[发明专利]用于组合两个流体流的齿轮机及其方法

说明书

本申请要求在35 U.S.C.§119下享有2005年9月9日提交的美国临时专利申请序号No.60/716,031的权益，以及享有2005年5月18日提交的美国临时专利申请No.60/682,291的权益。本申请还要求享有2005年6月27提交的共同待决的美国专利申请No.11/167,673的仍在待决中的部分继续申请的权益。

背景技术

在涉及流体流动的许多领域中，期望结合具有不同压力的两个流体流。该系统的一个实施例为产生天然气的井。

来自自流井的气体通常穿过其中液体“退出”气体流的分离器。那些液体非常有价值的，其包含高BTU(英国热量单位)含量。液体从分离器去除并放置在大液体存储罐中，并且残留气体从气体管道中的分离器去除。液体存储罐产生略高于大气压力的蒸汽。蒸汽需压缩至较接近离开分离器(非常昂贵)的气体的压力或蒸汽必须排出大气。在一些情形下，蒸汽的容积足够使得可使用闪光；然而，蒸汽的发光通常导致不完全燃烧和不期望的副产品，并导致污染。其还使蒸汽的内能浪费。

因此，需要一种方法、系统和器件，其可采用第一压力的流体(例如，来自分离器的高压气体)并结合入第一压力流体的较低压力的第二流体(例如，来自液体存储罐的蒸汽)同时避免第二较低压力气体的压缩的正常成本。

在一些其它实施例中，在油和/或气体产生领域中存在多个井。那些井可以在不同压力下产生气体。为了将那多个井(每个在不同压力下产生)放在各个气体传输管道上，需要压力从较高的压力流或较低管道压力流的压缩释放。再者，压缩成本较高；需要或者电子或者煤气燃烧发动机驱动的压缩机。无论成本在于损失的气体、电成本或需要运行压缩机的燃料成本，都是不期望的。因此，需要将具有不同压力的流体流结合入分离的流体流管道而不用传统的压缩步骤。

在涉及终端用户消耗的天然气的许多领域中，其中气体传输到消耗者的压力显著高于消耗者需要的压力。该系统的一个实施例为天然气燃烧的发电厂。

传输到发电厂用于用作其主要燃料的气体通过其中气体以各种间隔沿网络反复压缩的高压输送管道网络传输许多英里。该压缩还指沿着需要使用相应量的燃料气体的数千马力的管道网络的“增压站(Booster Stations)”。天然气按照市场指示输送，通常数百英里并且有时数千英里直到其达到最终目的地。在其输送(压力越高管道容量的使用效率越高)的相同压力下，气体输送到商业终端用户。然而，商业终端用户不需要使用其高压。因此，在商业终端用户可以消耗气体之前其必须通过使用降压阀降低气体供应压力。该压力的降低使存储在管道中的能量以热能的形式损失到大气中。

因此，需要一种方法、系统和器件，其可将天然气的压力降低到商业终端用户需要的压力并使用存储在管道中的能量(压力)。

在其它实例中(例如，在远程位置而不能接入电源)，在需要电源处存在传送各种流体(例如原油、天然气、水、LPG(液化石油气体)产物等等)的管道。该系统的实施例可为West Texas、New Mexico或Arizona的远程达到的天然气输送管道。安装到远程操作台的新电力管道的成本通常受到成本限制，但是能量可用性使得许多可操作器件对于管道或对于地面拥有者可用。

因此需要一种方法、系统和器件，其能将存储在管道中的能量(压力)转换成可产生电力作为独立能源的机械能量。

发明内容

根据本发明的第一实施例，提供一种集气系统，其包括：第一井；来自所述第一井的气体的第一流动管道；连接到第一流动管道的第一分离器；连接到用于组合具有不同压力的至少两个气体流的装置的第一输入的第一分离的气体流动管道；第二井；来自所述第二井的气体的第二流动管道；连接到所述第二流动管道的第二分离器；连接到用于组合的装置的第二输入的第二分离的气体流动管道；其中用于组合的装置包括第一输入容积和第二输入容积；并且在第一输入容积和第二输入容积之间的压力差使部分第一输入容积与部分第二输入容积在输出容积处组合。

在本发明的另一实施例中，提供一种集气系统，其包括：第一压力气体的第一输入；第二压力气体的第二输入，所述第一压力高于所述第二压力；用于组合气体的所述第一和第二输入的装置；其中用于组合的所述装置使用所述气体的第一输入和所述气体的第二输入之间的压力差以激励所述装置用于组合。至少一个这种系统还包括接收来自井的气体和流体的气体/流体分离器；其中所述气体的第一输入包括来自所述分离器的气体，以及液体罐，接收来自所述分离器的液体，并且其中所述气体的第二输入包括来自所述罐的蒸汽。