煤层气田井口供电技术优化.pdf

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1、第８期陈仕林等．煤层气田井口供电技术优化９２５煤层气田井口供电技术优化１，２２１３１陈仕林熊德华周军牛立圆宫敬（１．中国石油大学（北京）机械与储运工程学院，北京１０２２４９；２．中联煤层气有限责任公司，北京１０００１１；３．中国石油西气东输管道公司苏北管理处，江苏扬州２２５００９）摘要优化了国内煤层气田井口排采设备的供电技术，通过智能调速控制装置控制电机运转。现场应用和试验测试证明：该供电技术可以显著降低单井排采能耗和排采费用，并大幅增加煤层气田井口的供电距离。关键词煤层气井口供电技术抽油机智能调控技术中图分类号ＴＱ０４１文献标识码Ｂ文章编号１０００-３

2、９３２（２０１５）０８-０９２５-０５［１］煤层气是一种非常规天然气资源。近年的供电技术，以降低单井排采能耗和排采费用，并来，我国煤层气开发取得了显著成就，国内煤层气大幅增加煤层气井口供电距离。产量也实现了快速增长，２０１３年我国煤层气产量３３１国内煤层气田井口供电技术分析达１３８．１３亿ｍ，其中地面抽采２９．２６亿ｍ，井下抽采１０８．８７亿ｍ３［２］。煤层气的开发既能提供清中联煤层气有限责任公司２００４年开始实施洁能源，弥补天然气供需缺口，又能减少煤炭开采沁南煤层气开发利用高技术产业化示范工程项中甲烷排放造成的温室效应和大气污染，对建设目，共建设煤层气

3、井１５０口，并于２００９年１０月正式投产。该项目的成功实施促进了我国煤层气产和谐环境、实现绿色能源经济具有重要作用。业的商业化开发进程。总结近年来我国煤层气田煤层气开发采用排水降压工艺，井口排采设井口排采动力系统的发展过程，其供电方式主要备的稳定性和可控性关系到后期的气井生产能有国家电网工业供电、井口燃气发动机供电、大型力，合适的排采方法和制度是煤层气田开发技术燃气发电机集中供电和小型燃气发电机阀组供电的关键。如何针对煤层气开发特点提高煤层气排４种模式。采工艺水平、降低建设投资和生产成本是煤层气１．１国家电网工业供电田高效开发必须解决的重要问题。井口抽油

4、机采用电机驱动，从井口到阀组铺我国煤层气田大多位于地形复杂的偏远山设３８０Ｖ低压电缆，阀组所辖井的电缆在阀组汇区，其主要特点是气井数量多、单井产气量低、井集，通过低压配电柜对阀组所辖井进行统一计量口压力低、井与井之间的水平距离较短且井口分控制，并将监测数据上传。与低压配电柜相连接布密度较大。煤层气单井排采设备的额定功率通的是０．４ｋＶ／１０ｋＶ变压器，为保证电力输送距离，常只有５．５～１５．０ｋＷ，每平方千米排采设备的额阀组之间、阀组与集气站之间采用１０ｋＶ高压线定功率仅为６０～１６０ｋＷ，因此煤层气田井口排采路。１０ｋＶ高压线路经集气站高压配电室与国家

5、动力系统是典型的低负荷、分散型动力系统。由电网主干线路相连接。在国家电网电力资源充足于煤层水量有限，随着排采时间的推移，井口产水的地方一般采用此种供电模式，其供电示意图如量呈下降趋势，排采设备动力负荷也随之下降，当图１所示。煤层水量干涸时停止连续排采，设备负荷趋于零。国内煤层气田井口供电技术主要有国家电网工业用电供电、井口燃气发动机供电、大型燃气发收稿日期：２０１５-０６-２５（修改稿）电机集中供电和小型燃气发电机阀组发电供电４基金项目：国家科技重大专项课题“煤层气田低压集输工艺种模式。笔者优化了国内煤层气田井口排采设备技术及关键设备研究”（２０１１ＺＸ

6、０５０３９-００１）９２６化工自动化及仪表第４２卷根据电力系统设计规范的要求，在使用３８０Ｖ低压电缆供电时，其长度一般不超过７５０ｍ，最长不宜超过１ｋｍ。煤层气井一般呈３００ｍ×３００ｍ网图１国家电网供电模式示意图格排列，考虑到地形等环境因素的影响，每个低压配电柜管辖井数应较少。沁南煤层气开发利用高１．２井口燃气发动机供电技术产业化示范工程先导性示范项目设定每个低由于煤层气田多处于山区，国家电网电力资压配电柜管辖１０口煤层气井。从集输工艺方面源相对缺乏，在周围没有可用电力资源的条件下，考虑，每个阀组管辖井数一般为１０～２０口井。但需采用井口燃气发动机供电

7、模式。抽油机依靠燃为了方便统一管理，配电柜和阀组一般设置在同气发动机驱动，井场不需要电力资源，井口工艺和一井场，但也因此使阀组实际管辖井数减少，阀组抽油机施工完成后即可投产。燃气发动机为双燃数量增加。为增大低压电缆的输送长度，增加阀料发动机，气井尚未产气前以汽油为燃料，气井产组管辖井的数量，中联煤层气有限责任公司先后气后燃料变为气井自身产出的煤层气。进行了６６０Ｖ供电技术和３８０Ｖ抽油机智能调控１．３大型燃气发电机集中供电技术的研究和试验。在国家电网电力资源不足或不具备供电条件６６０Ｖ供电技术是在煤矿井下采煤供电技术的地方，为实现稳定供电可在集气站建设发

8、电站，的基础上发展而来，该技术以小型燃气发电机阀通过燃气发电机为井口抽油机提供电