Подземное хранилище газа

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Аладко Снежана Ивановна Давидюк Татьяна Алексеевна Смалюк Веста Ивановна Федарович Светлана Александровна(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Подземное хранилище газа, состоящее из нескольких газовых залежей, магистрального газопровода, связывающего его с теплогенерирующими установками, задвижек, приборов контроля и учета, отличающееся тем, что имеет газгольдер природного газа и газгольдер продуктов сгорания с газосепаратором. 96142013.10.30 Подземное хранилище газов относится к энергетике и может быть использовано в газоснабжающих системах для возврата продуктов сгорания в отработанные газовые месторождения. Известно 1, 2, 3 сооружение - хранилище газа (гелия) и отходов в одной из структур месторождения природного газа, включающее продуктивный пласт и пласт для хранения газа, эксплуатационные и нагнетательные скважины для отбора и нагнетания природного газа, для контроля давления и концентрации газа в пласте, газопроводы для транспортировки на газоперерабатывающий завод. Недостатком аналога является зависимость объема добычи газа для его реализации от спроса. Известно подземное хранилище газа, являющееся частью газодобывающей и газотранспортной системы 4, которая объединяет источник газообразного топлива (природный газ подземных залежей) с потребителем теплогенерирующими установками,сжигающими это топливо. Прототип состоит из куполообразных (антиклинальных) месторождений - пористых резервуаров, заполненных природным газом, который подается из продуктивных газовых залежей с целью выравнивания сезонной и суточной неравномерности потребления газа. Прототип подсоединен к магистральному газопроводу и через него к потребителю, состоит из нескольких подземных газовых залежей, системы скважин, газопроводов, компрессорных и распределительных станций, запорных и регулирующих органов, вентилей, задвижек, приборов контроля и учета. Назначение прототипа в данном случае - обеспечение надежности газоснабжения при любом спросе. Недостаток прототипа - невозможность закачки в него других газообразных сред,применения его в качестве складирования их с целью захоронения или концентрирования в одном месте. Цель настоящей полезной модели - возврат газообразных продуктов сгорания в отработанную, истощенную газовую залежь по тому же магистральному газопроводу для предотвращения выброса парниковых газов в атмосферу. Задача, на решение которой настоящая полезная модель, состоит в том, чтобы при помощи подземного хранилища газов при минимальных экономических затратах обеспечить экологическую безопасность теплогенерирующих установок, работающих на газообразных топливах. Технический результат - экологически чистая энергетическая газоснабжающая система. Это достигается тем, что подземное хранилище газов, состоящее из нескольких газовых залежей, магистрального газопровода, связывающего его с теплоэнергетическими установками, скважин, компрессоров, задвижек, приборов контроля и учета, имеет также газгольдер природного газа и газгольдер продуктов сгорания с газосепаратором. На фигуре представлена схема подземного хранилища газов, где обозначено 1 - газовая залежь (справа - продуктивная скважина, слева - истощенная), 2 - скважина, 3 - промысловые газопроводы, 4 - компрессоры, 5 - магистральный газопровод, 6 - газгольдер природного газа, 7 - теплогенерирующая установка, 8 - газгольдер продуктов сгорания,9 - газосепаратор, 10 - приборы контроля и учета. 4, 2, 2, 2 - потоки природного газа (в нем в основном метан), двуокиси углерода, азота, паров воды стрелки - движение потоков- выработанная теплота.. Задвижки обозначены общепринятыми символами Подземное хранилище газов состоит из нескольких газовых залежей 1 одного или ряда соседних газовых месторождений. Скважины 2 связывают их с промысловыми газопроводами 3 на поверхности, там же располагаются не показанные на фигуре распределительные станции, фильтры, очистители и т.д., запорно-распределительная арматура (вентили,задвижки) и приборы. Компрессоры 4 обслуживают магистральный газопровод 5, они имеют электрический или газотурбинный привод. Магистральный газопровод 4 длиной сотни тысячи километров снабжен промежуточными компрессорными станциями, а также внешним газгольде 2 96142013.10.30 ром природного газа 6, его месторасположение уточняется при конкретном проектировании. Теплогенерирующая установка 7, как обычно, имеет газовые горелки, при горении выделяется теплота , воздух для горения подается дутьевыми вентиляторами. Теплогенерирующая установка 7 связана газоходом с газгольдером продуктов сгорания 8, который имеет предвключенный газосепаратор 9 мембранного или другого типа. В необходимых местах, согласно правилам технической эксплуатации, установлены приборы контроля и учета 10 (манометры, термометры, газоанализаторы, расходомеры,счетчики). Действует подземное хранилище газов следующим образом природный газ из продуктивной газовой залежи 1 (на фигуре - слева) через скважину 2, промысловые газопроводы 3 с определенным включением задвижек компрессором 4 (на фигуре - нижний,верхний отключен от магистрального газопровода 5) подается в магистральный газопровод 5, который питает газгольдер природного газа 6 и теплогенерирующую установку 7. Последняя вырабатывает теплотудля потребителя, а уходящие из нее газы в виде смеси 2, 2, 2 и некоторых других более мелких компонентов компрессором 4 (на фигуре верхний) после отделения в газосепараторе 9 от них 2 (является по величине наибольшим) подаются в газгольдер сгорания 8, и накапливаются в нем до определенного давления. По истечении некоторого времени (заданного мощностью и величиной всей газоснабжающей и потребляемой системы) компрессором 4 путем соответствующего переключения задвижек двуокись углерода заполняет магистральный газопровод 5, вытесняя из него природный газ в продуктивную залежь, и, как только приборы показывают приход 2 к истощенной залежи 1 (на фигуре - справа), происходит закачка 2 в нее. Теплогенерирующая установка 7 в это время питается из газгольдера природным газом 6. После цикла опорожнения газгольдера продуктов сгорания 8 (в нем остается некоторое давление от постоянного выделения 2 из теплогенерирующей установки 7) из магистрального газопровода 5 остаток 2 вытесняется из него природным газом и по показаниям приборов контроля и учета 10 в момент появления природного газа у газгольдера 8 он отключается, а природный газ переключается на газгольдер 9 и теплогенерирующую установку 7. Таким образом, магистральный газопровод периодически работает в разные стороны благодаря наличию газгольдеров 6 и 8. Сооружение газгольдеров существенно дешевле, чем строительство параллельной нити магистрального газопровода. В этом заключается экономическая эффективность данной полезной модели. Действие заявляемого подземного хранилища газов позволяет отбирать из процесса горения парниковый газ СО 2 и консервировать его в отработанных газовых месторождениях, возвращая безвредный 2 в атмосферу. В этом заключается большой природоохранный эффект. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3