本发明提供一种天然气管道加药装置。天然气管道加药装置包括：能量转换部，能量转换部将天然气管道内的天然气的压力能转换为液压能和电能；第一加注部，第一加注部与能量转换部连通，在能量转换部的驱动下向天然气管道内加注第一加注剂；电控单元，电控单元与能量转换部电连接和第一加注部电连接，并控制第一加注部的加注量。通过该天然气管道加药装置能够在不额外添加动力源的情况下向管道内加药且精确控制加药量。
能量转换部，所述能量转换部将天然气管道内的天然气的压力能转换为液压能和电能；
第一加注部，所述第一加注部与所述能量转换部连通，在所述能量转换部的驱动下向天然气管道内加注第一加注剂；
电控单元，所述电控单元与所述能量转换部电连接和所述第一加注部电连接，并控制所述第一加注部的加注量；
天然气管道加药装置还包括加药管段，所述加药管段设置在天然气管道中作为所述天然气管道的一部分，所述能量转换部包括：透平机(21)，所述透平机(21)设置在所述加药管段内；
液压泵(22)，所述液压泵(22)设置在所述加药管段内，且所述透平机(21)的输出轴与所述液压泵(22)连接驱动所述液压泵(22)转动；
液压马达(23)，所述液压马达(23)设置在所述加药管段外，所述液压泵(22)与所述液压马达(23)通过液压管道连接并驱动所述液压马达(23)转动；
发电机(24)，所述发电机(24)设置在所述加药管段外，所述液压马达(23)的输出轴与所述发电机(24)连接并驱动所述发电机(24)转动发电；
透平机(21)，所述透平机(21)设置在所述加药管段内；
液压泵(22)，所述液压泵(22)设置在所述加药管段外，且所述透平机(21)的输出轴与所述液压泵(22)连接驱动所述液压泵(22)转动；
发电机(24)，所述发电机(24)设置在所述加药管段外，所述透平机(21)的输出轴穿出所述加药管段壳体后与所述发电机(24)连接，驱动所述发电机(24)发电。
2.根据权利要求1所述的天然气管道加药装置，其特征在于，所述发电机(24)与所述电控单元电连接，并为所述电控单元供电，所述电控单元包括第一控制器(31)。
3.根据权利要求1所述的天然气管道加药装置，其特征在于，天然气管道加药装置还包括加药管段，所述加药管段设置在天然气管道中作为所述天然气管道的一部分，所述电控单元包括检测部和第一控制器(31)，所述检测部包括：压力传感器(32)，所述压力传感器(32)的检测端设置在所述加药管段内，并与所述第一控制器(31)连接，将从所述加药管段内检测的数据传输至所述第一控制器(31)；流量传感器(33)，所述流量传感器(33)的检测端设置在所述加药管段内，并与所述第一控制器(31)连接，将从所述加药管段内检测的数据传输至所述第一控制器(31)；
温度传感器(34)，所述温度传感器(34)的检测端设置在所述加药管段内，并与所述第一控制器(31)连接，将从所述加药管段内检测的数据传输至所述第一控制器(31)。
4.根据权利要求3所述的天然气管道加药装置，其特征在于，所述加药管段上设置有加药口，所述第一加注部通过所述加药口将第一加注剂加注至所述加药管段内，所述压力传感器(32)设置在所述加药口的下游，所述流量传感器(33)和所述温度传感器(34)均设置在所述压力传感器(32)的下游，所述能量转换部设置在所述加药管段内的部分位于所述流量传感器(33)和压力传感器(32)之间。
5.根据权利要求2所述的天然气管道加药装置，其特征在于，所述第一加注部包括：
第一控制阀(41)，第一控制阀(41)与所述第一控制器(31)电连接，所述第一控制器(31)的控制所述第一控制阀(41)的阀位；
第一加注器(42)，所述第一加注器(42)与所述液压泵(22)连接，在所述液压泵(22)的驱动下往复运动，所述第一控制阀(41)连接在所述第一加注器(42)与所述液压泵(22)之间，并控制所述第一加注器(42)与所述液压泵(22)之间的液压油路的方向，以控制所述第一加注器(42)往复运动；
第一加注剂储罐(43)，所述第一加注剂储罐(43)与所述第一加注器(42)连通，所述第一加注器(42)从所述第一加注剂储罐(43)内吸取第一加注剂并注入所述天然气管道内。
