Газоконвертер для формирования из газовых гидратов переохлажденных блоков
ГАЗОКОНВЕРТЕР ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ ПЕРЕОХЛАЖДЕННЫХ БЛОКОВ, транспортируемых по газопроводу, содержащий последовательно расположенные обогатительнопрессующую камеру, снабженную шнеком, )конусный фильтр с центральным отверстием , отрезной нож и камеру переохлаждения , отличающийся .тем, что, с целью обеспечения попутной транспортировки нефти или газового конденсата внутри гидратного блока , между центральным отверстием конусного фильтра и отрезным устройством установлена промежуточная тру-г ба с внутренним диаметром, равным диаметру центрального отверстия -конусного фильтра, и длиной, равной , 1-2 диаметрам, а вал шнека выполнен полым и снабжен установленным внутри промежуточной трубы консольным участком , в конце которого смонтирован обратный клапан, расположённый на расстоянии перед отрезным ножом, имеющим с обеих сторон боковые отверстия , внутренний диаметр которых равен наружному диаметру вала шнека, и канал, который соединен с одной стороны с боковыми отверстиями отрезного ножа, а с другой стороны с обогатительно-прессующей камерой.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ЭСЮ В 65 6 51 26
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2897486/27-11 (22) 19 ° 03.80 (46) 15.04.83. Вюл. Р 14 (72) Л.Ф.Смирнов (71) Физико-химический институт
АН Украинской CCP (53) 621.867.872(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
У 711758, кл. В 65 G 51/02, 04.01.76 (прототип) .
I (54) (57) ГАЗОКОНВЕРТЕР ДЛЯ ФОРМИРО. ВАНИЯ ИЗ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ ПЕРЕОХЛАЖДЕННЫХ БЛОКОВ, транспортируемых по газопроводу, содержащий последова.тельно расположенные обогатительнопрессующую камеру, снабженную шнеком, конусный фильтр с центральным отверстием, отрезной нож и камеру переохлаждения, отличающийся
:тем, что, с целью обеспечения попут„„80„„851877 ной транспортировки нефти или газового конденсата внутри гидратного блока, между центральным отверстием конусного фильтра и отрезным устройством установлена промежуточная тру» ба с внутренним диаметром, равным диаметру центрального отверстия ко- . нусного фильтра, и длиной,.равной °
1-2 диаметрам, а вал шнека выполнен полым и снабжен установленным внутри промежуточной трубы консольным участком, в конце которого смонтирован обратный клапан, расположенный на расстоянии перед отрезным ножом, имеющим с обеих сторон боковые отверстия, внутренний диаметр которых равен наружному диаметру вала шнека, и канал, который соединен с одной стороны с боковыми отверстиями отрезного ножа, а с другой стороныс обогатительно-прессующей камерой °
851877
Изобретение относится к области пневматического транспорта, а имен- но к гаэоконвертерам для формирования из газовых гидратов переохлажденных блоков, транспортируемых по газопроводу предпочтительноеиз районов газонефтедобычи с холодным климатом.
Известен гаэоконвертер для формирования иэ газовых гидратов переохлажденных..блоков, транспортируемых по газопроводу, содержащий последовательно расположенные обогатительно-прессующую камеру, снабженную шнеком, конусный фильтр с центральным отверстием, отрезной нож и камеру переохлаждения (1 );
Гаэоконвертер расположен на начальной станции и служит для образования гидратов, их осушки, прессования в виде непрерывного цилиндрического поршня, их отрезки на гидратные блоки длиной 5-8 м, формировании верхней и нижней площадок для соединения подъемной силы и эапорных переднего и заднего поясов, переохлаждения блоков с целью повышения их механической прочности.
Этот газоконвертер имеет недостаток, заключающийся в том, что он формирует гидратные блоки, в которых невозможно наряду с газом транспортировать также нефть или газовый конденсат.
Целью изобретения является обеспечение попутной транспортировки неф. ти или газового конденсата внутри гидратного блока.
Эта цель- достигается тем, что между центральным отверстием конусного фильтра и отрезным устройством установлена промежуточная труба с внутренним диаметром, равным диаметру центрального отверстия конусного фильтра, и длиной, равной 1-2 диаметрам, а вал шнека выполнен полым и снабжен установленным внутри промежуточной трубы консольным участком, в конце которого смонтирован обратный клапан, расположенный на расстоянии перед отрезным ножом, имеющим с обеих сторон боковые отверстия, внутренний диаметр которых равен наружному диаметру вала шнека, и канал, который соединен с одной стороны с боковыми отверстиями отрезного ножа, с другой стороны - с обогатительно-прессующей камерой.
