СИСТЕМА УТИЛИЗАЦИИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использована при разработке и эксплуатации нефтяных месторождений, на которых относительно небольшой объем получаемого попутного газа делает экономически неэффективным организацию его переработки на месте.
Известна система для утилизации попутного нефтяного газа и пластовой воды, содержащая, по меньшей мере, одну добывающую скважину, соединенную с сепаратором, выход сепаратора по нефти с остаточными водой и газом соединен с первым насосом-компрессором, выход или выходы сепаратора по воде и газу соединены со вторым насосом-компрессором, выход которого соединен с диспергатором, соединенным с нагнетательной скважиной или с водораспределительной гребенкой нагнетательных скважин (RU 2006108582 [1]). Недостатком известной системы является то, что она содержит только стационарные узлы, размещаемые в окрестности добывающей скважины и не предусматривает транспортировку газа к потребителю.
Известна система, предусматривающая доставку добываемого газа к потребителю без использования трубопроводов, в состав которой входит устройство для транспортировки поликомпонентного природного газа, выполненное в виде разделенной на отсеки перегородками оболочки дирижабля полужесткой конструкции, имеющей нагнетательные и выпускные штуцеры. В оболочке образованы верхние и нижние отсеки, разделенные мембранными перегородками с различной газопроницаемостью, предназначенными для селективного разделения природного газа на компоненты в соответствии с размерами молекул соответствующего газа, причем на нижнем отсеке установлены нагнетательные и выпускные штуцера, а на верхних отсеках установлены выпускные штуцера (RU 2182875 [2]). Недостатком известного устройства является ограниченность сферы применения. Во-первых, как следует из описания, предлагаемые в нем устройства могут найти применение при подготовке к транспорту и транспортировке поликомпонентного горючего природного газа, состоящего из углеводородов метанового ряда, обогащенного легкими неуглеводородными
компонентами, преимущественно гелием. Однако, не все месторождения содержат газ, в состав которого входит гелий. Во-вторых, использование дирижаблей в регионах с неустойчивой погодой и сильными ветрами повышает риск их повреждения и утраты транспортируемой продукции.
Наиболее близкой к заявляемой системе транспортировки попутного нефтяного газа по совокупности существенных признаков можно считать систему, известную из описания к RU 2128803 [3]. Транспортное средство для транспортировки газа к потребителю содержит платформу с емкостями для газа высокого давления, заправочный коллектор, соединенный с блоками приема и раздачи газа и с каждой из емкостей для газа, компрессор, включающий гидронасос, и, по меньшей мере, одну из емкостей высокого давления.
Недостатком известной системы транспортировки является ее невысокая полезная нагрузка, обусловленная тем, что каждое транспортное средство необходимо снабжать комплектом оборудования, которое помимо емкостей для газа должно содержать блок приема газа, блок раздачи, включающий редуктор и контрольно-измерительную аппаратуру, узлы подсоединения к источнику газа и потребителю, заправочный коллектор, соединенный с блоками приема и раздачи газа. Кроме того, в таких транспортных системах в качестве емкостей для газа используются стальные цистерны или баллоны, что также снижает полезную нагрузку.
Заявляемая в качестве полезной модели система транспортировки попутного нефтяного газа направлена на увеличение полезной нагрузки транспортных средств, используемых для доставки попутного газа от относительно небольших месторождений к потребителю без использования трубопроводного транспорта.
Указанный результат достигается тем, что система транспортировки попутного нефтяного газа включает средство его компримирования до высоких давлений, размещаемое вблизи добывающих скважин или кустов скважин, транспортные средства, снабженные съемными емкостями для компримированного газа, при этом съемные емкости выполнены в виде снабженных запорно-регулирующей арматурой баллонов, содержащих полиэтиленовую герметизирующую оболочку, на которую намотано стекловолокно или базальтовое волокно, пропитанное органическим связующим.
Размещение средства компримирования газа до высоких давлений, вблизи добывающих скважин или кустов скважин, позволяет существенно повысить полезную нагрузку на транспортные средства, поскольку в этом случае нет необходимости снабжать оборудованием такого рода каждое транспортное средство. Отсутствие такого оборудования на транспортных средствах позволяет увеличить полезную нагрузку на них в виде транспортируемого газа.
Выполнение емкостей для компримированного газа съемными позволяет использовать для транспортировки газа любое из известных транспортных средств (автомобильный, водный и т.д.).
Наиболее целесообразно выполнять используемые для транспортировки съемные емкости в виде снабженных запорно-регулирующей арматурой баллонов, содержащих полиэтиленовую герметизирующую оболочку, на которую намотано стекловолокно или базальтовое волокно, пропитанное органическим связующим. В этом случае предлагаемые емкости обладают достаточно высокими прочностными характеристиками, позволяющими выдерживать высокое внутреннее давление, и хорошим соотношением «транспортируемый газ/тара», а это означает существенное повышение полезной нагрузки на транспортное средство. Действительно, как показывают расчеты, если выполнять съемные емкости из стали, то соотношение «транспортируемый газ/тара» ухудшается, как минимум, вдвое.