6.根据权利要求5所述的天然气管道加药装置，其特征在于，所述第一加注部还包括第一液位传感器(44)，所述第一液位传感器(44)设置在所述第一加注剂储罐(43)内并检测所述第一加注剂储罐(43)内的第一加注剂量，所述第一液位传感器(44)与所述第一控制器(31)电连接，并将检测数据传输至所述第一控制器(31)。
7.根据权利要求5所述的天然气管道加药装置，其特征在于，所述天然气管道加药装置还包括储能器(51)，所述储能器(51)的进油口连接在所述液压泵(22)的液压油出口和所述第一控制阀(41)之间的管道上，所述液压泵(22)的液压油入口连接有油箱(52)。
8.根据权利要求2所述的天然气管道加药装置，其特征在于，所述天然气管道加药装置还包括第二加注部，所述第二加注部包括：第二控制阀(61)，所述第二控制阀(61)与所述第一控制器(31)电连接，所述第一控制器(31)控制所述第二控制阀(61)的阀位；
第二加注器(62)，所述第二加注器(62)与所述液压泵(22)连接，在所述液压泵(22)的驱动下往复运动，所述第二控制阀(61)连接在所述第二加注器(62)与所述液压泵(22)之间，并控制所述第二加注器(62)与所述液压泵(22)之间的液压油路的方向，以控制所述第二加注器(62)往复运动；
第二加注剂储罐(63)，所述第二加注剂储罐(63)与所述第二加注器(62)连通，所述第二加注器(62)从所述第一加注剂储罐(43)内吸取第二加注剂并注入待加注管道内；
第二液位传感器(64)，所述第二液位传感器(64)设置在所述第二加注剂储罐(63)内并检测所述第二加注剂储罐(63)内的第二加注剂量，所述第二液位传感器(64)与所述第一控制器(31)电连接，并将检测数据传输至所述第一控制器(31)。
9.根据权利要求2所述的天然气管道加药装置，其特征在于，所述加药管段包括主流道(71)和支流道(72)，所述支流道(72)的第一端连接在所述主流道(71)的入口端处，所述支流道(72)的第二端连接在所述主流道(71)的出口端处，以将一部分天然气分流，所述透平机(21)设置在所述主流道(71)内，且位于所述支流道(72)的两端之间，所述支流道(72)上设置有第三控制阀(81)，所述第三控制阀(81)与所述第一控制器(31)电连接，所述第一控制器(31)控制所述第三控制阀(81)的开启量以控制所述支流道(72)内的天然气的流量。
天然气管道加药装置
技术领域
[0001] 本发明涉及天然气开采输送辅助设备，具体而言，涉及一种天然气管道加药装置。
背景技术
[0002] 在天然气的采气生产过程中，一些不利的环境和地质条件会影响到天然气的正常采气生产。例如，在环境温度较低时，容易在输气管道中出现冰堵，造成管道输气不畅；在井下出水量过大时，天然气受到水压的压制，造成产气量下降。为了克服这些不利的环境因素，保证天然气采气生产的正常，需要向天然气管道内加注甲醇或向井内加注泡排剂等。
[0003] 现有的加注甲醇或泡排剂的方案有以下几种，专利“自力式高压注醇泵”（CN01108702.1）提出的自力式高压注醇泵，它主要由安装有吸醇阀、注醇阀的高压柱塞缸、增压缸和安装有进气管、出气汇管的换向阀构成，换向阀内装置有换向阀芯和先导阀芯，利用输气管道内天然气自身压力能，由气动控制的换向阀芯和与增压缸活塞联动的先导阀芯往复交替移动，推动柱塞杆在高压柱塞缸内循环往复运动，即可将醇液源源不断地注入天然气输气管道内，该装置不消耗电能、热能和天然气。但这样的加注过程中由于缺乏精确的控制装置，加注药剂的剂量难以精确控制，更无法根据生产、气候和地址条件自动调节加药量。
[0004] 集气站采用电机驱动计量泵，通过专用管道向井口输气管加注甲醇，参见“大牛地气田注醇工艺系统优化”（《天然气与石油》，第26卷第4期，2008年8月）这种方案需要在安装设备的集气站和每口气井之间铺设专用管道，造价较高，而且目前只是用于加注防冻甲醇。
[0005] 北京众博达石油科技有限公司的加药装置采用太阳能供电，以电能驱动方式对气井和管道进行加注甲醇和泡排剂作业。这种需要太阳能或风力发电装置，这种装置为非防爆设计，不适于在易燃易爆环境中使用，而且被盗现象较多，无法保证长期安全运行。
