[實用新型]頁巖氣V型引擎壓縮采輸機及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520000866.2
• 申請日: 2015-01-04
• 公開（公告）號: CN204312273U
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉雪薇;劉曉明
• 申請（專利權(quán)）人: 成都漢普耐特油氣設(shè)備有限公司;劉雪薇
• 主分類號: F04B35/02
• 分類號: F04B35/02;E21B43/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于石油天然氣采輸設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及一種頁巖氣V型引擎壓縮采輸機及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，隨著美國完成頁巖氣革命，世界能源格局發(fā)生了重大的轉(zhuǎn)變，我國也在天然氣開采尤其是頁巖氣開采方面下了大力氣，目前已經(jīng)完成全國頁巖氣礦區(qū)的第一次招標，第二次招標正在進行中；頁巖氣是對國家能源結(jié)構(gòu)和能源安全具有重大戰(zhàn)略作用的非常規(guī)天然氣資源，其開采對我國能源格局必然會產(chǎn)生深遠的影響。然而，目前的我國頁巖氣、煤層氣、低壓天然氣的開采都存在不同程度的問題，迫切需要對技術(shù)進行革新，以提升我國的能源開采水平。

（1）頁巖氣的開采與存在的問題

頁巖氣是將地下疏松頁巖氣層進行人為壓裂后，釋放出來的天然氣，簡稱為頁巖氣。現(xiàn)行開采方法為：從地面垂直下鉆至頁巖層（中國頁巖層深約2000——2600米，北美深約1600——2000米），再水平多條橫鉆1000米，之后分段橋塞壓裂頁巖氣層，使其內(nèi)儲的天然氣在壓裂支撐通道內(nèi)，匯入石油導(dǎo)管后進入地面管網(wǎng)并外輸。頁巖是一種層狀的松脆沉積巖，其空隙內(nèi)游離或吸附有天然氣；其開采屬性和存在的主要問題是如何把滯留在頁巖層內(nèi)稀薄的低壓頁巖氣經(jīng)濟有效地壓縮采輸出來。

（2）煤層氣的開采與存在的問題

煤層氣是存儲在地下煤礦內(nèi)的瓦斯氣（其主要成份也是天然氣組分），其鉆探開采方法為：從地面鉆至煤層后即可開采（低滲透煤層也需固井壓裂后才能開采）。因煤層氣與煤礦相伴，其開采初期的井口壓力普遍低于0.5MPa<個別地區(qū)有例外>，并攜帶大量的粉塵；其開采屬性和存在的問題是如何經(jīng)濟有效地干法或濕法除塵后，壓縮采輸出低壓小流量的煤層氣。

（3）低壓天然氣的開采與存在的問題

低壓天然氣是常規(guī)天然氣井在開發(fā)后期的殘留天然氣，或者是三低（低滲透、低壓力、低氣量）性質(zhì)的氣田天然氣，其井口壓力一般低于0.8MPa，單井氣量就幾千標方/天左右；其開采屬性和存在的問題是如何經(jīng)濟有效地壓縮采輸出小流量的低壓天然氣，當達到一定采收率后就可封井和調(diào)出采輸設(shè)備到其他氣井。

鑒于以上頁巖氣、煤層氣、低壓天然氣的開采屬性，壓縮采輸設(shè)備是低壓天然氣開采不可缺少的增壓采輸設(shè)備，而目前現(xiàn)有的分體式電驅(qū)（或燃驅(qū)）增壓機組和整體式二沖程增壓機組，都無法解決以下問題。

（1）動力問題：采輸設(shè)備要不受工業(yè)動力電源的限制，自帶壓縮驅(qū)動動力；這是因為氣井的地理位置和經(jīng)濟效率所決定，一般氣井多處于無工業(yè)動力電源的地帶，也會因采輸設(shè)備在氣井采完后的頻繁搬遷，而無法滿足的電網(wǎng)投資。

（2）安全問題：氣井場站屬Ⅰ級D組Ⅱ區(qū)的防爆標準，其場站內(nèi)的動力設(shè)備必須符合安全防爆的技術(shù)要求；而目前常用的燃驅(qū)發(fā)動機均不具備安全防爆功能，從而使故障率較高的燃驅(qū)分體式增壓開采機組不具有安全可靠性。

（3）工況問題：頁巖氣、煤層氣、低壓天然氣的采輸機組，一般來講都是低排量小負荷，其功率N=20—120KW，排氣量Q=0.2—3萬標方之間；采輸機組要具有變工況的能力，這是因為在頁巖氣、煤層氣、低壓天然氣的開采過程中，其井口壓力、氣量和采輸功率等參數(shù)，都將隨天然氣井能量衰減的變化而發(fā)生變化。

(4)能效問題：根據(jù)國家環(huán)保政策的要求，能效低的采輸設(shè)備屬淘汰產(chǎn)品，如理論能效只有26%（實際平均能效不到18%）的二沖程整體式壓縮機；按能效考核委員會的相關(guān)規(guī)定，動力能效達到35%以上的發(fā)動機才能推廣應(yīng)用，如實際能效>35%的四沖程工業(yè)發(fā)動機和實際能效>45%的渦扇發(fā)動機。

（5）環(huán)保問題：隨著國家環(huán)保政策的不斷完善和更新，動力尾氣排放的要求將越來越高，這就注定了二沖程這樣燃燒不完全而產(chǎn)生大量污染排放的動力，將會被加速淘汰，而以電控精準燃燒做功的四沖程動力將會迅速推廣使用。

（6）搬移問題：采輸設(shè)備在氣井采凈后需搬遷至新的井站投入新的生產(chǎn)運行，這就需要采輸設(shè)備要不斷地頻繁移動和搬遷至新的井站；而現(xiàn)有技術(shù)中的二沖程整體式壓縮機和燃驅(qū)分體式壓縮機都因體積大、功率大、不防爆和不能快速搬遷的原因，難以實現(xiàn)頁巖氣開采的集裝化、模塊化、標準化和系統(tǒng)化。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決目前的技術(shù)缺陷，本實用新型提供了一種頁巖氣V型引擎壓縮采輸機及系統(tǒng)。該設(shè)備具有降壓吸入和增壓排出的功能，可以將大量低壓氣體從地下礦層中開采出來，有利于大幅度提高氣體的采集量和采收率。該設(shè)備為一種用于地下氣體采集和外輸?shù)牟奢敊C，這些氣體可以包括頁巖氣、煤層氣、低壓天然氣。