。最后一根螺杆的出气口11连接至调压阀6，最后再连入天然气输送管网7。每根螺杆的传动轴与发电机8相连，发电机组通过电缆并联后与蓄电池9相连。
33.如图2、3所示，螺杆发电机组4由若干根安装在撬装架12上的发电螺杆5组成，发电螺杆5包括发电螺杆天然气入口13、旁通阀总成14、螺杆马达15、万向轴16、传动轴17、发电螺杆天然气出口18和传动轴接头19。
34.在发电螺杆5内部，高压天然气从进气口13通过旁通阀14进入螺杆马达15然后气体通过万向轴16最后由发电螺杆天然气出口18进入下一级，在此过程中高压天然气压力逐级降低，达到降压的效果。与此同时，螺杆马达15通过偏心运动将高压天然气的压力能转化
为机械能，万象轴16将马达的偏心运动转换为定轴运动，最后通过传动轴17驱动与传动轴接头19相连的发电机叶轮高速旋转，达到发电的效果。
35.对于整个系统，气井采气树1采出的高压天然气通过电磁开关阀2进入过滤系统11中进行过滤，过滤后纯净的天然气进入螺杆发电机组4中，在每一根发电螺杆内气体带动传动轴高速旋转，压力降低，压力能转化为机械能。降压后的天然气气体通过调压阀6降压至管网所需压力，然后通入管网7中。在发电螺杆5中高压气体做功推动传动轴高速旋转，传动轴接头19带动发电机8高速转动从而实现发电功能，发电所得的电量通过蓄电池9进行存储。


技术特征：
1.一种用于井口天然气的发电系统，包括气井采气树(1)，其特征在于：所述气井采气树(1)出口连通至天然气管网(7)的管路上串联有螺杆发电机组(4)，螺杆发电机组(4)带动发电机(8)，发电机(8)电气连接有蓄电池(9)。2.如权利要求1所述的用于井口天然气的发电系统，其特征在于：所述螺杆发电机组(4)内有多根发电螺杆(5)。3.如权利要求2所述的用于井口天然气的发电系统，其特征在于：所述发电螺杆(5)串联于气井采气树(1)的出口管路。4.如权利要求1所述的用于井口天然气的发电系统，其特征在于：在所述气井采气树(1)和螺杆发电机组(4)之间接有电磁开关阀(2)。5.如权利要求1所述的用于井口天然气的发电系统，其特征在于：在所述气井采气树(1)和螺杆发电机组(4)之间接有过滤系统(3)。6.如权利要求1所述的用于井口天然气的发电系统，其特征在于：在所述气井采气树(1)的出口管路上，有调压阀(6)串联于螺杆发电机组(4)和天然气管网(7)之间。7.如权利要求2所述的用于井口天然气的发电系统，其特征在于：所述螺杆发电机组(4)内发电螺杆(5)的数量为三根以上。8.如权利要求1所述的用于井口天然气的发电系统，其特征在于：所述发电机(8)的动作位为多个。9.如权利要求2所述的用于井口天然气的发电系统，其特征在于：所述发电螺杆(5)和动作位一一对应。

技术总结
本实用新型提供了一种用于井口天然气的发电系统，包括气井采气树；所述气井采气树出口连通至天然气管网的管路上串联有螺杆发电机组，螺杆发电机组带动发电机，发电机电气连接有蓄电池。本实用新型利用螺杆钻具能够将压力能转化为机械能，可以代替原有降压装置对天然气进行降压，且可以进行压差发电进而充分的利用压力能，且不仅可以减少每根发电螺杆承受的压力，提高使用寿命，还可以根据实际的降压需要选择螺杆发电机组内串联发电螺杆的根数，进一步增大了适用范围，整体承压能力强、适用范围广；充分的利用了天然气的压力能；结构简单耐用；能产生较大的电力且减少碳排放。能产生较大的电力且减少碳排放。能产生较大的电力且减少碳排放。


技术研发人员：石云升 杨飞 吴地勇 李瑞云 黄伟 马晓刚 廉琦 晏乾红
受保护的技术使用者：贵州航天天马机电科技有限公司
技术研发日：2021.01.27
技术公布日：2021/10/8