RU2636837C1 - Способ утилизации попутного нефтяного газа с использованием отводящих факельных газов - Google Patents
Способ утилизации попутного нефтяного газа с использованием отводящих факельных газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2636837C1 RU2636837C1 RU2016142345A RU2016142345A RU2636837C1 RU 2636837 C1 RU2636837 C1 RU 2636837C1 RU 2016142345 A RU2016142345 A RU 2016142345A RU 2016142345 A RU2016142345 A RU 2016142345A RU 2636837 C1 RU2636837 C1 RU 2636837C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flare
- working chambers
- apg
- gas
- petroleum gas
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к сбору и утилизации попутного нефтяного газа с использованием отводящих факельных газов. Технический результат – повышение эффективности способа за счет уменьшения доли сжигаемого попутного нефтяного газа на факельной установке и использования тепловой энергии факельной установки для повышения давления и температуры попутного нефтяного газа для дальнейшей его транспортировки с остальным добываемым продуктом. Технический результат – повышение эффективности способа. Способ предусматривает использование факельного сепаратора, факельной установки с устройством сбора выхлопных газов, рабочих камер, емкостей-отстойников и свечи рассеивания с возможностью снижения доли сжигаемого попутного нефтяного газа – ПНГ. Для этого одну часть ПНГ подают в рабочие камеры для его сжатия и повышения температуры. Другую часть ПНГ подают на факельную установку для его сжигания с последующим сбором выхлопных газов и подачи их в рабочие камеры для передачи тепловой энергии. Рабочие камеры разделяют на два участка - нагреватель и холодильник. Между ними располагают подвижный поршень. Используют как минимум две рабочие камеры. Их поршни связывают жестко с помощью кривошипа со смещением 90 градусов. 2 ил.
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способу утилизации попутного нефтяного газа с использованием отводящих (выхлопных) газов от факельной установки.
Известны способы, предусматривающие отделение попутного нефтяного газа (ПНГ) от добываемого продукта с помощью сепараторов, дальнейшую его очистку, обезвоживание, осушку с целью последующего его транспорта по газопроводам высокого давления до объектов переработки газа [1, 2]. Недостатком таких способов является большая капиталоемкость строительства линейных сооружений для газопровода и сопутствующей инфраструктуры.
Используется также способ сжигания ПНГ на нефтепромыслах с помощью факельных установок, обусловленный в большинстве случаев отсутствием эффективных систем утилизации ПНГ [2, 3]. При этом сжигается неоправданно большое количество углеводородов, приводящее к значительному вредному воздействию на окружающую среду и большим экономическим потерям для предприятия.
Известны способы, основанные на добавлении в добываемый продукт добавок и реагентов, выступающих в роли катализаторов и позволяющих перерабатывать ПНГ в гидратную или сжиженную форму [4, 5, 6]. Недостатком таких способов является большая стоимость необходимого оборудования и его обслуживания. В случае применения таких способов на удаленных малоосвоенных месторождениях гарантировано обеспечивать своевременный подвоз необходимого регента не представляется возможным, а создавать вместо этого комплекс по переработке и восстановлению реагента не всегда экономически эффективно. Также необходимо отметить, что добавление каких-либо реагентов в продукт приводит к необходимости извлечения продуктов этих реагентов из добываемого сырья на конечной точке переработки.
Целью данного изобретения является уменьшение доли сжигаемого попутного нефтяного газа на факельной установке с использованием тепловой энергии факельной установки для повышения давления и температуры ПНГ для дальнейшей его транспортировки с остальным добываемым продуктом.
Предлагаемое изобретение использует принцип цикла Карно, при этом само изобретательское решение для специалистов с учетом сложившегося уровня техники не является очевидным. В прямом цикле Карно рабочее тело в виде газа изотермически, а затем адиабатически расширяется, после чего снова изотермически (при более низкой температуре), а затем адиабатически сжимается.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению процессу является процесс работы двигателя внешнего сгорания, а именно работа паровой машины. При работе паровой машины используется энергия водяного пара, которая преобразуется в механическую работу в результате возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение маховика.
