本实用新型涉及油气开采技术领域，尤其涉及一种空气冷却装置及负压压缩系统。
背景技术：
在油气开采过程中，由于井底油气压力较高，井底油气自喷至井口，经过集输管线进入系统压缩机压缩后，进行存储、气液分离等后续处理。但是，对着开采进行，井底压力减小，其压力达不到系统压缩机进气口的压力要求，导致开采速度和产收率降低。为了提高低效油气井的产收率，通常在井口设置负压压缩机，降低井口压力，以提高油气从井底到井口的流速，并将油气压力提升到进入系统压缩机所必须的压力，实现负压采气。
现有负压压缩系统包括负压压缩机以及空气冷却器，井口气体经过进气管道进入负压压缩机进行增压形成高温高压气体，高温高压气体经过空气冷却器冷却后的低温高压气体进入集输管线。
但是，油气井外界环境比较恶劣，尤其是在冬季，负压压缩机故障停机后，容易导致空气冷却器的输出管线冻堵，直接影响负压压缩机排除故障后再次启动困难，从而影响油气开采效率。
技术实现要素：
本实用新型提供一种空气冷却装置及负压压缩系统，以解决在冬季现有负压压缩机故障停机后，容易导致空气冷却器的输出管线冻堵，直接影响负压压缩机排除故障后再次启动困难，从而影响油气开采效率的技术问题。
本实用新型第一方面提供一种空气冷却装置，其包括：空气冷却器、旁通管线、温度检测装置以及气量控制阀门；所述旁通管线的一端用于与负压压缩机的输出端口连通，所述旁通管线的另一端与所述空气冷却器的出气口连通；所述温度检测装置和所述气量控制阀门设置在所述旁通管线上，且所述温度检测装置位于所述气量控制阀门和所述空气冷却器的出气口之间。
如上所述的空气冷却装置，其中，所述温度检测装置为温度表。
如上所述的空气冷却装置，其中，所述温度检测装置为温度变送器。
如上所述的空气冷却装置，其中，所述温度检测装置为温度传感器。
如上所述的空气冷却装置，其中，所述气量控制阀门与所述旁通管线通过螺纹连接。
如上所述的空气冷却装置，还包括输出管线以及第一三通接头，所述第一三通接头的第一端口与所述空气冷却器的出气口连通，所述第一三通接头的第二端口与所述输出管线连通，所述第一三通接头的第三端口与所述旁通管线连通。
与现有技术相比，本实用新型的第一方面提供的空气冷却装置具有如下优点：
本实用新型第一方面提供的空气冷却装置，利用旁通管线将负压压缩机输出端口的气体直接通入到空气冷却器的输出管线内，对输出管线进行加热解冻，还能防止输出管线结冰冻堵，并且利用温度检测装置检测旁通管线内的气体温度，根据旁通管线内的气体温度调节气量控制阀门，从而控制负压压缩机输出到旁通管线内的气体流量。本实用新型实施例提供的空气冷却装置，能够对空气冷却器的输出管线进行解冻，有效避免负压压缩机因温度低启动困难的难题，有利于提高油气开采效率。
本实用新型第二方面还提供一种负压压缩系统，其包括负压压缩机、输入管线以及第一方面所述空气冷却装置，所述输入管线的一端与所述负压压缩机的输出端口连通，所述输入管线的另一端分别与所述空气冷却装置的空气冷却器的进气口、旁通管线连通。
本实用新型的第二方面提供的负压压缩系统，由于其包括第一方面所述的空气冷却装置，因此本实用新型的第二方面提供的负压压缩系统也具有与第一方面所述的空气冷却装置的相同的优点。
如上所述的负压压缩系统，还包括第二三通接头，所述第二三通接头的第一端口与所述空气冷却器的进气口连通，所述第二三通接头的第二端口与所述输入管线连通，所述第二三通接头的第三端口与所述空气冷却装置的旁通管线连通。
如上所述的负压压缩系统，其中，所述负压压缩机包括动力端口、压缩进气端口以及压缩出气端口；所述动力端口用于通入动力燃气，所述压缩出气端口与所述输入管线连通；所述负压压缩系统还包括进气管线以及气液分离装置，所述气液分离装置的进口与所述进气管线连通，所述气液分离装置的出口与所述压缩进气端口连通。
如上所述的负压压缩系统，还包括燃气缓冲罐，所述燃气缓冲罐的进气口与所述气液分离装置的出口连通，所述燃气缓冲罐的出气口与所述负压压缩机的动力端口连通。
除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本实用新型提供的空气冷却装置及负压压缩系统所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
