本發(fā)明涉及一種用于電動壓裂的燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)頁巖氣開采的動力驅(qū)動設(shè)備主要是柴油機(jī)，柴油機(jī)組運轉(zhuǎn)產(chǎn)生巨大動力的同時，其排放對環(huán)境保護(hù)造成了極大危害，為實現(xiàn)綠色開采，對驅(qū)動設(shè)備的節(jié)能和環(huán)保性能提出了更高的要求。

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組是適應(yīng)世界環(huán)保要求和市場新環(huán)境而開發(fā)的新型發(fā)電機(jī)組。天然氣發(fā)電機(jī)組主要分為兩種，一種是聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，一種是燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)功率比較大，主要用在大、中型電站，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)功率比較小，主要用在小型的分布式電站。它是取代燃油、燃煤機(jī)組的新型綠色環(huán)保動力。充分利用各種天然氣或有害氣體作為燃料，變廢為寶、運行安全方便，成本效益高，排放污染低，并適宜熱電聯(lián)產(chǎn)等優(yōu)點，市場前景十分廣闊。國外頁巖氣開采有利用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組供能的應(yīng)用，但由于其功率集中，一個井場通常只配一套燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，一旦機(jī)組某一部分發(fā)生故障則整個井場癱瘓。

采用2000—5000kW燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，多臺并車供電可以較好解決以上問題。采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組拖動全電動開采設(shè)備，則每口頁巖氣井開采的燃?xì)庀南噍^采用傳統(tǒng)動力柴油機(jī)燃料成本降低40%以上；每口井開采中廢氣排放相較采用傳統(tǒng)動力柴油機(jī)組，二氧化碳降低了約40%，氮氧化合物更是降低了90%。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種節(jié)約成本、循環(huán)開發(fā)、移動和組裝方便、能夠?qū)崿F(xiàn)綠色開采的用于電動壓裂的燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種用于電動壓裂的燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)，它包括外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所述的外部結(jié)構(gòu)為集裝箱式裝機(jī)結(jié)構(gòu)；所述的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括脫凈器、減壓撬A、CNG槽車、減壓撬B、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組、變壓器A和變壓器B，脫凈器的進(jìn)口接頁巖氣或井口氣，脫凈器的出口與減壓撬A的進(jìn)口相連，減壓撬A的出口與燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的一個進(jìn)口T1相連，CNG槽車的出口與減壓撬B的進(jìn)口連通，減壓撬B的出口與燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的另一個進(jìn)口T2相連，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的輸出端P同時與變壓器A和變壓器B的輸入端相連，變壓器A的輸出端與鉆井系統(tǒng)連接，變壓器B的輸出端與生活系統(tǒng)連接，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的輸出端P還直接與壓裂系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步地，所述的脫凈器包括用于脫硫的脫硫裝置和用于脫水的脫水裝置。

進(jìn)一步地，所述的CNG槽車內(nèi)存儲有壓縮天然氣CNG。

進(jìn)一步地，所述的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組上設(shè)置有用于排放廢氣的排氣裝置。

進(jìn)一步地，所述的外部結(jié)構(gòu)包括有箱體、控制面板、人機(jī)監(jiān)控視頻系統(tǒng)，控制面板和人機(jī)監(jiān)控視頻系統(tǒng)均固定安裝在箱體的正面上，控制面板設(shè)置于人機(jī)監(jiān)控視頻系統(tǒng)的左側(cè)。

進(jìn)一步地，所述的箱體的正面上預(yù)留有能夠與電網(wǎng)并網(wǎng)的電網(wǎng)接口，還預(yù)留有用于燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)與燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)之間連接的串聯(lián)接口和并聯(lián)接口。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明所述的一種用于電動壓裂的燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)的頁巖氣開采驅(qū)動設(shè)備依靠柴油機(jī)的技術(shù)問題，實現(xiàn)了頁巖氣開采的全電動，實現(xiàn)了綠色開采，不僅節(jié)約了成本，還大大降低了二氧化碳和氮氧化合物的排放。

2、本發(fā)明所述的一種用于電動壓裂的燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)了頁巖氣的滾動循環(huán)開發(fā)，以氣打氣，初期的頁巖氣可以作為發(fā)電系統(tǒng)的燃料，而發(fā)電系統(tǒng)又可以不斷支持頁巖氣的開采工作。

3、本發(fā)明所述的一種用于電動壓裂的燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)能夠直接集成在一個集裝箱內(nèi)，移動和組裝方便，同時能夠多臺并網(wǎng)或組網(wǎng)運行，實用性強(qiáng)，應(yīng)用前景廣泛。

