[發明專利]液化天然氣儲存、氣驅和冷能利用裝置及方法

有效

• 申請號: 201911069178.0
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN112780943B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 衛國;許戰衛;李明月
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油國際勘探開發有限公司
• 主分類號: F17C3/00
• 分類號: F17C3/00;F17C6/00;F17C9/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 竇雪龍;趙燕力

本發明提供了一種液化天然氣儲存、氣驅和冷能利用裝置及方法，液化天然氣儲存、氣驅和冷能利用裝置，包括：氣化罐，設置有天然氣入口和天然氣出口，天然氣入口與天然氣存儲裝置連通，天然氣出口與油氣井連通；液氣儲罐，具有氣液入口與氣液出口，氣液入口與油氣井連通，氣液出口與暫儲罐連通，且氣化罐置于液氣儲罐內并能夠進行換熱。本發明實施例利用液化天然氣在儲運過程中自然吸收熱能，使之變成氣體，產生高壓，注入地下，達到了儲存的目的，并且，利用釋放出的冷能來冷卻油氣井流出的氣體，以便進一步地分離，達到節約能源目的。

技術領域

本發明涉及液化天然氣領域，具體涉及一種液化天然氣儲存、氣驅和冷能利用裝置及方法。

背景技術

液化天然氣(LNG)的主要成分是甲烷，將這種成分的天然氣進行超低溫(-162℃)冷卻而得到其液體狀態，LNG的體積約為同量氣態體積的1/600倍，適合于用罐車、輪船等器具進行長距離運輸。然而，LNG利用的最大的難題是儲存，地面或地下儲存庫的體積龐大，占有大面積的土地，儲罐的隔熱要求高，投資量大、施工時間長、維護操作費用高，因此，在許多國家的LNG儲存能力遠達不到實際需要，經常造成季節性的氣荒。

目前，人們更多地利用LNG來調峰，即，春、夏、秋儲存，冬天消耗。在使用前LNG要先轉化成氣體，這一過程產生出大量冷能，在冬天，冷能的需求量較少，大部分被浪費掉，而在油氣生產中，很多油田被證實為適于氣驅開發，即往地層中注入大量的高壓氣體，提高地層的能量，驅動產層中的流體返到地面。然而，將常壓氣體壓縮成高壓氣體需要龐大的設備、并消耗大量的能量，事實上，LNG在運輸和儲存的過程中，不斷地吸收熱量，轉化成氣體，在容器體積不變的情況下能產生大約原壓力的600倍的高壓，這一壓力完全可以滿足油田注氣的需要。另外，從地下返出的天然氣需要進行深度冷卻，才能分離出各種烷烴和其它成分，冷能需求量很大，目前仍需消耗燃料、用動力設備來制冷，因此，增加了生產投資和能源消耗，產生出更多的碳排放。

發明內容

本發明提供了一種液化天然氣儲存、氣驅和冷能利用裝置及方法，以達到節約能源目的。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種液化天然氣儲存、氣驅和冷能利用裝置，包括：氣化罐，設置有天然氣入口和天然氣出口，天然氣入口與天然氣存儲裝置連通，天然氣出口與油氣井連通；液氣儲罐，具有氣液入口與氣液出口，氣液入口與油氣井連通，氣液出口與暫儲罐連通，且氣化罐置于液氣儲罐內并能夠進行換熱。

進一步地，液化天然氣儲存、氣驅和冷能利用裝置還包括寄生管，寄生管包括內管和外管，外管同軸套設在內管外，且內管與外管之間形成環空，內管的兩端分別連接天然氣出口和油氣井，環空的兩端分別連接氣液入口與油氣井。

進一步地，油氣井為多個且并聯設置，寄生管與油氣井的數量相同。

進一步地，天然氣入口與天然氣存儲裝置通過隔熱鋼管連接。

進一步地，隔熱鋼管沿徑向方向由內至外依次設置有低溫鋼材層、隔熱層和保護層。

進一步地，液化天然氣儲存、氣驅和冷能利用裝置還包括氣罐，設置在天然氣入口與天然氣存儲裝置之間，氣罐與隔熱鋼管連通并能夠存儲隔熱鋼管中的氣體。

進一步地，氣罐為多個，沿隔熱鋼管的延伸方向間隔設置。

本發明還提供了一種液化天然氣儲存、氣驅和冷能利用方法，采用上述的的液化天然氣儲存、氣驅和冷能利用裝置進行操作，液化天然氣儲存、氣驅和冷能利用方法包括以下步驟：步驟1、將液化天然氣由天然氣存儲裝置輸送至氣化罐中吸熱轉化為氣體；步驟2、氣化罐中的液化天然氣吸熱膨脹而產生高壓，當氣化罐中的壓力達到設定值時，將氣體通過寄生管的內管注入油氣井中儲存；步驟3、當油氣井中壓力達到設定值時，開啟油氣井，油氣井中的混合物通過寄生管的環空返還至液氣儲罐；步驟4、液氣儲罐中的混合物與氣化罐中的液體換熱后輸送至暫儲罐中等待進一步分離或液化。