通过参照附图的以下详细描述，本实用新型实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本实用新型的多个实施例进行说明，其中：
图1为本实用新型实施例一提供的负压压缩系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一提供的负压压缩系统的解堵时气体流向示意图；
图3为本实用新型实施例一提供的负压压缩系统的正常工作时气体流向示意图；
图4为本实用新型实施例二提供的负压压缩系统的结构示意图；
图5为本实用新型实施例二提供的负压压缩系统的解堵时气体流向示意图；
图6为本实用新型实施例二提供的负压压缩系统的正常工作时的气体流向示意图。
附图标记说明：
10：空气冷却器；
11：进气口；
12：出气口；
20：旁通管线；
21：温度检测装置；
22：气量控制阀门；
30：输出管线；
40：第一三通接头；
50：负压压缩机；
51：动力端口；
52：压缩进气端口；
53：压缩出气端口；
60：输入管线；
70：第二三通接头；
80：进气管线；
90：一级气液分离装置；
100：二级气液分离装置；
110：燃气缓冲罐。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
图1为本实用新型实施例一提供的负压压缩系统的结构示意图；图2为本实用新型实施例一提供的负压压缩系统的解堵时气体流向示意图；图3为本实用新型实施例一提供的负压压缩系统的正常工作时气体流向示意图。
参照图1至图3，本实用新型实施例提供一种空气冷却装置，其包括：空气冷却器10、旁通管线20、温度检测装置21以及气量控制阀门22；旁通管线20的一端用于与负压压缩机的输出端口连通，旁通管线20的另一端与空气冷却器10的出气口12连通；温度检测装置21和气量控制阀门22设置在旁通管线20上，且温度检测装置21位于气量控制阀门22和空气冷却器10的出气口12之间。
具体地，空气冷却器10是利用空气冷却高温气体的换热器，空气冷却器10包括管束、支架以及风机等，空气冷却器10的高温气体在管束内流动，空气在管束外吹过，进行降温。由于空气侧的传热分系数很小，故常在管束外加装翅片，以增加传热面积和流体湍动，减小热阻。采用空气冷却器10可以节省大量工业用水，减少环境污染，降低基建费用。特别在缺水地区，以空冷代替水冷，可以缓和水源不足的矛盾。空气冷却器10包括进气口11和出气口12，其中，进气口11可以是螺纹接口，进气口11也可以是法兰接口，本实用新型实施例对此不做限定；出气口12可以是螺纹接口，出气口12也可以是法兰接口，本实用新型实施例对此不做限定。
一般地，按照通风方式，空气冷却器10可以是鼓风式结构，空气冷却器10还可以是引风式结构。其中，鼓风式结构的空气冷却器的空气先流经通风机后流入管束；引风式结构的空气冷却器的空气先流经管束后流入通风机。鼓风式结构的空气冷却器操作费用较经济，产生的湍流对传热有利，使用较多。引风式结构的空气冷却器气流分布均匀，有利于温度精确控制，噪声小，是发展的方向。热流体出口温度主要靠调节通过管束的风量来控制，即调节叶片的倾角、通风机转速和百叶窗的开启程度等。对冬季易凝、易冻的流体，可采用热风循环或蒸汽加热的办法调节流体出口温度。本实用新型实施例对空气冷却器10的具体结构不做限定。
旁通管线20可以是现有的硬质管道，旁通管线20也可以是现有的软管，本实用新型实施例对此不做限定。旁通管线20可以包括管道以及设置在管道一端的第一连接端口、设置在管道另一端的第二连接端口。第一连接端口可以是螺纹接口或者法兰接口等，第二连接端口可以是螺纹连接或者法兰接口等，在此不做限定。
旁通管线20的一端用于与负压压缩机的输出端口连通，例如，旁通管线20的一端与负压压缩机的输出端口螺纹连接，或者，旁通管线20的一端与负压压缩机的输出端口法兰连接，再或者，旁通管线20的一端与负压压缩机的输出端口通过一段管线进行连通。旁通管线20的一端可以直接与空气冷却器10的进气口11连通，且空气冷却器10的进气口11同时与负压压缩机的输出端口连通。旁通管线20的另一端与空气冷却器10的出气口12连通，例如，旁通管线20的一端与空气冷却器10的出气口12螺纹连接，或者，旁通管线20的一端与空气冷却器10的出气口12法兰连接。再或者，旁通管线20的另一端与空气冷却器10的出气口12通过一段管线连通。
