CN205383008U - 一种油田分布式能源利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油田分布式能源利用系统，它包括气液分离器、燃气发电机组、吸收式热泵、原油粗产品换热器、沉降罐、污水换热器，所述气液分离器与油气水来液入口相连接，且与天然气管道、污水排出口A、原油粗产品输送管道相连接；所述天然气管道与燃气发电机组相连，燃气发电机组通过高温烟气管道与吸收式热泵相连；所述原油粗产品换热器安设于吸收式热泵中，并与原油粗产品输出管道相连接；所述沉降罐与原油粗产品换热器相连接，且与原油罐相连接，污水输出管道经由污水换热器回收污水余热。本实用新型利用油田集输系统伴生天然气产生电能和热能就近供集输系统使用，并回收低品位污水余热资源，实现集输系统能源资源分级高效匹配利用。

Description

一种油田分布式能源利用系统

技术领域

本实用新型涉及一种油田分布式能源利用系统，属于油田集输系统。

背景技术

随着油田滚动开发，采出液含水率逐步上升，为达到油水分离温度条件要求，集输系统通常采用水套炉加热，水套炉通常存在排烟温度高、空燃比不匹配等一系列问题，这导致水套炉效率相对较低。此外，燃料燃烧释放热量多数被污水带走，且分离出污水的余热资源回收利用率较低，这导致集输系统热能消耗较高，吨油处理成本居高不下。

分布式能源技术是相对于集中供能的分散式供能方式，是未来世界能源技术的重要发展方向，它具有能源利用效率高，环境负面影响小，提高能源供应可靠性和经济效益好的特点。分布式能源是一种建在用户端的能源供应方式，将用户多种能源需求，以及资源配置状况进行系统整合优化，可独立运行，也可并网运行，分布式能源具有节能、减排、安全、灵活等多重优点。

集输系统是油田生产的重要组成部分，油田生产需要大量的电能和热能，同时多数用能需求均围绕联合站为中心，且联合站拥有天然气等一次能源资源和采油污水余热资源，这为集输系统分布式能源的实施提供了优良条件。推动天然气分布式能源在油田集输系统的应用，对我国分布式能源利用技术的发展具有重要的现实意义和战略意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种油田分布式能源利用方法及其系统，其利用油田集输系统伴生天然气产生电能和热能就近供集输系统生产使用，并回收低品位油田污水余热资源，实现集输系统能源资源分级高效匹配利用。

本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种油田分布式能源利用系统，包括气液分离器、燃气发电机组、吸收式热泵、沉降罐；

所述气液分离器与油气水来液入口相连接，且与天然气管道、污水排出口A、原油粗产品输送管道分别相连接，用于分别输送天然气、原油粗产品，以及排出污水；

所述天然气管道与燃气发电机组相连，用于产生高温烟气和电能；

所述燃气发电机组通过高温烟气管道与吸收式热泵相连，高温烟气作为驱动热源进入吸收式热泵，用于驱动吸收式热泵工作，且吸收式热泵连接有低温烟气排出口，用于排出低温烟气；

所述吸收式热泵中配置有原油粗产品换热器、污水换热器，并且原油粗产品换热器的入口与原油粗产品输出管道相连接，用于加热原油粗产品，原油粗产品换热器的出口与沉降罐相连接，用于脱水沉降出原油和污水；

所述沉降罐的原油出口通过流程泵与原油罐相连接，用于将脱水沉降出的原油经由流程泵储存至原油罐；且，所述沉降罐的污水出口与通过污水输出管道与污水换热器的入口相连接，污水换热器的出口与污水排出口B相连，所述污水经由污水换热器回收余热后由污水排出口B排放至外界或者污水接收装置，污水换热器安设于烟气型溴化锂吸收式热泵中。

进一步地，所述气液分离器还与天然气输出口相连接，用于向外界输出富裕的天然气。

进一步地，所述燃气发电机组还与天然气输入口相连接，用于从系统外部补充不足的天然气。

进一步地，所述燃气发电机组产生的电能供给油气集输系统中的流程泵、吸收式热泵等用电设备使用。

进一步地，所述燃气发电机组产生的富裕电能通过变电系统进入油田电网，供油气集输系统中的其它用电设备使用。

进一步地，所述吸收式热泵中还配置有供暖水换热器，所述供暖水换热器分别与供暖水入口和供暖水出口相连，用于加热供暖水。

上述油田分布式能源利用系统的工作方法，包括如下过程：

(1)油气水来液通过气液分离器，分离出天然气、污水以及原油粗产品；

(2)原油粗产品进入吸收式热泵，经由原油粗产品换热器被加热，升温后进入沉降罐进一步脱水沉降；

(3)从沉降罐分离出的污水进入吸收式热泵，经由污水换热器进行余热回收，从沉降罐分离出的含水率合格的原油通过流程泵增压外输；

(4)从气液分离器输出的天然气进燃气发电机组，从燃气发电机组排出的高温烟气作为驱动热源进入吸收式热泵；

(5)燃气发电机组产生的电能直接供给油气集输系统中的流程泵、吸收式热泵等用电设备使用。

进一步地，步骤(4)所述的天燃气若富裕时，可以将富裕的部分通过天然气输出口向外界输出，若不足时，可以通过天然气输入口从外界补充。

进一步地，步骤(4)所述吸收式热泵产生的富裕热能可以通过供暖换热器加热供暖水。

进一步地，步骤(5)所述电能富裕时，还可以通过变电系统进入油田电网，供油气集输系统中的其它用电设备使用。

系统中，油气水来液来自于油田各采油井，经输送管网和中间站输送至联合站，进入本系统的工艺流程。油气水来液分离方法采用联合站内常规两相或三相分离器等设备进行重力沉降，本实用新型原则上维持原工艺流程中工艺参数，以保障生产流程稳定，但燃料利用方式不同。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型是将油田集输系统与分布式能源利用系统相结合，其利用油田集输系统伴生天然气产生电能和热能就近供集输系统生产使用，首先天然气进燃气发电机组发电，得到高品位电能，再利用出燃气发电机组的高温烟气驱动吸收式热泵系统工作，回收低品位油田污水余热资源，提升用热品位后用于加热采暖水和原油粗产品，天然气燃料资源、余热资源得到分级利用，实现集输系统能源资源分级高效匹配利用，达到节能、减排目的。

附图说明

附图1为油田集输系统分布式能源利用系统组成图

图中：1—油气水来液入口、2—气液分离器、3—污水排出口A、4—天然气输出口、5—原油粗产品换热器、6—供暖水入口、7—供暖水换热器、8—供暖水出口、9—沉降罐、10—流程泵、11—原油罐、12—天然气输入口、13—燃气发电机组、14—高温烟气管道、15—烟气型溴化锂吸收式热泵、16—污水换热器、17—污水排出口B、18—低温烟气排出口、19—电能输出装置、20—变电系统、21—油田电网。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例和附图进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

一种油田分布式能源利用系统，包括气液分离器2、燃气发电机组13、烟气型溴化锂吸收式热泵15、沉降罐9，烟气型溴化锂吸收式热泵15中配置有原油粗产品换热器5、污水换热器16；

所述气液分离器2与油气水来液入口1相连接，且与天然气管道、原油粗产品输送管道、污水排出口A3分别相连接，用于分别输送天然气、原油粗产品，以及排出污水；

所述天然气管道与燃气发电机组13相连，用于产生高温烟气和电能；

所述燃气发电机组13通过高温烟气管道14与烟气型溴化锂吸收式热泵15相连，高温烟气作为驱动热源进入烟气型溴化锂吸收式热泵15，用于驱动烟气型溴化锂吸收式热泵15工作，且烟气型溴化锂吸收式热泵15连接有低温烟气排出口18，用于排出低温烟气；

所述原油粗产品换热器5的入口与原油粗产品输出管道相连接，用于加热原油粗产品，原油粗产品换热器5的出口与沉降罐9相连接，用于脱水沉降出原油和污水；

所述沉降罐9的原油出口通过流程泵10与原油罐11相连接，用于将脱水沉降出的原油经由流程泵10储存至原油罐11；且，所述沉降罐9的污水出口还通过污水输出管道与污水换热器16的入口相连接，污水换热器16的出口与污水排出口B17相连，所述污水经由污水换热器16回收余热后由污水排出口B17排放至外界或者污水接收装置，污水换热器16安设于烟气型溴化锂吸收式热泵15中。

