一种海上气田无人平台自发电系统技术方案

技术编号:14260262 阅读:105 留言:0更新日期:2016-12-22 23:41
本实用新型专利技术涉及一种海上气田无人平台自发电系统,它包括高含CO2井、低含CO2井、燃料气处理装置、微型透平发电机组、控制系统、井口燃料气流量调节装置一、井口燃料气流量调节装置二、燃料气组分在线监测仪和天然气调质装置。高含CO2井和低含CO2井经管道均与燃料气处理装置一端连通,燃料气处理装置的另一端经管道与微型透平发电机组一端连通,微型透平发电机组与控制系统电连接,控制系统与中心平台电连接。井口燃料气流量调节装置一、井口燃料气流量调节装置二和燃料气组分在线监测仪均与天然气调质装置电连接。本实用新型专利技术有利于提高气田开发的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自发电系统,特别是关于一种海上气田无人平台自发电系统。
技术介绍
目前,海上气田开发通常需要在平台上自建电站来保证平台的电力需求,但有的平台功能设施简单,平台电负荷需求总量较少,为节省投资一般依托相邻的中心平台来提供电力。当气田井口平台距离中心平台较远时,采用铺设海底电缆的方案费用高昂,据估算一个中心平台在15km内连接4个无人井口平台总的电缆铺设长度超过50公里,电缆的投资和铺设费用高达2亿元。因此这种无人平台的供电很难再依托周边平台,在无人井口平台上自建电站是一种较经济的选择。气田无人井口平台需求总电负荷约50kW,边际气田平台常用热电偶燃气发电机(TEG)或密闭循环蒸汽发电机(CCVT)发电,由于它们的最佳功率范围在3~5kW,太阳能发电装置在500W以下,无法满足无人气田平台电负荷需求。风力发电装置由于受风力资源的影响较大,不太适合连续生产要求,也不适合海上生产平台。往复式天然气发电机组初始投资低,但由于机组维护工作较多,零部件更换频繁,保养周期短,需定期维护,无法满足无人值守要求,因此也不适宜选用往复式天然气发动机组。如何选择一种既经济又能满足无人平台设计要求的自发电装置对于气田的成功开发和顺利实施意义重大。
技术实现思路
针对上述问题,本技术的目的是提供一种海上气田无人平台自发电系统,其有利于提高气田开发的经济效益,满足无人值守的操作要求。为实现上述目的,本技术采取以下技术方案:一种海上气田无人平台自发电系统,其特征在于它包括高含CO2井、低含CO2井、燃料气处理装置、微型透平发电机组、控制系统、井口燃料气流量调节装置一、井口燃料气流量调节装置二、燃料气组分在线监测仪和天然气调质装置;所述高含CO2井和所述低含CO2井经管道均与所述燃料气处理装置一端连通,所述燃料气处理装置的另一端经管道与所述微型透平发电机组一端连通,所述微型透平发电机组与所述控制系统电连接,所述控制系统通过4G无线通讯与中心平台连接;在所述高含CO2井和所述燃料气处理装置之间的管道上设置有所述井口燃料气流量调节装置一,在所述低含CO2井和所述燃料气处理装置之间的管道上设置有所述井口燃料气流量调节装置二,在所述燃料气处理装置与所述微型透平发电机组之间的管道上设置有所述燃料气组分在线监测仪,所述井口燃料气流量调节装置一、所述井口燃料气流量调节装置二和所述燃料气组分在线监测仪均与所述天然气调质装置电连接。优选地,所述燃料气处理装置和所述微型透平发电机组均通过电缆与UPS电池组连接,所述UPS电池组通过电缆与柴油发电机组连接。优选地,所述微型透平发电机组通过电缆与该平台的用电设施连接。优选地,所述微型透平发电机组为燃气透平发电机组,以气田平台的气体作为燃料气,微型透平发电机只设置有一个运动部件,即转子部件,采用空气轴承。优选地,所述微型透平发电机组的单机额定功率为60kW。本技术由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本技术采用海上气田无人平台自发电系统,能够节省海底电缆的投资和铺设费用,有利于提高气田开发的经济效益。2、本技术采用海上气田无人平台自发电系统,其维护周期长,运行可靠性高,不需要润滑油和冷却系统,能够满足无人值守的操作要求。3、本技术采用海上气田无人平台自发电系统,不仅降低了高含CO2燃料气对发电机组启动和运行的风险,同时也可以在保障发电机组在稳定运行的基础上尽可能消耗高含CO2的气体。4、本技术采用海上气田无人平台自发电系统,周边中心平台可以对微透平发电机组的运行状态进行监控和相关操作,减少了现场操作工作量以及日常维护费用。附图说明图1是本技术的整体结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细的描述。如图1所示,本技术提供一种海上气田无人平台自发电系统,其包括高含CO2井1、低含CO2井2、燃料气处理装置3、微型透平发电机组4、控制系统5、井口燃料气流量调节装置一6、井口燃料气流量调节装置二7、燃料气组分在线监测仪8和天然气调质装置9。高含CO2井1和低含CO2井2经管道均与燃料气处理装置3一端连通,用于给燃料气过滤、加热和调压,燃料气处理装置3的另一端经管道与微型透平发电机组4一端连通,微型透平发电机组4与控制系统5电连接,控制系统5通过4G通讯信号与中心平台连接,用于中心平台通过控制系统5控制微型透平发电机组4的工作状态。