温度检测装置21用于检测旁通管线20内的温度，其与旁通管线20的连接方式根据温度检测装置21的具体结构确定，例如，温度检测装置20可以是温度表，温度表与检测旁通管线20通过螺纹连接。
气量控制阀门22与旁通管线20可以螺纹连接，或者，气量控制阀门22与旁通管线20通过法兰连接。当气量控制阀门22与旁通管线20通过法兰连接时，为保证连接的气密性，法兰盘之间设置有密封垫。气量控制阀门22用于调节旁通管线20的气体流量，其可以是现有的调节阀、v型阀、角阀、针阀、蝶阀、膜片阀等，本实用新型实施例对气量控制阀门22的具体结构不做限定。
可以理解的是，本实用新型实施例提供的空气冷却装置还可以包括控制器，其中，控制器分别与温度检测装置21以及气量控制阀门22电连接，温度检测装置21将检测的旁通管线20内的气体的温度发送给控制器，控制器根据接收到的温度数值调节气量控制阀门22，以调节旁通管线20内的气体流量。此时，气量控制阀门22应为电磁阀。
当然，操作人员也可以直接从温度检测装置21获取旁通管线20内的气体的温度，然后，手动调节气量控制阀门22，从而调节旁通管线20内的气体流量。
以红台地区油气井为例，下面具体描述本实用新型实施例提供的空气冷却装置的具体使用原理。
红台地区冬季有记录最低气温达到-28℃最大风力14级。在如此极端天气下开采，如果负压压缩机因故障停机就会导致空气冷却器10出口裸露在地面的输出管线瞬间造成冻堵，直接影响下次压缩机启机时间和难度。为此，本实用新型实施例提供一种空气冷却装置。
参照图2，当负压压缩机故障停机，空气冷却器10的输出管线冻堵时，待负压压缩机排出故障后，启动负压压缩机使之空载运行，负压压缩机输出端口输出温度大约60℃的气体，使得空气冷却器10的输出管线解冻，既节约了启动负压压缩机的时间，还有效的利用了负压压缩机运行过程中白白消耗的热量，还可以利用温度检测装置随时检测到管线内气体温度，可以根据温度高低随时调节气量控制阀门。本实用新型实施例提供的空气冷却装置，无需外接电源，工艺流程整改简单，投资小、安装方便、现场实用性强等优点，达到安全快捷拆装的目的。
参照图3，在负压压缩机正常工作时，经过负压压缩机压缩后的气体温度大约在150℃左右，经过空气冷却器10的冷却，气体温度降至30℃左右。如果室外温度较低，仍有可能导致空气冷却器10的输出管线冻堵，负压压缩机输出的高温气体一部分经过旁通管线20进入空气冷却器的输出管线，即，利用负压压缩机出口150℃左右的高温气体经过旁通管线20对输出管线进行加热，防止输出管线冻堵。
本实用新型实施例提供的空气冷却装置，利用旁通管线将负压压缩机输出端口的气体直接通入到空气冷却器的输出管线内，对输出管线进行加热解冻，还能防止输出管线结冰冻堵，并且利用温度检测装置检测旁通管线内的气体温度，根据旁通管线内的气体温度调节气量控制阀门，从而控制负压压缩机输出到旁通管线内的气体流量。本实用新型实施例提供的空气冷却装置，能够对空气冷却器的输出管线进行解冻，有效避免负压压缩机因温度低启动困难的难题，有利于提高油气开采效率。
温度检测装置21作为检测旁通管线20内的温度的装置，其结构可以有多种。
例如，温度检测装置21为温度表。其中，温度表与旁通管线20可以螺纹连接，或者，温度表也可以与旁通管线20法兰连接。温度表可以是现有的温度表结构，本实用新型实施例对此不做限定。
再例如，温度检测装置21为温度变送器。其中，温度变送器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表，其一般采用热电偶、热电阻作为测温元件，从测温元件输出信号送到变送器模块，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、v/i转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度成线性关系的电流信号或者电压信号或者数字信号输出。温度变送器可以是现有的温度变送器结构，本实用新型实施例对此不做限定。
又例如，温度检测装置21为温度传感器。其中，温度传感器可以是热电阻式，温度传感器也可以是热电偶式传感器，本实用新型实施例对此不做限定。可以理解的是，当温度检测装置21为温度传感器时，空气冷却装置还可以包括控制器和显示器，控制器分别与显示器和温度传感器通信连接。控制器接收到温度传感器检测的温度后，发送到显示器上进行显示。