В предлагаемом изобретательском решении тепловая энергия преобразуется в энергию упругой деформации, последовательно сжимающей и растягивающей рабочее тело (ПНГ), тем самым определяя период с пониженным давлением и период с повышенным давлением рабочего тела. Используя это свойство, становится возможным создать подобие насоса объемного типа, в котором изменение объема рабочей камеры происходит за счет подвода (отвода) тепловой энергии. Для более полного втягивания (вытеснения) ПНГ используется поршень.
Изобретение обеспечивает получение следующих технических результатов:
- снижение доли сжигаемого ПНГ на факельной установке;
- использование тепловой энергии факельной установки для повышения давления и температуры ПНГ с целью совместной транспортировки с добываемым продуктом;
- использование отделившейся воды из емкости отстойника для теплообмена с описываемой установкой. При этом отделившаяся вода, используемая в целях повышения пластового давления, приобретает повышенную температуру, что, в свою очередь, способствует понижению вязкости добываемой продукции, увеличению дебита;
- снижение вредного воздействия на окружающую среду;
- снижение капитальных затрат на обустройство нефтегазовых месторождений.
Для осуществления данного способа утилизации ПНГ необходимо наличие следующих сооружений:
- факельный сепаратор;
- факельная установка;
- устройство сбора выхлопных газов;
- две рабочие камеры;
- емкость отстойник;
- свеча рассеивания.
Способ реализуется следующим образом: часть ПНГ с низким давлением отбирается из факельного сепаратора 1 и подается через впускной клапан в рабочие камеры 4, в которых происходит его сжатие, сопровождающееся повышением температуры продукта. Далее через выпускной клапан ПНГ, имеющий уже высокое давление и повышенную температуру, отводится из рабочих камер и подается в нефтегазовый трубопровод, смешивается с основным добываемым продуктом и транспортируется на центральный пункт сбора 7.
Другая часть газа подается на факельную установку 2, в которой происходит его сжигание. На факельной установке предусматривается применение устройства сбора выхлопных газов 3, предназначенного для сбора и подачи выхлопных газов к рабочей камере 4. Передав тепловую энергию рабочей камере, отработанный газ отводится на свечу рассеивания 6.
Для охлаждения рабочего блока 4 используется отделенная в емкости-отстойнике 5 пластовая вода, которая в дальнейшем используется в системе повышения пластового давления (ППД) путем закачки ее в скважины 8. В процессе теплообмена с рабочей камерой 4 температура воды повышается, способствуя возрастанию эффективности работы системы ППД.
Основным узлом, отвечающим за преобразование тепловой энергии в механическую, является рабочая камера 4. Рабочая камера устроена следующим образом.
Рабочая камера разделена на два участка - нагреватель и холодильник. Внутри рабочей камеры между нагревателем и холодильником располагается подвижный поршень. Камера имеет впускной и выпускной клапаны. В процессе работы необходимо использование как минимум двух рабочих камер, имеющих жесткую связь между поршнями с помощью кривошипа со смещением 90 градусов.
Нагреватель - это участок рабочей камеры, к которому подаются горячие выхлопные газы. В соответствии с законом Шарля, с ростом температуры наблюдается прямо пропорциональное увеличение давления в рабочей камере, которое, в свою очередь, толкает поршень в противоположную от нагревателя сторону. Противоположный участок рабочей камеры - холодильник - имеет ребра охлаждения, которые омываются отделенной в емкости-отстойнике водой. При движении поршня от нагревателя к холодильнику в первой камере, поршень, имеющий жесткую связь с поршнем из второй камеры, заставляет его двигаться в противоположную сторону, вытесняя весь горячий газ из нагревателя в холодильник. В холодильнике происходит резкое охлаждение и сжатие газа. Далее во второй камере с ростом температуры газа у нагревателя увеличивается его давление, толкающее поршень в сторону холодильника и весь цикл повторяется снова.
