CN106762111A - 一种用于电动压裂的燃气发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电动压裂的燃气发电系统，它包括外部结构和内部结构，所述的外部结构为集装箱式装机结构；所述的内部结构包括脱净器、减压撬A、CNG槽车、减压撬B、燃气发电机组、变压器A和变压器B，脱净器的出口与减压撬A的进口相连，减压撬A的出口与燃气发电机组的进口T1相连，CNG槽车的出口与减压撬B的进口连通，减压撬B的出口与燃气发电机组的进口T2相连，燃气发电机组的输出端P同时与变压器A和变压器B的相连，变压器A与钻井系统连接，变压器B与生活系统连接，燃气发电机组的输出端P还与压裂系统连接。本发明实现了页岩气的全电动开采、绿色开采，具有节约成本、可循环开发、实用性强、移动和组装方便的特点。

Description

一种用于电动压裂的燃气发电系统
技术领域
本发明涉及一种用于电动压裂的燃气发电系统。
背景技术
目前国内页岩气开采的动力驱动设备主要是柴油机，柴油机组运转产生巨大动力的同时，其排放对环境保护造成了极大危害，为实现绿色开采，对驱动设备的节能和环保性能提出了更高的要求。
燃气发电机组是适应世界环保要求和市场新环境而开发的新型发电机组。天然气发电机组主要分为两种，一种是联合循环燃气轮机，一种是燃气内燃机。燃气轮机功率比较大，主要用在大、中型电站，燃气内燃机功率比较小，主要用在小型的分布式电站。它是取代燃油、燃煤机组的新型绿色环保动力。充分利用各种天然气或有害气体作为燃料，变废为宝、运行安全方便，成本效益高，排放污染低，并适宜热电联产等优点，市场前景十分广阔。国外页岩气开采有利用燃气轮机发电机组供能的应用，但由于其功率集中，一个井场通常只配一套燃气轮机发电机组，一旦机组某一部分发生故障则整个井场瘫痪。
采用2000—5000kW燃气内燃机发电机组，多台并车供电可以较好解决以上问题。采用燃气内燃机发电机组拖动全电动开采设备，则每口页岩气井开采的燃气消耗相较采用传统动力柴油机燃料成本降低40%以上；每口井开采中废气排放相较采用传统动力柴油机组，二氧化碳降低了约40%，氮氧化合物更是降低了90%。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种节约成本、循环开发、移动和组装方便、能够实现绿色开采的用于电动压裂的燃气发电系统。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种用于电动压裂的燃气发电系统，它包括外部结构和内部结构，所述的外部结构为集装箱式装机结构；所述的内部结构包括脱净器、减压撬A、CNG槽车、减压撬B、燃气发电机组、变压器A和变压器B，脱净器的进口接页岩气或井口气，脱净器的出口与减压撬A的进口相连，减压撬A的出口与燃气发电机组的一个进口T1相连，CNG槽车的出口与减压撬B的进口连通，减压撬B的出口与燃气发电机组的另一个进口T2相连，燃气发电机组的输出端P同时与变压器A和变压器B的输入端相连，变压器A的输出端与钻井系统连接，变压器B的输出端与生活系统连接，燃气发电机组的输出端P还直接与压裂系统连接。
进一步地，所述的脱净器包括用于脱硫的脱硫装置和用于脱水的脱水装置。
进一步地，所述的CNG槽车内存储有压缩天然气CNG。
进一步地，所述的燃气发电机组上设置有用于排放废气的排气装置。
进一步地，所述的外部结构包括有箱体、控制面板、人机监控视频系统，控制面板和人机监控视频系统均固定安装在箱体的正面上，控制面板设置于人机监控视频系统的左侧。
进一步地，所述的箱体的正面上预留有能够与电网并网的电网接口，还预留有用于燃气发电系统与燃气发电系统之间连接的串联接口和并联接口。
本发明具有以下优点：
1、本发明所述的一种用于电动压裂的燃气发电系统解决了传统的页岩气开采驱动设备依靠柴油机的技术问题，实现了页岩气开采的全电动，实现了绿色开采，不仅节约了成本，还大大降低了二氧化碳和氮氧化合物的排放。
2、本发明所述的一种用于电动压裂的燃气发电系统实现了页岩气的滚动循环开发，以气打气，初期的页岩气可以作为发电系统的燃料，而发电系统又可以不断支持页岩气的开采工作。
3、本发明所述的一种用于电动压裂的燃气发电系统能够直接集成在一个集装箱内，移动和组装方便，同时能够多台并网或组网运行，实用性强，应用前景广泛。
附图说明
图1 为本发明的内部结构示意图；
图2 为本发明的外部结构示意图；
