Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

Газовые двигатели ARROW и двухтопливная система «Альтроник»

Промысловая подготовка попутного нефтяного газа (ПНГ) для использования в качестве топлива для автономной генерации электроэнергии на месторождениях или для двигателей нефтепромыслового оборудования представляет во многих случаях существенную проблему.

Специалисты ООО «СДТР Инжиниринг» разработали ряд технических решений, позволяющих использовать ПНГ в качестве промыслового топлива фактически без подготовки. В предлагаемой Вашему вниманию статье рассмотрены низкооборотные газопоршневые двигатели ARROW и система для перевода дизельных двигателей на двухтопливный режим. Двухтопливная система обеспечивает экономию дизтоплива и утилизацию ПНГ без внесения изменений в конструкцию и систему управления стандартных дизельных двигателей, используемых в качестве привода добычного и бурового оборудования.

21.03.2017 Инженерная практика №12/2016
Лебедев Игорь Анатольевич Генеральный директор ООО «СДТР Инжиниринг»

ГАЗОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ARROW

Газопоршневые низкооборотные двигатели ARROW могут быть использованы в качестве прямого привода штанговых насосов или в качестве привода генераторной установки. Топливом для двигателей служит ПНГ, поступающий из затрубного пространства, при этом какая-либо специальная подготовка газа не требуется, то есть отсутствует необходимость в низкотемпературной осушке или адсорбционной очистке ПНГ от сероводорода (рис. 1).

Рис. 1. Основные модели газовых двигателей
Рис. 1. Основные модели газовых двигателей
Таблица 1. Требования к газу
Таблица 1. Требования к газу

Общие требования к топливному газу представлены в табл. 1. Особое внимание следует обратить на минимальный порог суммарной объемной концентрации трех фракций: метана, этана и пропана – 55%. Рекомендованное содержание сероводорода – не более 0,1%: теоретически допускается объемное содержание до 1%, но с повышением концентрации H2S ресурс двигателя, естественно, будет снижаться, и необходимо контролировать состав масла на предмет окисления.

Система рассчитана в первую очередь на скважины с невысоким дебитом жидкости (до нескольких десятков кубометров в сутки).

ДВУХТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА

Двухтопливная система «Альтроник» для дизельного двигателя представляет собой комплект навесного оборудования, которое позволяет перевести двигатель в режим селективного потребления дизельного топлива и газа. Установка системы не требует никаких изменений ни в конструкции двигателя, ни в системе управления.

Упрощенно говоря, система состоит из газовой линии, фильтра, регулятора давления и подающего отсечного клапана (рис. 2). Смеситель устанавливается между воздушным фильтром двигателя и турбиной на место стандартных проставок. Также устанавливаются датчики вибрации, температуры и давления газа в нагнетающих коллекторах и рабочего давления газа – на входе. По умолчанию датчики ставятся на двигатели мощностью не менее 150 кВт, потому что на двигателях меньшей мощности датчики просто негде ставить, так как нет подходящих штатных отверстий.

Рис. 2. Двухтопливная система Альтроник
Рис. 2. Двухтопливная система «Альтроник»

Датчики передают данные в систему управления двигателем, и если все показатели ПНГ находятся в пределах нормы, двигатель работает на газе. Как только какой-либо показатель ПНГ выходит из нормы, подача газа приостанавливается и двигатель переводится на (резервное) дизельное топливо.

Рис. 3. Схема сбора и подготовки продукции скважин
Рис. 3. Схема сбора и подготовки продукции скважин

Двухтопливные системы могут применяться как при добыче нефти, так и при бурении. Причем в процессе бурения скважин часто возникает ситуация, когда нагрузка на двигатель непредсказуемо «скачет» в диапазоне практически от 0 до 100% в зависимости от того, какой пласт бурится и, соответственно, от режима бурения. И именно дизельные двигатели позволяют эту нагрузку воспринимать, в том числе и в газово-дизельном режиме. Иными словами, основным видом топлива остается дизельное, а газ играет вспомогательную роль. Хотя в замещении доля газа при хорошем содержании метана (70-80%) может достигать 7080% (рис. 3).

Преимущество двухтопливных систем состоит в том, что они могут использоваться на удаленных месторождениях, электрификация которых прокладкой ЛЭП слишком дорога. В этом случае можно использовать надежные дизельные двигатели, тогда как двухтопливная система обеспечит как экономию дизтоплива, так и утилизацию ПНГ из затрубного пространства (рис. 4).

Рис. 4. Использование газа из затрубного пространства
Рис. 4. Использование газа из затрубного пространства
Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Игорь Анатольевич, скажите, пожалуйста, двухтопливная система на нефти работать может?
Игорь Лебедев: Нет, на нефти она работать не может. Дизельный двигатель в двухтопливном режиме в качестве топлива использует даже не чистое дизельное топливо, а смесь с некоторым содержанием газа.
Вопрос: Получается, постоянно требуется смесь дизтоплива и газа?
И.Л.: Нет, если газа нет, то двигатель автоматически переходит в дизельный режим.
Вопрос: Какое оборудование необходимо установить для подготовки газа к использованию в двухтопливной системе?
И.Л.: Требования к газу достаточно простые. Точка росы по углеводородам и воде должна быть на 12°C ниже рабочей температуры, чего можно достичь, например, осушкой – ставится скруббер, осушитель, коалесцирующий фильтр. Либо другое решение – подогрев трубопровода для повышения температуры газа. Кому как удобней. Но второе решение подразумевает дополнительное потребление энергии, что для маленьких месторождений с небольшими мощностями может оказаться критичным.
Вопрос: А объем потребления газа какой?
И.Л.: Например, для 150-кВт двигателя использование газа будет порядка 28-30 м3/ч, для мегаваттного двигателя – порядка 150 м3/ч.
Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Результаты ОПР по подготовке сточных вод до соответствия требованиям СТП в ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ»
Направления использования попутного нефтяного газа при обустройстве нефтяных месторождений в АО «Гипровостокнефть»
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №09/2017

Инженерная практика

Выпуск №09/2017

Механизированная добыча. Трубопроводный транспорт
Эксплуатация осложненного фонда скважин: оборудование, реагенты, методики, ОПИМониторинг работы механизированного фонда скважин, одновременно-раздельная эксплуатацияОборудование и технологии для эксплуатации малодебитных скважин и скважин малого диаметраИспытания высокотемпературных систем погружной телеметрииПроизводство погружных вентильных двигателейДиагностика трубопроводов установками на основе ультразвуковых датчиков
Ближайшее совещание
Механизированная добыча
Осложненный фонд — 2017
Производственно-техническая конференция

Эксплуатация осложненного фонда скважин ‘2017

14-16 ноября 2017 г., г. Тюмень
Анализ опыта и определение наиболее экономически и технологически эффективных решений в области работы с фондом скважин, эксплуатация которых осложнена различными факторами (коррозия, солеотложения, мехпримеси, АСПО и гидраты, высокая вязкость продукции, высокий газовый фактор, технические ограничения и др.), работа с часто ремонтируемым фондом скважин, организационные решения.
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис — ноябрь 2017
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

20-24 ноября 2017 г., г. Пермь
ООО «Инженерная практика» проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе «Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах». Пятидневный тренинг - курс будет проводиться в г. Перми («АМАКС Премьер-отель») в рамках авторского курса С. Балянова.