Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПОРОЖНЕНИЯ УЧАСТКОВ ТРУБОПРОВОДА ОТ ГАЗА В МНОГОНИТОЧНЫХ СИСТЕМАХ ГАЗОПРОВОДОВ

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности к способам опорожнения участков газопроводных линий от содержащегося в них газа при выполнении ремонтных работ в многониточных системах газопроводов.

Известен способ опорожнения участков трубопроводов (см. АС №544824, МПК F17D 1/00) в многониточных системах газопроводов, включающий отключение посредством линейных кранов опорожняемого участка и перекачку из него газа утилизации в параллельный трубопровод путем эжектирования высоконапорным газом того же параллельного трубопровода, при этом на эжектирование направляют весь поток высоконапорного газа, для чего на параллельном трубопроводе перекрывают линейный кран, а смешанный газовый поток после эжектирования вводят в параллельный трубопровод за перекрытым линейным краном.

Недостатком способа является то, что снижается производительность системы газопроводов, поскольку транспортировка смешанного газового потока по параллельному газопроводу после перекрытого линейного крана осуществляется ниже давления до перекрытого линейного крана. Кроме этого из-за требований по минимальному входному давлению газа на компрессорные станции может потребоваться повысить давление в трубопроводе на участке до эжектирования газа. В случае подачи газа с установок подготовки газа в трубопровод на участке до эжектирования газа дожимные компрессорные станции этих установок должны иметь запас по степени сжатия газа. При его отсутствии из-за роста давления газа в трубопроводе на участке до эжектирования газа рост выходного давления установки подготовки газа приведет к увеличению давления в газосборной сети, на устье скважин и сокращению добычи газа.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является способ опорожнения участков трубопровода от газа в многониточных системах газопроводов (А.с. 970036), включающий отключение посредством линейных кранов опорожняемого участка, эжектирование газа утилизации из концевой части опорожняемого участка в одну или несколько ступеней частью потока высоконапорного газа из параллельного трубопровода, подачу смешанного газового потока в трубопровод после опорожняемого участка.

Данный способ позволяет предотвратить снижение производительности параллельного трубопровода благодаря отбору части потока высоконапорного газа. Недостатком способа является то, что при входе на компрессорную станцию давление высоконапорного газа и давление смешанного газового потока будут отличаться на величину понижение давления на эжекторе. Потребуется понижение давления высоконапорного газа для выравнивания давлений в трубопроводах перед подачей на компрессорную станцию, что приведет к нерациональному использованию энергии газа. Как и в аналоге из-за требований по минимальному входному давлению газа на компрессорные станции может потребоваться повысить давление в трубопроводе на участке до эжектирования газа. В случае подачи газа с установок подготовки газа в трубопровод на участке до эжектирования газа дожимные компрессорные станции этих установок должны иметь запас по степени сжатия газа. При его отсутствии из-за роста давления газа в трубопроводе на участке до эжектирования газа рост выходного давления установки подготовки газа приведет к увеличению давления в газосборной сети, в скважинах и сокращению добычи газа.

Целью изобретения является предотвращение влияния процесса утилизации газа из трубопроводных линий на нерациональное использование энергии газа и на сокращение добычи газа на установках комплексной подготовки газа.

Поставленная цель достигается следующим образом.

В способе опорожнения участков трубопровода от газа в многониточных системах газопроводов, включающем отключение посредством линейных кранов опорожняемого участка, эжектирование газа утилизации из концевой части опорожняемого участка в одну или несколько ступеней высоконапорным газом из параллельного газопровода, подачу смешанного газового потока в параллельный трубопровод после опорожняемого участка, в отличие от прототипа газ утилизации с опорожняемого участка подают на установку комплексной подготовки газа, понижают давление газа утилизации до величины давления газа установки комплексной подготовки газа после первичного компримирования и охлаждения, вводят газ утилизации в газ установки комплексной подготовки газа, после его первичного компримирования и охлаждения, первично вводят в смесевой газ абсорбент, первично выводят из смесевого газа абсорбент, вторично компримируют и охлаждают смесевой газ, вторично вводят в смесевой газ абсорбент, вторично выводят из смесевого газа абсорбент, выводят смесевой газ с установки комплексной подготовки газа и транспортируют в параллельный трубопровод, на втором этапе при снижении давления газа утилизации в опорожняемом участке до величины давления газа установки комплексной подготовки газа после первичного компримирования и охлаждения понижают давление газа утилизации до величины входного давления газа установки комплексной подготовки газа, подают газ утилизации на очистку от механических примесей и влаги при ее наличии, дополнительно очищают газ утилизации от механических примесей и влаги при ее наличии, вводят газ утилизации в газ установки комплексной подготовки газа, после его дополнительной очистки от влаги и механических примесей, первично компримируют и охлаждают смесевой газ, первично вводят в смесевой газ абсорбент, первично выводят из смесевого газа абсорбент, вторично компримируют и охлаждают смесевой газ, вторично вводят в смесевой газ абсорбент, вторично выводят из смесевого газа абсорбент, выводят смесевой газ с установки комплексной подготовки газа и транспортируют в параллельный трубопровод.

