Основное промышленное значение для хранения больших объемов газа имеют подземные хранилища, способные вмещать сотни миллионов кубических метров (иногда миллиардов кубических метров ) газа. Подземное хранение газа — технологический процесс закачки, отбора и хранения газа в пластах- коллекторах и выработках-емкостях, созданных в каменной соли и в других горных породах.
Подземные газовые хранилища обеспечивают сглаживание сезонной неравномерности потребления газа. Летом, когда резко уменьшаются расходы газа, особенно за счет отопления, его накапливают в газовых хранилищах, а зимой, когда потребность в газе резко возрастает, газ из хранилищ отбирают. Кроме того, подземные газовые хранилища служат аварийным резервом топлива и химического сырья.
Подземные газовые хранилища бывают двух типов: в пористых породах и в полостях горных пород.
К первому типу относятся хранилища в истощенных нефтяных и газовых месторождениях, а также в водоносных пластах. В них природный газ обычно хранится в газообразном состоянии.
Подземные хранилища газа | Underground gas storage (ENG SUB)
Ко второму типу относятся хранилища, созданные в заброшенных шахтах, старых туннелях, в пещерах, а также в специальных горных выработках, которые сооружаются в плотных горных породах (известняках, гранитах, глинах, каменной соли и др.). В полостях горных пород газы хранятся преимущественно в сжиженном состоянии при температуре окружающей среды и при давлении порядка 0,8— 1 МПа (8—10 кгс/см 2 ) и более. Обычно это пропан, бутан и их смеси. С начала 1960-х гг. в промышленных масштабах применяется подземное и наземное хранение природного газа в жидком состоянии при атмосферном давлении и низкой температуре (так называемые изотермические хранилища).
Всего в мире действует более 600 подземных хранилищ газа общей активной емкостью порядка 340 млрд м.
Источник: studref.com
Технологическая схема подземного газохранилища в водоносных пластах
Технологическая схема ПХГ в водоносном пласте показана на рис. 5.1.
Рис. 5.1. Технологическая схема закачки и отбора газа из подземного хранилища в водоносном пласте:
1- пылеуловитель; 2 — гаэомотокомпрессор; 3 — холодильник; 4 — сепаратор; 5- угольный адсорбент; б — керамический фильтр; 7 — газораспределительный пункт; 8 — газосепаратор; 9 — редуцирующий штуцер; 10 — эксплуатационные скважины; 11- разгрузочные скважины; 12 — контактор; 13 — трап высокого давления; 14 — трап низкого давления; 15 -бассейн; 16 — насос
Процесс закачки производится следующим образом. К подземному хранилищу газ подается по отводу от магистрального газопровода под достаточно высоким давлением (около 2-2,5 МПа). Газ поступает в пылеуловитель 1, затем направляется на прием газомотокомпрессоров 2 типа 10 ГК, где он компримируется в несколько ступеней до давления 11-12,5МПа.
Как хранят газ под землей?
После охлаждения в холодильниках 3 или в градирне газ очищают от компрессорного масла, так как при попадании масла в поры пласта ухудшается проницаемость призабойной зоны и уменьшается продуктивность скважины. Установка по очистке от масла состоит из циклонных сепараторов 4 (обычно две ступени), угольных адсорбентов 5 и керамических фильтров 6.
В первой ступени циклонных сепараторов улавливаются частицы сконденсированных тяжелых углеводородов и масла. Во второй ступени, куда газ поступает после охлаждения до температуры 320-325 К, улавливаются сконденсированные легкие углеводороды и скоагулированные частицы масла. Более легкие частицы масла (диаметром 20-30 мкм) поглощаются в вертикальных угольных адсорберах.
Сорбентом является активированный уголь в виде цилиндриков диаметром 3-4 мм и длиной 8 мм. Сорбент регенерируют паром. Самая тонкая очистка от масляной пыли осуществляется в керамических фильтрах, состоящих из трубок, изготовленных из фильтрующего материала, один конец которых закрыт. Показателем загрязненности фильтра является повышение перепада давления до 2000 Па. Регенерация трубок фильтра осуществляется обратной продувкой и промывкой.
Пройдя все эти аппараты, охлажденный и очищенный газ поступает на газораспределительный пункт (ГРП) 7 для распределения газового потока по скважинам и замера количества газа, закачиваемого в каждую скважину.
Отбор газа из хранилища проводят следующим образом. Газ из эксплуатационных скважин поступает на газораспределительный пункт по индивидуальным шлейфам. Для предотвращения гидратообразования в скважину и шлейфы подают метиловый спирт.
На ГРП проводят двухступенчатую сепарацию газа от капельной влаги в циклонных сепараторах (первая ступень до штуцера по ходу движения газа, вторая — после штуцера). Редуцируют давление газа с помощью индивидуальных штуцеров (давление понижают до значения, необходимого потребителям газа). Далее газ направляется на диэтиленгликолевую установку осушки, пройдя через пылеуловитель, а оттуда с-точкой росы около 270 К поступает в магистральный газопровод и идет к потребителю.