[0006] 专利“一种井口远程控制自动泡排棒装置”（201220029034.X），该发明公开了一种井口远程控制自动泡排棒装置，包括装置本体及远程控制模块，本体的底部设置有投放孔，本体内设置有泡排棒支架，泡排棒支架上设置有泡排棒安装孔，泡排棒安装孔均能与投放孔对应，泡排棒支架上设置有旋转机构，旋转机构驱动泡排棒支架在本体内转动；远程控制模块为红外远程控制器或内置天线的ＧＳＭ或ＣＤＭＡ手机模块。这种方案采用电力驱动和控制，而大部分气井不具备良好的供电条件，故无法广泛应用。
[0007] 由于上述的几种方案均不能很好的保证天然气的正常生产因此需要一种装置能够在不额外添加动力源的情况下精确地控制药剂添加量。
发明内容
[0008] 本发明旨在提供一种天然气管道加药装置，以解决现有技术中的天然气管道加药装置需要外加动力进行加药且加药精度无法控制的问题。
[0009] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种天然气管道加药装置，该天然气管道加药装置包括：能量转换部，能量转换部将天然气管道内的天然气的压力能转换为液压能和电能；第一加注部，第一加注部与能量转换部连通，在能量转换部的驱动下向天然气管道内加注第一加注剂；电控单元，电控单元与能量转换部电连接和第一加注部电连接，并控制第一加注部的加注量。
[0010] 进一步地，天然气管道加药装置还包括加药管段，加药管段设置在天然气管道中作为天然气管道的一部分，能量转换部包括：透平机，透平机设置在加药管段内；液压泵，液压泵设置在加药管段内，且透平机的输出轴与液压泵连接驱动液压泵转动；液压马达，液压马达设置在加药管段外，液压泵与液压马达通过液压管道连接并驱动液压马达转动；发电机，发电机设置在加药管段外，液压马达的输出轴与发电机连接并驱动发电机转动发电。
[0011] 进一步地，天然气管道加药装置还包括加药管段，加药管段设置在天然气管道中作为天然气管道的一部分，能量转换部包括：透平机，透平机设置在加药管段内；液压泵，液压泵设置在加药管段外，且透平机的输出轴与液压泵连接驱动液压泵转动；发电机，发电机设置在加药管段外，透平机的输出轴穿出加药管段壳体后与发电机连接，驱动发电机发电。
[0012] 进一步地，发电机与电控单元电连接，并为电控单元供电，电控单元包括第一控制器。
[0013] 进一步地，天然气管道加药装置还包括加药管段，加药管段设置在天然气管道中作为天然气管道的一部分，电控单元包括检测部和第一控制器，检测部包括：压力传感器，压力传感器的检测端设置在加药管段内，并与第一控制器连接，将从加药管段内检测的数据传输至第一控制器；流量传感器，流量传感器的检测端设置在加药管段内，并与第一控制器连接，将从加药管段内检测的数据传输至第一控制器；温度传感器，温度传感器的检测端设置在加药管段内，并与第一控制器连接，将从加药管段内检测的数据传输至第一控制器。
[0014] 进一步地，加药管段上设置有加药口，第一加注部通过加药口将第一加注剂加注至加药管段内，压力传感器设置在加药口的下游，流量传感器和温度传感器均设置在压力传感器的下游，能量转换部设置在加药管段内的部分位于流量传感器和压力传感器之间。
[0015] 进一步地，第一加注部包括：第一控制阀，第一控制阀与第一控制器电连接，第一控制器的控制第一控制阀的阀位；第一加注器，第一加注器与液压泵连接，在液压泵的驱动下往复运动，第一控制阀连接在第一加注器与液压泵之间，并控制第一加注器与液压泵之间的液压油路的方向，以控制第一加注器往复运动；第一加注剂储罐，第一加注剂储罐与第一加注器连通，第一加注器从第一加注剂储罐内吸取第一加注剂并注入天然气管道内。
[0016] 进一步地，第一加注部还包括第一液位传感器，第一液位传感器设置在第一加注剂储罐内并检测第一加注剂储罐内的第一加注剂量，第一液位传感器与第一控制器电连接，并将检测数据传输至第一控制器。
[0017] 进一步地，天然气管道加药装置还包括储能器，储能器的进油口连接在液压泵的液压油出口和第一控制阀之间的管道上，液压泵的液压油入口连接有油箱。
