Состав и сооружения магистрального газопровода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА»

ФИЛИАЛ РГУ НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА В Г. ОРЕНБУРГЕ

Отделение: ЭСТТ

ОТЧЕТ

об учебно-ознакомительной практике

«Состав и сооружения магистрального газопровода»

Оренбург, 2014 г.



Содержание

1. Магистральный газопровод

2. Головные сооружения и компрессорные станции (КС)

3. Подземные хранилища газа (ПХГ)

4. Газораспределительные станции

5. Линейные сооружения

Литература



1. Магистральный газопровод

газораспределительный компрессорный хранилище транспортировка

Магистральный газопровод -- это сложная система сооружений, предназначенных для транспортировки газа из районов его добычи или производства в районы потребления.

Магистральный газопровод характеризуют высокое давление (до 55--75 кгс/см2), поддерживаемое в системе, большой диаметр труб (1020, 1220, 1420 мм) и значительная протяженность (сотни и тысячи километров).

По характеру линейной части различают следующие магистральные газопроводы:

1) простые, с постоянным диаметром труб от головных сооружений до конечной ГРС, без отводов к попутным потребителям и без дополнительного приема газа по пути следования; их протяженность, как правило, незначительна, газ перекачивается за счет пластового давления без дополнительного компримирования;

2) телескопические, с различным диаметром труб по трассе; их сооружают при использовании пластового давления или одной головной компрессорной станции, причем на начальном участке укладывают трубы меньшего диаметра, чем на последующих; быстрое падение давления на головном участке даст возможность большей части газопровода работать под меньшим давлением;

3) многониточные, когда параллельно основной проложены дополнительно одна, две или три нитки газопровода того же или иного диаметра; с учетом перемычек образуется система газопровода; если параллельные нитки сооружают на отдельных участках, их называют лупингами (обводами);

4) кольцевые, создаваемые вокруг крупных городов для увеличения надежности газоснабжения и равномерной подачи газа, а также для объединения магистральных газопроводов в единую газотранспортную систему страны.

Объекты магистрального газопровода подразделяют на следующие группы:

1) головные сооружения;

2) линейная часть, или собственно газопровод;

3) компрессорные станции (КС);

4) газораспределительные станции (ГРС) в конце газопровода;

5) подземные хранилища газа (ПХГ) -- резервные естественные емкости газа;

6) объекты ремонтно-эксплуатационной службы (РЭП);

7) устройства линейной и станционной связи (высокочастотной и селекторной), а также системы автоматизации и телемеханизации;

8) система электрозащиты сооружений газопровода от почвенной коррозии;

9) вспомогательные сооружения, обеспечивающие бесперебойную работу системы газопровода (ЛЭП для электроснабжения объектов и электрификации отключающих устройств, водозаборы, коммуникации водоснабжения и канализации и др.),

Управление магистральными газопроводами осуществляется по производственно-территориальному принципу. Все газопроводы распределены между газотранспортными предприятиями, подчиненными непосредственно ОАО «Газпром» (например: Тюментрансгаз, Севергазпром Лентрансгаз, Пермьтрансгаз). Эти предприятия осуществляют бесперебойное снабжение газом промышленных объектов, городов и поселков, обслуживание и ремонтлинейных сооружений, компрессорных и газораспределительных станций.

Газотранспортные предприятия через диспетчерские службы обеспечивают заданные режимы работы компрессорных станций и оптимальное регулирование потоков газа в системе в соответствии с указаниями центрального диспетчерского управления единой системы газоснабжения (ЕСГ) страны.

Состав магистрального газопровода:

1 - газовая скважина с газопроводом от ее устья до газосборного пункта; 2 - газосборный пункт; 3 - газопромысловый коллектор; 4 - головные сооружения; 5 - ГКС; 6 - маг. газопровод; 7 - запорная арматура (отключающие краны с продувными свечам); 8 - промежуточная компрессорная станция; 9 - линия технологической связи; 10 - переход через малую естественную (или искусственную) преграду; 11 - аварийный запас труб; 12 - переход через железную (или шоссейную) дорогу; 13 - вдольтрассовая эксплуатационная дорога с подъездом к ней; 14 - переход через крупную водную преграду; 15 - защитные сооружения; 16 - отвод от магистрального газопровода; 17 - ГРС (газораспределительная станция); 18 - ПХГ (подземное хранилище газа); 19 - КС ПХГ; 20 - линия электропередач; 21 - дом линейного ремонтера-связиста; 22 - водосборник (конденсатосборник) с продувочной свечей; 23 - система электрохимической защиты; 24 - лупинг; 25 - вертолетная площадка; 26 - конечная газораспределительная станция; 27 -распределительный пункт; 28 - городские газовые сети.