附圖說明

圖1 為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2 為本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-脫凈器，2-減壓撬A，3- CNG槽車，4-減壓撬B，5-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，6-變壓器A，7-變壓器B，8-鉆井系統(tǒng)，9-壓裂系統(tǒng)，10-生活系統(tǒng)，11-排氣裝置，12-控制面板，13-人機(jī)監(jiān)控視頻系統(tǒng)，14-串聯(lián)接口，15-并聯(lián)接口，16-箱體，17-電網(wǎng)接口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1和圖2所示，一種用于電動壓裂的燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)，它包括外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所述的外部結(jié)構(gòu)為集裝箱式裝機(jī)結(jié)構(gòu)；所述的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括脫凈器1、減壓撬A2、CNG槽車3、減壓撬B4、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5、變壓器A6和變壓器B7，脫凈器1的進(jìn)口接頁巖氣或井口氣，脫凈器1的出口與減壓撬A2的進(jìn)口相連，減壓撬A2的出口與燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5的一個進(jìn)口T1相連，CNG槽車3的出口與減壓撬B4的進(jìn)口連通，減壓撬B4的出口與燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5的另一個進(jìn)口T2相連，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5的輸出端P同時與變壓器A6和變壓器B7的輸入端相連，變壓器A6的輸出端與鉆井系統(tǒng)8連接，變壓器B7的輸出端與生活系統(tǒng)10連接，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5的輸出端P還直接與壓裂系統(tǒng)9連接。

更進(jìn)一步地，脫凈器1包括用于脫硫的脫硫裝置和用于脫水的脫水裝置；CNG槽車3內(nèi)存儲有壓縮天然氣CNG；燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5上設(shè)置有用于排放廢氣的排氣裝置11；外部結(jié)構(gòu)包括有箱體16、控制面板12、人機(jī)監(jiān)控視頻系統(tǒng)13，控制面板12和人機(jī)監(jiān)控視頻系統(tǒng)13均固定安裝在箱體16的正面上，控制面板12設(shè)置于人機(jī)監(jiān)控視頻系統(tǒng)13的左側(cè)；箱體16的正面上預(yù)留有能夠與電網(wǎng)并網(wǎng)的電網(wǎng)接口17，還預(yù)留有用于燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)與燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)之間連接的串聯(lián)接口14和并聯(lián)接口15。

本發(fā)明的安裝過程和工作過程如下：將本發(fā)明的各個部件按照圖1所示的連接關(guān)系進(jìn)行安裝，將脫凈器1的進(jìn)口接頁巖氣或井口氣，變壓器A6和變壓器B7的輸出端分別與鉆井系統(tǒng)8和生活系統(tǒng)10連接，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5的輸出端P還直接與壓裂系統(tǒng)9連接，本發(fā)明的安裝過程完成。在開采初期，還沒有頁巖氣或井口氣的時候，采用CNG槽車3中的壓縮天然氣CNG或來自其他采氣井的井口氣作為內(nèi)燃機(jī)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5的燃料進(jìn)行發(fā)電，此時，開始進(jìn)行頁巖氣或井口氣的開采工作；當(dāng)氣井開始產(chǎn)氣并形成規(guī)模后，則直接利用自產(chǎn)的頁巖氣或井口氣進(jìn)行發(fā)電，為該井場的鉆井、壓裂和開發(fā)提供后續(xù)作業(yè)持續(xù)的電力；開采收集的頁巖氣或井口氣首先在脫凈器1中進(jìn)行脫水、脫硫處理，再經(jīng)過減壓撬A2的調(diào)壓處理后輸送到燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5作為發(fā)電燃料，發(fā)電后產(chǎn)生的廢氣（如二氧化碳等）則經(jīng)過排氣裝置11排出；燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5產(chǎn)生的電能經(jīng)過變壓器A6和變壓器B7的降壓作用后，分別應(yīng)用到鉆井系統(tǒng)8和生活系統(tǒng)10中，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5產(chǎn)生的電能主要直接應(yīng)用于壓裂系統(tǒng)9的電動壓裂，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5產(chǎn)生的電能還可以通過電網(wǎng)接口17與電網(wǎng)并網(wǎng)運行使用，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5與燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5之間還可以通過串聯(lián)接口14和并聯(lián)接口15串聯(lián)或并聯(lián)使用。

上述過程中，外部結(jié)構(gòu)上設(shè)置的控制面板12、人機(jī)監(jiān)控視頻系統(tǒng)13提高了對本燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)測和控制能力，同時提高了本燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)的自動化程度；本燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)的外部結(jié)構(gòu)采用集裝箱式裝機(jī)結(jié)構(gòu)，大大方便了本燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)的移動和組裝；本發(fā)明對井口頁巖氣或井口氣進(jìn)行利用，產(chǎn)生電能后再用來繼續(xù)開發(fā)頁巖氣或井口氣，實現(xiàn)了循環(huán)開發(fā)的目的；脫凈器1將頁巖氣或井口氣中的硫等物質(zhì)去除，實現(xiàn)了綠色開發(fā)的目的。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進(jìn)行改動。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。