توربین گاز و کاربردهای فراساحلی آن

توربین‌ گاز در صنایع نفت و گاز به منظور تامین تجهیزات ایستگاه‌فراساحلیهای پمپاژ و تقویت فشار گاز اغلب در مکان‌های دور از دسترس مانند خط لوله انتقال مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این حالت توربین گاز ممکن است با سوخت داخل خط لوله نیز کار کند. همچنین در صورت نیاز می‌توان بعنوان مثال در یک سکوی تولید نفت، برق تولید کرد. از نیروگاه‌های مبتنی بر توربین گاز در این مناطق می‌توان برای تامین نیازهای تولید برق محلی یا ملی استفاده کرد. توربین‌های گاز با توان خروجی ۵۰ مگاوات ممکن است از نوع صنعتی یا مشتق از موتور هوایی باشند، این در حالی است که توربین‌های گاز صنعتی بزرگتر با توان خروجی حدود ۳۳۰ مگاوات به صورت هدفمند و برای شرایط خاص ساخته می‌شوند.

از کاربردهای توربین‌های گاز فراساحلی می‌توان به تولید برق، تزریق گاز، فرازآوری، تزریق آب و فشرده‌سازی برای صادرات اشاره کرد. علاوه بر آن می‌توان بین کاربردهای بالادستی، میان دستی و پایین دستی توربین‌های گاز تمایز قائل شد. در این زمینه، تاسیسات تولیدی بعنوان کاربردهای بالادستی و خطوط لوله و حمل و نقل بعنوان کاربردهای میان‌دستی برشمرده می‌شوند. در ادامه به کاربردهای ویژه توربین‌های گاز فراساحلی به طور مختصر اشاره خواهد شد.

کاربردهای بالادستی توربین‌های گاز در صنعت نفت و گاز شامل موارد زیر است:

تولید برق برای تامین نیازهای میدان نفتی یا سکو
ازدیاد برداشت نفت(ئی‌او‌آر) – فناوری‌های پیشرفته برای بهبود بازیابی نفت
فرازآوری – تزریق گاز به چاه برای کمک به برداشت نفت
تزریق آب – تزریق آب به مخزن برای افزایش فشار مخزن و بهبود تولید
باز تزریق گاز- باز تزریق گاز طبیعی به مخزن برای افزایش فشار مخزن
فشرده‌سازی برای صادرات- افزایش اولیه فشار گاز طبیعی از میدان به داخل خط لوله انتقال
جمع‌آوری گاز- جمع‌آوری گاز طبیعی از چاه‌های متعدد
تقویت انتقال گاز-پردازش گاز برای بهبود کیفیت خط لوله؛ یعنی از بین بردن گوگرد، آب و اجزای مونوکسیدکربن
ذخیره‌سازی/برداشت گاز- تزریق گاز به ساختار زیرزمینی برای استفاده‌های بعدی: ذخیره‌سازی تابستانی، برداشت زمستانی

کاربردهای میان‌دستی توربین گاز ممکن است برای موارد زیر استفاده شود:

افزایش فشار خط لوله – ایستگاه‌های تقویت فشار در خط لوله برای “پمپاژ” گاز طبیعی: معمولا فشرده‌سازی ۸۰۰-۱۲۰۰ پی‌اس‌آی
پمپاژ خط لوله نفت – پمپاژ نفت خام یا تصفیه‌شده.

تولید برق

کاربرد اصلی توربین‌های گاز فراساحلی تولید برق است. توربین گاز برای تولید برق سکو، بطور مستقیم به یک مولد وصل می‌شود. این امری طبیعی است که حداقل دو توربین گاز با ژنراتور اضطراری پشتیبان در سکوهای اصلی وجود داشته باشند. سکوهای اقماری، از راه دور یا بدون سرنشین معمولا برق خود را از سکوی اصلی از طریق خطوط ارتباطی دریافت می‌‍‌کنند.

میزان تولید برق برای شناورها/نیمه شناورها، سکوهای پایه ثابت و ساحلی متفاوت است که بستگی به الزامات الکتریکی و در دسترس بودن سوخت گاز دارد.

توان خروجی متعارف توربین گاز در این کاربرد بین ۱ تا ۳۰ مگاوات است. تعداد و پیکربندی توربین‌ها بستگی به انعطاف‌پذیری و افزونگی مورد‌نیاز و امکان ارتقاء سکو در آینده دارد.

جمع‌آوری گاز

از این روش برای جمع‌آوری گاز طبیعی از چند چاه استفاده می‌شود. تاسیسات مدرن فراساحلی ممکن است همزمان از بیش از ۵۰ چاه، گاز گردآوری کنند. در جمع‌آوری گاز، یک توربین گاز حدود ۳ مگاوات تا ۲۰ مگاواتی بطور معمول مورداستفاده قرار می‌گیرد.

فرازآوری

فرازآوری از طریق تزریق گاز طبیعی به چاه نفت، باعث افزایش تولید نفت خام می‌شود. همچنین کاهش چگالی و هوادهی نفت به جریان نفت کمک می‌کند. گاز جدا شده و دوباره تزریق می‌شود. در این کاربرد معمولا از توربین گاز ۳ تا ۲۰ مگاواتی استفاده می‌شود.

تزریق آب

تزریق آب یکی دیگر از روش‌های ازدیاد برداشت نفت به شمار می‌رود. یک توربین گاز یک پمپ آب گریز از مرکز را معمولا توسط گیربکس به حرکت درمی‌آورد. فشار حدودا تا ۶۰۰ بار است. از تشکیل حفره پمپ باید اجتناب شود. توان خروجی متعارف توربین گاز در این کاربرد، بین ۱ تا ۱۵ مگاوات است.

فشرده‌سازی برای صادرات

فشرده‌سازی برای صادرات به منظور افزایش فشار جریان گاز به نیروگاه یا خط لوله استفاده می‌شود. توان خروجی متعارف توربین گاز در این کاربرد بین ۳ تا ۳۰ مگاوات خواهد بود و توربین‌های بزرگتر در واحدهای تقویت فشار استفاده می‌شوند.