Борьба с гидратообразованием в период пуско-наладочных работ

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 622.279.23

Борьба с гидратообразованием в период пуско-наладочных работ

Абзалова А.И.,

Серебрянская О.И.

Филиал ФГБОУ ВО «Майкопский государственный технологический университет»

Авторами данной научной статьи была рассмотрена проблема гидратообразования в период пуско-наладочных работ на примере работы газораспределительной станции. Во избежание образования гидратных пробок были предложены методы борьбы с гидратами, а также рассмотрены достоинства и недостатки данных методов с экономической и экологической точки зрения.

Ключевые слова: гидраты, пуско-наладочные работы, метанол, гидратообразование.

The authors of this research article was the problem of hydrate formation during commissioning the gas station. In order to avoid formation of hydrate plugs have been proposed methods of dealing with hydrates, as well as the advantages and disadvantages of these methods from an economic and environmental point of view.

Keywords: Hydrates, commissioning, methanol, hydrate formation.

Пусконаладочные работы (ПНР) представляет собой комплекс работ, которые выполняются в период подготовки и проведения индивидуальных испытаний и комплексного опробования оборудования. Работы по более тонкой и детальной настройке, выполняемые на смонтированном оборудовании, перед вводом в эксплуатацию. Являются финальной частью строительномонтажных работ (СМР).

На сегодняшний день газодобывающие предприятия в России сталкиваются с определенными проблемами добычи газа, одной из которых является гидратообразование. Гидратообразование представляет собой процесс, который возникает при падениях температуры и давления, а это, в свою очередь, способствует уменьшению упругости водяных паров и влагоемкости газа, а, вследствие чего образуются гидраты. [3]

Углубляясь в историю гидратов, необходимо отметить, что они как химические соединения были открыты в конце XIX в., а в ХХ в. установили, что гидраты - причина пробкообразования. После того, как завершился процесс промышленного освоения газовых скважин, начали интенсивно разрабатываться методы по предотвращению гидратообразования в системах добычи нефти и газа. гидрат пусковой пробка

Образование техногенных газовых гидратов можно наблюдать в системах добычи газа. К системе добычи газа относятся: призабойная зона, стволы скважин, шлейфы и внутрипромысловые коллекторы, системы промысловой и заводской подготовки газа, а также магистральные газотранспортные системы. В технологических процессах добычи, подготовки и транспорта газа твердыми газовыми гидратами вызываются серьезные проблемы, которые связаны с нарушением протекания данных процессов. Эти проблемы можно связать с таким важным показателем как надежность. Под критерием надежности в нефтегазовой отрасли понимается проблема контроля качества, особенно по такому параметру как влагосодержание газа. [4]

Для того, чтобы предупредить образование гидратов в потоке газа необходимым является устранение хотя бы одного из основных условий существования гидратов. К основным условиям существования гидратов относятся: высокое давление, низкая температура и свободная влага. В связи с этим основные методы борьбы с гидратами заключаются в том, чтобы: понизить давление, повысить температуру, осушить газ или ввести антигидратные ингибиторы.

Рассмотрим в качестве примера работу ГРС. Редуцирование давления газа приводит к снижению его температуры, а это, в свою очередь, способствует возникновению и отложению твердых кристаллогидратов на поверхности клапана и седла регуляторов давления, вследствие чего они перестают работать. [5]

В качестве способов борьбы с образованием кристаллогидратов применяются следующие методы:

1) общий или частичный подогрев газа;

2) локальный подогрев корпуса регуляторов;

3) ввод метанола в газопровод. [1]

У перечисленных методов имеются как свои достоинства, так и недостатки. Разберем их по отдельности.

Общий или частичный подогрев природного газа на ГРС и КС осуществляется с помощью промышленных подогревателей. Данный способ, несомненно, является наиболее удобным, так как позволяет постоянно поддерживать необходимую температуру газа для полноценного функционирования технологических схем ГРС.

Конструктивно подогреватели имеют прямой и непрямой нагрев, и оснащены разными комплектами автоматики и вспомогательными устройствами.

На сегодняшний день стоимость таких подогревателей составляет от 1500 тыс. руб. до 3000 тыс. руб. и выше в зависимости от теплопроизводительности, пропускной способности и комплектации. Данный способ является самым распространённым, однако на него требуются значительные финансовые вложения.

