长输高压管道检修放空天然气的回收系统及方法与流程

本发明涉及长输高压管道天然气回收，具体涉及一种长输高压管道检修放空天然气的回收系统及方法。

背景技术：

1、

2、在对长输高压的天然气管道进行检修与油气田井口气的回收工艺不同，长输管道内部压力比较高，并且大多天然气长输管道的管道连接阀室在偏远的山区，存在作业环境因受到场地限制、山区道路承重不适合大型大重量的车辆进入等问题，因此，大量的检修管道段内的管存气采取了冷放空和热放空的工艺，将高达几千万标方的天然气直接排放到空气中，不仅造成了巨大的经济损失和资源的浪费，而且排放到空气中的天然气还会破坏环境、加剧温室效应。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种长输高压管道检修放空天然气的回收系统及方法，以解决国内现有长输管道检修中，存在因将检修管段内的天然气放空，造成经济损失和破坏环境的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：长输高压管道检修放空天然气的回收系统，包括上游回收单元和下游回收单元，上游回收单元和下游回收单元均包括压缩机、氮气瓶、若干撬车、动力机构和整管氮气置换机构，压缩机、氮气瓶和动力机构均撬装在撬车上，压缩机上连接有进气管和出气管，动力机构上连接有供气管，且动力机构与压缩机连接；整管氮气置换机构包括液氮气化装置和液氮罐车，液氮气化装置同样撬装在撬车上。

3、本方案的有益效果为：由于长输高压管道均设置在山区、沙漠等地方，因此设置压缩机、氮气瓶和动力机构均撬装在撬车上，使整个回收系统可以做好随时野外作业的准备；动力机构通过供气管，使用待回收的管存天然气进行共功能，不仅解决了回收系统野外作业动力来源的问题，同时还将待回收的天然气消耗掉一部分，缩短回收系统回收天然气所需时间，从而减小了检修对居民正常用气的影响；设置氮气瓶，在对检修段内的管存天然气进行回收操作前，先利用氮气置换的方式，将系统内部的空气排出，以避免燃气与空气混合后达到一定比例会变得更加易燃易爆炸；待回收的管存天然气经压缩机压缩加压后，可以分别通过出气管注入检修段上游的长输高压管道和下游的长输高压管道中，从而解决国内现有长输管道检修中，存在因将检修管段内的天然气放空，造成经济损失和破坏环境的问题；另外，设置上游回收单元和下游回收单元，不仅可以提高回收对管存天然气的回收效率，而且从长输高压管道两端分别各注入一半的高压天然气可以进一步解决因长输高压管道内部压强过大，导致气体难回收的问题。

4、优选的，进气管、出气管和供气管均为高压奥氏体软连接管道，且高压奥氏体软连接管道与回收系统连接处设有硬质管道过渡，硬质管道为z字型。

5、本方案的有益效果为：在实际运用中，抽取待回收的管存天然气吸入的压力在2.0mpa-6.0mpa之间，而排出回流的天然气的压力在5.5mpa-8.6mpa之间，高压奥氏体软连接管道可以满足运输高压天然气的条件，以及因为长输高压管道中预留阀室内的接入口与阀室外的电驱压缩机之间既要保持一定的安全防火距离，又要克服野外弯曲走向的实地情况；将硬质管道设为z字型，即将垂直向上的一段管道的转折处设置在了硬质管道内，避免高压奥氏体软连接管道出现硬弯曲、管道受损的情况，从而进一步保证回收系统作业的安全性。

6、优选的，进气管上设有平衡段，平衡段中包括有流量计，出气管上设有电动防爆切断阀，供气管上设有调压器。

7、本方案的有益效果为：平衡段内包括流量计和流量计前后两端的直管部分，设置平衡段，使得待回收的天然气在进入压缩机之前流经一段直管道，天然气在进入压缩机之前流动的速度可以变得更加均匀和平稳，保证系统运行的稳定，而流量计可实时检测管道内天然气的流量，便于统计；在天然气不断被抽取回收的过程中，随着检修段内的天然气减少，出气管出口端的压力会逐渐大于进口端的压力，出气管两端的压力差增大会导致天然气回流到电驱压缩机内、造成安全事故，因此设电动防爆切断阀和单向出气阀，电动防爆切断阀可根据出气管内部气流的情况自动对出气管进行封闭阻断，避免天然气出现回流压缩机的情况，保证回收系统运行安全；调压器对从长输高压管道内输出的高压天然气做降压处理，天然气降压后再进入动力机构中供能，以保证动力机构的正常工作。

8、优选的，压缩机的吸入压力为2.0mpa-6.0mpa，排出压力为5.5mpa-8.6mpa，排出量为不小于2.0万㎥/h，功率为500kw-1000kw，且压缩机撬装后重量小于等于23t，撬车的长、宽、高分别小于11.0m、3.0m、4.0m。