[0018] 进一步地，天然气管道加药装置还包括第二加注部，第二加注部包括：第二控制阀，第二控制阀与第一控制器电连接，第一控制器控制第二控制阀的阀位；第二加注器，第二加注器与液压泵连接，在液压泵的驱动下往复运动，第二控制阀连接在第二加注器与液压泵之间，并控制第二加注器与液压泵之间的液压油路的方向，以控制第二加注器往复运动；第二加注剂储罐，第二加注剂储罐与第二加注器连通，第二加注器从第一加注剂储罐内吸取第二加注剂并注入待加注管道内；第二液位传感器，第二液位传感器设置在第二加注剂储罐内并检测第二加注剂储罐内的第二加注剂量，第二液位传感器与第一控制器电连接，并将检测数据传输至第一控制器。
[0019] 进一步地，加药管段包括主流道和支流道，支流道的第一端连接在主流道的入口端处，支流道的第二端连接在主流道的出口端处，以将一部分天然气分流，透平机设置在主流道内，且位于支流道的两端之间，支流道上设置有第三控制阀，第三控制阀与第一控制器电连接，第一控制器控制第三控制阀的开启量以控制支流道内的天然气的流量。
[0020] 应用本发明的技术方案，天然气管道加药装置包括能量转换部、电控单元和第一加注部。能量转换部将天然气管道内的天然气的压力能转换为液压能和电能。第一加注部与能量转换部连通，在能量转换部的驱动下向天然气管道内加注第一加注剂。电控单元与能量转换部电连接，从能量转换部获取电能。电控单元与第一加注部电连接并控制第一加注部的加注量。能量通过能量转换部直接将天然气管道内流动的天然气本身的压力能转换为液压能和电能，无需添加额外的动力源，节省了能源同时也节省了动力源铺设和输送的成本；能量转换部转换的电能为电控单元供电，通过电控单元能够精确控制第一加注部的加注量；能量转换部转换的液压能能够为第一加注部提供能量，使第一加注部在无需额外能源的情况下实现加注。
附图说明
[0021] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0022] 图1示出了本发明的第一实施例的天然气管道加药装置的连接示意图；以及[0023] 图2示出了本发明的第二实施例的天然气管道加药装置的连接示意图。
[0024] 附图标记说明：21、透平机；22、液压泵；23、液压马达；24、发电机；25、溢流阀；26、单向阀；31、第一控制器；32、压力传感器；33、流量传感器；34、温度传感器；41、第一控制阀；42、第一加注器；43、第一加注剂储罐；44、第一液位传感器；51、储能器；52、油箱；61、第二控制阀；62、第二加注器；63、第二加注剂储罐；64、第二液位传感器；71、主流道；72、支流道；
81、第三控制阀。
具体实施方式
[0025] 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026] 如图1所示，根据本发明的第一实施例，天然气管道加药装置包括能量转换部、电控单元和第一加注部。能量转换部将天然气管道内的天然气的压力能转换为液压能和电能。第一加注部与能量转换部连通，在能量转换部的驱动下向天然气管道内加注第一加注剂。电控单元与能量转换部电连接，从能量转换部获取电能。电控单元与第一加注部电连接并控制第一加注部的加注量。通过能量转换部直接将天然气管道内流动的天然气本身的压力能转换为液压能和电能，无需添加额外的动力源，节省了能源同时也节省了动力源铺设和输送的成本；能量转换部转换的电能为电控单元供电，通过电控单元能够精确控制第一加注部的加注量；能量转换部转换的液压能能够为第一加注部提供能量，使第一加注部在无需额外能源的情况下实现加注。
[0027] 在本实施例中，天然气管道加药装置还包括加药管段，加药管段设置在天然气管道中作为天然气管道的一部分，天然气流经该加药管段。在原有天然气管道中添加加药管段，并将天然气管道加药装置的其它部件设置在加药管段上，通过向加药管段内加药实现对天然气管道内加药的目的，无需对天然气管道做额外改造节省了成本。
[0028] 加药管段包括主流道71和支流道72，支流道72的第一端连接在主流道71的入口端处，支流道72的第二端连接在主流道71的出口端处，以将一部分天然气分流。
[0029] 能量转换部包括透平机21、液压泵22、液压马达23和发电机24。