На чертеже изображен описываемый гаэоконвертер.
Газоконвертер служит для приготовления гидратного блока. Газоконвертер имеет обогатительно-прессующую камеру 1 и фильтр 2 в виде конусной сетки, имеющей центральное отверстие 3, диаметр которого на 5-10 ми больше внутреннего диаметра магистрального трубопровода 4, винтовой перфорированный шнек 5, отрезное устройство 6 для отрезания отдельных блоков и придания им формы, удобной для транспортировки на газовой подушке, и камеру 7 переохлаждения гидратных блоков, составленную из 2-х концентричесюи расположенных труб. Внутренняя труба камеры 7 перфорирована и выполнена в виде усеченного конуса, су5
Газоконвертер работает следующим j образом.
65 жающегося в направлении движения блоков от диаметра отверстия 3 до внутреннего диаметра трубопровода 4.
Камера 7 имеет участок 8 подвода газа, подлежащего транспортировке в промежутках между блоками. На участке 8 внутренняя труба переходит в цилиндр, внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру трубопровода 4. Газоконвертер снабжен приводом вращения шнека 5, включающим турбодетандер 9 и редуктор 10. Вал 11 шнека 5 имеет консольный участок 12 и выполнен ца всю длину полым. Выходной конец вала 11 соединен с входом охлажденной нефти трубопроводом 13 через уплотнение 14. Между отверстием 3 фильтра 2 и отрезным устройством 6 размещена промежуточная труба 15, 30 внутренний диаметр которой равен диаметру отверстия 3, а длина соответствует 1-2 диаметрам.
Отрезное устройство 6 имеет механизм выделки верхней и нижних выеЗ5 мок гидратного блока (не показан на схеме) и собственно отрезной нож 16 с реверсивным приводом 17. Нож 16, например, выполненный в виде плоского круглого маятника, имеет ка40 нал 18, связанный с линией подачи кристаллогидратной суспензии трубопроводом 19, и центральные левое и правое окна 20 с диаметром, равным внутреннему диаметру полого ва45 ла 11 шнека 5. Конец консольного участка 12 вала 11 отстоит от ножа на расстоянии 0,2 м. Подачу газа в обогатительно-прессующую камеру 1 производят по линии 21, кристаллогидратной суспенэии — по линии 22 °
Подачу газа на турбодетандер 9 производят по линии 23, а охлажденного газа в камеру переохлаждения— по линии 24. Слив воды из камеры 1 ведут по линиям 25 и 26, из поддона отрезного устройства — по линии 27, из камеры переохлаждения — через линию 28, насос 29 и.трубопровод 30.
Вывод газа из камеры переохлаждения производят по линии 31 с помо60 щью компрессора 32, производимого электродвигателем 33. На торце вала расположен обратный клапан 34.
851877
55
В гаэоконвертер из кристаллизатора газовых гидратов (не приведен на схеме) по линии 22 подают кристаллогидратную суспенэию, в которой содержание твердых кристаллогидратов достигает 15%. В газоконвертер по ли. нии 21 направляют также и часть природного газа, которую используют для турбулизации воды. В результате контакта суспензии и газа в камере 1 при интенсивном перемешивании шнеком 5 (и =300-500 об/мин) происходит дальнейшее образование гидратов и обогащение суспензии, В обогати- тельно-прессующей камере 1 концентрация гидратов повышается с 15 до
60% как за счет дальнейшего гидратообразования, так и главным образом вследствие дренажа воды из уплотняемой гидратной массы при ее перемещении шнеком 5. В зоне прессования при движении через полость конусного фильтра 2 гидраты отжимаются и прессуются до давления 9 мПа, а межкристаллическая вода выдавливается через
его сетку и выводится из газоконвертера через трубопровод 30. По окончании прессования получают непрерывный цилиндрический полый .кристаллогидратный поршень . с внешним диаметром, большим внутрен:него диаметра трубопровода 4 на
5-10 мм, и внутренним диаметром цилиндрической полости, равным наружному диаметру вала ll шнека 5. ,:При движении непрерывного кристаллогидратного поршня в его цилиндрическую порожнюю полость непрерывно через трубопровод 13 и полый вал 11 шнека 5 подают охлажденную до температуры блока нефть. На выходе из промежуточной трубы 1.5 гидратный поршень ножом 16 разрезают на блоки длиной 5-10 м, причем во время операции разрезки в канал 18 подают по трубопроводу 19 кристаллогид-. ратную суспензию с повышенным содержанием гидратов (50-60%), которая затем принудительно под давлением порядка 10 мПа выдавливается через центральное левое и правое окна 20.