Предлагаемое изобретение поясняется технологической схемой на фиг. 1.

На иллюстрации обозначены следующие элементы:

1 - опорожняемый участок трубопровода;

2 - линейный кран;

3 - трубопровод;

4 - редуцирующее устройство;

5 - трубопровод;

6 - кран;

7 - трубопровод;

8 - входной сепаратор;

9 - трубопровод;

10 - трубопровод;

11 - фильтр-сепаратор;

12 - трубопровод;

13 - трубопровод;

14-компрессор;

15 - трубопровод;

16 - воздушный охладитель;

17 - трубопровод;

18 - аппарат осушки газа;

19 - трубопровод;

20 - трубопровод;

21 - трубопровод;

22 - трубопровод;

23 - компрессор;

24 - трубопровод;

25 - воздушный охладитель;

26 - трубопровод;

27 - аппарат осушки газа;

28 - трубопровод;

29 - трубопровод;

30 - трубопровод;

31 - параллельный трубопровод;

32 - трубопровод;

33 - кран;

34 - трубопровод;

35 - сепаратор;

36 - трубопровод;

37 - трубопровод;

38 - фильтр-сепаратор;

39 - трубопровод;

40 - трубопровод.

Опорожняемый участок трубопровода 1 отсекают от остальной части трубопровода с помощью линейных кранов 2. Газ утилизации из опорожняемого участка трубопровода 1 по трубопроводу 3 направляют для понижения давления на редуцирующее устройство 4 и подают по трубопроводу 5 в открытый кран 6.

Газ установки комплексной подготовки газа с кустов скважин по трубопроводу 7 подают во входной сепаратор 8, где от газа отделяют жидкую фазу и механические примеси (сепарация). Жидкую фазу с механическими примесями из входного сепаратора 8 по трубопроводу 9 выводят из установки. Газ установки комплексной подготовки газа из входного сепаратора 8 по трубопроводу 10 подают в фильтр-сепаратор 11, где из него выделяют жидкую фазу и механические примеси (дополнительная сепарация). Жидкую фазу с механическими примесями из фильтр-сепаратора 11 по трубопроводу 12 выводят из установки. Газ установки комплексной подготовки газа из фильтр-сепаратора 11 по трубопроводу 13 подают в компрессор 14 для компримирования и далее по трубопроводу 15 для охлаждения в воздушный охладитель 16. Газ установки комплексной подготовки газа по трубопроводу 17 направляют в нижнюю часть аппарата осушки газа 18 для абсорбции влаги.

Вводят по трубопроводу 19 газ утилизации через кран 6 в трубопровод 17 для смешивания с газом установки комплексной подготовки газа и подают в верхнюю часть аппарата осушки газа по трубопроводу 20 гликоль. Насыщенный гликоль с нижней части аппарата осушки газа выводят по трубопроводу 21 из установки. Первично осушенный смесевой газ по трубопроводу 22 отводят с верхней части аппарата осушки в компрессор 23 для вторичного компримирования и далее по трубопроводу 24 для вторичного охлаждения в воздушный охладитель 25. Смесевой газ по трубопроводу 26 направляют в нижнюю часть аппарата осушки газа 27 для абсорбции влаги. Подают в верхнюю часть аппарата осушки газа по трубопроводу 28 гликоль, насыщенный гликоль с нижней части аппарата осушки газа выводят по трубопроводу 29 из установки. Вторично осушенный смесевой газ по трубопроводу 30 отводят с верхней части аппарата осушки 27 в параллельный трубопровод 31.

При снижении давления газа утилизации в опорожняемом участке трубопровода 1 до величины давления газа установки комплексной подготовки газа после воздушного охладителя 16 закрывают кран 6 и прекращают подачу газа утилизации из трубопровода 5 через кран 6 в трубопровод 19. Открывают кран 33, понижают давление газа утилизации с помощью редуцирующего устройства 4 до величины входного давления газа с кустов скважин установки комплексной подготовки газа. Газ утилизации из трубопровода 5 направляют в трубопровод 32 и через открытый кран 33 по трубопроводу 34 подают в сепаратор 35, где от газа отделяют механические и примеси жидкую фазу при ее наличии. Механические примеси и жидкую фазу при ее наличии из входного сепаратора 35 по трубопроводу 36 выводят из установки. Газ утилизации из сепаратора 35 по трубопроводу 37 подают в фильтр-сепаратор 38, где от газа отделяют механические примеси и жидкую фазу при ее наличии (дополнительная сепарация). Жидкую фазу с механическими примесями из фильтр-сепаратора 38 по трубопроводу 39 выводят из установки. Газ утилизации с давлением равным давлению газа установки комплексной подготовки газа после дополнительной сепарации направляют по трубопроводу 40 в трубопровод 13. Смесевой газ по трубопроводу 13 подают в компрессор 14 для компримирования и далее по трубопроводу 15 для охлаждения в воздушный охладитель 16. Далее смесевой газа по трубопроводу 17 направляют в нижнюю часть аппарата осушки газа 18 для абсорбции влаги, подают в верхнюю часть аппарата осушки газа по трубопроводу 20 гликоль. Насыщенный гликоль с нижней части аппарата осушки газа выводят по трубопроводу 21 из установки. Первично осушенный смесевой газ по трубопроводу 22 отводят с верхней части аппарата осушки в компрессор 23 для вторичного компримирования и далее по трубопроводу 24 для вторичного охлаждения в воздушный охладитель 25. Смесевой газ по трубопроводу 26 направляют в нижнюю часть аппарата осушки газа 27 для абсорбции влаги. Подают в верхнюю часть аппарата осушки газа по трубопроводу 28 гликоль. Насыщенный гликоль с нижней части аппарата осушки газа выводят по трубопроводу 29 из установки. Вторично осушенный смесевой газ по трубопроводу 30 отводят с верхней части аппарата осушки 27 в параллельный трубопровод 31.

