[發(fā)明專(zhuān)利]液化天然氣儲(chǔ)存、氣驅(qū)和冷能利用裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911069178.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112780943B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 衛(wèi)國(guó);許戰(zhàn)衛(wèi);李明月
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國(guó)石油國(guó)際勘探開(kāi)發(fā)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F17C3/00
• 分類(lèi)號(hào): F17C3/00;F17C6/00;F17C9/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 竇雪龍;趙燕力

本發(fā)明提供了一種液化天然氣儲(chǔ)存、氣驅(qū)和冷能利用裝置及方法，液化天然氣儲(chǔ)存、氣驅(qū)和冷能利用裝置，包括：氣化罐，設(shè)置有天然氣入口和天然氣出口，天然氣入口與天然氣存儲(chǔ)裝置連通，天然氣出口與油氣井連通；液氣儲(chǔ)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(chǔ)罐連通，且氣化罐置于液氣儲(chǔ)罐內(nèi)并能夠進(jìn)行換熱。本發(fā)明實(shí)施例利用液化天然氣在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中自然吸收熱能，使之變成氣體，產(chǎn)生高壓，注入地下，達(dá)到了儲(chǔ)存的目的，并且，利用釋放出的冷能來(lái)冷卻油氣井流出的氣體，以便進(jìn)一步地分離，達(dá)到節(jié)約能源目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液化天然氣領(lǐng)域，具體涉及一種液化天然氣儲(chǔ)存、氣驅(qū)和冷能利用裝置及方法。

背景技術(shù)

液化天然氣(LNG)的主要成分是甲烷，將這種成分的天然氣進(jìn)行超低溫(-162℃)冷卻而得到其液體狀態(tài)，LNG的體積約為同量氣態(tài)體積的1/600倍，適合于用罐車(chē)、輪船等器具進(jìn)行長(zhǎng)距離運(yùn)輸。然而，LNG利用的最大的難題是儲(chǔ)存，地面或地下儲(chǔ)存庫(kù)的體積龐大，占有大面積的土地，儲(chǔ)罐的隔熱要求高，投資量大、施工時(shí)間長(zhǎng)、維護(hù)操作費(fèi)用高，因此，在許多國(guó)家的LNG儲(chǔ)存能力遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)際需要，經(jīng)常造成季節(jié)性的氣荒。

目前，人們更多地利用LNG來(lái)調(diào)峰，即，春、夏、秋儲(chǔ)存，冬天消耗。在使用前LNG要先轉(zhuǎn)化成氣體，這一過(guò)程產(chǎn)生出大量冷能，在冬天，冷能的需求量較少，大部分被浪費(fèi)掉，而在油氣生產(chǎn)中，很多油田被證實(shí)為適于氣驅(qū)開(kāi)發(fā)，即往地層中注入大量的高壓氣體，提高地層的能量，驅(qū)動(dòng)產(chǎn)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(shè)備、并消耗大量的能量，事實(shí)上，LNG在運(yùn)輸和儲(chǔ)存的過(guò)程中，不斷地吸收熱量，轉(zhuǎn)化成氣體，在容器體積不變的情況下能產(chǎn)生大約原壓力的600倍的高壓，這一壓力完全可以滿(mǎn)足油田注氣的需要。另外，從地下返出的天然氣需要進(jìn)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(dòng)力設(shè)備來(lái)制冷，因此，增加了生產(chǎn)投資和能源消耗，產(chǎn)生出更多的碳排放。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種液化天然氣儲(chǔ)存、氣驅(qū)和冷能利用裝置及方法，以達(dá)到節(jié)約能源目的。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種液化天然氣儲(chǔ)存、氣驅(qū)和冷能利用裝置，包括：氣化罐，設(shè)置有天然氣入口和天然氣出口，天然氣入口與天然氣存儲(chǔ)裝置連通，天然氣出口與油氣井連通；液氣儲(chǔ)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(chǔ)罐連通，且氣化罐置于液氣儲(chǔ)罐內(nèi)并能夠進(jìn)行換熱。

進(jìn)一步地，液化天然氣儲(chǔ)存、氣驅(qū)和冷能利用裝置還包括寄生管，寄生管包括內(nèi)管和外管，外管同軸套設(shè)在內(nèi)管外，且內(nèi)管與外管之間形成環(huán)空，內(nèi)管的兩端分別連接天然氣出口和油氣井，環(huán)空的兩端分別連接氣液入口與油氣井。

進(jìn)一步地，油氣井為多個(gè)且并聯(lián)設(shè)置，寄生管與油氣井的數(shù)量相同。

進(jìn)一步地，天然氣入口與天然氣存儲(chǔ)裝置通過(guò)隔熱鋼管連接。

進(jìn)一步地，隔熱鋼管沿徑向方向由內(nèi)至外依次設(shè)置有低溫鋼材層、隔熱層和保護(hù)層。

進(jìn)一步地，液化天然氣儲(chǔ)存、氣驅(qū)和冷能利用裝置還包括氣罐，設(shè)置在天然氣入口與天然氣存儲(chǔ)裝置之間，氣罐與隔熱鋼管連通并能夠存儲(chǔ)隔熱鋼管中的氣體。

進(jìn)一步地，氣罐為多個(gè)，沿隔熱鋼管的延伸方向間隔設(shè)置。

本發(fā)明還提供了一種液化天然氣儲(chǔ)存、氣驅(qū)和冷能利用方法，采用上述的的液化天然氣儲(chǔ)存、氣驅(qū)和冷能利用裝置進(jìn)行操作，液化天然氣儲(chǔ)存、氣驅(qū)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(chǔ)裝置輸送至氣化罐中吸熱轉(zhuǎn)化為氣體；步驟2、氣化罐中的液化天然氣吸熱膨脹而產(chǎn)生高壓，當(dāng)氣化罐中的壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，將氣體通過(guò)寄生管的內(nèi)管注入油氣井中儲(chǔ)存；步驟3、當(dāng)油氣井中壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，開(kāi)啟油氣井，油氣井中的混合物通過(guò)寄生管的環(huán)空返還至液氣儲(chǔ)罐；步驟4、液氣儲(chǔ)罐中的混合物與氣化罐中的液體換熱后輸送至?xí)簝?chǔ)罐中等待進(jìn)一步分離或液化。