Использование данного способа не ведет к полному отказу от применения факельной установки на нефтегазопромысловых объектах, ввиду возможных аварийных ситуаций на объекте, при которых кратковременное сжигание газа является оправданным, в том числе по экологическим причинам. В то же время значительно снижается уровень сжигаемого ПНГ. При этом для использования данного способа не требуется какого-либо существенного перевооружения действующих нефтегазодобывающих объектов и связанных с этим капитальных затрат.
Таким образом, предлагаемый способ утилизации ПНГ имеет ряд преимуществ.
1. Уменьшение количества сжигаемого ПНГ.
2. Снижение вязкости перекачиваемого продукта за счет смешения с горячим ПНГ.
3. Простота конструкции.
4. Возможность применения на действующих объектах.
5. Отсутствуют ограничения по физико-химическим свойствам ПНГ.
6. Применение на удаленных месторождениях в условиях полной автономности.
7. Уменьшение капитальных затрат за счет отсутствия необходимости в устройстве внешнего газопровода.
8. Возможность использования механической энергии вращения кривошипа для выработки электроэнергии.
9. Отсутствие необходимости в строительстве целого комплекса сооружений для подготовки и транспорта ПНГ.
10. Организованное рассеивание выхлопных газов от факельной установки на свече рассеивания, позволяющее снизить вредное воздействие на окружающую среду.
Список литературы
1. Патент РФ №96913. Герметизированная система сбора и подготовки продукции скважин.
2. Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела: Учебник для вузов. Издательство «Дизайн ПолиграфСервис», Уфа, 2002, 543 с.
3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» (утв. приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 12 марта 2013 г. N 101).
4. Патент РФ №2442819. Способ работы устройства переработки попутных нефтяных газов.
5. Патент РФ №125191. Устройство переработки попутных нефтяных газов.
6. Патент РФ №2340841. Способ переработки попутного нефтяного газа и установка для его осуществления.
Claims (1)
- Способ сбора и утилизации попутного нефтяного газа с использованием отводящих факельных газов, включающий использование факельного сепаратора, факельной установки с устройством сбора выхлопных газов, рабочих камер, емкостей-отстойников и свечи рассеивания с возможностью снижения доли сжигаемого попутного нефтяного газа – ПНГ, при этом одну часть ПНГ подают в рабочие камеры для его сжатия и повышения температуры, другую часть ПНГ подают на факельную установку для его сжигания с последующим сбором выхлопных газов и подачи их в рабочие камеры для передачи тепловой энергии, которые разделяют на два участка - нагреватель и холодильник, между которыми располагают подвижный поршень, при этом используют как минимум две рабочие камеры, поршни которых связывают жестко с помощью кривошипа со смещением 90 градусов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016142345A RU2636837C1 (ru) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | Способ утилизации попутного нефтяного газа с использованием отводящих факельных газов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016142345A RU2636837C1 (ru) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | Способ утилизации попутного нефтяного газа с использованием отводящих факельных газов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2636837C1 true RU2636837C1 (ru) | 2017-11-28 |
Family
ID=60581208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016142345A RU2636837C1 (ru) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | Способ утилизации попутного нефтяного газа с использованием отводящих факельных газов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2636837C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4756367A (en) * | 1987-04-28 | 1988-07-12 | Amoco Corporation | Method for producing natural gas from a coal seam |
