專利名稱：液化天然氣冷能用于石油鉆井隊(duì)空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及壓縮天然氣變?yōu)槌B(tài)天然氣過程中會(huì)釋放的冷能利用技術(shù)領(lǐng)域， 是一種回收并將液化天然氣所含冷能用于石油鉆井隊(duì)空調(diào)的裝置。
背景技術(shù)：
世界上第一臺(tái)石油鉆井用雙燃料動(dòng)力機(jī)已在國內(nèi)推廣應(yīng)用。雙燃料動(dòng)力機(jī)以柴油和天然氣作為燃料。天然氣作為鉆井動(dòng)力機(jī)燃料，具有排放污染小、燃燒熱值高、能量存儲(chǔ)密度大、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，已經(jīng)成為一種具有發(fā)展?jié)摿Φ摹熬G色”替代燃料。目前，雙燃料動(dòng)力機(jī)用天然氣主要有低溫液態(tài)液化天然氣天然氣和CNG壓縮天然氣兩種。低溫液態(tài)液化天然氣天然氣與CNG壓縮天然氣相比具有單位體積燃燒熱值高、能量存儲(chǔ)密度大、安全性高、運(yùn)輸方便、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，因此受到更多的重視。液態(tài)液化天然氣存儲(chǔ)在-162°C的低溫下，在汽化成動(dòng)力機(jī)燃燒所需要的常態(tài)天然氣過程中會(huì)釋放出大量的冷能，其冷能在860 883kJ/kg之間。按總運(yùn)行功率約為1132KW雙燃料動(dòng)力機(jī)每小時(shí)消耗液化天然氣242kg計(jì)算，可產(chǎn)生冷能60KW，相當(dāng)于24P空調(diào)制冷量，可供冷約600m2 面積房間。目前鉆井隊(duì)采用空浴裝置汽化低溫液體液化天然氣，汽化過程釋放的冷能直接散發(fā)到大氣中，造成較大的能量損失。與此同時(shí)目前鉆井隊(duì)夏天所需冷氣是通過專用發(fā)電機(jī)帶動(dòng)制冷空調(diào)供給，需要消耗大量的能源。因此若將低溫液體液化天然氣汽化時(shí)釋放的冷能回收并用于井隊(duì)空調(diào)，既節(jié)約了能源，又有利于環(huán)保，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種液化天然氣冷能用于石油鉆井隊(duì)空調(diào)裝置，能回收、儲(chǔ)存低溫液體液化天然氣汽化過程中釋放的冷能，通過管路將冷能送到鉆井隊(duì)營房，滿足石油鉆井隊(duì)空調(diào)制冷需要。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是液化天然氣冷能用于石油鉆井隊(duì)空調(diào)裝置，主要由液化天然氣儲(chǔ)罐、風(fēng)機(jī)、換熱箱、換熱器A、排放管線、儲(chǔ)冷箱、冷媒介、換熱器B、混入泵、 混合罐、旁通管線、進(jìn)入管線、用戶端、電加熱裝置、穩(wěn)壓罐、動(dòng)力機(jī)組成，其特征在于在換熱箱內(nèi)有換熱器A ；液化天然氣儲(chǔ)罐有管線連接換熱箱內(nèi)的換熱器A進(jìn)口 ；換熱箱的進(jìn)風(fēng)口有管線連接風(fēng)機(jī)；換熱器A的出口有管線連接電加熱裝置入口，電加熱裝置出口連接穩(wěn)壓罐進(jìn)氣口，穩(wěn)壓罐出氣口連接動(dòng)力機(jī)。在儲(chǔ)冷箱內(nèi)有換熱器B，在儲(chǔ)冷箱內(nèi)裝有冷媒介；換熱箱的排風(fēng)口有管線連接換熱器B進(jìn)口 ；在換熱箱的排風(fēng)口到換熱器B進(jìn)口之間的管線上固定有至少兩個(gè)閥門；在換熱箱排風(fēng)口到最近的閥門之間的管線上連接有排放管線，排放管線上有閥門；在換熱器B 的出口有管線連接混合罐，混合罐的出口有管線連接用戶端。在換熱箱到換熱器B進(jìn)口之間的管線上兩個(gè)閥門中間管線上連接有旁通管線，旁通管線的另一端連接換熱器B出口管線上；在換熱器B出口管線上連接有空氣混入管線，空氣混入管線連接混入泵的出口 ；在空氣混入管線上連接有進(jìn)入管線，進(jìn)入管線的另一端連接在換熱箱到換熱器B進(jìn)口之間的管線上并且在換熱器B的進(jìn)口處。為了方便操作，在換熱器A出口管線上連接有閥門，閥門與電加熱裝置并聯(lián)。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型液化天然氣冷能用于石油鉆井隊(duì)空調(diào)裝置， 能充分利用低溫液體液化天然氣汽化過程中釋放的冷能，將冷能送到鉆井隊(duì)營房降溫，滿足石油鉆井隊(duì)空調(diào)制冷需要。從而節(jié)約能源消耗，相應(yīng)減少ω2和等廢氣的排放，降低環(huán)境污染，符合國家節(jié)能減排的要求。

