RU2473785C1 - Method of complex use of associated petroleum gas - Google Patents
Method of complex use of associated petroleum gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2473785C1 RU2473785C1 RU2011136564/03A RU2011136564A RU2473785C1 RU 2473785 C1 RU2473785 C1 RU 2473785C1 RU 2011136564/03 A RU2011136564/03 A RU 2011136564/03A RU 2011136564 A RU2011136564 A RU 2011136564A RU 2473785 C1 RU2473785 C1 RU 2473785C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- steam
- water
- turbine
- supplied
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для утилизации попутного нефтяного газа.The present invention relates to the oil and gas industry and is intended for the utilization of associated petroleum gas.
Известен способ использования попутного нефтяного газа (ПНГ), описанный в патенте (RU 2412336 C1, 20.02.2011). В известном способе нефтяной газ подвергают компримированию, смешивают его в эжекторе с жидкостью с последующей очисткой от жидкости и после дополнительного смешения в эжекторе с высоконапорным газом подают потребителю.A known method of using associated petroleum gas (APG) is described in the patent (RU 2412336 C1, 02.20.2011). In the known method, petroleum gas is compressed, mixed in an ejector with a liquid, followed by purification from the liquid, and after additional mixing in an ejector with a high-pressure gas, it is supplied to the consumer.
Недостаток известного способа использования ПНГ заключается в том, что он имеет сложную схему обработки газа. Для его доставки потребителю необходимо иметь систему труб и наличие высоконапорного газа.A disadvantage of the known method of using APG is that it has a complex gas processing scheme. For its delivery to the consumer, it is necessary to have a pipe system and the presence of high-pressure gas.
В качестве прототипа выбран способ использования ПНГ, описанный в патенте RU 2297520 С2, 20.04.2007.As a prototype, the method of using APG is described as described in patent RU 2297520 C2, 04.20.2007.
В известном способе использования ПНГ газ в эжекторе смешивают с рабочей жидкостью, повышают давление в проточной части эжектора и трубопроводе за этим эжектором, обеспечивают сжатие низконапорного газа, а после эжектирования водогазовую смесь подают в сепаратор, где осуществляют отделение рабочей жидкости от газа, и после прохождения через сепаратор газ с требуемым для транспортировки давлением направляют в магистральный газопровод.In the known method of using APG, the gas in the ejector is mixed with the working fluid, the pressure in the flow part of the ejector and the pipe behind this ejector is increased, the low-pressure gas is compressed, and after ejection, the gas-water mixture is fed to a separator where the working fluid is separated from the gas, and after passing through through the separator, the gas with the pressure required for transportation is sent to the main gas pipeline.
Известный способ имеет более простую схему утилизации, чем аналог, однако ему присущи практически те же недостатки. В частности, для подачи газа потребителю необходимо иметь сложную схему обработки газа, формировать систему труб для его доставки потребителю и иметь наличие высоконапорного газа.The known method has a simpler disposal scheme than an analogue, however, it has practically the same disadvantages. In particular, to supply gas to the consumer, it is necessary to have a complex gas processing scheme, to form a pipe system for its delivery to the consumer, and to have a high-pressure gas.
Между тем существует множество изолированно расположенных в удаленных районах скважин по добычи нефти, тянуть трубы от которых нерентабельно, и ПНГ попросту сжигают на месте.Meanwhile, there are many oil production wells located in isolated areas in remote areas, pulling pipes from which is unprofitable, and APG is simply burned in place.
Задачей изобретения является создание технических средств, способных энергию ПНГ преобразовывать в тепловую и электрическую энергии, а также использовать отходы тепла для собственных нужд и углекислый газ для выращивания с/х культур.The objective of the invention is the creation of technical means that can convert APG energy into heat and electric energy, as well as use heat waste for their own needs and carbon dioxide for growing agricultural crops.
Техническим результатом является создание способа использования ПНГ для получения тепла, электричества и использования продуктов сгорания для технических нужд нефтедобывающего комплекса, в частности для выращивания с/х культур.The technical result is the creation of a method of using APG to produce heat, electricity and the use of combustion products for the technical needs of the oil production complex, in particular for growing agricultural crops.
Технический результат достигается за счет того, что в способе использования ПНГ, при котором производят отделение жидкости от газа в сепараторе, сжатие газа с последующим использованием в технологическом процессе, согласно изобретению очищенную воду, попутно получаемую при добычи нефти, доводят до состояния пара, затем в сепараторе производят отделение пара от воды, пар дополнительно нагревают до высоких температур, полученный таким образом сухой пар смешивают с сжатым ПНГ, сжигают парогазовую смесь в камере сгорания, продукты сгорания используют в газовой турбине для получения электрической энергии, теплоту выхлопа газовой турбины используют для подогрева воды, часть электрической энергии используют в электроподогревателе для подогрева сухого пара, причем в камеру сгорания, где происходит сжигание парогазовой смеси, по сигналам от датчика давления, установленного на входе газовой турбины, добавляют сырую нефть, добываемую из скважины.The technical result is achieved due to the fact that in the method of using APG, in which the liquid is separated from the gas in the separator, the gas is compressed and then used in the technological process, according to the invention, the purified water obtained in the process of oil production is brought to the state of steam, then the separator separates the steam from water, the steam is additionally heated to high temperatures, the dry steam thus obtained is mixed with compressed APG, the gas-vapor mixture is burned in the combustion chamber, the combustion products used in a gas turbine to produce electric energy, the heat of exhaust of a gas turbine is used to heat water, part of the electric energy is used in an electric heater to heat dry steam, and in the combustion chamber, where the vapor-gas mixture is burned, according to signals from a pressure sensor installed at the gas inlet turbines add the crude oil produced from the well.
Подогретую воду могут использовать для нужд обогрева жилого комплекса.Heated water can be used for heating needs of a residential complex.
Часть пара могут закачивать в пласт, в котором содержится нефть.Part of the steam can be pumped into the reservoir, which contains oil.
Подогретую воду могут использовать для обогрева теплиц.Heated water can be used to heat greenhouses.
Воздух на выходе газовой турбины могут очищать от вредных примесей и использовать для формирования углекислой атмосферы в теплицах.The air at the outlet of the gas turbine can be cleaned of harmful impurities and used to form a carbon dioxide atmosphere in greenhouses.
Нагрев воды до состояния пара с последующим отделением пара от воды, дополнительный нагрев полученного таким образом сухого пара до высоких температур, смешивание сухого пара с сжатым ПНГ и сжигание парогазовой смеси для получения продуктов сгорания позволяют обеспечить более полное сгорание за счет того, что при высоких температурах сухой пар частично разлагается на водород и кислород. При этом атомарный кислород активно участвует в окислении продуктов, содержащихся в газе, что способствует их полному выгоранию, а сгорание водорода приводит к повышению температуры в камере сгорания, что способствует более высокому КПД газовой турбины.Heating water to a state of steam with subsequent separation of steam from water, additional heating of the dry steam thus obtained to high temperatures, mixing dry steam with compressed APG and burning a gas-vapor mixture to produce combustion products allow for more complete combustion due to the fact that at high temperatures dry steam is partially decomposed into hydrogen and oxygen. At the same time, atomic oxygen actively participates in the oxidation of the products contained in the gas, which contributes to their complete burnout, and the combustion of hydrogen leads to an increase in the temperature in the combustion chamber, which contributes to a higher efficiency of the gas turbine.
Подогрев сухого пара с помощью энергии, полученной от электрического генератора, обеспечивает повышение температуры сухого пара, что ведет к более полному сгоранию попутного газа и повышению КПД турбины.Heating of dry steam with the help of energy received from an electric generator provides an increase in the temperature of dry steam, which leads to a more complete combustion of associated gas and an increase in turbine efficiency.
Закачивание части пара в пласт, где содержится нефть, позволяет повысить объем добычи нефти и облегчить ее доставку.Injecting part of the steam into the reservoir containing the oil allows increasing the volume of oil production and facilitating its delivery.
Добавление сырой нефти в горелку по сигналам от датчика давления, установленного на входе газовой турбины, обеспечивает стабильность работы системы.The addition of crude oil to the burner by signals from a pressure sensor installed at the inlet of the gas turbine ensures system stability.
Использование подогретой воды для нужд обогрева ведет к повышению общего КПД установки.The use of heated water for heating purposes leads to an increase in the overall efficiency of the installation.
Использование подогретой воды для обогрева и очищенного углекислого газа в теплицах дает возможность получать урожаи с/х культур и тем самым повысить КПД системы и обеспечить автономность работы всего комплекса по добычи нефти.The use of heated water for heating and purified carbon dioxide in greenhouses makes it possible to obtain crops from agricultural crops and thereby increase the efficiency of the system and ensure the autonomy of the entire oil production complex.
Изобретение иллюстрируется принципиальной схемой технологического процесса.The invention is illustrated by a schematic diagram of a technological process.