进一步地，所述气液分离器2还与天然气输出口4相连接，用于向外界输出富裕的天然气。

进一步地，所述燃气发电机组13还与天然气输入口12相连接，用于从系统外部补充不足的天然气。

进一步地，所述燃气发电机组13产生的电能19供给油气集输系统中的流程泵10、烟气型溴化锂吸收式热泵15等用电设备使用。

进一步地，所述燃气发电机组13产生的富裕电能19通过变电系统20进入油田电网21，供油气集输系统中的其它用电设备使用。

进一步地，所述烟气型溴化锂吸收式热泵15中还安设有供暖水换热器7，所述供暖水换热器7与供暖水入口6和供暖水出口8相连，用于加热供暖水。

上述油田分布式能源利用系统的工作方法，包括如下过程：

(1)油气水来液温度40℃～50℃，通入气液分离器2，分离出天然气、污水以及原油粗产品；

(2)原油粗产品进入烟气型溴化锂吸收式热泵15，经由原油粗产品换热器5被加热，加热至温度60℃后进入沉降罐9进一步脱水沉降；

(3)从沉降罐9分离出的污水进入烟气型溴化锂吸收式热泵15，经由污水换热器16进行余热回收，从沉降罐分离出的含水率合格的原油通过流程泵10增压外输，合格原油含水率低于2％；

(4)从气液分离器2输出的天然气进燃气发电机组13，从燃气发电机组13排出的高温烟气作为驱动热源进入烟气型溴化锂吸收式热泵15，高温烟气温度一般在500℃～550℃；

(5)燃气发电机组13产生的电能19直接供给油气集输系统中的流程泵10、烟气型溴化锂吸收式热泵15等用电设备使用。

进一步地，步骤(4)所述的天燃气若富裕时，可以将富裕的部分通过天然气输出口4向外界输出，若不足时，可以通过天然气输入口12从外界补充。

进一步地，步骤(4)所述吸收式热泵产生的富裕热能可以通过供暖换热器7加热供暖水。

进一步地，步骤(5)所述电能19富裕时，还可以通过变电系统20进入油田电网21，供油气集输系统中的其它用电设备使用。

本实用新型所述油田分布式能源利用系统中，燃气发电机组13发电功率约为燃料发热量的40％，高温烟气携带热量约为燃料发热量的40％，其余约20％被冷却水及设备散热排放入环境。考虑采用烟气作为烟气型溴化锂吸收式热泵15的高温热源，烟气可利用热量占其总热量的70％左右。烟气型溴化锂吸收式热泵15制热系数(COP)一般在1.7左右(例如1kW烟气驱动热泵工作，可对外输出1.7kW热量，其中0.7kW来自于污水余热)。则系统一次能源利用率(包括天然气发电、烟气余热、污水余热利用三部分)可达40％+40％×70％×1.7＝87.6％，且燃料发热量的40％转化为高品位的电能。本实用新型实现了天然气发电、烟气余热利用和采油污水余热利用三重目的，油田能源资源得到梯级高效利用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种油田分布式能源利用系统，其特征在于它包括气液分离器、燃气发电机组、吸收式热泵、沉降罐；

所述气液分离器与油气水来液入口相连接，且与天然气管道、污水排出口A、原油粗产品输送管道分别相连接；所述天然气管道与燃气发电机组相连；所述燃气发电机组通过高温烟气管道与吸收式热泵相连，且吸收式热泵连接有低温烟气排出口；

所述吸收式热泵中配置有原油粗产品换热器、污水换热器，并且原油粗产品换热器的入口与原油粗产品输出管道相连接，原油粗产品换热器的出口与沉降罐的入口相连接；所述沉降罐的原油出口通过流程泵与原油罐相连接，沉降罐的污水出口通过污水输出管道与污水换热器的入口相连接，污水换热器的出口与污水排出口B相连。

2.根据权利要求1所述的一种油田分布式能源利用系统，其特征在于所述气液分离器还与天然气输出口相连接。

3.根据权利要求1所述的一种油田分布式能源利用系统，其特征在于所述燃气发电机组还与天然气输入口相连接。

4.根据权利要求1所述的一种油田分布式能源利用系统，其特征在于所述燃气发电机组产生的电能供给油气集输系统中的用电设备使用。

5.根据权利要求1所述的一种油田分布式能源利用系统，其特征在于所述燃气发电机组产生的富裕电能通过变电系统进入电网供用电设备使用。

6.根据权利要求1所述的一种油田分布式能源利用系统，其特征在于所述吸收式热泵中还安设有供暖水换热器，所述供暖水换热器分别与供暖水入口和供暖水出口相连。