在上述实施例的基础上，继续参照图1至图3，本实用新型实施例提供的空气冷却装置还包括输出管线30以及第一三通接头40，第一三通接头40的第一端口与空气冷却器10的出气口12连通，第一三通接头40的第二端口与输出管线30连通，第一三通接头40的第三端口与旁通管线20连通。
在一些实施例中，第一三通接头40直接与冷器冷却器10的出气口连接，即：第一三通接头40的第一端口与空气冷却器10的出气口12连通，第一三通接头40的第二端口与输出管线30的第一端连通，第一三通接头40的第三端口与旁通管线20的第二端连通。第一三通接头40的三个端口可以是螺纹端口，第一三通接头40的三个端口也可以是法兰端口，本实用新型实施例对此不做限定。
在另一些实施例中，空气冷却器10的出气口12连接有一段管线，该管线与第一三通接头40的第一端口连通，第一三通接头40的第二端口与输出管线30的第一端连通，第一三通接头40的第三端口与旁通管线20的第二端连通。
输出管线30可以是软管，输出管线30也可以是硬管，本实用新型实施例对此不做限定。输出管线30的第二端用于与系统压缩机的进气口连通。
继续参照图3和图4，本实用新型实施例还提供一种负压压缩系统，包括负压压缩机50、输入管线60以及空气冷却装置，输入管线60的一端与负压压缩机50的输出端口连通，输入管线60的另一端分别与空气冷却装置的空气冷却器10的进气口11、旁通管线20连通。
其中，负压压缩机可以将天然气压力达到进入系统压缩机所必须的压力，并且，负压压缩机通过降低井口压力来提高油气从井底到井口的流速，使得生产井可以在较低的压力下保持较高的生产量，这样就可以延伸生产井的寿命。负压压缩机可以是现有的负压压缩机结构，本实用新型实施例对此不做限定。
输入管线60可以是软管，输入管线60也可以是硬管，本实用新型实施例对此不做限定。输入管线60的一端与负压压缩机50的输出端口连通，例如，输入管线60的一端与负压压缩机50的输出端口螺纹连接；再例如，输入管线60的一端与负压压缩机50的输出端口法兰连接。
空气冷却装置包括：空气冷却器10、旁通管线20、温度检测装置21以及气量控制阀门22；旁通管线20的一端用于与负压压缩机的输出端口连通，旁通管线20的另一端与空气冷却器10的出气口12连通；温度检测装置21和气量控制阀门22设置在旁通管线20上，且温度检测装置21位于气量控制阀门22和空气冷却器10的出气口12之间。本实施例提供的空气冷却装置的结构、功能和效果与上述实施例相同，具体可以参照上述实施例，在此不再进行赘述。
本实用新型实施例提供的负压压缩系统，其空气冷却装置利用旁通管线将负压压缩机输出端口的气体直接通入到空气冷却器的输出管线内，对输出管线进行加热解冻，还能防止输出管线结冰冻堵，并且利用温度检测装置检测旁通管线内的气体温度，根据旁通管线内的气体温度调节气量控制阀门，从而控制负压压缩机输出到旁通管线内的气体流量。本实用新型实施例提供的空气冷却装置，能够对空气冷却器的输出管线进行解冻，有效避免负压压缩机因温度低启动困难的难题，有利于提高油气开采效率。
进一步地，本实用新型实施例负压压缩系统还包括第二三通接头70，第二三通接头70的第一端口与空气冷却器10的进气口11连通，第二三通接头70的第二端口与输入管线60连通，第二三通接头70的第三端口与空气冷却装置的旁通管线20连通。
在一些实施例中，第二三通接头70直接与空气冷却器10的进气口11连接，即，第二三通接头70的第一端口与空气冷却器10的进气口11连通，第二三通接头70的第二端口与输入管线60连通，第二三通接头70的第三端口与空气冷却装置的旁通管线20连通。第二三通接头70的三个端口可以是螺纹接端口，第二三通接头70的三个端口也可以是法兰端口，本实用新型实施例对此不做限定。
在另一些实施例中，第二三通接头70通过一段管线与空气冷却器10的进气口11连接，即，该管线与第二三通接头70的第一端口连通，第二三通接头70的第二端口与输入管线60连通，第二三通接头70的第三端口与空气冷却装置的旁通管线20连通。