图中：1-脱净器，2-减压撬A，3- CNG槽车，4-减压撬B，5-燃气发电机组，6-变压器A，7-变压器B，8-钻井系统，9-压裂系统，10-生活系统，11-排气装置，12-控制面板，13-人机监控视频系统，14-串联接口，15-并联接口，16-箱体，17-电网接口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1和图2所示，一种用于电动压裂的燃气发电系统，它包括外部结构和内部结构，所述的外部结构为集装箱式装机结构；所述的内部结构包括脱净器1、减压撬A2、CNG槽车3、减压撬B4、燃气发电机组5、变压器A6和变压器B7，脱净器1的进口接页岩气或井口气，脱净器1的出口与减压撬A2的进口相连，减压撬A2的出口与燃气发电机组5的一个进口T1相连，CNG槽车3的出口与减压撬B4的进口连通，减压撬B4的出口与燃气发电机组5的另一个进口T2相连，燃气发电机组5的输出端P同时与变压器A6和变压器B7的输入端相连，变压器A6的输出端与钻井系统8连接，变压器B7的输出端与生活系统10连接，燃气发电机组5的输出端P还直接与压裂系统9连接。
更进一步地，脱净器1包括用于脱硫的脱硫装置和用于脱水的脱水装置；CNG槽车3内存储有压缩天然气CNG；燃气发电机组5上设置有用于排放废气的排气装置11；外部结构包括有箱体16、控制面板12、人机监控视频系统13，控制面板12和人机监控视频系统13均固定安装在箱体16的正面上，控制面板12设置于人机监控视频系统13的左侧；箱体16的正面上预留有能够与电网并网的电网接口17，还预留有用于燃气发电系统与燃气发电系统之间连接的串联接口14和并联接口15。
本发明的安装过程和工作过程如下：将本发明的各个部件按照图1所示的连接关系进行安装，将脱净器1的进口接页岩气或井口气，变压器A6和变压器B7的输出端分别与钻井系统8和生活系统10连接，燃气发电机组5的输出端P还直接与压裂系统9连接，本发明的安装过程完成。在开采初期，还没有页岩气或井口气的时候，采用CNG槽车3中的压缩天然气CNG或来自其他采气井的井口气作为内燃机燃气发电机组5的燃料进行发电，此时，开始进行页岩气或井口气的开采工作；当气井开始产气并形成规模后，则直接利用自产的页岩气或井口气进行发电，为该井场的钻井、压裂和开发提供后续作业持续的电力；开采收集的页岩气或井口气首先在脱净器1中进行脱水、脱硫处理，再经过减压撬A2的调压处理后输送到燃气发电机组5作为发电燃料，发电后产生的废气（如二氧化碳等）则经过排气装置11排出；燃气发电机组5产生的电能经过变压器A6和变压器B7的降压作用后，分别应用到钻井系统8和生活系统10中，燃气发电机组5产生的电能主要直接应用于压裂系统9的电动压裂，燃气发电机组5产生的电能还可以通过电网接口17与电网并网运行使用，燃气发电机组5与燃气发电机组5之间还可以通过串联接口14和并联接口15串联或并联使用。
上述过程中，外部结构上设置的控制面板12、人机监控视频系统13提高了对本燃气发电系统的监测和控制能力，同时提高了本燃气发电系统的自动化程度；本燃气发电系统的外部结构采用集装箱式装机结构，大大方便了本燃气发电系统的移动和组装；本发明对井口页岩气或井口气进行利用，产生电能后再用来继续开发页岩气或井口气，实现了循环开发的目的；脱净器1将页岩气或井口气中的硫等物质去除，实现了绿色开发的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于电动压裂的燃气发电系统，其特征在于：它包括外部结构和内部结构，所述的外部结构为集装箱式装机结构；所述的内部结构包括脱净器（1）、减压撬A（2）、CNG槽车（3）、减压撬B（4）、燃气发电机组（5）、变压器A（6）和变压器B（7），脱净器（1）的进口接页岩气或井口气，脱净器（1）的出口与减压撬A（2）的进口相连，减压撬A（2）的出口与燃气发电机组（5）的一个进口T1相连，CNG槽车（3）的出口与减压撬B（4）的进口连通，减压撬B（4）的出口与燃气发电机组（5）的另一个进口T2相连，燃气发电机组（5）的输出端P同时与变压器A（6）和变压器B（7）的输入端相连，变压器A（6）的输出端与钻井系统（8）连接，变压器B（7）的输出端与生活系统（10）连接，燃气发电机组（5）的输出端P还直接与压裂系统（9）连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于电动压裂的燃气发电系统，其特征在于：所述的脱净器（1）包括用于脱硫的脱硫装置和用于脱水的脱水装置。
3.根据权利要求1所述的一种用于电动压裂的燃气发电系统，其特征在于：所述的CNG槽车（3）内存储有压缩天然气CNG。
4.根据权利要求1所述的一种用于电动压裂的燃气发电系统，其特征在于：所述的燃气发电机组（5）上设置有用于排放废气的排气装置（11）。
5.根据权利要求1所述的一种用于电动压裂的燃气发电系统，其特征在于：所述的外部结构包括有箱体（16）、控制面板（12）、人机监控视频系统（13），控制面板（12）和人机监控视频系统（13）均固定安装在箱体（16）的正面上，控制面板（12）设置于人机监控视频系统（13）的左侧。
6.根据权利要求5所述的一种用于电动压裂的燃气发电系统，其特征在于：所述的箱体（16）的正面上预留有能够与电网并网的电网接口（17），还预留有用于燃气发电系统与燃气发电系统之间连接的串联接口（14）和并联接口（15）。
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