Тепловое и теплосиловое оборудование в нефтяной и газовой отрасли

В нефтяной и газовой промышленности применяются в каче­стве энергопривода силовых агрегатов буровых установок двига­тели внутреннего сгорания 1Д12Б (12Ч-15/18), 210Д (6ЧН-21/21, 1А-6Д49) (8ЧН-26/26), В2-450АВ-СЗ (124-15/18) и др.; в каче­стве энергопривода вспомогательных устройств У1Д6-С4 (64-15/18), 1Д12В (124-15/18), ЯМЗ-236, ЯМЗ-238 и др.

Базовым большей части двигателей, применяемых для при­вода силовых агрегатов, является двигатель типа В2 (рис. 17.15), который представляет собой бескомпрессорный 12-цилиндровый четырехтактный дизель с непосредственным впрыском топлива в цилиндр водяного охлаждения с У-образным расположением цилиндров. Двигатели В2 обладают высокой экономичностью, средний удельный расход топлива g _е = 218 кг/(кВт-ч). Высокая экономичность этих двигателей обеспечивается применением не­посредственного впрыска топлива в цилиндр, подбором опти­мальной формы камеры сгорания, расположением части ее в поршне, подбором оптимальных числа (i = 7) и диаметра (d = 0,25 мм) распыливающих отверстий в форсунке и давления распыливания.

Несмотря на интенсивную электрификацию страны, в отдель­ных районах при бурении скважин, особенно разведочных, при­ходится использовать установки с дизельным приводом. По­стоянное увеличение глубин бурения приводит к необходимости увеличивать установленную мощность силовых агрегатов, время на доставку и монтаж оборудования, стоимость установки и рас­ходов на ее обслуживание.

Буровые установки в зависимости от конструкции и назначе­ния могут быть оснащены различными видами силового приво­да. Современные установки оснащаются в основном приводом от электродвигателей и двигателей внутреннего сгорания. При­чем в качестве последних используются поршневые ДВС и газо­турбинные установки простейших схем.

Особенности бурения скважин предъявляют специфические требования к силовому приводу буровых установок: соответ­ствие мощности привода условиям работы установки на всех стадиях проводки скважины, гибкость характеристики, надеж­ность и экономичность двигателя. Под гибкостью характеристики двигателя понимается способность привода автоматически или при участии обслуживающего персонала быстро приспосаб­ливаться в процессе работы к изменению нагрузки и частоты вращения исполнительных механизмов, обеспечивая при этом наиболее полное использование установленной мощности. Гиб­кость характеристики принято оценивать коэффициентом собст­венной приспособляемости K_п, который характеризует приспо­собляемость двигателя к внешней нагрузке без применения ка­ких-либо искусственных приспособлений и коробок передач.

Создание газотурбинных двигателей, специально приспособ­ленных для работы на буровых установках, позволяет не только получить приемлемые мощностные характеристики ГТУ, но и создавать двигатель, не уступающий по своей экономичности дизельному приводу. Эффективность использования газотурбин­ного привода в буровых установках можно повысить не только за счет повышения экономичности самого двигателя (повышение температуры газов перед турбиной, применение регенерации теплоты отходящих газов или использование других теплотехнических мероприятий), но и в результате широкой утилизации от­ходящих газов турбины на нужды буровой установки в целом. В частности, теплота отходящих газов ГТУ может быть эффек­тивно использована на отопление помещений буровой в осенне-зимний период эксплуатации, подогрев бурового раствора и т. п. Если принять во внимание, что газовая турбина может работать практически на любом промышленном виде топлива, то сочета­ние этого условия с возможностью концентрации большой мощности в одном агрегате делает использование газовых тур­бин в буровых установках весьма перспективным.

Основным тепловым двигателем на современной ТЭС являет­ся паротурбинная установка. В нефтяной и газовой промышлен­ности применяются теплосиловые установки: паротурбинные на нефтезаводских теплоэлектроцентралях и в энергопоездах, с поршневыми и газотурбинными двигателями внутреннего сго­рания на компрессорных станциях, на нефтяных и газовых про­мыслах в качестве энергопривода ГПА и силовых агрегатов бу­ровых установок.

На установках ГПА с поршневыми ДВС и газотурбинными двигателями получаемая работа теплового двигателя использу­ется для привода исполнительных механизмов — поршневых или центробежных компрессоров.

К. п. д. ГПА с поршневыми двигателями внутреннего сгора­ния равен примерно 35%. Такой же к. п. д. могут иметь ГПА с газотурбинными двигателями с регенерацией тепла отработав­ших газов и с температурой газов перед турбиной около 1000 °С. Основными тепловыми потерями таких установок являются по­тери теплоты с отработавшими газами и охлаждающей водой.

При добыче нефти на нефтяных месторождениях для повы­шения нефтеотдачи широкое применение получили термические способы воздействия на пласт. Для этой цели в нефтяной пласт нагнетается водяной пар или горячая вода. Водяной пар и го­рячую воду получают на специальных тепловых установках.

Поиск по сайту: