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LNG洗井清蜡车的节能改造与应用

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成果主要完成人

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项目概况

背景

LNG作为清洁高效能源,其经济性、环保性非常明显。与柴油相比,成本低廉、可节省费用30%以上,与燃油车相比, LNG汽车有害物质排放量降低约85%左右。LNG作为动力在油田专用车上具有适应性[1-2]。

目前东北区域年产200万吨LNG项目已经在吉林油田正式启动,吉林油田已经在采购系列LNG燃料油田专用车。我厂抓住这一契机,在2014年研制了JY5190TXL20型LNG洗井清蜡车,已通过了车辆公告和产品检测,并且为后续LNG专用车产品奠定基础。

内涵

LNG洗井清蜡车组装在重庆红岩LNG底盘车上,见图1所示。汽车大梁上装有型钢组焊成的金属附架,并由连接座固定在底盘车大梁上,上装前部装有天然气发电机组,发电机组为燃气燃烧器和照明供电,它的燃料取自于底盘车上LNG储液罐中的液态天然气;中部装有卧室三缸泵;后部装有锅炉和燃气燃烧器,其中燃气燃烧器的燃料也来自底盘车上LNG储液罐中的液态天然气;尾端装有冷、热洗两用的排出管汇。

汽车发动机通过取力器、万向传动轴将动力传至三缸泵,以实现泵作业。由于采用了天然气发电机组和燃气燃烧器,与柴油洗井清蜡车相比,车上部分不需要柴油箱,因此减轻了车上部分的质量。液态LNG由储气瓶经气化和减压装置变成常温气体输送到发电机组和燃烧器中,为其提供燃料。

主要做法

(1)底盘车选用红岩,CQ5325HTG455T LNG底盘,发动机为潍柴动力股份有限公司生产的WP12NG350E40,功率247kW/1900rpm及陕齿RT-11509C变速器,越野性能好,承载能力强,能够满足作业井场之间的移运。

(2)整机采用车载一体式结构,即三缸泵使用底盘车动力。现场作业安装时无需其他辅助设备,结构紧凑,移运方便。

(3)天然气发电机组为控制系统、燃气燃烧器和照明提供电能。天然气发电机组采用康明斯QC-15CW-QT1天然气发电机组,额定功率为15KW,功率因数0.8(滞后)。其燃料取自于底盘车上的LNG气瓶。

燃气燃烧器为锅炉提供热源,采用TBG160P(意大利进口百德燃气燃烧系统),其燃料也取自于底盘车上的LNG气瓶。

因此与柴油洗井清蜡车相比,本设备的上装部分不需要安装柴油箱,这不仅增加了车上空间,使得操作和保养更加方便,而且也减少了整车质量,使整车移运时动力更加充足。

(4)控制系统采用我厂最新研发的人机交互系统。通过控制系统的触摸屏来实现压力设定、温度设定、点火及大小火设定、过载设定、报警设定等自动控制,提高了洗井操作的安全性,并且读取数据方便、直观、准确无误。

(5)LNG从气瓶出来,经过汽化器升温(发动机冷却系统的冷却液产生的热能)转化成气体,经过滤清器过滤后,分别进入减压阀1和减压阀2。减压阀1和减压阀2控制天然气的压力稳定在燃烧器和发电机组工作压力范围内。

减压阀1:将过滤后的燃气压力降低到0.0375-0.06MPa,以满足燃烧器的压力需求。

减压阀2:将过滤后的燃气压力降低到0.001875-0.003 MPa,以满足发电机组的压力需求。

实施效果

2014年10月,JY5190TXL20型LNG洗井清蜡车样机制造完毕,经厂内调试后,在吉林油田乾安采油厂进行矿场试验。共试验5口油井。其中井号分别是:情40-30、情42-28、情42-30、情42-32、情42-34。

用LNG洗井清蜡车作业后,油井上下行载荷及电流数据明显下降,不但满足热洗清腊的要求,而且其他效益非常明显。

表2和表3分别为LNG洗井清蜡车和柴油洗井清蜡车的洗井费用。在洗井相近的情况下,通过对比LNG洗井清蜡车热效率高,燃料消耗少。柴油洗井清蜡车平均耗油量为57.50L/小时,折算费用为350.77元/小时;LNG洗井清蜡车平均耗气量37kg/小时,折算费用为226.5元/小时.改造后节省燃料费124.27,节约率为35.43%.

LNG洗井清蜡车与柴油洗井清蜡车相比具有节能环保,作业费用低等优点。企业生产的洗井清蜡车目前在吉林油田公司占有大部分市场,技术日趋成熟。经过此次改进后, LNG洗井清蜡车的研制能够满足大庆油田和吉林油田对清蜡车的要求,并在大庆油田和吉林油田大范围的推广,其市场的需求量会很大,市场开发前景将十分广阔。根据市场前景分析,项目研制成功后可以在全油田进行推广应用,具有可观的经济效益和社会效益。