[0030] 其中，透平机21设置在加药管段的主流道71内，且位于支流道72的两端之间，利用加药管段内流动的天然气推动透平机21旋转，将天然气的压力能转换为旋转的机械能。优选地，透平机21为涡轮透平机。在其它实施例中可以根据需要选用其它种类的透平机，只要能够将天然气的压力能转换为机械能即可。
[0031] 液压泵22设置在加药管段内，且透平机21的输出轴与液压泵22连接驱动液压泵22转动，透平机21旋转带动液压泵22旋转，将机械能转换为液压能。液压马达23设置在加药管段外，液压泵22与液压马达23通过液压管道连接并驱动液压马达23转动，液压泵22的液压油出口通过液压油管连接至液压马达23，高压液压油驱动液压马达23转动，将液压能转换为机械能。在加药管段的管壁上设置有供液压油管穿出的第一通孔，该第一通孔处填充有密封材料，以避免天然气泄漏。
[0032] 发电机24设置在加药管段外，液压马达23的输出轴与发电机24连接并驱动发电机24转动以发电，液压马达23旋转带动发电机24旋转，使发电机24发电，将机械能转换为电能。能量转换过程中，以天然气管道内的天然气的压力能为动力源，将其转换为液压能和电能供给相应的部件，最终保证了天然气管道加药装置能够正常工作。
[0033] 电控单元对加注量进行精确控制，既能保证天然气管道正常工作，又能避免药剂浪费节省成本。发电机24与电控单元电连接，并为电控单元供电。电控单元包括第一控制器31和检测部。检测部包括压力传感器32、流量传感器33和温度传感器34。
[0034] 检测部用于检测天然气管道内的各项参数，并将检测数据传输至第一控制器31内。第一控制器31根据各项检测数据计算出是否需要加注和加注量，以实现对天然气管道内加注量的精确控制。
[0035] 其中，压力传感器32的检测端设置在加药管段的主流道71内，以检测主流道71内的压力，压力传感器32与第一控制器31连接，将从加药管段内检测的数据传输至第一控制器31。流量传感器33的检测端设置加药管段的主流道71内，以检测主流道71内的天然气流量，流量传感器33与第一控制器31连接，将从加药管段内检测的数据传输至第一控制器31。温度传感器34的检测端设置在加药管段的主流道71内，以检测主流道71内的温度，温度传感器34与第一控制器31连接，将从加药管段内检测的数据传输至第一控制器31。通过这些检测数据，第一控制器31能够计算得出天然气管道内是否需要加注药剂，及加注量，实现对加注量的精确控制。
[0036] 加药管段上设置有加药口，第一加注部通过加药口将第一加注剂加注至加药管段内，压力传感器32设置在加药口的下游，流量传感器33和温度传感器34均设置在压力传感器32的下游，温度传感器34和流量传感器33之间的相对位置可以根据具体需要设置。能量转换部设置在加药管段内的部分位于流量传感器33和压力传感器32之间。下游是指在天然气流动方向上的下游。这样压力传感器32、流量传感器33和温度传感器34能够在加注药剂后检测加注的药剂是否有效，并将这一结果反馈至第一控制器31，以保证加注效果[0037] 第一加注部包括第一控制阀41、第一加注器42、第一加注剂储罐43和第一液位传感器44。
[0038] 其中，第一控制阀41与第一控制器31电连接，第一控制器31的控制第一控制阀41的阀位。
[0039] 第一加注器42与液压泵22连接，在液压泵22的驱动下往复运动，第一控制阀41连接在第一加注器42与液压泵22之间，并控制第一加注器42与液压泵22之间的液压油路的方向，以控制第一加注器42的往复运动。第一控制器31控制第一控制阀41的阀位切换，以控制第一加注器42与液压泵22之间的液压油路的方向，进而使第一加注器42在液压泵22输出的高压液压油的推动下往复运动，第一加注器42往复运动的过程中将重复“吸入药液——排出药液”的过程，进而实现了药剂的加注。通过控制第一控制阀41的阀位切换频率和工作时间能够精确地控制药剂加注量。
[0040] 第一加注剂储罐43与第一加注器42连通，第一加注器42从第一加注剂储罐43内吸取第一加注剂并注入天然气管道内。
[0041] 为了保证加注的可靠性，在第一加注剂储罐43内设置有第一液位传感器44，第一液位传感器44用于检测第一加注剂储罐43内的第一加注剂量，第一液位传感器44与第一控制器31电连接，并将检测数据传输至第一控制器31。当第一控制器31判断第一液位传感器44检测到的第一加注剂储罐43的第一加注剂量低于安全液位时，第一控制器31会控制报警器报警，以提醒工作人员及时添加药剂。