На схеме показано: общий вал 1 газовой турбины, соединяющий турбину сжатия 2 с рабочей турбиной 3, рабочим телом которой является горячий газ. На валу турбины 3 установлен электрический генератор 4, соединенный с ней с помощью вала 5. С валом 5 сочленен насос 6, который прогоняет очищенную от примесей воду через экономайзер 7. В экономайзер подают горячий воздух, идущий от рабочей турбины 3. Вода подогревается в нагревателе 8 и пропускается через паровой сепаратор 9. Пар подогревают в паронагревателе 10, откуда его направляют в камеру сгорания 11. К камере сгорания 11 подключен патрубок 12, через который по сигналам датчика давления 13, установленного на выходе турбины сжатия 2, через регулируемый клапан 14 дополнительно поступает сырая нефть. Воздух после экономайзера 7 проходит чистку от примесей в воздухоочистителе 15.The diagram shows: a common shaft 1 of a gas turbine connecting a compression turbine 2 with a working turbine 3, the working fluid of which is hot gas. An electric generator 4 is mounted on the shaft of the turbine 3, connected to it by a shaft 5. A pump 6 is connected to the shaft 5, which drives the purified water from the impurities through the economizer 7. Hot air coming from the working turbine 3 is fed into the economizer. The water is heated in the heater 8 and is passed through a steam separator 9. The steam is heated in a steam heater 10, from where it is sent to the combustion chamber 11. A pipe 12 is connected to the combustion chamber 11, through which, according to the signals of the pressure sensor 13 installed at the output of the compression turbine 2, through The desired valve 14 additionally receives crude oil. The air after the economizer 7 is cleaned from impurities in the air purifier 15.
Способ комплексного использования попутного нефтяного газа действует следующим образом. После запуска газовой турбины в турбину сжатия 2 подают воздух и попутный нефтяной газ. Сжатые газ и воздух направляют в камеру сгорания 11, где происходит горение. Тепло расширяющегося горячего газа заставляет вращаться рабочую турбину 3, которая вращает турбину сжатия и ротор электрического генератора 4. Воду, получаемую из скважины, из которой добывается нефть, предварительно очищают от примесей в отстойнике (на чертеже не обозначен) с помощью насоса 6, приводимого во вращение от вала газовой турбины, и пропускают через экономайзер 7. В экономайзер подают горячий воздух, идущий от рабочей турбины 3. За счет горячего воздуха вода нагревается. Затем воду дополнительно подогревают в нагревателе 8, получающем энергию от электрического генератора 4, и пропускают через паровой сепаратор 9. В паровом сепараторе происходит отделение пара от излишней воды. Отделенную горячую воду используют для хозяйственных нужд, например для отопления жилых помещений и, в частности, для обогрева теплиц (на чертеже не показано), в которых выращивают с/х продукцию. Полученный в сепараторе 9 пар дополнительно подогревают в паронагревателе 10 и направляют в камеру сгорания 11, куда одновременно после турбины сжатия 2 поступает сжатый ПНГ, смешанный с воздухом. За счет высокой температуры пара, а также благодаря горению газа сухой пар частично разлагается на атомарный кислород и водород. Кислород активно вступает в реакцию с продуктами, содержащимися в ПНГ, что способствует полному их сгоранию. В свою очередь, водород, сгорая, повышает температуру на выходе камеры сгорания, увеличивая таким образом КПД газовой турбины. К камере сгорания 11 подсоединен патрубок 12. При снижении давления ПНГ производительность газовой турбины может снизиться, что ведет к снижению давления на выходе турбины сжатия. Во избежание этого по сигналам датчика давления 13, установленного на выходе турбины сжатия, открывается клапан 14, и по патрубку 12 в камеру сгорания дозированно дополнительно поступает сырая нефть. Высокая температура в камере 12 и наличие сухого пара способствует ее полному сгоранию. Воздух, остуженный в экономайзере 7, проходит чистку от примесей в воздухоочистителе 15 и обогащенный углекислым газом поступает в упомянутую теплицу, что позволяет повысить урожайность выращиваемых с/х культур.The method of integrated use of associated petroleum gas is as follows. After starting the gas turbine, air and associated petroleum gas are supplied to the compression turbine 2. Compressed gas and air are directed into the combustion chamber 11, where combustion takes place. The heat of expanding hot gas causes the working turbine 3 to rotate, which rotates the compression turbine and the rotor of the electric generator 4. The water obtained from the well from which the oil is extracted is preliminarily cleaned of impurities in the sump (not indicated in the drawing) using a pump 6 driven in rotation from the shaft of the gas turbine, and passed through the economizer 7. The economizer is fed with hot air coming from the working turbine 3. Due to the hot air, the water is heated. Then the water is additionally heated in the heater 8, receiving energy from the electric generator 4, and passed through the steam separator 9. In the steam separator, the steam is separated from the excess water. The separated hot water is used for household needs, for example, for heating residential premises and, in particular, for heating greenhouses (not shown in the drawing), in which agricultural products are grown. The steam obtained in the separator 9 is additionally heated in a steam heater 10 and sent to the combustion chamber 11, where compressed APG mixed with air enters simultaneously after the compression turbine 2. Due to the high temperature of the steam, as well as due to the burning of the gas, dry steam is partially decomposed into atomic oxygen and hydrogen. Oxygen actively reacts with products contained in APG, which contributes to their complete combustion. In turn, hydrogen, while burning, raises the temperature at the exit of the combustion chamber, thereby increasing the efficiency of the gas turbine. A pipe 12 is connected to the combustion chamber 11. When the APG pressure decreases, the gas turbine performance may decrease, which leads to a decrease in the pressure at the outlet of the compression turbine. To avoid this, according to the signals of the pressure sensor 13 installed at the outlet of the compression turbine, the valve 14 opens, and crude oil additionally enters the combustion chamber through the nozzle 12. The high temperature in the chamber 12 and the presence of dry steam contributes to its complete combustion. The air cooled in the economizer 7 is cleaned of impurities in the air purifier 15 and enriched with carbon dioxide enters the said greenhouse, which allows to increase the yield of cultivated agricultural crops.
