Автономное энергоснабжение нефтегазодобывающих предприятий

Автономное энергоснабжение нефтегазодобывающих предприятий

Турышева А. В.

Турышева Анна Вахтанговна / Turysheva Anna Vahtangovna - кандидат технических наук, ассистент, кафедра электротехники, электроэнергетики, электромеханики,

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург

Аннотация: в статье рассмотрена проблема энергоснабжения предприятий нефтегазовой отрасли, находящихся вдали от действующих инфраструктур. Определены возможные способы обеспечения электроэнергией нагрузок на месторождениях. Представлены требования к электростанциям собственных нужд.

Ключевые слова: электроснабжение, нефтегазовые предприятия, попутный нефтяной газ,

автономные источники.

Энергоснабжение нефтедобывающих предприятий Сибири и Дальнего Востока может осуществляться с использованием различных схемотехнических решений, основными из которых являются: электроснабжение потребителей от высоковольтных линий электропередач; от линии электропередач и генерирующего устройства, входящего в состав электростанции собственных нужд; от нескольких генерирующих агрегатов - локальной системы электропитания. Однако высокие затраты на строительство, подключение и эксплуатацию крупных систем централизованного энергоснабжения делают перспективным использование автономных систем генерирования электроэнергии.

При разработке локальной системы электроснабжения необходимо учитывать особенности нагрузок нефтегазового месторождения, поскольку 40 % приходится на потребителей механизированной добычи технологической жидкости; 35 % - на систему поддержания пластового давления; 25 % - на прочие нагрузки [1]. Следовательно, основными потребителями являются насосные агрегаты с приводом от погружных электродвигателей [2]. Особенностью эксплуатации таких установок является: значительные потери в стали, достигающие 30 %, при 10 % увеличении питающего напряжения; увеличение тока ротора на 20 % при 5% снижении напряжения и возможное отключение электропривода при 10 %. Следовательно, поддержание постоянного питающего напряжения у потребителя является важной задачей.

Электростанции собственных нужд должны соответствовать следующим требованиям: в состав объектов должны входить основные, дополнительные и резервные источники электроэнергии, а схема реализации электроснабжения обеспечивать требуемое качество электроэнергии, быть надежными, удобными, безопасными, при минимальных затратах на обслуживание [3].

В качестве электроприводов для основного и резервного источников на электростанциях собственных нужд используются газотурбинные при мощностях более 1500 -2500 и газопоршневые - до 1500 ^ 2500 кВт агрегаты. Однако поскольку в настоящее время важной технико -экономической задачей является утилизация попутного нефтяного газа, то перспективным является его использование в качестве топлива для работы генерирующих устройств.

В настоящее время компания ЗОА «Троицкнефть» осуществляет электроснабжение объектов нефтедобычи от автономной газогенераторной станции 0,4 кВ. Основными потребителями электроэнергии являются электронагреватели для обогрева емкостного оборудования, нефтепроводов, а также 15 нефтяных скважин.

Необходимо отметить, что в состав попутного нефтяного газа входят сероводород, водные включения, легкие углеводороды, твердые частицы, коррозионные составляющие, которые при взаимодействии друг с другом могут привести к снижению срока эксплуатации оборудования. Поскольку при применении сернистого газа в качестве топлива соединения серы вызывают коррозию на металлических поверхностях деталей установок.

Следовательно, для устойчивой работы системы необходимо использовать очищенный попутный нефтяной газ. Система очистки ПНГ для газопоршневых агрегатов является дорогостоящей и массивной, так как работа таких установок на сернистом газе способна вывести из строя агрегат.

В настоящее время широкое распространение получили микрогазотурбинные агрегаты, способные работать при содержании сероводорода до 7 %, что значительно упрощает систему очистки попутного нефтяного газа от сероводородной примеси.

Так, компания ОАО «Татнефть» очистку попутного газа для снижения величины сероводорода до значения, соответствующего требованиям технической документации работы энергоагрегатов, осуществляет следующим образом: энергосодержащее топливо поступает на газосеператор-ресивер, а затем, приходя через фильтры от крупнодисперсных и мелкодисперсных примесей, поступает в генераторные установки, где используется в качестве энергоносителя. Аварийный сброс излишков газа направляется на факел.

Тепло отработанных газов от газогенераторов используется для нагрева поступающей на объекты эмульсии для увеличения глубины сброса пластовой воды, обогрева помещений операторной и продукции скважин, с целью снижения вязкости продукции.

Электроэнергия от газогенераторов 0,4 кВ по кабельным линиям используется для электроснабжения потребителей, которыми являются: компрессорные установки; насосные агрегаты подпиточной воды; нагрузки освещения; насосные агрегаты дренажной емкости для сбора конденсата с электродвигателем; нагрузки КИП и А; задвижки литые клиновые электроприводные с электродвигателями; оборудование устья скважин.

Опыт применения автономного электроснабжения на базе микротурбин также имеется у ряда российских и зарубежных нефтяных компаний: «Сургутнефтегаз», BP, Chevron, Williams, Pan Canadian. Основными источниками электропитания потребителей на участках цепи являются энергоблоки установок различной номинальной мощности.

В результате анализа опыта электроснабжения объектов отдаленных районов с использованием автономных источников и существующих конструкций установок, способных работать в качестве основного источника генерирования электроэнергии, были сделаны следующие выводы: электроснабжение отдаленных районов нефтедобычи целесообразно осуществлять от автономных электростанций, расположенных в местах непосредственного энергопотребления; необходимым условием эффективного функционирования объектов нефтедобычи в районах с суровыми климатическими условиями является обеспечение бесперебойности электроснабжения; эффективность автономного энергоснабжения районов нефтедобычи может быть обеспечена при применении электрических машин и установок, использующих в качестве энергоносителя попутный нефтяной газ.

Литература

1. Бадрызлов Д. Системы автономного энергообеспечения нефтяных месторождений. / Нефтегазовая вертикаль. - 2006. - № 9-10. - C. 128-130.

2. Ведерников В. А. Оценка показателей работы куста скважин с УЭЦН. / В. А. Ведерников, Г. Я. Григорьев. // Нефть и газ. - 2003. - № 4. - С. 40-46.

3. Ермилов А. А. Электроснабжение промышленных предприятий. / 3 -е изд. - М.: Энергия, 1977. - Вып. 453. - 128 с.