[0042] 优选地，为了提高天然气管道加药装置的适用性，同时节省加药成本，天然气管道加药装置还包括第二加注部，第二加注部和第一加注部分别添加不同的加注剂，这样提高了天然气管道加药装置的使用效率。例如，第一加注部用于加注甲醇，第二加注部可以用于加注泡排剂，反之亦可。在其它实施例中，也可以利用该装置加注其它加注剂。
[0043] 第二加注部包括第二控制阀61、第二加注器62、第二加注剂储罐63和第二液位传感器64。
[0044] 其中，第二控制阀61与第一控制器31电连接，第一控制器31控制第二控制阀61的阀位。
[0045] 第二加注器62与液压泵22连接，在液压泵22的驱动下往复运动，第二控制阀61连接在第二加注器62与液压泵22之间，并控制第二加注器62与液压泵22之间的液压油路的方向，以控制第二加注器62往复运动。第一控制器31控制第二控制阀61的阀位切换，以控制第二加注器62与液压泵22之间的液压油路的方向，进而使第二加注器62在液压泵22输出的高压液压油的推动下往复运动，第二加注器62往复运动的过程中将重复“吸入药液——排出药液”的过程，进而实现了药剂的加注。通过控制第二控制阀61的阀位切换频率和工作时间能够精确地控制药剂加注量。
[0046] 第二加注剂储罐63与第二加注器62连通，第二加注器62从第一加注剂储罐43内吸取第二加注剂并注入待加注管道内
[0047] 为了第二加注剂加注的可靠性，和加注量的精确控制，第二液位传感器64设置在第二加注剂储罐63内并检测第二加注剂储罐63内的第二加注剂量，第二液位传感器64与第一控制器31电连接，并将检测数据传输至第一控制器31。当第一控制器31判断第二液位传感器64检测到的第二加注剂储罐63的第二加注剂量低于安全液位时，第一控制器31会控制报警器报警，以提醒工作人员及时添加药剂。
[0048] 为了进一步提高加注的可靠性，天然气管道加药装置还包括储能器51，储能器51的进油口连接在液压泵22的液压油出口和第一控制阀41之间的管道上，这样液压泵22输出的高压液压油一部分用于满足了加注和发电的需求，还有一部分进入储能器51内，由储能器51可储存，当液压泵22由于意外原因无法供油时，储能器51内的高压液压油自动流出，这样储能器51可以继续为第一加注部、第二加注部和液压马达23供油，以保证加注可靠性。
[0049] 优选地，为了保证液压泵22工作稳定和天然气管道加药装置的运行稳定性，在液压泵22的高压液压油输出管道上设置有单向阀26，单向阀26可以阻止在透平机21运转速度较低或停止时储能器51内的高压液压油回流至液压泵22。
[0050] 在液压泵22的液压油入口连接有油箱52，从第一加注部和第二加注部回流的低压液压油均流入油箱52中，以备液压泵22使用。优选地，为了避免液压泵22输出的压力过高超出第一加注部、第二加注部或液压马达23工作压力的最高压力值，在液压泵22的高压液压油输出管与油箱52之间连接有溢流阀25，使液压泵22输出的压力过高时，高压液压油能够通过该溢流阀25流回至油箱52中实现泄压。
[0051] 为了提高天然气管道加药装置的适用性，以适应不同的工作环境，支流道72上设置有第三控制阀81，第三控制阀81与第一控制器31电连接，第一控制器31控制第三控制阀81的开启量以控制支流道72内的天然气的流量。
[0052] 当第一控制器31根据压力传感器32、流量传感器33和温度传感器34检测到的数据判断加注作业或其它用能负荷变大时，第一控制器31控制支流道72上的第三控制阀81的开启量减小，使更多的天然气流过透平机21，以输出更多的液压能和电能，进而满足能量需求。
[0053] 当第一控制器31根据压力传感器32、流量传感器33和温度传感器34检测到的数据判断加注作业或其它用能符合减小时，第一控制器31控制支流道72上的第三控制阀81的开启量增大，使更多的天然气流过支流道72，减少经过透平机21的天然气，进而减小透平机21的机械磨损，延长使用寿命。通过精确计算和控制可以使天然气流过透平机21所造成的压力损失尽量减小，不会影响到天然气采气的正常生产。