在高含CO2井1和燃料气处理装置3之间的管道上设置有井口燃料气流量调节装置一6,在低含CO2井2和燃料气处理装置3之间的管道上设置有井口燃料气流量调节装置二7,在燃料气处理装置3与微型透平发电机组4之间的管道上设置有燃料气组分在线监测仪8,用于监测管道内CO2的含量,井口燃料气流量调节装置一6、井口燃料气流量调节装置二7和燃料气组分在线监测仪8均与天然气调质装置9电连接。上述实施例中,燃料气处理装置3和微型透平发电机组4均通过电缆与UPS电池组10连接,用于在黑启动工况时为微型透平发电机组4的防爆风机和燃料气处理装置3的控制器供电;UPS电池组10通过电缆与柴油发电机组11连接,用于为UPS电池组10提供电量。在微型透平发电机组4启动时,UPS电池组10作为微型透平黑启动的电源,当微透平正式启动后可通过电缆给UPS电池组10充电,若UPS电池组10无法为微型平黑启动提供电量时,柴油发电机组11作为应急备用电源给UPS电池组10充电以及气田平台应急照明供电。柴油发电机组11还可满足气田平台上的重要电气的用电要求。上述各实施例中,根据微型透平发电机组4所需的气体组分,在天然气调质装置9中预先输入设定值,天然气调质装置9根据燃料气组分在线检测仪的组分监测结果,若发现监测组分中CO2含量高于设定值时,则调节井口燃料气流量调节装置二7增加低含CO2井2的气体流量,同时调节井口燃料气流量调节装置一6减小高含CO2井1的气体流量;若发现监测组分中CO2含量低于设定值时,则调节井口燃料气流量调节装置一6增加高含CO2井1的气体流量,同时调节井口燃料气流量调节装置二7减小低含CO2井2的气体流量,直至管道内的组分含量达到天然气调质装置9的预先设定值为止。上述各实施例中,微型透平发电机组4通过电缆与该平台的用电设施连接,用于为用电设施供电。上述各实施例中,燃料气处理装置3上设置有燃料气涤气罐、过滤器、过热器和调压阀,用于使燃料气达到一定的清洁度和保证燃料气温度在烃露点28℃以上。上述各实施例中,微型透平发电机组4为燃气透平发电机组,单机额定功率约为60kW,以气田平台的气体作为燃料气,微型透平发电机只设置有一个运动部件,即转子部件,没有缸体、活塞和密封件,采用空气轴承,因此不需润滑油系统和冷却系统,维护周期长,能够满足无人值守的要求。基于上述装置,本专利技术还提供一种海上气田无人平台自发电系统的使用方法,其具体步骤如下:1)使高含CO2井和低含CO2井内的燃料气先通至燃料气处理装置的入口;2)使用UPS电池组对燃料气处理装置的控制器供电并启动,调试燃料气处理装置将符合微型透平发电机组压力、温度等要求的燃气送至燃气入口;3)使用UPS电池组对发电系统的多机组控制器、发电系统火气/消防控制盘供电并启动;4)启动微透平,微燃机采用逐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海上气田无人平台自发电系统,其特征在于:它包括高含CO2井、低含CO2井、燃料气处理装置、微型透平发电机组、控制系统、井口燃料气流量调节装置一、井口燃料气流量调节装置二、燃料气组分在线监测仪和天然气调质装置;所述高含CO2井和所述低含CO2井经管道均与所述燃料气处理装置一端连通,所述燃料气处理装置的另一端经管道与所述微型透平发电机组一端连通,所述微型透平发电机组与所述控制系统电连接,所述控制系统通过4G无线通讯与中心平台连接;在所述高含CO2井和所述燃料气处理装置之间的管道上设置有所述井口燃料气流量调节装置一,在所述低含CO2井和所述燃料气处理装置之间的管道上设置有所述井口燃料气流量调节装置二,在所述燃料气处理装置与所述微型透平发电机组之间的管道上设置有所述燃料气组分在线监测仪,所述井口燃料气流量调节装置一、所述井口燃料气流量调节装置二和所述燃料气组分在线监测仪均与所述天然气调质装置电连接。

【技术特征摘要】
1.一种海上气田无人平台自发电系统,其特征在于:它包括高含CO2井、低含CO2井、燃料气处理装置、微型透平发电机组、控制系统、井口燃料气流量调节装置一、井口燃料气流量调节装置二、燃料气组分在线监测仪和天然气调质装置;所述高含CO2井和所述低含CO2井经管道均与所述燃料气处理装置一端连通,所述燃料气处理装置的另一端经管道与所述微型透平发电机组一端连通,所述微型透平发电机组与所述控制系统电连接,所述控制系统通过4G无线通讯与中心平台连接;在所述高含CO2井和所述燃料气处理装置之间的管道上设置有所述井口燃料气流量调节装置一,在所述低含CO2井和所述燃料气处理装置之间的管道上设置有所述井口燃料气流量调节装置二,在所述燃料气处理装置与所述微型透平发电机组之间的管道上设置有所述燃料气组分在线监测仪,所述井口燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴尧增于邦廷王文祥李彦昭朱海山杨风允柯尔钦乎
申请(专利权)人:中国海洋石油总公司中海油研究总院
类型:新型
国别省市:北京;11

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