В момент разрезания блока гидратная суспензия, подаваемая через левое окно 20, заполняет внутреннюю 1 полость гидратного блока с передней
его стороны на глубину 0,2 м (до обратного клапана 34,, расположенного на торце вала), формируя при своем прессовании гидратную герметичную пробку. Гидратный поршень после отрезания его передней части и заделывании герметичной пробки на этой же части движется к трубопроводу 4. Во время следующей операции (отрезки его задней части) через правое окно 20 подают во внутреннюю полость гидратного блока гидратную суспенэию, формируя прессуемыми гид ратами на задней стороне блока герметичную гидратную пробку. Вода, отжатая от гидратов при прессовании пробок и накапливаемая в поддоне отрезного устройства б, откачивается насосом 29 в камеру 1.
Протечки нефти при эаделывании передней и задней пробок при отрезке блоков исключается как плотным прижимом ножа 16 к телу гидрат)P ного поршня, так и принудительной подачей суспензии под давлением в полость, в котором нефть находится при значительно меньшем давлении порядка 0,3 мПа.
После операции отрезки. блоки проталкиваются в камеру переохлаждения, в которой компрессором 32 поддерживается пониженное давление, равное 0,6 мПа. При кратковременном сбросе давления от 9 до 0,6 мПа гидратные блоки охлаждаются до 273 К путем разложения поверхностного слоя гидратов, а их диаметр перед участком 8 подвода газа уменьшается до внутреннего диаметра трубопровода 4. На участке 8 в промежутки между блоками по линии 24 из турбодетандера 9 подводят холодный газ с температурой 214 К.
В процессе переохлаждения межкрис таллическая вода, оставшаяся в гидратном блоке после прессования, кристаллизуется в лед, благодаря чему коэффициент трения скольжения поверхности цилиндрического блока о внутреннюю поверхность трубопровода 4 приближается к коэффициенту трения скольжения льда о гладкую стальную поверхность. Кроме того, ледяной панцирь, покрывающий по40 верхность блока, дополнительно увеличивает его механическую прочнорть и жесткость. Под действием перепада давления газа за и перед блоком, вышедшим своей передней час45 тью за камеру, последний начинает транспортировку на газовой подушке при интервале движения между блоками 1-2 с со скоростью порядка 10-20 м/с до первой промежуточной станции.
На первой и всех последующих промежуточных станциях гаэ в интервалах между блоками охлаждают с одновременным повышением давления и без остановки движения блоков.
После прибытия гидратных блоков на конечную, станцию блоки плавят в плавителях путем подвода ниэкопотенциального тепла, отбирают гаэ, а нефть и воду разделяют в отстойниках вследствие их разности плотностей.
Предложенное решение позволяет ибпользовать перспективный способ транспорта газа одновременно и для транспортировки нефти. т(ля трубопро851877
Составитель А.Чижиков
Редактор Н.Аристова ТехредТ.Фанта Корректор В. Бутяга
»»»»»»» «»»»»»»»»»»»»»»» »»»»» Заказ 6982/4 Тираж 947 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113935, Москва, Ф-35, Раушская наб., д. 4/5
»» » » »» »»»»»
Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная,,4 вода, с Р 1420 мм (dñòeìêâ 20 мм) длине блока t 10 м, толшине его
:стенки d" 0,2 м, плотности упаковки метана в твердом гидратном состоянии .У 120 «г/м, в одном гидратном блоке транспортируется 5
920,4 кг газа и 5Р61 кг нефти, в составе гидрата /м объема блока, плотности нефти 700 кг/м .. нежити f « ) 2 "стенки 24) (Р 2 е к О
-« „» -ф — (1, 42-2 ° 0, 2-2 0, 2)
3-14 2 «(10-2 0,2) ° 100 5061 кг нефти
Пг 15
0 юзе 4 l(D стенки) Р () 2 стенки 2 ) "(Р 24пеебок )) ут ф--(1 42-2 Ою02) к .
«10- (1,42-2 . 0,02-2 ° 0,2) (10-2 ° О, 2))
«120 520,4 кг газа
ПРимечание С г., и Снеетм одачйтаны без учета массы выемок гидратно. го блока.
Производительность газопровода по нефти регулируют величиной наружного диаметра вала шнека либо количеством газоконвертеров, оборудованных для транспорта нефти, из числа всех параллельных гаэоконвертеров, находящихся на начальной станции га-. зопровода.