Предлагаемое техническое решение позволяет формировать автономные комплексы по добыче нефти. Такие комплексы могут быть самодостаточными, полностью обеспечивают себя электроэнергией и теплом и способны выращивать необходимые с/х продукты. Выбросы вредных веществ в них сведены к минимуму за счет полного сгорания ПНГ.The proposed technical solution allows the formation of autonomous complexes for oil production. Such complexes can be self-sufficient, fully provide themselves with electricity and heat and are able to grow the necessary agricultural products. Emissions of harmful substances in them are minimized due to the complete combustion of APG.
Технико-экономические достоинства предложенного способа комплексного использования ПНГ:Technical and economic advantages of the proposed method for the integrated use of APG:
1. Высокий общий КПД установок, выполненных по данному способу.1. High overall efficiency of installations made by this method.
2. Сниженный процентный состав вредных выбросов при сгорании.2. Reduced percentage of harmful emissions from combustion.
3. Наличие комплексов по использованию тепла и углекислого газа, полученных при сгорании.3. The presence of complexes for the use of heat and carbon dioxide obtained during combustion.
4. Стабильность работы установки.4. The stability of the installation.
5. Возможность передачи энергии на расстоянии.5. The ability to transmit energy at a distance.
6. Автономность работы всего комплекса по добычи нефти.6. Autonomy of the entire complex for oil production.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011136564/03A RU2473785C1 (en) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | Method of complex use of associated petroleum gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011136564/03A RU2473785C1 (en) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | Method of complex use of associated petroleum gas |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2473785C1 true RU2473785C1 (en) | 2013-01-27 |
Family
ID=48807041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011136564/03A RU2473785C1 (en) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | Method of complex use of associated petroleum gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2473785C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536519C1 (en) * | 2013-07-16 | 2014-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью Инженерно-Производственное Предприятие "Новые Технологии" | Method of associated petroleum gas application |
RU2540386C1 (en) * | 2013-08-23 | 2015-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Method and gas turbine plant for disposal of associated petroleum gas |
RU2636837C1 (en) * | 2016-10-26 | 2017-11-28 | Игорь Владимирович Захаров | Method for disposing associated petroleum gas using exhaust flare gases |
RU2704660C1 (en) * | 2018-12-04 | 2019-10-30 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for development of oil deposit using injection of carbon dioxide |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4202169A (en) * | 1977-04-28 | 1980-05-13 | Gulf Research & Development Company | System for combustion of gases of low heating value |
RU1803423C (en) * | 1989-07-26 | 1993-03-23 | Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт | Plant for processing of associated petroleum gas and cultivation of microalgae |
RU2208138C1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-07-10 | Западинский Алексей Леонидович | Complex for development of oil or gas-condensate deposit (versions) |
RU2297520C2 (en) * | 2005-03-24 | 2007-04-20 | Алексей Васильевич Сорокин | Method for low-pressure gas utilization |
CN201162548Y (en) * | 2008-03-21 | 2008-12-10 | 郝随江 | Non-exhaust emission engine |
RU87503U1 (en) * | 2009-06-30 | 2009-10-10 | Юрий Робертович Гунгер | STEAM-GAS ELECTRIC STATION (OPTIONS) |
RU2412336C1 (en) * | 2009-08-26 | 2011-02-20 | Открытое акционерное общество "Тюменский проектный и научно-исследовательский институт нефтяной и газовой промышленности им. В.И. Муравленко "Гипротюменнефтегаз" | Procedure for utilisation of low pressure gas |
-
2011
