Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных магистральных газопроводах посредством бустер-компрессора с газовым приводом

Изобретение относится к газовой промышленности, к трубопроводному транспорту газа, в частности к способам опорожнения участков газопроводных линий от содержащегося в них газа.

Известен Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов (варианты), патент РФ №2362087, МПК F17D 1/00, опубл. 20.07.2009 г. Известный способ опорожнения участков трубопроводов от газа заключается в перекрытии в одной из нитей газопровода опорожняемого участка на его входе посредством запорно-отключающего устройства, направлении газа через перемычки между нитями в обвод опорожняемого участка по параллельным нитям газопровода, отсоединении посредством запорно-отключающих устройств в перемычках опорожняемого участка на его выходе от параллельных нитей газопровода, отсоединении посредством запорно-отключающих устройств всех далее расположенных участков нити на всем пути по направлению транспорта газа от опорожняемого участка до ближайшей газоперекачивающей станции от параллельных нитей, соединении тем самым опорожняемого и примыкающих, далее расположенных по направлению транспорта газа, отсоединенных от параллельных нитей участков с входным коллектором нагнетателя ближайшей, первой по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции, перекрытии одной из нитей газопровода, расположенной за первой по направлению транспорта газа газоперекачивающей станцией посредством запорно-отключающего устройства на выходе из газоперекачивающей станции, отсоединении этой нити посредством запорно-отключающих устройств в перемычках от параллельных нитей газопровода на всем пути до следующей, второй по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции, соединении тем самым этой нити газопровода на выходе с входным коллектором второй по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции, отсоединении посредством запорно-отключающих устройств штатного нагнетателя первой газоперекачивающей станции от остальных штатных нагнетателей и соединении его входа с выходным участком нити газопровода, содержащей опорожняемый и примыкающие далее по направлению транспорта газа участки, соединении выхода этого, отсоединенного от других нагнетателя с входным участком отсоединенной от параллельных нити газопровода между первой и второй газоперекачивающими станциями, откачке по готовности отсоединенного от остальных штатного нагнетателя газа отсоединенным штатным нагнетателем из нити газопровода, содержащей опорожняемый и примыкающие далее, отсоединенные от параллельных нитей участки, в отсоединенную от параллельных нить газопровода между первой и второй газоперекачивающими станциями в пределах диапазона рабочих характеристик нагнетателя и его привода, перекрытии опорожняемого участка на его выходе посредством запорно-отключающего устройства и удалении из опорожняемого участка остатка газа. Основным недостатком известного способа является его ограниченное применение: возможность его использования лишь на трубопроводах, непосредственно примыкающих к газоперекачивающим станциям. Использование же для осуществления известного способа штатных нагнетателей практически невозможно, поскольку их рабочие характеристики отличны от необходимых для процесса опорожнения участков трубопроводов от газа.

Известны мобильные компрессорные установки фирмы LMF, предназначенные для перекачки газа из одного трубопровода в другой (https://www.lmf.at/business-areas/pipeline-evaciiation/).

Недостатками таких мобильных компрессорных установок являются сложность в обслуживании, низкая экологичность: высокий расход (до 3600 м³/час) и температура (до +500°С) выхлопных газов, образующихся при работе приводного двигателя внутреннего сгорания, высокая стоимость установки.

Целью изобретения является повышение экономической эффективности, упрощение и повышение экологичности процесса опорожнения участков трубопроводов от газа.

Техническим результатом изобретения является разработка экономически эффективного, простого и экологичного способа опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных магистральных трубопроводах посредством бустер-компрессора с газовым приводом, работающим на перепаде давлений между нитками газопроводов, идущих в одном коридоре.

Поставленная цель достигается тем, что при реализации способа опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных магистральных газопроводах в одной из нитей газопровода отключают опорожняемый участок трубопровода посредством запорно-отключающих устройств и направляют газ из опорожняемого участка трубопровода в бустер-компрессор, установленный между нитями газопровода, идущими в одном коридоре, газ в трубопроводах которых находится под разными давлениями: под более высоким и под относительно низким. Посредством распределительного устройства бустер-компрессора направляют в его приводные полости поочередно газ из трубопроводов с газом более высокого и с газом относительно низкого давления. Приводной газ для бустер-компрессора отбирают из трубопровода с газом более высокого давления. Отобранный газ из опорожняемого участка трубопровода компримируют в бустер-компрессоре и отправляют этот компримированный газ в любой другой трубопровод. Отработанный газ из привода бустер-компрессора направляют в трубопровод с газом относительно низкого давления.

