Способ подготовки к транспортировке природного газа



Способ подготовки к транспортировке природного газа
Способ подготовки к транспортировке природного газа

 

F17D1/00 - Трубопроводы (транспортировка изделий или материалов по трубопроводу с помощью пневмогидравлического носителя B65G 51/00, B65G 53/00; аппараты для распределения или разлива жидкостей B67D; специальные устройства для транспортировки жидкостей из резервуаров большой емкости в транспортные средства или суда или наоборот, например загрузочные или разгрузочные транспортные средства или портативные резервуары B67D 5/00; транспортировка разрабатываемого драгами материала по трубопроводу E02F 7/10; канализационные трубопроводы E03F 3/00; теплоизоляция трубопроводов F16L 59/00; центральная отопительная система F24D)

Владельцы патента RU 2588912:

Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Уренгой" (RU)

Изобретение относится к области добычи природного газа, в частности его подготовке к транспортировке, а также эксплуатации газосборных трубопроводов и теплообменной установки для понижения температуры газа после компримирования. Технической задачей изобретения является обеспечение одновременной эффективной и безаварийной эксплуатации двух взаимосвязанных технологических систем: сбор природного газа и его охлаждение в теплообменной установке после компримирования. Способ подготовки к транспортировке природного газа заключается в доставке газа от скважины до дожимной компрессорной станции по газопроводу, очистке, сжатии и охлаждении газа в теплообменнике, с использованием водометанольного раствора (BMP), который после теплообменника в нагретом состоянии направляют для охлаждения в полость газопровода по трубопроводу меньшего диаметра, проложенному внутри газопровода, а охлажденный в газопроводе ВМР возвращают в теплообменник по внешнему трубопроводу, причем в зависимости от температуры окружающей среды изначально BMP может быть направлен после теплообменника в сторону скважины во внешний трубопровод, а от скважины до теплообменника - по трубопроводу, проложенному в полости газопровода. 1 ил.

 

Изобретение относится к области добычи природного газа, в частности его подготовке к дальнейшей транспортировке, а также эксплуатации газосборных трубопроводов и теплообменной установки для понижения температуры газа после компримирования на пункте сбора и подготовки газа.

При сборе и подготовке к транспортировке природного газа (далее - газ) существуют две объективные проблемы, связанные с составом и свойствами газа и тем технологическим оборудованием, которое используется на газовых промыслах, на решение которых будет предложено единое техническое решение.

Одной из проблем, возникающих на стадии сбора газа, является образование отложений и пробок изо льда и газогидратов из-за наличия воды в его составе в трубопроводной системе - газопроводах. Причина их образования - постепенное понижение температуры и постоянное наличие давления в газопроводах.

Из «Уровня техники» наиболее известным и распространенным способом предупреждения образования льда и газогидратов в газопроводах является подача в газопроводы таких ингибиторов, как метанол и гликоль (стр. 395 источника: Коротаев Ю.П., Ширковский А.И. Добыча, транспорт и подземное хранение газа. Учебник для вузов. - М.: Недра, 1984. - 487 с.).

Согласно изобретению «Устройство для транспортировки газа и газоконденсата в системе скважина-газопровод (шлейф) по патенту на изобретение №2372553 (опубл. 10.11.2009) для предупреждения образования газогидратов в газопровод в поток газа дозируют смесь метанола с полимером.

В последующем ингибиторы предлагается выделять из продукции газопровода для последующего применения, что является достаточно затратной технологической процедурой.

Для поддержания температуры в полости газопровода выше величины 273 К (0°C) во избежание образования льда и выше той температуры, при которой в условиях газопровода образуются газогидраты, возможно применение греющих кабелей, проложенных снаружи или внутри газопровода. Способ имеет только один недостаток - это высокая стоимость технологии.

Вторая проблема - охлаждения флюида, которая возникает на стадии компримирования собранного газа для его подачи в магистральный газопровод, который в теплообменной установке отнимает тепло от нагретого до температуры 85-100°C газа в результате его компримирования.

В качестве охлаждающего флюида на практике широко применяют воздух, газовый конденсат или воду. Соответственно и охлаждающий флюид после его нагрева в теплообменнике необходимо охлаждать с помощью дорогостоящих холодильных установок. Применение в используемых на практике теплообменных установках типа аппаратов воздушного охлаждения (далее ABO) воздуха с температурой окружающей среды выгодно с технологической стороны, но дорого из-за значительного энергопотребления электроприводов ABO. К тому же нагретый в ABO воздух, как правило, удаляется в окружающую атмосферу без полезного применения полученной тепловой энергии. При применении воды в качестве теплоносителя в зимний период заморозится не только внешний трубопровод, но и трубопровод, находящийся в газопроводе, так как при движении водометанольного раствора (далее BMP) в интенсивном режиме после газопровода по внешнему трубопроводу его температура может упасть ниже 0°C в зимний период времени, что может привести к аварийной остановке циркуляции BMP в трубопроводной системе.