- 2011-09-05 RU RU2011136564/03A patent/RU2473785C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4202169A (en) * | 1977-04-28 | 1980-05-13 | Gulf Research & Development Company | System for combustion of gases of low heating value |
RU1803423C (en) * | 1989-07-26 | 1993-03-23 | Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт | Plant for processing of associated petroleum gas and cultivation of microalgae |
RU2208138C1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-07-10 | Западинский Алексей Леонидович | Complex for development of oil or gas-condensate deposit (versions) |
RU2297520C2 (en) * | 2005-03-24 | 2007-04-20 | Алексей Васильевич Сорокин | Method for low-pressure gas utilization |
CN201162548Y (en) * | 2008-03-21 | 2008-12-10 | 郝随江 | Non-exhaust emission engine |
RU87503U1 (en) * | 2009-06-30 | 2009-10-10 | Юрий Робертович Гунгер | STEAM-GAS ELECTRIC STATION (OPTIONS) |
RU2412336C1 (en) * | 2009-08-26 | 2011-02-20 | Открытое акционерное общество "Тюменский проектный и научно-исследовательский институт нефтяной и газовой промышленности им. В.И. Муравленко "Гипротюменнефтегаз" | Procedure for utilisation of low pressure gas |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536519C1 (en) * | 2013-07-16 | 2014-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью Инженерно-Производственное Предприятие "Новые Технологии" | Method of associated petroleum gas application |
RU2540386C1 (en) * | 2013-08-23 | 2015-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Method and gas turbine plant for disposal of associated petroleum gas |
RU2636837C1 (en) * | 2016-10-26 | 2017-11-28 | Игорь Владимирович Захаров | Method for disposing associated petroleum gas using exhaust flare gases |
RU2704660C1 (en) * | 2018-12-04 | 2019-10-30 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for development of oil deposit using injection of carbon dioxide |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2012335554B2 (en) | Hybrid fossil fuel and solar heated supercritical carbon dioxide power generating system and method | |
US20080115500A1 (en) | Combustion of water borne fuels in an oxy-combustion gas generator | |
RU2467187C2 (en) | Method of operating gas turbine unit | |
RU2473785C1 (en) | Method of complex use of associated petroleum gas | |
CN105604618B (en) | Supercritical water coal dust direct oxidation composite work medium cycle generating system and method | |
JP4284471B2 (en) | Supercritical water biomass fired boiler | |
RU2013102521A (en) | METHOD FOR ENERGY PRODUCTION IN CHEMICAL INSTALLATION USING A TORCH GAS AND A SYSTEM FOR IMPLEMENTING THIS METHOD | |
US8516817B2 (en) | Electrogenerating device with a high-temperature steam turbine | |
AU2021255226A1 (en) | A carbon dioxide capture system comprising a compressor and an expander and a method of using such a system | |
US9790103B2 (en) | Hydrogen-powered desalination plant | |
US20120042653A1 (en) | Hydrothermal Power Plant | |
CN206267970U (en) | Unit erriger and the production equipment based on the unit that a kind of combustion engine drives | |
CN103097694B (en) | Use the system and method for ion transport membranes generating | |
RU2650238C1 (en) | Gas distribution station power plant or the gas control unit operation method | |
RU121300U1 (en) | ENVIRONMENTALLY CLEAN ELECTRIC GENERATING DEVICE WITH HIGH-TEMPERATURE STEAM TURBINE AND AIR CONDENSER | |
RU2706525C1 (en) | Heat-power steam-gas unit | |
RU2343368C1 (en) | Geothermal power plant | |
RU2587736C1 (en) | Plant for utilisation of low-pressure natural and associated oil gases and method for use thereof | |
RU64699U1 (en) | ELECTRIC GENERATING DEVICE WITH HIGH-TEMPERATURE STEAM TURBINE | |
CN101509425B (en) | Gas turbine generating set | |
CN103666521B (en) | Device and method for collecting turpentine and preparing hydrocarbon liquid fuel | |
RU118360U1 (en) | INSTALLATION OF ELECTRIC-HEAT-WATER SUPPLY OF ENTERPRISES OF MINING, TRANSPORT AND PROCESSING OF HYDROCARBON RAW MATERIALS | |
RU126373U1 (en) | STEAM GAS INSTALLATION | |
RU2533601C2 (en) | Power plant with combined-cycle plant | |
RU104171U1 (en) | SEA WATER TREATMENT PLANT |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180906 |