При эксплуатации хранилища газа в водоносном пласте вытесняемая вода при закачке газа попадает в трапы высокого 13 и низкого 14 давления, оттуда в бассейн 15 и далее насосом 16 закачивается через поглотительные скважины в более удаленные пласты.
Возможны два способа отбора газа из хранилищ в соляных куполах: вытеснение газа рассолом и сухой способ отбора газа. При эксплуатации хранилища с использованием рассола возможна подача потребителю газа с постоянным давлением. Другим преимуществом этого способа является возможность создания камер выщелачивания больших объемов.
Основная литература: 1 осн. [173-182], 2 осн. [171-187].
- Основные типы подземных хранилищ.
- Чем характеризуется экономическая эффективность ПХГ?
- Технологическая схема ПХГ.
- Технологическая схема закачки и отбора газа из подземного хранилища в водоносном пласте.
- Способы создания подземного хранилища в водоносном пласте
Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 913 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник: studopedia.net
комбинированный способ эксплуатации подземных хранилищ газа
Изобретение относится к области эксплуатации подземных хранилищ природного и других газов. Способ эксплуатации подземных хранилищ газа включает периодическую закачку компрессорами поступающего из магистрального газопровода газа через эксплуатационно-нагнетательные скважины подземного хранилища газа в пласт-коллектор под давлением, превышающим пластовое давление, последующий отбор газа из подземного хранилища для дальнейшей подачи газа в магистральный газопровод.
Указанный отбор из подземного хранилища и подача его в магистральный газопровод осуществляется в компрессорном режиме, который осуществляют до достижения давлением в пласте-коллекторе величины, исключающей допустимое обводнение скважин. При этом всасывающий газопровод компрессоров соединяют с трубопроводом отбора газа из подземного хранилища газа, а нагнетательный газопровод компрессоров — с магистральным газопроводом. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы подземного хранилища газа. 1 ил.
Формула изобретения
Способ эксплуатации подземных хранилищ газа, включающий периодическую закачку компрессорами поступающего из магистрального газопровода газа через эксплуатационно-нагнетательные скважины подземного хранилища газа в пласт-коллектор под давлением, превышающим пластовое давление, последующий отбор газа из подземного хранилища для дальнейшей подачи газа в магистральный газопровод, отличающийся тем, что указанный отбор из подземного хранилища и подача его в магистральный газопровод осуществляются в компрессорном режиме, который осуществляют до достижения давлением в пласте-коллекторе величины, исключающей допустимое обводнение скважин, при этом всасывающий газопровод компрессоров соединяют с трубопроводом отбора газа из подземного хранилища газа, а нагнетательный газопровод компрессоров — с магистральным газопроводом.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области эксплуатации подземных хранилищ природного и других газов.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу эксплуатации подземного хранилища природного газа (ПХГ) является широко применяемый на практике способ, включающий периодическую подачу газа из магистрального газопровода по газопроводу-отводу в блок пылеулавливателей, очистку газа от пыли и мелких твердых частиц, подачу газа после его очистки на прием компрессоров, компримирование газа с помощью компрессоров и закачку его через газораспределительный пункт (ГРП) по трубопроводам и скважинам в пласт-коллектор ПХГ под давлением, превышающим пластовое давление, последующий после окончания закачки отбор газа из пласта-коллектора, очистку и осушку отобранного газа и дальнейшую подачу его по скважинам и трубопроводам через ГРП непосредственно в магистральный газопровод (Е.В.Левыкин «Технологическое проектирование хранения газа в водоносных пластах», М.: Недра, 1973 г., с.14-17).
