Газотурбинная силовая установка для газлифтной добычи нефти

 

Изобретение предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности на нефтепромыслах для закачки в нефтяной пласт выделившегося при добыче нефти природного газа. Установка содержит дополнительные отсеки для установки маслоагрегатов и размещения по меньшей мере двух съемных емкостей, подсоединенных к общему распределительному устройству, связанных трубопроводами с коллекторами, снабженными насадками, поворотные жалюзи на входе короба воздухозаборного устройства с электроприводом, цилиндрический насадок на выходе трубы выхлопного устройства с поворотной крышкой и электроприводом, перфорацию на газоприемном сопле обтекателя, дополнительную внутреннюю обшивку, теплоизоляционный материал, заполняющий зазор между наружной и внутренней обшивками. Изобретение обеспечивает высокую степень противопожарной защиты установки и ее безопасность для окружающих объектов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к газотурбостроению, а именно к газотурбинным силовым установкам для привода нагнетателей природного газа, и может быть использовано на нефтепромыслах для закачки в нефтяной пласт выделившегося при добыче нефти природного газа.

Известна газотурбинная силовая установка, содержащая газогенератор, силовую турбину и компрессор природного газа, размещенные в общем контейнере [1].

Известна также газотурбинная силовая установка, содержащая последовательно установленные на общей раме газогенератор, силовую турбину и выхлопное устройство, а также отсек для установки на общей раме исполнительного агрегата, например компрессора [2].

Общим недостатком известных транспортабельных газотурбинных силовых установок является невысокая эксплуатационная безопасность ввиду отсутствия надежной противопожарной защиты, что особенно важно для установок, работающих на природном газе и перекачивающих природный газ.

Технический результат изобретения состоит в устранении указанного недостатка и решении задачи создания безопасной в эксплуатации транспортабельной газотурбинной силовой установки для газлифтной добычи нефти.

Это достигается тем, что контейнер снабжен дополнительными отсеками для установки маслоагрегатов и размещения по меньшей мере двух съемных емкостей с огнетушащим средством, имеющих систему управления и подсоединенных к общему распределительному устройству, связанных трубопроводами с коллекторами, снабженными насадками для выпуска огнетушащего средства и размещенными в отсеках контейнера, причем воздухозаборное устройство выполнено в виде съемного короба, снабженного на входе поворотными жалюзями с электроприводом и соединено трубопроводом с газозаборным патрубком выхлопного устройства, а выхлопное устройство выполнено в виде съемной трубы кольцевого сечения, снабженной на выходе соосно установленным цилиндрическим насадком с поворотной крышкой с электроприводом, а на входе снабженной диффузором, взаимодействующим с размещенным соосно внутри трубы газоприемным соплом-обтекателем цилиндрического глушителя, выполненным с перфорацией у основания и соединенным с газозаборным патрубком.

Кроме того, это достигается тем, что корпус контейнера и элементы его конструкции снабжены дополнительной внутренней обшивкой, при этом, зазор между наружной и внутренней обшивками заполнен теплоизоляционным материалом.

Заявленное изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 дан продольный разрез предлагаемой установки, на фиг. 2 - узел I, на фиг. 3 - узел II, на фиг. 4 - узел III.

Предлагаемая установка содержит контейнер, состоящий из силовой рамы (1), каркаса с обшивкой (2), внутренних перегородок (3), отсека для установи газотурбинного двигателя (4) с силовой турбиной и редуктором (5), отсека для установки компрессора (6), дополнительного отсека для установки маслоагрегатов (7), а также воздухозаборное устройство (8) и выхлопное устройство в виде трубы кольцевого сечения (9) с диффузором (10) и соосно размещенным газоприемным соплом-обтекателем (11) с газозаборным патрубком (12), трубопровода (13) и глушителя (14), а также содержит дополнительный отсек для установки по меньшей мере двух съемных емкостей (15), подсоединенных к общему распределительному устройству (16), связанных трубопроводами (17) с коллекторами (18), снабженными насадками (19), поворотные жалюзи (20) на входе короба воздухозаборного устройства с электроприводом (21), цилиндрический насадок (22) на выходе трубы выхлопного устройства с поворотной крышкой (23) и электроприводом (24), перфорацию (25) на газоприемном сопле-обтекателе (11), дополнительную внутреннюю обшивку (26), теплоизоляционный материал (27), заполняющий зазор между наружной и внутренней (26) обшивками.

Установка работает следующим образом.