2. Головные сооружения и компрессорные станции (КС)

Головными сооружениями магистрального газопровода называют производственный комплекс, размещающийся на стыке газового промысла и газопровода и осуществляющий всестороннюю подготовку газа к дальней транспортировке.

Комплекс головных сооружений зависит от состава газа, добываемого на промысле и поступающего из газосборного пункта. Как правило, в этот комплекс входят установки по очистке газа от пыли и механических примесей, осушке и одоризации. В необходимых случаях включаются также установки по отделению от газа серы и высокоценных компонентов (гелия и др.).

К головным сооружениям относят и компрессорную станцию, подключаемую на начальном участке газопровода. На территории этой станции, как правило, и размещается весь комплекс установок по подготовке газа.

Газ, попадающий на головные сооружения магистрального газопровода со сборных пунктов промысла, содержит механические примеси (песок, пыль. металлическую окалину и др.) и жидкости (пластовую воду, конденсат, масло). Перед подачей в газопровод его очищают и осушают, так как без предварительной подготовки он будет засорять трубопровод, вызывать преждевременный износ запорной и регулирующей арматуры, нарушать работу контрольно-измерительных приборов. Твердые частицы, попадая в компрессорные установки, ускоряют износ поршневых колец, клапанов и цилиндров. В центробежных нагнетателях они ускоряют износ рабочих колес и самого корпуса нагнетателя. Жидкие примеси, скапливаясь в пониженных местах газопровода, будут сужать его сечение, способствовать образованию гидратных и гидравлических пробок.

Для очистки газа от механических примесей используют горизонтальные и вертикальные сепараторы, цилиндрические масляные и циклонные пылеуловители.

В сепараторах производится отделение примесей от газа. По принципу действия сепараторы делятся на объемные (гравитационные) и циклонные.

В гравитационных аппаратах примеси оседают вследствие резкого изменения направления потока газа при одновременном уменьшении скорости его движения. В циклонных установках используются центробежные силы инерции, возникающие в камере при входе газа по тангенциальному вводу.

Масляные цилиндрические пылеуловители представляют собой вертикальные цилиндрические сосуды со сферическими днищами. На головных сооружениях магистральных газопроводов их устанавливают группами в зависимости от необходимой пропускной способности. Размеры пылеуловителей по диаметру от 1000 до 2400 мм, по высоте от 5.8 до 8,8 м.

В пылеуловителе имеются устройства, обеспечивающие контактирование газа с маслом и отделение твердых и жидких частиц от газа. Оседающий в пылеуловителе шлам периодически удаляют, загрязненное масло заменяют.

Осушку газа на головных сооружениях осуществляют двумя способами: абсорбционным (с жидкими поглотителями) и адсорбционным (с твердыми поглотителями). Газ после пылеуловителей попадает в абсорберы, где очищается от взвешенных капель жидкости и водяных паров путем активного контакта с абсорбентом, чаще всего диэтиленгликолем.

В последнее время определенное значение приобретает осушка газа твердыми поглотителями. В качестве адсорбентов применяют активированную окись алюминия, флюорит, боксит, силикагель или другие реагенты. Установка такой осушки состоит из группы адсорберов (не менее двух), подогревателя газа и теплообменников. Влажный газ после очистки от пыли поступает в адсорбер, где проходит через один или несколько слоев адсорбента. Периодически часть адсорберов отключают от системы для регенерации адсорбента.

Для отделения от газа конденсата и воды с успехом используют низкотемпературную сепарацию, особенно при отборе газа из месторождений с высоким пластовым давлением. Газ из скважин без дросселирования подводят к установке и направляют во влагосборник для предварительной очистки. Затем в теплообменнике происходит его охлаждение холодным газом из сепаратора и

выделение части жидкости в гидроуловитель. Далее, пройдя через штуцер, или детандер, газ дросселируется, температура его снижается ниже температуры точки росы, и в следующем сепараторе оставшаяся жидкость выделяется. В процессе отбора влаги в газ вводят метанол или диэтиленгликоль во избежание образования кристаллогидратов.

Наиболее перспективной в настоящее время считается низкотемпературная сепарация с впрыском ингибитора гидратообразования непосредственно в поток газа. Недостатком этой схемы является использование в ней громоздких и металлоемких теплообменников типа «труба в трубе». Более эффективны кожухотрубчатые теплообменники с впрыском диэтиленгликоля.