Известный способ имеет ряд недостатков, таких как недостаточно используемая потенциальная мощность ПХГ и невозможность оперативной подачи необходимого количества газа потребителям в условиях возникающего и резко возрастающего спроса на газ в краткосрочные периоды, например, при таких нештатных ситуациях, как участившиеся аварии на газопроводах в связи с их «естественным старением», аномально холодные зимние периоды, опережающий ввод в эксплуатацию крупных газопотребляющих энергетических и промышленных объектов.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является создание способа эксплуатации ПХГ, позволяющего повысить мощность, а соответственно эффективность работы ПХГ, а также оперативно удовлетворять возникающий повышенный спрос на газ, в первую очередь при возникновении экстремальных и нештатных ситуаций.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в способе эксплуатации хранилищ газа, включающем периодическую закачку компрессорами поступающего из магистрального газопровода газа через эксплуатационно-нагнетательные скважины подземного хранилища газа в пласт-коллектор под давлением, превышающим пластовое давление, последующий отбор газа из подземного хранилища для дальнейшей подачи газа в магистральный газопровод, согласно изобретению указанный отбор из подземного хранилища и подача его в магистральный газопровод осуществляется в компрессорном режиме, который осуществляют до достижения давлением в пласте-коллекторе величины, исключающей допустимое обводнение скважин, при этом всасывающий газопровод компрессоров соединяют с трубопроводом отбора газа из подземного хранилища газа, а нагнетательный газопровод компрессоров — с магистральным газопроводом.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежом, на котором в качестве примера показана принципиальная схема осуществления способа, включающая магистральный газопровод 1, газоперекачивающие агрегаты (ГПА) 2, в качестве которых могут использоваться, например, компрессоры поршневого типа, газораспределительный пункт (ГРП) 3, подземное хранилище газа (ПХГ) 4 и выполненные в нем эксплуатационно-нагнетательные скважины 5. Указанные выше ГПА 2 оснащены всасывающим 6 и нагнетательным 7 газопроводами. ГПА 2 соединен с магистральным газопроводом 1 напрямую через всасывающий газопровод 6, а также через нагнетательный газопровод 7, соединенный с подключенным напрямую к магистральному газопроводу 1 подающим газопроводом 8. ГПА 2 соединен с ПХГ 4 посредством всасывающего газопровода 6, соединенного посредством газопровода 9 с газопроводом 10 отбора газа из ПХГ 4, а также посредством нагнетательного газопровода 7, соединенного через газопровод 11 подачи газа в ПХГ 4 с упомянутым газопроводом 10. Газопровод 10 в свою очередь соединен с ПХГ 4 через трубопроводы 12, которые соединены с эксплуатационно-нагнетательными скважинами 5 ПХГ 4. Через трубопроводы 12 осуществляется как закачка, так и откачка газа из ПХГ 4. Все газопроводы 6-11 оснащены запорными кранами 13-18 на необходимые давление и расход газа.
Традиционно в летний период осуществляют закачку газа в ПХГ, а в зимний — его отбор из ПХГ. В практике эксплуатации ПХГ в основном применяют компрессорный способ закачки газа и бескомпрессорный его отбор из ПХГ. Предлагаемая схема позволяет реализовывать эти режимы (компрессорный и бескомпрессорный) как при закачке, так и при отборе газа, причем в любом сочетании использования упомянутых режимов.
Реализация заявленного способа осуществляется следующим образом.
При компрессорной закачке газа в ПХГ 4 газ подают из магистрального газопровода 1 по газопроводу 6 через открытый кран 13 на прием компрессоров 2 поршневого типа, с помощью которых газ через открытый кран 14 закачивают в нагнетательный газопровод 7 и далее через открытый кран 18 — в газопровод 11 подачи газа в ПХГ 4, откуда газ через трубопроводы 12 направляется в эксплуатационно-нагнетательные скважины 5 ПХГ 4. Компрессорную закачку газа в ПХГ 4 начинают, как правило, в том случае, когда давление в пласте-коллекторе ПХГ 4 ниже давления в магистральном газопроводе 1.
Бескомпрессорный отбор газа из ПХГ 4 начинается при давлении в пласте-коллекторе, превышающем давление в магистральном газопроводе 1. Газ из ПХГ 4 через эксплуатационно-нагнетательные скважины 5 по трубопроводам 12 поступает в газопровод 10 отбора газа при открытом кране 17 непосредственно в магистральный газопровод 1, при этом запорный кран 16 закрыт. Бескомпрессорный отбор газа из ПХГ 4 осуществляют до тех пор, пока давление в пласте-коллекторе не снизится до величины, близкой или равной максимальному давлению в магистральном газопроводе 1.
Компрессорный отбор газа из ПХГ 4 осуществляют до достижения давлением в пласте-коллекторе величины, исключающей допустимое обводнение скважин 5. При компрессорном отборе газа запорные краны 13, 17 и 18 закрывают, а запорные краны 14, 15 и 16 открывают, при этом низконапорный газ из ПХГ 4 по газопроводам 10, 9 и далее по всасывающему газопроводу 6 подают на прием компрессоров 2, посредством которых далее нагнетают газ через газопроводы 7 и 8 в магистральный газопровод 1. К такому же приему прибегают и во внештатных ситуациях в течение краткосрочного периода (до одного месяца), независимо от давления газа в пласте-коллекторе при возникновении необходимости увеличения поставок газа потребителю, что является невозможным при использовании одного лишь бескомпрессорного режима отбора газа из ПХГ 4.
Реализация предлагаемого способа позволяет:
— значительно увеличить мощность ПХГ, а соответственно повысить эффективность его работы;
— уменьшить объем буферного газа в ПХГ;
— реализовать оперативную подачу необходимого количества газа из ПХГ потребителям при возникновении экстремальных и нештатных ситуаций (аномально холодные периоды зимы, аварии газотранспортной системы и др.).
Источник: www.freepatent.ru