[发明专利]天然气地下储气库注气系统及注气方法

说明书

一种天然气地下储气库注气系统及注气方法。系统包括旋风分离器、过滤分离器、往复式压缩机、空冷器、离心式压缩机、注采井；本发明解决了因设置单一压缩机时停机维护造成注气时效低问题。将离心与往复式压缩机并联，利用天然气地下储气库在注气期时吸收性能较好特点，通过离心式压缩机集中灌注来减少对往复式压缩机的使用，降低运维费用，可延长往复式压缩机使用年限。注气方式有利于实现设备的交替维修，降低安全风险的同时，实现天然气地下储气库平稳运行。能满足先集中注气再精细注气的地质条件。离心式压缩机进口对注入气压力没有要求，消除了输气管网的能量损耗。另外，应用离心式压缩机的电驱发动机可大幅降低温室气体排放，实现节能环保。

技术领域

本发明属于天然气地下储气库注气技术领域，特别是涉及一种天然气地下储气库注气系统及注气方法。

背景技术

目前常用的天然气地下储气库注气系统的组成结构如图1所示，该系统包括旋风分离器2、过滤分离器3、往复式压缩机4、空冷器5和注采井8；其中，旋风分离器2的进气口接输气管道1，出气口通过管道与过滤分离器3的入口相连；过滤分离器3的出口通过管道与往复式压缩机4的进口相连，往复式压缩机4的出口通过管道连接空冷器5的入口，空冷器5的出口通过管道连接注采井8，注采井8再连接天然气地下储气库；工作原理是：来自输气管道1的注入气先经过旋风分离器2和过滤分离器3进行净化处理，然后进入往复式压缩机4进行循环增压，再经过空冷器5降温，最后经注采井8注入天然气地下储气库。

我国自主建设的第一批天然气地下储气库，已平稳运行至今二十余年，充分发挥了天然气地下储气库调峰和紧急供给的功能，但注气系统仍有优化和改进的空间，主要体现在以下两个方面：

⑴早期建成的地下气储气库，注气系统一般采用数台往复式压缩机4通过管网系统注入至天然气地下储气库的方式。压缩机不设置备用，注气期，设备灵活性不强，部分采用燃气驱动的往复式压缩机4结构复杂，维护工作繁杂，运行数年后设备老化现象严重，故障停机频发、维护成本上升、注气时率及效率低，对天然气地下储气库注气期稳定运行造成一定程度影响。

⑵早期建成的天然气地下储气库，压缩机进口压力按当时官网系统压力进行选值设计，随中国输气管网的不断完善，供给能力的提升，目前管网系统压力较初建天然气地下储气库时有所提升。早期建成的天然气地下储气库在进行注气时，天然气进入往复式压缩机4前需要降压至1-3MPa，然后再由往复式压缩机4进行循环增压后注入地下，显然这一过程存在较大的效能损耗。

另外，早期建成的天然气地下储气库采用了很多燃气驱动往复式压缩机4，有一定的碳排放量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供了一种天然气地下储气库注气系统及注气方法，为中国早期建成的天然气地下储气库注气系统升级及新建天然气地下储气库提供技术路线。

为了达到上述目的，本发明提供的天然气地下储气库注气系统包括净化装置、压缩机组和注采井；净化装置进气口连接输气管道，出气口连接压缩机组的进气口，压缩机组的出气口通过管道连接注采井，注采井连接天然气地下储气库。

所述的净化装置包括旋风分离器和过滤分离器；旋风分离器的进气口接输气管道，出气口通过管道与过滤分离器的入口相连；过滤分离器的出口通过管道与压缩机组相连。

所述的压缩机组包括往复式压缩机、离心式压缩机和空冷器；往复式压缩机和离心式压缩机的进口分别与过滤分离器的出口相连，往复式压缩机和离心式压缩机的出口分别通过管道连接至少一台空冷器的入口，空冷器出口处的管道上均安装有阀门。

所述的注采井为一口井或多口井，通过管道与空冷器的出口相连；所述的地下储气库为单个库或多个库，通过井筒与注采井相连。

本发明提供的天然气地下储气库注气系统的注气方法包括按顺序进行的下列步骤：