圖1是本實(shí)用新型液化天然氣冷能用于石油鉆井隊(duì)空調(diào)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-液化天然氣儲(chǔ)罐，2-風(fēng)機(jī)，3-換熱箱，4-換熱器A，5_排放管線，6_儲(chǔ)冷箱，7-冷媒介，8-換熱器B，9-混入泵，10-混合罐，11-旁通管線，12-進(jìn)入管線，13-用戶端， 14-電加熱裝置，15-穩(wěn)壓罐，16-動(dòng)力機(jī)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 :以一個(gè)液化天然氣冷能用于石油鉆井隊(duì)空調(diào)裝置為例，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參閱圖1。本實(shí)用新型液化天然氣冷能用于石油鉆井隊(duì)空調(diào)裝置，主要由液化天然氣儲(chǔ)罐1、風(fēng)機(jī)2、換熱箱3、換熱器A4、排放管線5、儲(chǔ)冷箱6、冷媒介7、換熱器B8、混入泵 9、混合罐10、旁通管線11、進(jìn)入管線12、用戶端13、電加熱裝置14、穩(wěn)壓罐15、動(dòng)力機(jī)16組成。在換熱箱3內(nèi)有換熱器A4 ；液化天然氣儲(chǔ)罐1有管線連接換熱箱3內(nèi)的換熱器A4 進(jìn)口 ；換熱箱3的進(jìn)風(fēng)口有管線連接風(fēng)機(jī)2 ；換熱器A4的出口有管線連接電加熱裝置14入口，電加熱裝置14出口連接穩(wěn)壓罐15進(jìn)氣口，穩(wěn)壓罐15出氣口連接動(dòng)力機(jī)16。在換熱器 A4出口管線上連接有一個(gè)閥門，閥門與電加熱裝置14并聯(lián)。在儲(chǔ)冷箱6內(nèi)有換熱器B8，在儲(chǔ)冷箱6內(nèi)裝有冷媒介7 ；換熱箱3的排風(fēng)口有管線連接換熱器B8進(jìn)口 ；在換熱箱3的排風(fēng)口到換熱器B8進(jìn)口之間的管線上固定有兩個(gè)閥門； 在換熱箱3排風(fēng)口到最近的閥門之間的管線上連接有排放管線5，排放管線5上有閥門；在換熱器B8的出口有管線連接混合罐10，混合罐10的出口有管線連接用戶端13。在換熱箱3到換熱器B8進(jìn)口之間的管線上兩個(gè)閥門中間管線上連接有旁通管線 11，旁通管線11的另一端連接換熱器B8出口管線上；在換熱器B8出口管線上連接有空氣混入管線，空氣混入管線連接混入泵9的出口 ；在空氣混入管線上連接有進(jìn)入管線12，進(jìn)入管線12的另一端連接在換熱箱3到換熱器B8進(jìn)口之間的管線上并且在換熱器B8的進(jìn)口處。簡述液化天然氣冷能用于石油鉆井隊(duì)空調(diào)裝置的使用過程。參閱圖1低溫液態(tài)液化天然氣從液化天然氣儲(chǔ)罐1進(jìn)入到安裝在換熱箱3內(nèi)的換熱器A4中，同時(shí)風(fēng)機(jī)2把外界高溫空氣送入換熱箱3中，高溫空氣在換熱箱3中與換熱器A4中的低溫液態(tài)液化天然氣進(jìn)行熱交換。液態(tài)低溫液化天然氣與高溫空氣進(jìn)行熱交換后，低溫液態(tài)液化天然氣變成氣態(tài)天然氣輸出，經(jīng)過穩(wěn)壓罐15穩(wěn)壓后被動(dòng)力機(jī)16使用。使用前也可根據(jù)需要利用電加熱裝
4置14對氣態(tài)天然氣進(jìn)行額外電加熱。與此同時(shí)，高溫空氣在換熱箱3中與液態(tài)低溫液化天然氣進(jìn)行熱交換后溫度降低，變成低溫空氣從換熱箱3中輸出。分三種情況1、當(dāng)換熱箱3 中輸送低溫空氣的輸出量恰好滿足使用時(shí)，低溫空氣經(jīng)旁通管線11到達(dá)混合罐10。在混合罐10中，低溫空氣與混入泵9吸取的外界高溫空氣混合后直接輸給用戶端。2、當(dāng)從換熱箱3中輸送過來的低溫空氣輸出量大于需求量時(shí)，在滿足用戶端需求后多余部分低溫空氣輸入到儲(chǔ)冷箱6的換熱器B8中。在儲(chǔ)冷箱6中低溫空氣與冷媒介7進(jìn)行熱交換，低溫液態(tài)液化天然氣所含冷能被交換到冷媒介7中，使冷媒介7降溫并儲(chǔ)存冷能。