[0054] 天然气管道加药装置的工作过程如下，
[0055] 透平机21将天然气的压力能转换为机械能，并驱动液压泵22旋转，以输出液压能。液压泵22从油箱52中吸入液压油，并输出高压液压油，高压液压油一部分流入储能器51中进行储能，一部分流入液压马达23中，进而驱动发电机24发电。发电机24发出的电能分别为第一控制器31、压力传感器32、流量传感器33、温度传感器34、第一控制阀41和第二控制阀
61供电。第一加注部内的加注剂为甲醇，第一控制阀41为电磁换向阀，当第一控制器31根据检测数据判断需要进行甲醇加注时，第一控制器31控制第一加注部的第一控制阀41按照计算得出的频率往复运动，使液压泵22输出的一部分高压液压油经过第一控制阀41后流入第一加注器42内，推动第一加注器42往复运动，使第一加注器42从第一加注剂储罐43内吸入甲醇，并将甲醇输入至待加注的天然气管道内，实现甲醇加注。当第一控制器31判断无需加注甲醇时，控制第一控制阀41停止，液压油回流至油箱52内，以循环使用。
[0056] 第二加注部中为泡排剂，第二加注剂储罐63内盛放有泡排剂，第二控制阀61为电磁换向阀。当第一控制器31根据检测数据判断需要加注泡排剂时，则控制第二控制阀61按计算出的频率切换阀位，以使液压油经过第二控制阀61后进入第二加注器62内，第二加注器62在液压油的推动下从第二加注剂储罐63内吸入泡排剂并输出至待加注的管道中，实现加注。当第一控制器31判断不需加注泡排剂时，第一控制器31控制第二控制阀61停止，以停止加注。
[0057] 结合参见图2，根据本发明的第二实施例，该实施例中，除加药管段形状和能量转换部的结构与第一实施例中不同，其它天然气管道加药装置的结构均与第一实施例中的天然气管道加药装置的结构相同。
[0058] 本实施例中，加药管段的主流道71为折弯流道，支流道72连接在主流道71上，以将一部分天然气分流。能量转换部包括透平机21、液压泵22和发电机24。透平机21设置在加药管段内，且透平机21的输出轴伸出加药管段后与液压泵22连接，以带动液压泵22转动，输出液压能。透平机21的输出轴穿出加药管段，因而需要在加药管段与输出轴之间添加轴封以避免天然气泄漏。发电机24设置在加药管段外，透平机21的输出轴穿出加药管段壳体后与发电机24连接，驱动发电机24转动发电。由透平机21直接驱动发电机24转动发电，省略了中间转换环节，避免了能量损失。
[0059] 优选地，为了保证液压泵22工作稳定和天然气管道加药装置的运行稳定性，在液压泵22的高压液压油输出管道上设置有单向阀26，单向阀26可以阻止在透平机21运转速度较低或停止时储能器51内的高压液压油回流至液压泵22。
[0060] 优选地，为了避免液压泵22输出的压力过高超出第一加注部、第二加注部或液压马达23工作压力的最高压力值，在液压泵22的高压液压油输出管与油箱52之间连接有溢流阀25，使液压泵22输出的压力过高时，高压液压油能够通过该溢流阀25流回至油箱52中实现泄压。
[0061] 从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：利用天然气管道内的压力能驱动透平机旋转，进而带动液压泵输出液压能，使用液压能直接推动第一加注器和第二加注器动作。这种方式具有比较高的能量转换效率，而且无外漏。通过配置和使用第一控制器，可以实现根据实际工况条件智能控制加注的时机和药剂量，更好地保证采气生产的平稳，也可有效节约药剂用量。通过设置用于调整透平机做功流量的支流道和第三控制阀，可以减少透平机的机械磨损，延长其使用寿命。储能器用于储存高压液压油，在采气工况发生突变时，以使本储能器能够在短时间注入更多药剂。第一控制器可通过第一液位传感器和第二液位传感器监测第一加注剂储罐和第二加注剂储罐内药剂储量，在储量不足时发出报警信息。电控单元上可以配有通讯接口，将天然气管道或井口的工作参数、状态和报警信息传送给远程的控制室，以便于工作人员监控。通过配置不同的透平机、液压泵和发电机，可以为更多的现场电气设备提供电能。
[0062] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