Запуск двигателя (4) производится при открытом входе воздухозаборного устройства (8) и открытом выходе выхлопного устройства (9), что обеспечивается соответствующей установкой поворотных жалюзей (20) и поворотной крышки (23), производимой соответственно электроприводами (21) и (25). При этом, все имеющиеся на контейнере ворота и двери для установки и обслуживания оборудования должны быть закрыты.

После срабатывания стартера газотурбинного двигателя (4) через открытый вход воздухозаборного устройства (8) воздух из атмосферы поступает на компрессор (6), а затем в камеру сгорания газотурбинного двигателя (4), туда же подается топливный газ, образуя с воздухом горючую смесь. В камере сгорания производится разжигание топливной смеси и продукты сгорания совершают работу на турбине газотурбинного двигателя (4) и на силовой турбине с редуктором (5) компрессора (6), а затем через выход выхлопного устройства (9) выбрасываются в атмосферу.

Если же по какой-либо причине в камере сгорания газотурбинного двигателя (4) не произойдет разжигания топливной смеси, то стартер, крутящий компрессор газотурбинного двигателя (4), вытолкнет топливную смесь в атмосферу через выход выхлопного устройства (9), при этом, наличие перфорации кольцевой (25) на газоприемном сопле-обтекателе (11) исключает образование опасной концентрации топливной смеси, могущей вызвать пожар при повторном пуске газотурбинного двигателя (4).

Однако, если по какой-либо причине, например искрение электроаппаратуры в момент выброса из газотурбинного двигателя (4) топливной смеси, произойдет ее возгорание, то по сигналам датчиков системы управления автоматически электроприводы (21) и (25) жалюзей (20) и поворотной крышки (23) устанавливают их в такое положение, чтобы был перекрыт вход в воздухозаборное устройство (8) и выход выхлопного устройства (9), препятствуя тем самым доступу атмосферного воздуха к очагу пожара. Одновременно к очагу пожара, через распределительное устройство (16), трубопровод (17), коллектор (18) и насадки (19), размещенные в отсеках контейнера от одной из емкостей (15), поступает огнетушащее газообразное средство, обеспечивающее его концентрацию, необходимую для подавления пожара в начальной стадии развития. После того, как пожар погашен, включается вторая емкость (15) с целью предотвращения повторного воспламенения.

Работа второй емкости (15) осуществляется в режиме периодической подпитки защищаемого от пожара объема отсека огнетушащим средством с целью компенсации его утечки через неплотности в ограждающих конструкциях отсека. Это осуществляется путем поочередного открывания второй емкости (15).

Огнетушащее средство подается только в зону возникновения пожара, при этом, каждый из трубопроводов (17), отходящий от распределительного устройства (16), обеспечивает защиту одного определенного отсека контейнера.

Дополнительным фактором, способствующим локализации очага пожара, а следовательно, успешному его тушению, является наличие двойной обшивки корпуса контейнера и элементов его конструкции, выполненных с зазором между внутренней (26) и наружной (2) обшивками, заполненным теплоизоляционным материалом (27).

Это также делает установку более безопасной в противопожарном отношении для окружающих объектов.

Формула изобретения

1. Газотурбинная силовая установка для газлифтной добычи нефти, содержащая транспортабельный контейнер, состоящий из силовой рамы, каркаса с обшивкой и внутренними перегородками, образующими отсек для установки газотурбинного двигателя с силовой турбиной и редуктором привода компрессора и смежный с ним отсек для установки компрессора, отличающаяся тем, что контейнер снабжен дополнительными отсеками для установки маслоагрегатов и размещения по меньшей мере двух съемных емкостей с огнетушащим средством, имеющих систему управления и подсоединенных к общему распределительному устройству, связанных трубопроводами с коллекторами, снабженными насадками для выпуска огнетушащего средства и размещенными в отсеках контейнера, причем воздухозаборное устройство выполнено в виде съемного короба, снабженного на входе поворотными жалюзи с электроприводом, и соединено трубопроводом с газозаборным патрубком выхлопного устройства, а выхлопное устройство выполнено в виде съемной трубы кольцевого сечения, снабженной на выходе соосно установленным цилиндрическим насадком с поворотной крышкой с электроприводом, а на входе снабженной диффузором, взаимодействующим с размещенным соосно внутри трубы газоприемным соплом-обтекателем цилиндрического глушителя, выполненным с перфорацией у основания и соединенным с газозаборным патрубком.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что корпус контейнера и элементы его конструкции снабжены дополнительной внутренней обшивкой, при этом зазор между наружной и внутренней обшивками заполнен теплоизоляционным материалом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4