Настоящее изобретение и его преимущества будут более понятны путем ссылки на последующее описание и прилагаемый чертеж. На чертеже представлена схема осуществления способа опорожнения участков трубопроводов от газа с установкой дожимающего бустер-компрессора с газовым приводом между нитями газопровода, идущими в одном коридоре и находящимися под разными давлениями. В качестве примера, но не ограничиваясь этим, показан двухсторонний двухступенчатый бустер-компрессор. Различные требуемые вспомогательные системы, такие как системы регулирования, датчики исключены из чертежа в целях упрощения и ясности представления.

На чертеже:

1 - бустер-компрессор;

2 - распределительное устройство бустер-компрессора;

3, 4 - приводные полости бустер-компрессора;

5 - приводной поршень бустер-компрессора;

6 - участок, опорожняемый от газа трубопровода 7;

7 - трубопровод с газом более высокого давления;

8 - трубопровод с газом относительно низкого давления;

9 - первая компрессионная ступень бустер-компрессора;

10 - вторая компрессионная ступень бустер-компрессора;

11, 12 - запорно-отключающие устройства.

При реализации способа, опорожняемый от газа участок 6 трубопровода 7 отсекают от остальной части трубопровода с помощью запорно-отключающие устройств 11, 12. Бустер-компрессор 1 устанавливают между нитями газопровода, идущими в одном коридоре, газ в трубопроводах которых находится под разными давлениями: под более высоким и под относительно низким. В качестве примера, но не ограничиваясь этим, на чертеже представлена схема способа работы бустер-компрессора 1 между трубопроводами с газом более высокого давления 7,5 МПа и с газом относительно низкого давления 5,5 МПа. Направляют газ из опорожняемого участка 6 трубопровода 7 в бустер-компрессор 1. Посредством распределительного устройства 2, входящего в состав бустер-компрессора 1, приводные полости 3 и 4 бустер-компрессора 1 коммутируются соответственно с трубопроводом 7 с газом более высокого давления (7,5 МПа) или трубопроводом 8 с газом относительно низкого давления (5,5 МПа), обеспечивая возвратно-поступательное движение приводного поршня 5 с реверсом в крайних положениях. Откачиваемый газ из опорожняемого участка 6 трубопровода 7 через обратный клапан постоянно подается в первую компрессионную ступень 9 бустер-компрессора 1.

Цикл работы бустер-компрессора 1 при близком к минимальному давлению 0,7 МПа в опорожняемом участке 6 осуществляется следующим образом. В исходном положении посредством распределительного устройства 2 приводная полость 3 приводного поршня 5 соединяется с трубопроводом 7 более высокого давления (7,5 МПа) а приводная полость 4 - с трубопроводом 8 относительно низкого давления (5,5 МПа). Результирующее усилие на приводном поршне 5 обеспечивает его и связанные с ним компрессионные поршни (на чертеже не обозначены) движение в крайнее левое положение. Полость первой компрессионной ступени 9 бустер-компрессора 1 заполняется откачиваемым газом под давлением 0,7 МПа. По достижении крайнего левого положения приводного поршня 5 происходит переключение распределительного устройства 2, приводная полость 3 соединяется с трубопроводом 8 относительно низкого давления (5,5 МПа), обеспечивая сброс в него отработанного приводного газа, а в приводную полость 4 поступает газ из трубопровода 7 более высокого давления (7,5 МПа). Результирующее усилие на приводном поршне 5 обеспечивает его движение в крайнее правое положение, при этом газ вытесняет газ из полости первой компрессионной ступени 9 в полость второй компрессионной ступени 10. По достижении крайнего правого положения приводного поршня 5 происходит переключение распределительного устройства 2, полость 4 соединяется с трубопроводом 8 относительно низкого давления (5,5 МПа), обеспечивая сброс в него отработанного приводного газа, а в приводную полость 3 поступает газ из трубопровода 7 более высокого давления (7,5 МПа). Приводной поршень 5 совершает движение в крайнее правое положение, сжимая газ до давления 7,5 МПа и вытесняя его из полости второй компрессионной ступени 10 в трубопровод 7 с газом более высокого давления. После чего цикл работы бустера повторяется.

Таким образом, работа бустер-компрессора с газовым приводом между нитями газопровода, идущими в одном коридоре и находящимися под разными давлениями, коммутирование с ними приводных полостей бустер-компрессора через распределительное устройство, обеспечивает работу газового привода бустер-компрессора за счет разности давления в трубопроводах.

Применение способа опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных магистральных газопроводах посредством бустер-компрессора с газовым приводом позволяет отказаться от привода компрессора в виде газового двигателя внутреннего сгорания, соответственно, исключая выбросы высокотемпературных выхлопных газов, тем самым значительно повышая экологичность процесса опорожнения участков трубопроводов от газа, вместе с тем, простота осуществления способа, за счет исключения из процесса опорожнения участков трубопроводов от газа сложного, энергоемкого оборудования, обеспечивает его надежность и экономическую эффективность.