Предложенное техническое новшество решает обе описанные выше проблемы: водометанольный раствор в теплообменной установке охлаждает природный газ до необходимой температуры порядка 30-40°C и при этом нагревается до 70-85°C.

Задачей изобретения является обеспечение одновременной эффективной и безаварийной эксплуатации двух взаимосвязанных на газовых промыслах технологических систем: сбор природного газа и его охлаждение в теплообменной установке после компримирования.

Технический результат обеспечивается способом подготовки к транспортировке природного газа, заключающимся в доставке влажного газа от скважины до дожимной компрессорной станции по газопроводу, очистке газа от капельной влаги, сжатии газа на компрессорной установке и охлаждении газа в теплообменнике, в отличие от аналога, для охлаждения газа в теплообменнике используют BMP, который после теплообменника в нагретом состоянии направляют для охлаждения в полость газопровода по трубопроводу меньшего диаметра, проложенному внутри газопровода, а охлажденный в газопроводе BMP возвращают в теплообменник по внешнему трубопроводу, причем в зависимости от температуры окружающей среды изначально BMP может быть направлен после теплообменника в сторону скважины во внешний трубопровод, а от скважины до теплообменника - по трубопроводу, проложенному в полости газопровода.

Предложенное техническое решение имеет существенное отличие от известных способов подготовки к транспортировке природного газа.

Применение BMP в качестве многофункциональной жидкости дает априори два известных ранее положительных эффекта и новый, неизвестный ранее технический результат:

- в теплообменнике охлаждения газа BMP охлаждает газ и сам нагревается;

- для охлаждения BMP подается в трубопровод, проложенный во внутренней полости газопровода, в которой он выполняет еще и дополнительную функцию - предупреждает образование льда и газогидратов благодаря поддержанию температуры газового потока выше температуры гидратообразования за счет своей повышенной температуры;

- BMP не замерзнет в результате понижения его температуры ниже 0°C благодаря наличию метанола в растворе.

Схема предложенного способа подготовки к транспортировке природного газа приведена на фиг. 1, где обозначены следующие элементы:

1 - газодобывающая скважина,

2 - газопровод от скважины до компрессорной станции,

3 - внутриполостной трубопровод для обогрева газа,

4 - внешний трубопровод,

5 - дожимная компрессорная станция (ДКС),

6 - теплообменник по охлаждению газа,

7 - магистральный газопровод,

8 - емкость с BMP,

9 - насос подкачки BMP,

10 - пробоотборник для отбора проб BMP,

11 - насос,

12 - задвижка,

13 - задвижка,

14 - задвижка,

15 - задвижка,

16 - газосепаратор.

Способ подготовки к транспортировке природного газа реализуется в следующей последовательности. От скважины (1) до теплообменника (6), находящегося в зоне дожимной компрессорной станции (5), прокладывают два трубопровода: внутриполостной (3) и внешний (4). Внутриполостной трубопровод прокладывают внутри газопровода по технологии «труба в трубе», а внешний трубопровод прокладывают снаружи газопровода. Оба трубопровода соединяются в единую циркуляционную систему через теплообменник (6) и заполняются BMP. Движение BMP по единой циркуляционной системе в том или ином направлении организуют с помощью насоса (11) и четырех задвижек (12-15).

Реализация способа предлагается в двух режимах движения теплоносителя по трубопроводной системе - интенсивном и пассивном.

1. Интенсивный режим. В зимний период времени нагретый BMP после ДКС (5) до температуры газа от 15 до 20°C подается непосредственно в газопровод (2) по трубопроводу (3), проложенному в полости газопровода (2). Задвижки (12) и (13) открыты, а задвижки (14) и (15) - закрыты. Насос (11) направляет теплоноситель - BMP, нагретый в теплообменнике (6) до температуры от 30 до 50°C, в конечную часть газопровода (2). По внешнему трубопроводу (4) охлажденный теплоноситель возвращается в теплообменник (6). Дальнейшее охлаждение BMP происходит при движении по внешнему трубопроводу (4). Такой режим выполняет две функции: поддерживает необходимую температуру в газопроводе и охлаждает теплоноситель BMP перед его поступлением в теплообменник, обеспечивая поддержание температуры газа в газопроводе выше тех температур, при которых образуются лед и газогидраты.

2. Пассивный режим. Предназначен для летнего периода времени, когда актуальность обогрева газопровода снижается, но необходимость охлаждения BMP остается такой же, как и в зимний период. BMP с температурой газа от 50 до 100°C после ДКС (5) направляется во внешний трубопровод (4) и по пути к газовой скважине охлаждается до температуры 20°C. С такой же температурой BMP поступает во внутренний трубопровод (3), расположенный в полости газопровода (2), а покидает газопровод с температурой -10°C, близкой к температуре газа. Задвижки (12) и (13) закрыты, а задвижки (14) и (15) - открыты. Насос (11) направляет теплоноситель - BMP в теплообменник (6) и далее - во внешний трубопровод (4) для охлаждения BMP. Такой режим выполняет задачу охлаждения BMP и, как следствие, обеспечивает работу теплообменника.