图4为本实用新型实施例二提供的负压压缩系统的结构示意图；图5为本实用新型实施例二提供的负压压缩系统的解堵时气体流向示意图；图6为本实用新型实施例二提供的负压压缩系统的正常工作时的气体流向示意图。
在上述实施例的基础上，参照图4至图6，负压压缩机包括动力端口51、压缩进气端口52以及压缩出气端口53；动力端口51用于通入动力燃气，压缩出气端口53与输入管线60连通；本实用新型实施例提供的负压压缩系统还包括进气管线80以及气液分离装置，气液分离装置的进口与进气管线80连通，气液分离装置的出口与压缩进气端口52连通。
进一步地，本实用新型实施例提供的负压压缩系统还包括燃气缓冲罐110，燃气缓冲罐110的进气口与气液分离装置的出口连通，燃气缓冲罐110的出气口与负压压缩机50的动力端口51连通。
具体地，气液分离装置包括一级气液分离装置90和二级气液分离装置100。其中，进气管线80与一级气液分离装置90的进气口连通，一级气液分离装置90的出气口与二级气液分离装置100的进气口连通，二级气液分离装置100的出气口与燃气缓冲罐110的进气口连通，燃气缓冲罐110的出气口与负压压缩机50的动力端口51连通，即，井口开采的气体经过一级气液分离装置90和二级气液分离装置100分离后的气体一部分进入燃气缓冲罐110，为负压压缩机50提供动力。二级气液分离装置100的出气口还与负压压缩机的压缩进气端口52连通，即，井口开采的气体经过一级气液分离装置90和二级气液分离装置100分离后的气体另一部分经过负压压缩机50压缩后进入空气冷却装置。
可以理解的是，一级气液分离装置90、二级气液分离装置100以及燃气缓冲罐110内的液体通过管道与空气冷却器冷却后的气体混合，共同经过集输管线进入系统压缩机，进行后续处理。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在以上描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
1.一种空气冷却装置，其特征在于，包括：空气冷却器、旁通管线、温度检测装置以及气量控制阀门；
所述旁通管线的一端用于与负压压缩机的输出端口连通，所述旁通管线的另一端与所述空气冷却器的出气口连通；
所述温度检测装置和所述气量控制阀门设置在所述旁通管线上，且所述温度检测装置位于所述气量控制阀门和所述空气冷却器的出气口之间。
2.根据权利要求1所述的空气冷却装置，其特征在于，所述温度检测装置为温度表。
3.根据权利要求1所述的空气冷却装置，其特征在于，所述温度检测装置为温度变送器。
4.根据权利要求1所述的空气冷却装置，其特征在于，所述温度检测装置为温度传感器。
5.根据权利要求1所述的空气冷却装置，其特征在于，所述气量控制阀门与所述旁通管线通过螺纹连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的空气冷却装置，其特征在于，所述空气冷却装置还包括输出管线以及第一三通接头，所述第一三通接头的第一端口与所述空气冷却器的出气口连通，所述第一三通接头的第二端口与所述输出管线连通，所述第一三通接头的第三端口与所述旁通管线连通。
7.一种负压压缩系统，其特征在于，包括负压压缩机、输入管线以及权利要求1-6任一项所述空气冷却装置，所述输入管线的一端与所述负压压缩机的输出端口连通，所述输入管线的另一端分别与所述空气冷却装置的空气冷却器的进气口、旁通管线连通。
8.根据权利要求7所述的负压压缩系统，其特征在于，所述负压压缩系统还包括第二三通接头，所述第二三通接头的第一端口与所述空气冷却器的进气口连通，所述第二三通接头的第二端口与所述输入管线连通，所述第二三通接头的第三端口与所述空气冷却装置的旁通管线连通。
9.根据权利要求7所述的负压压缩系统，其特征在于，
所述负压压缩机包括动力端口、压缩进气端口以及压缩出气端口；所述动力端口用于通入动力燃气，所述压缩出气端口与所述输入管线连通；
所述负压压缩系统还包括进气管线以及气液分离装置，所述气液分离装置的进口与所述进气管线连通，所述气液分离装置的出口与所述压缩进气端口连通。
10.根据权利要求9所述的负压压缩系统，其特征在于，
所述负压压缩系统还包括燃气缓冲罐，所述燃气缓冲罐的进气口与所述气液分离装置的出口连通，所述燃气缓冲罐的出气口与所述负压压缩机的动力端口连通。
技术总结