Что касается локального подогрева регуляторов, то он осуществляется путем обматывания корпуса электрическим ленточным обогревателем. Стоимость саморегулирующей нагревательной ленты на сегодняшний день составляет от 500 до 1000 руб. за один метр. При своей относительной экономической выгоде, данный для данного способа требуется наличие стороннего источника электроэнергии.

Ввод метанола в газопровод осуществляют через установку системы впрыска. Стоимость данной установки на сегодняшний день составляет около 230 -- 260 тыс. руб. Сюда также необходимо прибавить стоимость расходного материала. К настоящему времени в газовой отрасли имеется ряд руководящих документов, регламентирующих использование ингибиторов гидратообразования. Однако они не обеспечивают в должной мере единого подхода к нормированию расхода (потерь) метанола из-за различий в методическом подходе к расчету тех или иных потерь, а также термодинамических свойств ингибиторов гидратообразования. В связи с этим расход на газодобывающих предприятиях может быть завышен на 20-35% за счет нерационального использования, хранения и транспортировки реагентов.

Помимо этого, необходимо учесть тот факт, что метанол - очень сильный яд, который имеет кумулятивные свойства, т.е. он способен накапливаться в организме. Даже незначительная концентрация метанола в воздухе способна привести к сильнейшему отравлению. По этой причине, для обслуживающего персонала метанольной установки потребуются дополнительные средства защиты, а соответственно и дополнительные затраты.

Проблемой гидратообразования заинтересованы многие научные деятели нашего времени, а также студенты, получающие образование, связанное с транспортировкой газа. Недавно одним из соавторов был предложен проект разработки прибора определения гидратов в трубопроводе. В связи с тем, что использование ингибиторов преимущественно метанола, является самым распространенным способом борьбы с образованием гидратных пробок, а как было сказано выше, расход метанола на предприятиях очень высок, создание данного прибора поспособствует корректировке методике нормирования расхода метанола. Рассмотрим примерный принцип работы данного прибора. Принцип работы состоит в том, что магнитный стержень помещают в предварительно подготовленную полость трубопровода и подсоединяют к дифференциальному магнитометру. По мере образования гидратов, они будут «прилипать» к магнитному стрежню, что в свою очередь будет влиять на изменение магнитного поля. Это объясняется тем, что диэлектрическая проницаемость гидратов неполярных газов-гидратообразователей при низкочастотных измерениях определяется зависимостью.

С увеличением частот измерения до величин, соответствующих скорости реориентации молекул воды, диэлектрическая постоянная отклоняется от своего значения пропорционально удельной электропроводности.

Данный прибор находится на стадии разработки, и в целях его реализации были рассмотрены многие теоретические аспекты, например, такие как борьба с гидратратообразованием в период пуско-наладочных работ, чему и посвящена данная статья.

Неизвестно, когда данный прибор выйдет на мировые рынки, но преимуществом прибора определения гидратов в трубопроводе является его нормирование использование метанола, что указывает на его экономическую и экологическую сторону.

В заключении необходимо отметить, что все способы, которые были перечислены в данной статье, требуют либо значительные капиталовложения, либо посторонние источники энергии. Помимо этого, устанавливая дополнительное оборудование, необходимо учитывать тот факт, что оно влечет за собой повышение трудозатрат по его обслуживанию. [5]

Таким образом, перед началом пусконаладочных работ, необходимо продумать всё до мелочей. Выбрать для себя наиболее подходящий метод борьбы с гидратами. Для того, чтобы предупредить образование гидратов в потоке газа, можно: понизить давление, повысить температуру, осушить газ или ввести антигидратные ингибиторы.

Список литературы

1. Бибик И.М., Переверзева Н.В. Отчёт о разработке газовых месторождений за 2009 г. Книга №2 - добыча газа, ГДИ. ? Оха, 2010. - 68 с.

2. Борьба с гидратами при эксплуатации газовых скважин в районах Севера (практическое руководство). Б.В. Дегтярев, Г.С. Лутошкин, Э.Б. Бухгалтер. М., Изд-во «Недра», 1969 г., с. 120.

3. Шагитов Р. Р. Разработка комплексных технологий для борьбы с гидратообразованием и интенсификации добычи нефти и газа. Уфа. - 2012.

4. Ширяев Е. В. Методы борьбы с гидратообразованием и выбор ингибитора гидратообразования при обустройстве газового месторождения «Каменномысское море» // Молодой ученый. -- 2015. -- №17. -- С. 323-326.

5. Способы борьбы с гидратообразованием. Электронный ресурс. Режим доступа: http://stroy-obozrenie.ru/article/4/278.html.

Размещено на Allbest.ru