BMP хранится в емкости (8) и при необходимости насосом (9) подается в единую циркуляционную систему. Такая необходимость может возникнуть при возникновении утечек BMP в циркуляционной системе. Качественный состав BMP в системе контролируется путем периодического отбора проб из пробоотборника (10).

Предложенный в настоящем изобретении способ подготовки к транспортировке природного газа, на наш взгляд, соответствует критерию новизна и имеет существенные отличия от известных ранее технических решений по следующим позициям:

- впервые в практике газодобывающих предприятий одна технологическая жидкость - BMP выполняет две функции: охлаждение природного газа в теплообменнике и передача тепла газу в газопроводе в зимний период времени. Такая схема, в отличие от существующих установок и технологий, максимально полезно использует энергию, расходуемую на промысле, в первую очередь, энергию привода компрессорных установок ДКС;

- ввиду своего компонентного состава BMP может иметь и отрицательную температуру в циркуляционной системе, что совершенно невозможно в традиционных циркуляционных системах, в которых используется вода в качестве теплоносителя.

Способ подготовки к транспортировке природного газа, заключающийся в доставке влажного газа от скважины до дожимной компрессорной станции по газопроводу, очистке газа от капельной влаги, сжатии газа на компрессорной установке и охлаждении газа в теплообменнике, отличающийся тем, что для охлаждения газа в теплообменнике используют водометанольный раствор (BMP), который после теплообменника в нагретом состоянии направляют для охлаждения в полость газопровода по трубопроводу меньшего диаметра, проложенному внутри газопровода, а охлажденный в газопроводе BMP возвращают в теплообменник по внешнему трубопроводу, причем в зависимости от температуры окружающей среды изначально BMP может быть направлен после теплообменника в сторону скважины во внешний трубопровод, а от скважины до теплообменника - по трубопроводу, проложенному в полости газопровода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам регулирования давления в газовой магистрали с помощью турбодетандеров и может быть использовано на газораспределительных станциях для выработки электрической энергии.

Изобретение относится к газодобывающей промышленности, к системам сбора, подготовки и транспортировки низконапорного газа, в том числе на завершающем этапе разработки месторождений.

Настоящее изобретение относится к коллектору для использования в системе регулирования потока, содержащему продольную главную трубную секцию (1) с одним впуском (13), присоединяемым к питающей трубе (9) и по меньшей мере двумя выпусками (14), размещенными в ряд по длине главной трубной секции (1), причем при нормальном использовании центральная ось (15) главной трубной секции (1) проходит в горизонтальном направлении.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам сбора и транспортирования продукции нефтяных и газовых скважин от места добычи до пункта подготовки нефти, газа и воды.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к блоку подготовки природного газа, подаваемого в камеру сгорания газотурбинного двигателя. Блок подготовки природного газа содержит систему очистки, содержащую взаимно резервирующие фильтры, запорные краны, которые подключены к входу и выходу взаимно резервирующих фильтров, систему подогрева, систему редуцирования.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к консервации промысловых нефтепроводов на месторождениях, в продукции которых содержится сероводород.

Изобретение относится к области нефтедобычи. Станция содержит групповую замерную установку 1, фильтр 2, гидроструйный блок 3, трубный сепаратор 4, сепарационную емкость 5, дренажную емкость 6, нефтегазоотделитель 7, пункт налива нефти 8, блок 9 подачи реагента-деэмульгатора, установку 10 учета жидкости, выходной напорный трубопровод 11, запорные элементы 12-28, обратные клапаны 29-32, предохранительные клапаны 33, 34.

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту газа и может быть использована для опорожнения участков трубопроводов от газа. В способе после отключения опорожняемого участка от магистрального трубопровода имеющуюся на опорожняемом участке свечу через узел соединения соединяют с заякоренной емкостью, выполненной из эластичного не пропускающего газ материала.

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту. Длинномерный трубопровод содержит внешнюю трубу, эластичную внутреннюю трубу и межтрубное пространство между внешней трубой и внутренней трубой.

Станция предназначена для перекачки и сепарации многофазной смеси. Станция содержит входной трубопровод, узел дозированной подачи реагента-деэмульгатора, как минимум одну шурфовую насосную установку, как минимум один гидроструйный насос с пассивным входом и активным входом, сепарационную емкость, трубный сепаратор с основными выходами и аварийными выходами, первый насос, первую дренажную емкость, первый узел учета, второй узел учета, вторую дренажную емкость, второй насос, канализационную емкость, третий насос, выходной напорный трубопровод, запорные элементы, обратные клапаны, предохранительные клапаны.
Наверх