Двухконтурная турбохолодильная установка Советский патент 1980 года по МПК F25B11/00 

1

Изобретение относится к газовой промыилленности, в частности к установкам для промысловой низкотемпературной обработки природного газа, и может быть использовано на всех газоконденсатных месторождениях при наличии разности давлений потоков газа из скважины или из сборных пунктов.

Известна двухконтурная турбохолодильная установка для низкотемпературной обработки природпого газа, содержащая высоко- и низкотемпературный контуры, каждый из которых включает компрессор, турбодетандер, теплообменник и сепараторы

1.

Недостатком такой установки является

то, что энергетическая эффективность использования турбодетандерных агрегатов в условиях постоянно имеющихся в процессе эксплуатации соотнощений давлений и расходов газа и BbicoKO- и низконапорпых контурах при неизменном составе оборудования резко колеблется и может изменяться на 30-50% при требуемой по ГОСТ неиз-. менной температуре сепарации.

Цель изобретения - повыщение эффективности охлаждения газа в широком диапазоне изменения его расхода в обоих контурах.

Поставленная цель достигается тем, что

контуры соединены между собой посредством двух перепускных трубопроводов, первый из которых подключен к низконапорному контуру на входе в компрессор, а к

5 высоконапорному - на входе в теплообменник, и снабжен эжектором, активное сопло которого подсоединено к высоконапорному контуру, второй перепускной трубопровод имеет две параллельные ветви,

10 подключенные к низконапорному контуру до и после компрессора и к первому перепускному трубопроводу после эжектора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена двухконтурная турбо15 холодильная установка.

Установка состоит из высоконапорного I, низконапорного II контуров и перепускных трубопроводов П1 с эжектором.

Высоконапорный контур I содержит подключенный к скважинам высокого дав.дс ния автономный коллектор 1, сепараторы 2 первой ступени, блоки 3 осущки, задвижку 4, теплообменник 5, сепаратор 6 второй ступени, турбодетандер 7, сепаратор 8 третьей

25 ступени.

Низкотемпературный контур II подключен к скважинам низкого давления, содержит автономный коллектор 9, сепараторы 10 первой ступени, блоки 11 осущки, турбоде30 тандер 12, соединенный с компрессором 13,

компрессор 14, посаженный на вал турбодетандера 7 высоконапорного контура, холодильник 15, теплообменник 16, сепаратор 17 и 18 второй и третьей ступеней соответственно.

Промысловый коллектор 19 объединяет газ на выходе из контуров,

В перепускных трубопроводах III установлены задвижкн 20-23 и эжектор 24.

В зависимости от рабочего положения задвижек 4 и 20-23 возможны трн режима работы установки.

Первый режим работы установки - нормальный. При открытой задвижке 4 и закрытых задвижках 20-23 газ из высоконапорных скважин проходит сепараторы 2 первой ступени, блоки 3 осушки, объединяясь в автономном коллекторе 1, направляется в теплообменник 5, а затем, пройдя сепаратор 6 второй ступени, газ подается в турбодетандер 7, где охлаждается.

Выделившаяся при этом жидкость собирается в сепараторе 8, а холодный очищенный газ поступает в теплообменник 5, из которого нанравляется в промысловый коллектор 19.

Газ низконанорных скважин, пройдя сепараторы 10, блоки 11 осушки, объединяется автономным коллектором 9 и поступает в компрессор 13.

Предварительно сжатый газ подается в компрессор 14, который приводится в действие турбодетандером 7 высоконапорного контура.

Сжатый в компрессоре 14 газ отдает тепло промежуточному хладагенту (воздух, вода) в холодильнике 15.

Далее газ подается в теплообменник 16 и затем последовательно проходит сепаратор 17, турбодетандер 12, сепаратор 18, теплообменник 16, замыкаясь на промысловый коллектор 19.

При нормальном режиме работы установки между контурами сушествует только механическая связь, т. е. энергия расширившегося в турбодетандере 7 газа высоконапорного контура по валу передается в комнрессор 14 через низкотемпературный контур.

Второй режим работы установки. Производится отбор газа из низко- в высоконанорный контур нри закрытых задвижках 4, 22, 23 и открытых 20, 21.

При этом газ высоконапорного контура на выходе из коллектора 1 направляется в эжектор 24, создает в приемной камере эжектора 24 разряжение, подсасывая тем самым газ из низконапорного контура по перепускному трубопроводу с задвижкой 20.

Из эжектора 24 газ попадает в теплообменннк 5.

Далее газ следует через элементы высоконапорного контура в промысловый коллектор 19.

Часть газа низкотемпературного контура после коллектора 9 по перепускному трубопроводу через эжектор 24 попадает на вход теплообменника 5 высоконапорного контура.

Основная часть газа низконапорного контура после коллектора 19 поступает в компрессор 13 и далее через элементы установки в промысловый коллектор 19.

Третий режим работы. При закрытых задвижках 20, 21 и открытых 4, 22, 23 часть газа высоконапорного контура после выхода из коллектора 1 по дополнительному

перепускному трубопроводу с задвижками

22, 23 поступает в низконапорный контур

на вход и выход компрессора 13.

Основная часть газа высоконапорного

контура проходит теплообменник 5, остальные элементы и попадает в промысловый коллектор.

Газ низконапорного контура перед компрессором 13 смешивается с частью газа

высоконапорного контура, поступаюш его по перепускному трубопроводу со входа теплообменника 5, сжимается компрессором 13 и опять принимает часть газа высоконапорного контура.

Двухконтурная турбохолодильная установка позволяет продлить срок бескомпрессорной эксплуатации месторождений, т. е. уменьшить энергозатраты на дожатие газа из низконапорных скважин, а также дает

возможность осугцествлять необходимое дожатие до давления в магистрали меньшим количеством дожимных агрегатов.

Формула изобретения

Двухконтурная турбохолодильная установка для низкотемпературной обработки природного газа, содержаш;ая высоко- и низконапорный контуры, каждый из которых включает компрессор, турбодетандер,

теплообменник и сенараторы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения газа в широком диапазоне изменения его расхода в обоих контурах, последние соединены между собой посредством двух перепускных трубопроводов, первый из которых подключен к низконапорному контуру на входе в компрессор, а к высоконанорному - на входе в теплообменник, и снабжен эжектором, активиое сопло которого подсоединено к высоконапорному контуру, второй перепускной трубопровод имеет две параллельные ветви, подключенные к низконапорному контуру до и после компрессора и к первому перепускиому трубопроводу после эжектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 601536, кл. F 25В 11/00, 1976.