Для улавливания жидкости и твердых примесей, остающихся в газе после очистных устройств, на головном участке магистрального газопровода врезают конденсатосборники и предусматривают дренажные устройства. Практика показала, что наиболее эффективно это делать на восходящих участках газопровода.

Чтобы обнаруживать и предотвращать возможные утечки газа, перед подачей в магистральный газопровод ему придают специфический запах с помощью одорантов -- веществ, обладающих резким запахом (этилмеркаптан, сульфан, метилмеркантан, пропилмеркаптан и др.). Примерная среднегодовая норма расхода одоранта -- 16 г на 1000 м3 газа. Одорированный газ достаточно длительное время сохраняет приобретенное качество и доходит к потребителям почти с начальной степенью одоризации.

Головная компрессорная станция или установка комплексной подготовки газа (УКПГ) отличается от линейной тем, что на ее территории размещены все установки но подготовке газа к дальнему транспорту.

Принципиальная схема КС:



По газопроводам 1 и 2 к станции поступает газ после предварительной обработки на установках подготовки нефти. Газ проходит сепараторы 3 для отделения жидкости и механических примесей и подается к компрессорам по линии 5. Через регулятор давления «после себя» 4 газ подается к двигателям компрессоров 10ГК. Остальная, основная часть газа по трубопроводу идет в цилиндры компрессоров 7. После сжатия в ступени I газ направляется по линии 9 в маслоотделители 11, холодильники первой ступени 12 и сепараторы среднего давления 14, где отделяется влага. Ко второй ступени газ подается по линии 8.

Такая же обработка газа проводится и после второй ступени в аппаратах 11,13 и 15. К этим аппаратам газ подается по линии 10. Влага от всех сепараторов поступает в емкости для конденсата 16, 17 и 18 и отбирается насосами насосной 19. Газ после сжатия и обработки направляется по линии 20 к потребителю (на газобензиновый завод, на скважины для газлифта и т. п.). Для охлаждения воды холодного и горячего цикла применяют градирни 21, где имеются емкость и насосная, расширительный бак с насосом горячего цикла. Для компрессорной, на которой установлено обычно 7...10 компрессоров, необходимо масляное хозяйство, так как расход масел различных марок велик (емкости и насосы маслохозяйства 22). Кроме того, запуск компрессора производится сжатым воздухом, запас которого в специальной емкости пополняется небольшими вспомогательными компрессорами 23.

3. Подземные хранилища газа (ПХГ)

Важнейшая задача любой системы газопроводных магистралей -- обеспечить надежное снабжение газом потребителей с учетом сезонной неравномерности потребления газа крупными промышленными центрами при максимальном использовании возможностей газовых промыслов и пропускной способности газопровода.

Решается эта задача путем создания подземных газохранилищ большой вместимости. Наиболее экономичными являются газохранилища, создаваемые в выработанных газовых и нефтяных месторождениях. Если нет вблизи таких месторождений, газохранилища создают в благоприятных структурах с пригодными для хранения газа водоносными пористыми пластами. Вместимость газохранилища с учетом буферного (первоначально закачанного и впоследствии не отбираемого газа, составляющего обычно до 50% общей вместимости хранилища) планируется не менее 500--1000 млн. м3

Принципиально работа газохранилища заключается в накапливании излишков транспортируемого газа в летне-осенний период и подаче его в систему для выравнивания резко возрастающего потребления в зимний период.

В комплекс объектов подземного газохранилища входят:

эксплуатационные газовые скважины с наземным их обустройством;

контрольные и наблюдательные скважины;

трубопроводные шлейфы от скважин до сборно-распределительных пунктов;

промысловые коллекторы;

сборно-распределительные пункты;

компрессорная станция с установками подготовки газа к дальней транспортировке;

эксплуатационно-хозяйственный блок;

служебные, вспомогательные и жилые сооружения, как на головных компрессорных станциях.

Размещение объектов подземного газохранилища зависит от расположения скважин, схем сбора и распределения газа, технологической целесообразности, норм безопасности производства, санитарных норм, требований СНиП и других директивных документов.

При закачке газа в пласт на хранение операции выполняют в следующем порядке:

1) очистка газа, поступающего по магистральному газопроводу, перед подачей на компримирование;

2) компримирование газа; в зависимости от глубины пласта-коллектора и, следовательно, величины первоначального пластового давления на КС предусматривают одноступенчатое либо двухступенчатое сжатие газа;

3) охлаждение газа;

4) очистка газа от масла после КС во избежание замасливания и кольматирования приемной части скважины и прифильтровой зоны;

5) измерение общего объема закачиваемого газа;

6) распределение газа через коллекторы и шлейфы по нагнетательным скважинам.