Сущность заявляемой системы транспортировки попутного нефтяного газа поясняется примером реализации и чертежом, на котором представлена общая принципиальная схема системы транспортировки попутного нефтяного газа.
Система транспортировки попутного нефтяного газа содержит средство 1 компримирования газа до высоких давлений, размещаемое вблизи добывающих скважин. В качестве такого средства может быть использовано любое из числа известных, например компрессоры различных типов и марок. Транспортные средства 2, входящие в предлагаемую систему, также могут быть выбраны из числа известных. Это могут быть средства наземного, водного или воздушного транспорта, снабженные соответствующими средствами для размещения и/или крепления съемных емкостей 3 (баллонов). В предлагаемую систему может быть включена установка 4 для переработки газа в товарный газ и жидкие продукты.
Съемные емкости 3 для предлагаемой системы транспортировки попутного нефтяного газа изготавливаются следующим образом. Сначала осуществляют раздувку ПЕТ-преформ и изготовление лейнера, который служит герметизирующей оболочкой сосуда, по широко используемой в настоящее время технологии для изготовления ПЕТ-бутылок. На изготовленный лейнер наносится специальное покрытие и осуществляется намотка волокна, входящего в состав композитной оболочки. Для того, чтобы исключить деформацию лейнера в процессе намотки на него базальтового волокна или стекловолокна, входящего в состав композитной оболочки, в него подается избыточное давление воздуха. После намотки волокна наносится эпоксидное связующее. В процессе формования изготавливаемый баллон снабжается необходимой запорной арматурой в виде заправочного вентиля.
В качестве установки 4 для переработки газа в товарный газ и жидкие продукты могут использоваться установки, состоящие из блока низкотемпературной сепарации (НТС), блока стабилизации и фракционирования, а также блока хранения и системы налива жидких продуктов. Технологическая схема блока НТС может быть выполнена в одном из 4-х вариантов: на основе дроссельного клапана, на основе турбодетандера, на основе холодильника и на основе сверхзвукового сепаратора. Также может быть использована комбинация таких схем. В число элементов оборудования блоков НТС всех типов входят теплообменники и газожидкостные сепараторы. Блок стабилизации и фракционирования состоит из колон стабилизации и фракционирования, снабженных нагревательным и теплообменным оборудованием.
Система функционирует следующим образом. Из поступающей из скважин нефтегазовой смеси в результате ее сепарации газ отделяется от жидкой фазы (воды, нефти) и механических включений и подается на средство 1 для его компримирования. К средству 1 поочередно подключаются съемные емкости или их блоки 3, которые после их заполнения газом размещаются на транспортных средствах 2. Например, в качестве такого транспортного средства могут использоваться седельные тягачи, снабженные полуприцепами рамной или каркасной конструкции, на которые можно устанавливать съемные емкости относительно большого объема (несколько кубометров) в горизонтальном или вертикальном положении, число которых будет зависеть от размера съемных емкостей. При этом можно организовать процесс доставки таким образом, что один тягач может обслуживать несколько полуприцепов. Например, пока
съемными емкостями, заполненными газом по мере их наполнения, загружается оставленный на месторождении полуприцеп, уже загруженный может перемещаться к установке 4 для переработки газа в товарный газ и жидкие продукты.
Функционирование системы может быть организовано и другим образом. Емкости или их блоки 3 стационарно монтируются на полуприцепах и снабжаются трубопроводной обвязкой и запорно-регулирующей арматурой. Эти полуприцепы поочередно подключаются к средству 1 для заполнения газом.
Емкости и их блоки могут размещаться также на соответствующих водных транспортных средствах и транспортироваться водным путем.
После завершения транспортировки газ из емкостей и их блоков поступает на установку 4 для переработки газа в товарный газ и жидкие продукты. Т.к. газ перевозится в емкостях с высоким давлением, то для его переработки используется, как правило, одна из технологических схем, связанная с дросселированием (уменьшением давления). В результате дросселирования температура газа падает и в нем образуется жидкая фаза. Получившаяся газожидкостная смесь разделяется в низкотемпературных сепараторах на товарный газ и нестабильную жидкость с растворенным в ней газе. Товарный газ поступает в газопровод, а нестабильная жидкость поступает в блок стабилизации и фракционирования, где из нее получают товарные жидкие продукты. Например, пропан-бутан технический и конденсат стабильный. С помощью системы налива жидкие продукты разливаются в специальные емкости для доставки потребителям.