Способ подготовки газа к транспорту

 

Использование: в промысловой обработке газа для его транспорта по трубопроводу, уложенному в многолетнемерзлых грунтах. Сущность изобретения: газ последовательно компримируют, подвергают низкотемпературной сепарации при температуре ниже 248 К, рекуперируют холод отсепарированного потока. Нагревая газ до 271 - 263 К, подают в трубопровод. Применение изобретения позволяет предотвратить выпадение жидкости в трубопроводах, уложенных в многолетнемерзлых грунтах.

Изобретение относится к области промысловой обработки газа и предназначено для подготовки его к транспорту по газопроводам, уложенным в многолетнемерзлых грунтах. Способ может быть использован на газовых, газоконденсатных и нефтяных промыслах, где необходимо осуществление мероприятий для предупреждения растепления многолетнемерзлых пород по трассе газопровода.

Известен способ промысловой подготовки газа к транспорту, согласно которому газ сепарируют и с температурой 303. 313 К подают в установку низкотемпературной сепарации газа, где охлаждают в рекуперативном теплообменнике до 268 К, дросселируют до давления в магистральном газопроводе, вследствие чего доохлаждают газ до 258 К, сепарируют жидкость, газ нагревают в упомянутом рекуперативном теплообменнике до 303.313 К и направляют в магистральный газопровод [1] Недостаток этого способа состоит в том, что он не обеспечивает подготовку газа к транспорту по газопроводам, уложенным в многолетнемерзлых грунтах.

Известен способ промысловой подготовки газа для его транспорта в многолетнемерзлых грунтах, включающий низкотемпературную сепарацию газа при температуре 258.248 К, компримирование его с последующим охлаждением до температуры грунта перед подачей в магистральный газопровод [2] Недостаток этого способа состоит в том, что газовый поток охлаждают и нагревают последовательно 3 раза, для чего необходимо сооружать 3 автономные холодильные станции. Кроме того, из-за потерь давления в турбодетандерах, затраты на компримирование газа возрастают на 10.15% а недоподача газа потребителю на заключительной стадии разработки месторождения может составить 3.5% и более.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является способ [3] согласно которому газ, подлежащий транспорту по газопроводу в многолетнемерзлых грунтах последовательно компримируют, подвергают низкотемпературной сепарации при температуре 258. 248 К, рекуперируют холод отсепарированного потока, нагревая его при этом, и подают в магистральный трубопровод.

Недостаток известного способа заключается в том, что в большинстве случаев не обеспечивается эффективная подготовка газа к транспорту по трубопроводу, проложенному в многолетнемерзлых грунтах. Например, при освоении Бованенковского и других газоконденсатных месторождений полуострова Ямал с общим объемом добычи 250.300 миллиардов кубических метров в год будет иметь место следующая ситуация. Для предотвращения растепления многолетнемерзлых пород по трассе газопровода и обеспечения за счет этого прочностных характеристик газопровода необходимо подавать газ в трубопровод с температурой 271. 263 К, что соответствует температуре плавления грунтов, встречающихся по трассе газопровода. В зимний период времени за счет воздействия окружающей среды и охлаждения газа за счет дросселирования ( эффект Джоуля-Томсона) вследствие неизбежных гидравлических потерь температура газа существенно снижается. При этом, учитывая, что потери давления по трассе могут достигать 2,0.2,5 МПа (давление с 7,5 МПа на входе в газопровод реально может снижаться до 5,5.5,0 МПа на входе в первую компрессорную станцию) температура газа в трубопроводе может снижаться до 255.251 К при давлениях, близких к давлениям максимальной конденсации.

Таким образом, если подготовку газа к транспорту вести согласно способу по а. с. N762945, т.е. при температурах низкотемпературной сепарации в диапазоне 258.248 К, то в газопроводе происходит конденсация углеводородов, что приводит к накоплению жидкости и снижению эффективности транспорта газа. Для устранения этого явления низкотемпературную сепарацию следует вести при более низких температурах, чем это заявлено в а.с. N762945. Расчеты показывают, что "тощие" газы сеноман-аптских залежей необходимо подвергать низкотемпературной сепарации при температурах до 243.233 К, а более "жирные" неоком-юрские до 213.203 К с целью глубокого извлечения пропан-бутановой фракции. Из этого видно, что способ по а.с. N762945 не может обеспечить требуемые условия подготовки газа к транспорту по газопроводу, проходящему в многолетнемерзлых грунтах.

Настоящее изобретение направленно на достижение условий подготовки газа к транспорту, при которых в газопроводе, уложенном в многолетнемерзлых породах, предотвращается выпадение жидкости. Это достигается тем, что, согласно изобретению, газ, подлежащий транспорту, компримируют, подвергают низкотемпературной сепарации при температуре ниже 248 К, рекуперируют холод отсепарированного потока, нагревают его при этом до температуры 271.263 К и подают в газопровод.

Применение настоящего изобретения позволяет обеспечить требуемый режим работы газопровод на всех месторождениях в зоне многолетнемерзлых пород.

Пример. Газ из скважин при давлении 4,0 МПа и температуре 285 К направляют в сепаратор, отделяют от жидкости и подают на прием компрессора, компримируют до 10,0. 10,5 МПа, подают в воздушный теплообменник, где охлаждают до 290К, затем сепарируют от жидкости. После этого газ направляют на прием компрессора турбодетандера, компримируют до 12,0 МПа, подают в воздушный теплообменник, где охлаждают до 290К, сепарируют от жидкости. Далее газ направляют в рекуперативный теплообменник, где доохлаждают его встречным потоком отсепарированного газа и подают на турбину турбодетандера, в которой газ расширяют с давления 12,0 МПа до 8,0 МПа. В результате газ охлаждается до 238 К. Холодный газ после турбины турбодетандера сепарируют от жидкости и направляют в рекуперативный теплообменник, в котором нагревают его до температуры 271.263 К и направляют в газопровод.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет исключить конденсацию жидкости в трубопроводе, уложенном в многолетнемерзлых грунтах, и тем самым обеспечить режим транспорта газа в однофазном состоянии. Благодаря этому достигается стабильность и надежность работы газотранспортной системы и одновременно устраняется необходимость в привлечении дополнительных материальных и денежных средств для удаления жидкости из трубопровода.

Источники, использованные при составлении заявки 1. Гриценко А. И. и др. Вопросы подготовки газа на промыслах. Научно-техн. обзор. Серия "Газовое дело", М. ВНИИОЭНГ, 1969 г. с. 1.96.

2. Технико-экономическое обоснование обустройства уренгойского газоконденсатного месторождения с учетом добычи газа до 100 млрд.м³/год. Научно-технический отчет ВНИПИГАЗдобыча, г. Саратов, 1976, том 2, ч.2, с. 10.25.

3. Авторское свидетельство СССР N762945, кл. В 01 Д 53/26, 1977 г.

Формула изобретения

Способ подготовки газа к транспорту по газопроводу в многолетнемерзлых грунтах, включающий его компремирование и низкотемпературную сепарацию с рекуперацией холода отсепарированного газа, отличающийся тем, что низкотемпературную сепарацию проводят при температуре ниже 248К, рекуперируют холод отсепарированного потока, нагревают его при этом до 271 263К и подают в газопровод.