способ отвода сопутствующего горючего газа из нефтяной скважины и устройство для отвода сопутствующего горючего газа из нефтяной скважины

Формула изобретения

1. Способ отвода сопутствующего горючего газа из нефтяной скважины, включающий его сжигание, отличающийся тем, что при выходе из нефтяной скважины сопутствующий горючий газ насосом нагнетают в резервуарный сборник, из которого его отсасывают воздухозаборником и через фильтр подают в камеры сгорания двигателей внутреннего сгорания, а сжигают сопутствующий горючий газ в рабочем цикле этих двигателей с прокаливанием до t=2500°C и после выхода из камер направляют через выхлопные трубы в катализатор для очистки от вредных примесей и далее в камеру прокаливания при t 3000°C для устранения оставшихся вредных примесей, после чего очищенные летучие выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания через конденсатор - охладитель выбрасывают в атмосферу, при этом двигатели внутреннего сгорания снабжают генераторами электрического тока, а самими двигателями вырабатывают тепло для обогрева воды для производственных и хозяйственных нужд.

2. Устройство для отвода сопутствующего горючего газа из нефтяной скважины, включающее собственно нефтяную скважину с отводом упомянутого газа, газопроводы, трубопроводы и сборник для сопутствующего горючего газа, отличающееся тем, что оно имеет насос, связанный с отводом сопутствующего горючего газа, двигатели внутреннего сгорания с генераторами электрического тока, с всасывающими коллекторами с фильтрами очистки воздуха и выхлопными коллекторами, связанными с катализатором выхлопных газов, камеру прокаливания, а отвод горючего газа имеет винтовую спираль, установленную в теплообменнике с холодной проточной водой, при этом отвод горючего газа сообщен с атмосферой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтедобычи, связанной с отводом и ликвидацией сопутствующих горючих газов на нефтепромыслах.

Известен способ отвода и ликвидации горючих газов на нефтепромыслах, заключающийся в факельном сжигании сопутствующих горючих газов при добыче нефти при их выходе из скважин в атмосферу [1].

Недостатком известного способа отвода сопутствующих горючих газов из нефтяных скважин с последующей их ликвидацией методом факельного сжигания является загрязнение окружающий среды отходами факельного сжигания газа.

Наиболее близким по технологической сущности к предлагаемому является способ отвода сопутствующего горючего газа из нефтяной скважины, заключающийся в том, что в две подводящие трубы, снабженные электронагревателями, подают раздельно попутный нефтяной газ и хлор, их нагревают раздельно до t=300-400°C, нагретые газы подают в изолированную от внешней среды емкость, снабженную нагревателем, и смешивают, смесь турбулируют при помощи вращающихся турбулизаторов со спиралевидными лопастями, воспламеняют и сжигают при температуре выше 1430°С, образующийся HCl подают в воду, получают соляную кислоту, а сажу собирают [2].

Известный способ отвода и утилизации попутного нефтяного газа на нефтяных месторождениях, связанный с производством соляной кислоты 6% концентрации на базе химического взаимодействия нефтяного газа с хлором, переводит нефтедобычу в отрасль опасного химического производства, связанного с использованием хлора и производством соляной кислоты. При этом выход сажи доводится только до 80-90%, а эффективность утилизации попутного нефтяного газа не достигает 100%.

Технологический результат по способу отвода сопутствующего горючего газа из нефтяной скважины, включающему его сжигание, достигается тем, что при выходе из нефтяной скважины сопутствующий горючий газ насосом нагнетают в резервуарный сборник, из которого его отсасывают воздухозаборником и через фильтр подают в камеры сгорания двигателей внутреннего сгорания, а сжигают сопутствующий горючий газ в рабочем цикле этих двигателей с прокаливанием до t=2500°C и после выхода из камер направляют через выхлопные трубы в катализатор для очистки от вредных примесей и далее в камеру прокаливания при t 3000°C для устранения оставшихся вредных примесей, после чего очищенные летучие выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания через конденсатор-охладитель выбрасывают в атмосферу, при этом двигатели внутреннего сгорания снабжают генераторами электрического тока, а самими двигателями вырабатывают тепло для обогрева воды для производственных и хозяйственных нужд.

Предлагаемый способ обеспечивает 100% утилизацию попутного нефтяного газа без вредных выбросов в окружающую среду и без присутствия опасных химических реагентов. По предлагаемому способу получают 100% качественной сажи, тепло, электрический ток, горячую воду. Методом пиролиза ликвидируются все вредные побочные примеси в попутном нефтяном горючем газе и получают дополнительно жидкое топливо для предлагаемого производства, не требующего дополнительных энергозатрат.

Известно устройство для отвода и ликвидации горючего газа из нефтяной скважины на нефтепромыслах, состоящее из газоотвода с иглой нефтяной скважины и горящего на выходе из иглы факела сопутствующего газа [1].