При отборе газа технологическая последовательность операций иная:

1) измерение и регулирование отбора газа по скважинам;

2) очистка газа от механических примесей и капельной влаги;

3) осушка газа;

4) предотвращение гидратообразования;

5) измерение общего расхода газа;

6) компримирование (в случае необходимости) и подготовка газа к дальней транспортировке.



Принципиальная схема наземных сооружений ПХГ:

I - магистральный газопровод; 2 - газопровод-отвод; 3,9 - пылеуловители; 4 - компрессорная станция; 5 - сепаратор; 6 - холодильник (градирня); 7 - маслоотделитель; 8 - газораспределительный пункт; 10 - установка осушки газа; 11 - расходомер

4. Газораспределительные станции

Газораспределительные станции (ГРС) предназначены для снабжения газом от магистральных и промысловых газопроводов следующих потребителей:

1) на собственные нужды объектов газонефтяных месторождений;

2) на собственные нужды объектов газокомпрессорных станций (ГКО;

3) объекты малых и средних населенных пунктов;

4) электростанции;

5) промышленные, коммунально-бытовые предприятия и населенные пункты крупных городов.

ГРС обеспечивают:

1) очистку газа от механических примесей и от конденсата;

2) редуцирование до заданного давления и поддержание его с определенной точностью;

3) измерение расхода газа с многосуточной регистрацией;

4) Одоризацию газа пропорционально его расходу перед подачей потребителю;

5) подачу газа потребителю минуя ГРС в соответствии с требованием ГОСТ 5542--87.

Газораспределительные станции (ГРС) являются конечными объектами магистралей или отводов от них и головными для разводящих газовых сетей потребителей. Основные функции ГРС -- снижать и поддерживать выходное давление газа на уровне, отвечающем требованиям (технологическим и бытовым) потребителя, учитывать и регулировать расход отпускаемого газа. Кроме того, на ГРС осуществляется дополнительная очистка газа от механических примесей и, если степень одоризации недостаточна, дополнительное введение одоранта. Давление газа в магистрали предусматривается в широком диапазоне -- от 10 до 55 кгс/см 2, на выходе -- от 3 до 12 кгс/см2, иногда (при промышленном потреблении и разводящей сети среднего давления) до 25 кгс/см2.

На ГРС имеются следующие комплексы оборудования:

узлы очистки поступающего газа от пыли и жидкости, оборудуемые висциновыми фильтрами, масляными пылеуловителями или газовыми сепараторами;

узлы редуцирования, где давление газа снижается и автоматически поддерживается на заданном уровне с помощью регуляторов давления РД различной мощности;

узлы учета количества газа с камерными диафрагмами на выходных газопроводах и расходомерами-дифманометрами:

узлы переключения с запорными устройствами для направления потоков газа непосредственно в выходные газопроводы по базисным линиям, минуя ГРС в аварийных ситуациях либо при ремонте установок; на выходных линиях устанавливают пружинные предохранительные клапаны, через которые в случае непредвиденного повышения давления в системе газ автоматически сбрасывается в атмосферу;

установки подогрева газа, чтобы предотвратить образование гидратных пробок;

установки одорирования газа с одоризационными колонками и емкостями для одоранта;

внешние входные и выходные трубопроводы -- гребенка с большим числом запорной арматуры;

устройства КИП и автоматики;

электрооборудование и регулирующие устройства электрохимической защиты примыкающей линейной части газопровода.

Все ГРС оборудуют автоматически действующими регулирующими клапанами в комплекте с регуляторами давления или пневмореле, расходомерными и другими установками.

Регуляторы прямого действия обеспечивают автоматическое регулирование давления при колебаниях расхода газа в пределах 1:100 и более.

В зависимости от конкретных условий ГРС можно компоновать из различных узлов, собранных в блоки отключения, очистки, редуцирования первого потребителя и редуцирования второго потребителя.

Промышленностью разработано несколько типоразмеров блочных АГРС, выпускаемых с комплектными заготовками узлов оборудования, опорными конструкциями, системами отопления, вентиляции, КИП и автоматики.

Для снабжения газом мелких попутных бытовых и технологических потребителей, в частности термоэлектронагревателей радиорелейных пунктов и станций катодной защиты, применяют шкафные автоматические редуцирующие пункты РП.