因此低溫液態(tài)液化天然氣所含冷能經(jīng)過熱交換后被儲(chǔ)存在冷媒介7中。在動(dòng)力機(jī)停機(jī)或者動(dòng)力機(jī)消耗液態(tài)液化天然氣不多而回收冷能不足以滿足需求時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)通過混入泵9吸取外界高溫空氣從進(jìn)入管線12中進(jìn)入到儲(chǔ)冷箱6中，利用冷媒介7所含冷能冷卻空氣，使空氣溫度降低，再釋放出來給用戶端使用。儲(chǔ)冷箱6中的冷媒介7既作為熱交換媒介使用，也作為儲(chǔ)冷媒介使用。3、若動(dòng)力機(jī)消耗低溫液態(tài)液化天然氣過多，而使得回收的冷能大大超過需求和冷媒介7所能最大儲(chǔ)冷容量時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)打開排放管線5的開關(guān)排放過量冷能。
權(quán)利要求1.一種液化天然氣冷能用于石油鉆井隊(duì)空調(diào)裝置，主要由液化天然氣儲(chǔ)罐(1)、風(fēng)機(jī) (2)、換熱箱(3)、換熱器AG)、排放管線(5)、儲(chǔ)冷箱(6)、冷媒介(7)、換熱器B (8)、混入泵 (9)、混合罐(10)、旁通管線(11)、進(jìn)入管線(12)、用戶端(13)、電加熱裝置(14)、穩(wěn)壓罐 (15)、動(dòng)力機(jī)(16)組成，其特征在于在換熱箱(3)內(nèi)有換熱器A (4)；液化天然氣儲(chǔ)罐⑴ 有管線連接換熱箱⑶內(nèi)的換熱器A(4)進(jìn)口 ；換熱箱⑶的進(jìn)風(fēng)口有管線連接風(fēng)機(jī)⑵；換熱器A(4)的出口有管線連接電加熱裝置(14)入口，電加熱裝置(14)出口連接穩(wěn)壓罐(15) 進(jìn)氣口，穩(wěn)壓罐(15)出氣口連接動(dòng)力機(jī)(16)；在儲(chǔ)冷箱(6)內(nèi)有換熱器B(8)，在儲(chǔ)冷箱(6)內(nèi)裝有冷媒介(7)；換熱箱C3)的排風(fēng)口有管線連接換熱器B(8)進(jìn)口 ；在換熱箱(3)的排風(fēng)口到換熱器B(8)進(jìn)口之間的管線上固定有至少兩個(gè)閥門；在換熱箱(3)排風(fēng)口到最近的閥門之間的管線上連接有排放管線(5)， 排放管線(5)上有閥門；在換熱器B (8)的出口有管線連接混合罐(10)，混合罐(10)的出口有管線連接用戶端(13)；在換熱箱(3)到換熱器B(8)進(jìn)口之間的管線上兩個(gè)閥門中間管線上連接有旁通管線 (11)，旁通管線(11)的另一端連接換熱器B(8)出口管線上；在換熱器B(8)出口管線上連接有空氣混入管線，空氣混入管線連接混入泵(9)的出口 ；在空氣混入管線上連接有進(jìn)入管線(12)，進(jìn)入管線(12)的另一端連接在換熱箱(3)到換熱器B(8)進(jìn)口之間的管線上并且在換熱器B (8)的進(jìn)口處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化天然氣冷能用于石油鉆井隊(duì)空調(diào)裝置，其特征是在換熱器A(4)出口管線上連接有閥門，閥門與電加熱裝置(14)并聯(lián)。
專利摘要液化天然氣冷能用于石油鉆井隊(duì)空調(diào)裝置，應(yīng)用于回收并將液化天然氣所含冷能用于石油鉆井隊(duì)空調(diào)制冷。液化天然氣儲(chǔ)罐連接換熱箱內(nèi)的換熱器A進(jìn)口；換熱箱的進(jìn)風(fēng)口連接風(fēng)機(jī)；換熱器A的出口連接電加熱裝置入口，電加熱裝置出口連接穩(wěn)壓罐和動(dòng)力機(jī)。換熱箱的排風(fēng)口連接換熱器B進(jìn)口；在換熱箱的排風(fēng)口到換熱器B在換熱箱的管線上連接有排放管線；在換熱器B的出口連接混合罐，混合罐的出口連接用戶端。在換熱箱到換熱器B進(jìn)口之間的管線上連接有旁通管線；在換熱器B出口管線上連接有空氣混入管線。效果是能充分利用低溫液體液化天然氣汽化過程中釋放的冷能，將冷能送到鉆井隊(duì)營房降溫，滿足石油鉆井隊(duì)空調(diào)制冷需要。
文檔編號F24F5/00GK202002238SQ20102067122
公開日2011年10月5日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者劉洋, 劉繼亮, 曹川 , 楊斯媛, 楊暉, 王宏偉, 王雪 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院