[發明專利]應用于油田鉆井區域的能源整合系統及方法

有效

• 申請號: 201410054131.8
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN104847485B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 胡立舜;薛俊利;蘇明;孫豐誠;張潔;任治國
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02B43/00
• 分類號: F02B43/00;F02B63/04;E21B43/00;E21B7/00;E21B41/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

本發明涉及應用于油田鉆井區域的能源整合系統及方法，其中的能源整合系統，用于給一個鉆井區域內的設備進行供電，該系統包括天然氣儲存罐、基于該天然氣儲存罐內存儲的天然氣發電的天然氣驅動發電機、接收該天然氣驅動發電機產生的電能的電源總線、通過該電源總線上的電能驅動工作的鉆機裝置、通過該電源總線上的電能驅動工作的油氣開采裝置及氣體凈化裝置。該油氣開采裝置用于產生伴生天然氣，該氣體凈化裝置用于將該伴生天然氣進行凈化處理并傳輸至該天然氣儲存罐內。本發明還涉及一種能源整合方法。

技術領域

本發明涉及能源系統，尤其涉及用于為油田鉆井區域（Drilling field）或附近區域的設備提供能源的能源整合系統及方法，這些設備中至少包括鉆機裝置（Drilling rig）及油氣開采裝置（Oil/gas production equipment）。

背景技術

從地下地層（Subsurface Formation）來尋找并開探碳氫化合物（Hydrocarbon），如石油已經進行了數十年，例如在海地鉆井開采石油。為了實現石油開采，需要通過一些設備來完成。例如，為了開鉆油井，很多類型的鉆機裝置被開發出來，比如路上鉆機裝置（Landrig）、自升式鉆塔（Jack-up rig）、鉆井船（Drill ship）及半潛式鉆油臺（Semi-submersible rig）等。為了從油井中開采油或天然氣，很多種類的油氣開采裝置被開發出來，比如人工升舉（Artificial life）方式油氣開采裝置等。此外，油氣開采裝置還可能進一步包括油氣分離設備，用于將石油、伴生天然氣和水分離開來。然后，分離出來的石油和天然氣將被運送到煉油廠或天然氣廠進行后續精煉，最后再投放市場。除了上述設備外，開采石油的過程中還可能會應用到其他輔助性的設備，例如監控設備、空氣凈化與通風設備、起重設備等等。

通常來說，該鉆機裝置、油氣開采裝置及其他輔助設備在工作時是各自獨立的，并且各自的能源供應設備也是獨立的，例如它們都是通過柴油驅動發電機提供電能進行工作的。這也就是說，對于整個油田鉆井區域來說，消耗的能量是相當巨大的，并且由于常用的是柴油驅動發電機供電，故能源成本非常大并且柴油驅動發電機的使用會大大污染環境。此外，在鉆機裝置工作過程中，由于鉆井操作的功率需求是不穩定的，因此在供電時往往會有剩余能量產生，如果不適當的處理這些剩余能量，將會使鉆機裝置操作變得不穩定，甚至會損壞設備。

所以，需要提供一種新的能源整合系統及方法來至少解決上述問題。

發明內容

現在歸納本發明的一個或多個方面以便于本發明的基本理解，其中該歸納并不是本發明的擴展性縱覽，且并非旨在標識本發明的某些要素，也并非旨在劃出其范圍。相反，該歸納的主要目的是在下文呈現更詳細的描述之前用簡化形式呈現本發明的一些概念。

本發明的一個方面在于提供一種能源整合系統，用于給一個鉆井區域內的設備進行供電，包括：

天然氣儲存罐；

基于該天然氣儲存罐內存儲的天然氣發電的天然氣驅動發電機；

接收該天然氣驅動發電機產生的電能的電源總線；

通過該電源總線上的電能驅動工作的鉆機裝置；

通過該電源總線上的電能驅動工作的油氣開采裝置，該油氣開采裝置用于產生伴生天然氣；及

氣體凈化裝置，用于將該伴生天然氣進行凈化處理并傳輸至該天然氣儲存罐內。

本發明的另一方面在于提供一種能源整合方法，用于給一個鉆井區域內的設備進行供電，包括：

應用天然氣驅動發電機進行發電；

將該天然氣驅動發電機產生的電能注入至電源總線中；

通過該電源總線上的電能驅動鉆機裝置及油氣開采裝置工作；