Такое изобретение обеспечивает опорожнение участков трубопроводов за счет его компримирования первоначально на второй ступени сжатия, а затем на первой и второй ступени сжатия до величины давления газа поступившего на установку с кустов скважин без необходимости увеличения давления в параллельном трубопроводе.

Для оценки эффективности предложенного способа на Уренгойском нефтегазоконденсатном месторождении были проведены расчетные исследования утилизации газа из отсекаемого трубопровода протяженностью 16665 м, диаметром 1400 мм и толщиной стенки 16 мм.

Для прототипа в программной системе «ГазКондНефть» были установлены зависимости давления смешанного газового потока по прототипу от давления части потока высоконапорного газа (от 5,5 до 7,5 МПа) и давления газа утилизации (фиг. 2).

В условиях Уренгойского месторождения минимальное давление газа установок комплексной подготовки газа с кустов скважин составляет около 1,0 МПа. Компримирование газа осуществляется с помощью газоперекачивающих агрегатов на каждой ступени сжатия с приводом мощностью 16 МВт НК 16СТ. В нагнетателе первой ступени сжатия применяется сменная проточная часть СПЧ 16/30-3,0 МУ со степенью повышения давления 3,0, в нагнетателе второй ступени сжатия применяется сменная проточная часть СПЧ 16/76-2,0 М2 со степенью повышения давления 2,0.

Дожимные компрессорные станции могут обеспечить выходное давление газа до 6,0 МПа. Минимальное давление газа в трубопроводах составляет 5,0 МПа. Из фиг. 2 следует, что прототип обеспечивает опорожнение трубопровода до минимального давления 2,2 МПа. Объем газа утилизации составит 1035,11 тыс. м³. Для его утилизации газа на эжекторы необходимо будет подать 18631,98 тыс. м³ с давлением 6,0 МПа. Расход топливного газа для компримирования всего объема газа составит 819,8 тыс. м³. В случае компримирования 18631,98 тыс. м³ с давлением 5,0 МПа, расход топливного газа составит 732,05 тыс. м³. Таким образом, расход топливного газа утилизацию газа составит 87,76 тыс.м³.

По изобретению в ходе исследований установка комплексной подготовки газа УКПГ-4 использовалась в качестве установки подготовки газа, на которую подавался газ утилизации из отсекаемого участка трубопровода.

Обеспечивалось опорожнение трубопровода до величины входного давление газа установки комплексной подготовки газа УКПГ-4 с кустов скважин - 1,0 МПа. Температура газа перед началом и после утилизации была равна температуре грунта и составила 268 К. Расчет расхода топливного газа газоперекачивающими агрегатами 8 и 16 определялся по СТО Газпром 3.1-2-006-2008 «Методика определения нормативов расхода газа горючего природного на собственные нужды добывающих организаций ОАО «Газпром».

Первоначально вводят по трубопроводу 19 газ утилизации из крана 6 в трубопровод 17. Давление газа в отсекаемом трубопроводе понижают до давления 2,5 МПа. Объем газа утилизации составит 948,68 тыс. м³. Расход топливного газа на компримирование газа утилизации на 2-й ступени сжатия составляет 24,57 тыс. м³.

На втором этапе подают газ утилизации из трубопровода 5 в трубопровод 32 и кран 33. Давление газа в отсекаемом трубопроводе понижают до давления 1,0 МПа. Объем газа утилизации составит 514,27 тыс. м³. Расход топливного газа на компримирование газа утилизации на 1-й и 2-й ступени сжатия составляет 20,21 тыс. м³.

Суммарный расход топливного газа составил 44,78 тыс. м³. Благодаря внедрению предлагаемого изобретения объем утилизируемого газа составил 1462,95 тыс. м³.

Результаты исследований свидетельствуют, что предложенный способ утилизацию газа на установке комплексной подготовки газа до давления газового потока после дополнительной сепарации обеспечивает утилизацию большего объема газа и сокращает расход топливного газа, необходимого для утилизации газа.