9、本方案的有益效果为：由于长输高压管道的阀室均位于山区、野外等地方，因此，压缩机须专门定制，以满足小型化、模块化、快装化的车载撬装移动要求，同时还要能确保回收的天然气能克服长输高压管道内高压情况、顺利将天然气进行回收，并确保撬装后撬车整体重量和体积能在山区道路顺利移动。

10、优选的，压缩机为若干电驱压缩机，动力机构为燃气发电机，电驱压缩机之间并联设置，且各电驱压缩机和燃气发电机分别撬装在不同的撬车中。

11、本方案的有益效果为：电驱压缩机之间并联设置，实现对管存天然气多条线同时压缩作业，从而提高回收系统的回收效率，而将各电驱压缩机和燃气发电机分别撬装在不同的撬车中，以满足撬装后撬扯整车重量能满足野外山区道路行驶要求。

12、优选的，平衡段与一台电驱压缩机撬装在一辆撬车上，氮气瓶与另一台电驱压缩机撬装在另一辆撬车上。

13、本方案的有益效果为：在实际操作中，可以根据平衡段内仪器重量和氮气瓶重量的具体情况，将氮气瓶作配重块使用，做好分配，保证电驱压缩机所在撬车的重量相等，避免出现某一辆撬车在撬装相关设备后重量过重，不便于移动到野外作业的问题。

14、优选的，压缩机为燃驱压缩机，燃驱压缩机内部包括有燃气发动机，供气管连接在燃驱压缩机的燃气发动机上。

15、本方案的有益效果为：燃驱压缩机同样通过就地使用待回收的天然气作为动力来源，不仅解决了野外作业的动力问题，同时还将待回收的天然气消耗掉一部分，缩短回收系统回收天然气所需时间，减小检修对居民正常用气的影响；并且燃驱压缩机具有排气量大、排气压力高等优点，因此相较于电驱压缩机的压缩效率更高，可在检修时间一定的条件下，减少压缩机使用数量，使回收系统更加快装化、便捷化。

16、优选的，先确定长输高压管道的待检修段，并分别将回收系统中的上游回收单元和下游回收单元设置在检修段的上游和下游，再进行以下步骤：

17、步骤一：利用氮气瓶中的氮气对回收系统内部进行氮气置换，排出回收系统内部空气；

18、步骤二：同时启动回收系统中的上游回收单元和下游回收单元，将长输高压管道检修段内的天然气通过压缩机压缩加压后分别回收在检修段上游的长输高压管道和下游的长输高压管道中；

19、步骤三：利用整管氮气置换机构对检修段进行第一次整管氮气置换，待检修段内天然气排出后，对长输高压管道进行修补工作；

20、步骤四：修补完成之后，再次利用整管氮气置换机构对检修段进行第二次整管氮气置换，并对长输高压管道进行表面修复。

21、本方案的有益效果为：先利用携带的氮气瓶中的氮气对回收系统内部包括进气管、出气管和出气管等管道进行氮气置换，避免管道内天然气与空气混合后达到一定比例而变得更加易燃易爆；再通过上游回收单元和下游回收单元将检修段内的天然气回收，解决现有检修方法中将管存天然气直接排如空气造成巨大经济损失和破坏环境的问题；然后在对管道修补前进行第一次整管氮气置换，在修补结束、长输高压管道连通前进行第二次整管氮气置换，避免检修操作给长输高压管道内带入超出安全范围的空气含量，从而保持长输高压管道输送天然气的安全性。

22、优选的，第一次整管氮气置换包括先利用带压钻孔技术，在检修段的两端各开设一个钻孔，并分别通过钻孔在长输高压管道内安置一个高压气囊。

23、本方案的有益效果为：分别通过钻孔在检修段的两端分别放入一个高压气囊，高压气囊进入管道后其外壁会与管道的内壁相贴，并且左端的高压气囊位于左端钻孔的左侧，右端的高压气囊位于右端钻孔的右侧，高压气囊再次对检修管道进行封闭。

24、优选的，修补工作包括高压气囊安置后，对检修段的两端进行环切，环切后分别在两端高压气囊上各增设一个黄油墙，最后将新的长输高压管道连接在长输高压管道中。

25、本方案的有益效果为：检修工作完成后长输高压管道再次连通，高压的天然气不断流过，将两个黄油挡墙吹走，由于长输高压管道埋在地下，长年累月，长输高压管道下方的泥土在地下水的作用下流动，长输高压管道的下表面因下方支撑力减弱而逐渐下沉弯曲，使长输高压管道的下方出现凹坑，而未被烘干的黄油挡墙正好可以沉积填补凹坑，从而避免凹坑受天然气的冲击变大，造成管道损坏，增加管道检修的频率。