RU23244U1 (ru) * | 2001-02-07 | 2002-06-10 | Закрытое акционерное общество "ЛУКОЙЛ-Пермь" | Установка для утилизации попутного газа при подготовке нефти на промыслах |
RU54405U1 (ru) * | 2006-03-20 | 2006-06-27 | Иван Яковлевич Клюшин | Система для утилизации попутно добываемых нефтяного газа и пластовой воды |
RU2297520C2 (ru) * | 2005-03-24 | 2007-04-20 | Алексей Васильевич Сорокин | Способ утилизации низконапорного газа |
RU114476U1 (ru) * | 2011-11-25 | 2012-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Система для утилизации попутно добываемых нефтяного газа и пластовой воды |
RU2473785C1 (ru) * | 2011-09-05 | 2013-01-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Способ комплексного использования попутного нефтяного газа |
-
2016
- 2016-10-26 RU RU2016142345A patent/RU2636837C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4756367A (en) * | 1987-04-28 | 1988-07-12 | Amoco Corporation | Method for producing natural gas from a coal seam |
RU23244U1 (ru) * | 2001-02-07 | 2002-06-10 | Закрытое акционерное общество "ЛУКОЙЛ-Пермь" | Установка для утилизации попутного газа при подготовке нефти на промыслах |
RU2297520C2 (ru) * | 2005-03-24 | 2007-04-20 | Алексей Васильевич Сорокин | Способ утилизации низконапорного газа |
RU54405U1 (ru) * | 2006-03-20 | 2006-06-27 | Иван Яковлевич Клюшин | Система для утилизации попутно добываемых нефтяного газа и пластовой воды |
RU2473785C1 (ru) * | 2011-09-05 | 2013-01-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Способ комплексного использования попутного нефтяного газа |
RU114476U1 (ru) * | 2011-11-25 | 2012-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Система для утилизации попутно добываемых нефтяного газа и пластовой воды |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104895757A (zh) | 一种全无油润滑高压压缩机 | |
RU2636837C1 (ru) | Способ утилизации попутного нефтяного газа с использованием отводящих факельных газов | |
CN101600855B (zh) | 用于产生混合蒸汽的方法 | |
RU2619516C1 (ru) | Поршневой двигатель | |
CN203098200U (zh) | 微型全无油润滑高压氧气压缩机 | |
Bamigbetan et al. | Experimental investigation of a hydrocarbon piston compressor for high temperature heat pumps | |
NO342497B1 (en) | Fluid separator for a displacement machine and a method for separating lubricant and working fluid in a displacement machine | |
RU127411U1 (ru) | Компрессор поршневой угловой трехступенчатый | |
RU159659U1 (ru) | Комбинированная силовая установка с паросиловым агрегатом | |
CN104675436A (zh) | 水汽两用双缸可变缸筒活塞动力装置 | |
CN106640406B (zh) | 一种热动力系统 | |
Bamigbetan et al. | Experimental investigation of the performance of a hydrocarbon heat pump for high temperature industrial heating | |
US3549278A (en) | Gas compression method and apparatus | |
RU127831U1 (ru) | Компрессор поршневой углекислотный | |
EA201791759A1 (ru) | Модульный комплекс для выработки эффективной мощности в результате сгорания жидкого и газообразного типов топлива | |
RU2013115035A (ru) | Способ работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания с водородом в качестве горючего и с пульсационной выхлопной трубой | |
WO2014040875A2 (de) | Arbeitsmittelgemisch für dampfkraftanlagen | |
RU123853U1 (ru) | Компрессор поршневой четырехступенчатый с прямоугольным расположением цилиндров | |
RU2504666C1 (ru) | Энергетическая установка | |
RU124330U1 (ru) | Компрессор поршневой оппозитный трехступенчатый с регулированием производительности | |
CN103775293B (zh) | 太阳能温差式发动机 | |
KONUR et al. | HEAT EXCHANGER NETWORK DESIGN OF AN ORGANIC RANKINE CYCLE SYSTEM UTILIZING WASTE HEAT OF A MARINE VESSEL USING PINCH POINT ANALYSIS | |
RU2629526C1 (ru) | Тепловой двигатель | |
RU2659683C2 (ru) | Объемная паровая машина для минитэц | |
RU129165U1 (ru) | Компрессор поршневой угловой трехступенчатый без смазки цилиндров и сальников |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191027 |