При редуцировании влажного газа на ГРС могут происходить гидратообразование и обмерзание регуляторов и регулирующих клапанов. Чтобы предупредить эти нежелательные явления, в настоящее время широко применяют общий подогрев газа перед узлами редуцирования на ГРС с помощью кожухотрубных теплообменников.

Принципиальная схема ГРС:

1 - входной трубопровод; 2 - фильтр; 3 - подогреватель газа; 4 - контрольный клапан; 5 - регулятор давления типа "после себя"; 6 - расходометр газа; 7 -- одоризатор; 8 - выходной трубопровод; 9 - манометр; 10 - байпас

5. Линейные сооружения

К линейным сооружениям магистрального нефтепровода относятся: 1) собственно трубопровод (или линейная часть); 2) линейные задвижки; 3) средства защиты трубопровода от коррозии (станции катодной и протекторной защиты, дренажные установки); 4) переходы через естественные и искусственные препятствия (реки, дороги и т.п.); 5) линии связи; 6) линии электропередачи; 7) дома обходчиков; 8) вертолетные площадки; 9) грунтовые дороги, прокладываемые вдоль трассы трубопровода.

Собственно трубопровод - основная составляющая магистрального нефтепровода - представляет собой трубы, сваренные в «нитку», оснащенные камерами приема и пуска, скребков, разделителей, диагностических приборов, а также трубопроводы-отводы.

Минимальное заглубление трубопроводов до верха трубы должно быть не менее (м):

- при обычных условиях прокладки 0,8

- на болотах, подлежащих осушению 1,1

- в песчаных барханах 1,0

- в скальных грунтах, болотистой местности при отсутствии проезда автотранспорта и сельхозмашин 0,6

- на пахотных и орошаемых землях 1,0

- при пересечении каналов 1,1 Линейные задвижки устанавливаются по трассе трубопровода не реже, чем через 30 км, с учетом рельефа местности таким образом, чтобы разлив нефти в случае возможной аварии был минимальным. Кроме того, линейные задвижки размещаются на выходе из НПС и на входе в них, на обоих берегах пересекаемых трубопроводом водоемов, по обеим сторонам переходов под автомобильными и железными дорогами.

Станции катодной защиты располагаются вдоль трассы трубопровода в соответствии с расчетом. Протекторная защита применяется в местах, где отсутствуют источники электроснабжения. Дренажные установки размещаются в местах воздействия на трубопровод блуждающих токов (линии электрифицированного транспорта, линии электропередач и др.).

При переходах через водные преграды трубопроводы, как правило, заглубляются ниже уровня дна. Для предотвращения всплытия на трубопроводах монтируют чугунные или железобетонные утяжелители (пригрузы) различной конструкции. Кроме основной укладывают резервную нитку перехода того же диаметра. На пересечениях железных и крупных шоссейных дорог трубопровод укладывают в патроне (кожухе) из труб, диаметр которых не менее, чем на 200 мм больше. При пересечении естественных и искусственных препятствий применяют также надземную прокладку трубопроводов (на опорах, либо за счет собственной жесткости трубы).

Вдоль трассы трубопровода проходят линии связи, линии электропередачи, а также грунтовые дороги. Линии связи, в основном, имеют диспетчерское назначение. Это очень ответственное сооружение, т.к. обеспечивает возможность оперативного управления согласованной работой перекачивающих станций на расстоянии нескольких сот километров. Прекращение работы связи, как правило, влечет за собой остановку перекачки по трубопроводу. Линии электропередач служат для электроснабжения перекачивающих станций, станций катодной защиты и дренажных установок. По вдольтрассовым дорогам перемещаются аварийно-восстановительные бригады, специалисты электрохимической защиты, обходчики и др.

Вертолетные площадки предназначены для посадок вертолетов, осуществляющих патрулирование трассы трубопроводов.

На расстоянии 10...20 км друг от друга вдоль трассы размещены дома обходчиков. В обязанности обходчика входит наблюдение за исправностью своего участка трубопровода.



Литература

1. Фриман Р. Э., Иванов С. А., Бородавкин П. П., «Магистральные газопроводы. Основные сведения».

2. Козаченко А.Н. «Эксплуатация компрессорных станций магистральных газопроводов».

3. СНиП 2.05.06-85. Магистральные трубопроводы.

4. Положение по технической эксплуатации газораспределительных станций магистральных газопроводов. М.

5. Волков М.М. и др., «Справочник работника газовой промышленности».

Размещено на Allbest.ru

...