Существенным недостатком известного устройства является неэкономичное сжигание сопутствующего горючего газа с засорением отходами сгорания окружающей атмосферы.

Наиболее близким по техническом сущности к предлагаемому является устройство для отвода и утилизации горючего газа из нефтяной скважины, включающее собственно нефтяную скважину с отводом упомянутого газа, газопроводы, трубопроводы и сборник для сопутствующего горючего газа, образующими производственную технологическую цепочку, обеспечивающую безвыбросное химическое взаимодействие горючего газа с хлором с получением соляной кислоты и 80-90% сажи [2].

Известное устройство отвода и утилизации попутного нефтяного газа на нефтяных месторождениях, использующее хлор и производящее соляную кислоту, переводит нефтедобычу в отрасль опасного химического производства Выход качественной сажи не составляет 100%, т.е. полностью не утилизируется.

Технический результат по устройству для отвода сопутствующего горючего газа из нефтяной скважины, включающему собственно нефтяную скважину с водом упомянутого газа, газопроводы, трубопроводы и сборник для сопутствующего горючего газа, достигается тем, что оно имеет насос, связанный с отводом сопутствующего горючего газа, двигатели внутреннего сгорания с генераторами электрического тока, с всасывающими коллекторами с фильтрами очистки воздуха и выхлопными коллекторами, связанными с катализатором выхлопных газов, камеру прокаливания, а отвод горючего газа имеет винтовую спираль, установленную и теплообменнике с холодной проточной водой, при этом отвод горючего газа сообщен с атмосферой.

Изобретения поясняются чертежом, где представлен общий вид устройства для отвода сопутствующего горючего газа на нефтепромыслах.

Устройство для отвода сопутствующего горючего газа на нефтепромыслах состоит из собственно нефтяной скважины 1 с отводом сопутствующего горючего газа 2, связанного через насос 3 с резервуарным сборником 4 сопутствующих горючих газов избыточного давления и далее через газопровод 5 - с фильтрами 6 очистки воздуха всасывающего коллектора 7 двигателей 8 внутреннего сгорания, а выхлопным коллектором 9 двигателей внутреннего сгорания связаны с катализатором 10 выхлопных газов и далее через трубопровод 11 с камерой 12 их прокаливания при температуре t 3000°C, отводной патрубок которой в виде винтовой спирали 13 установлен в теплообменнике 14 с холодной проточной водой 15 и на выходе выполнен в виде сообщающейся с атмосферой трубой 16. Двигатели 8 через муфты связаны с генераторами 17 электрического тока.

Катализатор 10 выхлопных газов [3] состоит из корпуса с носителем с развитой поверхностью, покрытой активным каталитическим слоем. Монолитные носители из термостойкой керамики имеют круглую форму и установлены между упругой набивкой из высоколегированной проволоки. Металлические носители в виде фольги из жаропрочной аустенитовой стали, легированной хромом, алюминием, цирконием и кальцием, припаяны к корпусу. Металлический и керамический носители имеют подслой из оксида алюминия.

Способ отвода сопутствующего горючего газа из нефтяной скважины реализуется следующим образом. Газоотвод нефтяной скважины 1 с сопутствующим горючим газом 2 (фиг.1) связывают через насос 3 с резервуарным сборником 4 сопутствующих газов, где горючие газы собирают под избыточным делением и подают через газопровод 5 в фильтры 6 для очистки и далее через всасывающие коллекторы 7 - в камеры сгорания двигателей внутреннего сгорания 8. После рабочего цикла сгоревшие газы по выхлопным коллекторам 9 поступают в катализатор 10 выхлопных газон и далее через трубопровод 11 - в камеру 12, где их прокаливают при температуре свыше 3000°С, после чего они поступают по отводному патрубку через винтовую спираль 13 в теплообменник 14 с холодной проточной водой 15 и далее через трубу 16 выносятся к атмосферу. Двигатель 8 внутреннего сгорания через муфты связывают с генераторами 17, вырабатывающими электрический ток.

Предлагаемые изобретения позволяют отводить и ликвидировать сопутствующие на нефтепромыслах горючие газы без вредных выбросов в атмосферу отходов горения с получением тепла, горячей воды и электрического тока для производственных и хозяйственных нужд, а также со 100% выходом качественной сажи.

Источники информации

1. Маршин-Никиш. Большая Советская Энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, т.17, 1974 г. - слово «нефть» (аналог).

2. Патент РФ № 2239644, С09С 1/50, С01В 1/00, Е21В 43/00 «Способ утилизации попутного нефтяного газа на нефтяных месторождениях», от 20.04.2004 (прототип).

3. Вахламов В.К., Шатров М.Г., Юрчевский А.А. Автомобили. Теория и конструкция автомобиля и двигателя. / Учебник под ред. д.т.н. А.А.Юрчевского. - М.: Academa, 2003. - Стр.229-233.