УСТРОЙСТВО СНИЖЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАВОДНЕНИЯ ГАЗОТРУБОПРОВОДНЫХ ШЛЕЙФОВ, НАХОДЯЩИХСЯ В ОДНОМ КОРИДОРЕ

Полезная модель относится к области энергетики, конкретнее к газовой и нефтяной промышленности, в частности к устройствам для снижения степени заводнения газотрубопроводных шлейфов.
Полезная модель направлена на повышение пользовательских и транспортных свойств газов, как природных на газовых месторождениях, так и попутных при добыче нефти перед сбросом в газотрубопроводные системы для доставки потребителю.
Известна установка [Патент RU 02271497 С1 20060310, Кл. F17D 1/02 (2006/01). Установка для подготовки попутного нефтяного или природного газа к транспорту по газопроводу. Подерюгин В.И., Островский С.В., Скитович Г.А.] для подготовки попутного нефтяного или природного газа к транспорту по газопроводу, содержащая устройство для повышения или понижения давления, приемную газовую линию, по которой поступает исходный попутный нефтяной или природный газ, выкидную газовую линию, по которой из установки в газопровод для дальнейшего транспорта поступает попутный нефтяной или природный газ, две вихревые трубы, эжектор и накопитель конденсата.
Недостатком вышеизложенного прототипа является большая сложность и дороговизна конструктивного исполнения, снижающих производительность установки из-за необходимости организации двух вихревых потоков - холодного и горячего при больших дополнительных энергетических затратах.
Задачей заявляемого патента на полезную модель является повышение производительности путем снижения заводнения природных или попутных нефтяных газов с упрощением и удешевлением установки при экономии энергии на подготовку газа перед сбросом в газотрубопроводные шлейфы, находящиеся в одном коридоре.
Поставленная цель достигается в устройстве снижения степени заводнения газотрубопроводных шлейфов, находящихся в одном коридоре, содержащем приемную газовую линию, систему блоков повышения или понижения давления, связанную с приемной газовой линией, и выкидную газовую линию, представляющую собой систему шлейфов, находящихся в одном коридоре, для подачи в газотрубопроводную систему потребителю.
При этом устройство снабжено блоком контроля степени заводнения, блоком сравнения ее с заданной, счетчиком числа шлейфов, включенных в работу и блоком переключения числа шлейфов, находящихся в одном коридоре, причем ко второму выходу приемной газовой линии через датчик заводнения подключен первый блок сравнения, запитанный своим вторым входом от задатчика заводнения, а выходом соединенный со вторым блоком сравнения превышения величины степени заводнения с заданной. К выходу газотрубопроводного шлейфа подключен через измеритель числа труб, включенных в работу в шлейфе блок вычитания, запитанный с выхода второго блока сравнения превышения степени заводнения, а выходом блок вычитания через исполнительный механизм переключения труб, находящихся в работе, соединен с газотрубопроводным шлейфом.
Существенным отличием от известных устройств борьбы с заводнением газотрубопроводов является то, что ни в одном из известных устройств не достигается простоты и дешевизны конструкции при повышении производительности и снижении расходов энергии на повышение или понижение давления и скоростей прокачки газа, а также на необходимое дополнительное оборудование для формирования горячих и холодных потоков газа, их завихрений и других мер для снижения степени заводнения газотрубопроводных шлейфов находящихся в одном коридоре. Осуществление полезной модели.
Устройство для снижения степени заводнения газотрубопроводных шлейфов, находящихся в одном коридоре и его осуществление поясняется структурной схемой (фиг.)
2
о
ср
Природный или попутный при нефтедобыче газ 1 подают в газотрубопроводные шлейфы, находящиеся в одном коридоре 10. При этом измеряют датчиком 2 заводнение, пропорциональное пропускной способности установки Q=kpπdТ3600/4Тρ,
где k=0,818;
2
р = избыточное давление, кгс/см;
π - 3,14;
d - диаметр установки, м;
о
Т= 273 °К;
cp
о
Т= Т+t, °К;
t - измеренная температура газа, °К;
3
ρ - плотность газа, кГ/м.
изм
зад
зад
изм
зад
В первом блоке сравнения 3 сравнивают измеренную датчиком 2 заводнение Z с заданной блоком 4 Z и подают полученный результат степени заводнения ΔZизм во второй блок 5 сравнения степени избыточного заводнения с заданной блоком 6 степени критического заводнения ΔZ и при превышении, например ΔZ-ΔZ=20%, уменьшают в блоке 7 вычитания измеренное блоком 8 число работающих п газотрубопроводных шлейфах, находящихся в одном коридоре 10 на один: n-1.
Датчик заводнения 2 представляет собой уровнемер воды в мм и устанавливается внутри газопровода в самой низкой (критической) точке его прокладки, где скапливается вода, а «блок вычитания на единицу» представляет собой просто «блок вычитания», широко применяемый в модельной практике.
Например, при числе включенных в работу газотрубопроводных шлейфов 4 - уменьшают до 3-х, соответственно для работающих 3-х - до 2-х, для 2-х - до одного.
изм
зад
В соответствии с полученным результатом снижения на единицу числа шлейфов, подлежащих эксплуатации с помощью исполнительного блока 9 проводят переключение для объединения потоков газотрубопроводных шлейфов, находящихся в одном коридоре 10. Объединение потоков в меньшее количество шлейфов приводит к увеличению скорости движения газа, что улучшает условия вывода воды, снижению градиента давления, обусловленного силами гравитации и уменьшает вероятность образования пробок заводнения, например, для числа 4-х шлейфов, сокращенных на единицу - на 20-25%%, что позволяет скомпенсировать рост Δz-ΔZ=20%, указанный выше.
Величина критического параметра «перезаводнения» 20% выбрана исходя из следующих соображений: ниже 20% ΔZ вырабатывать сигнал блоком 7 и проводить объединительные операции переключающим блоком 9 нецелесообразно, так как у газотрубопроводного коридора есть еще ресурс работы в пределах допустимых норм для «пробок» заводнения и вся газотрубопроводная система шлейфов, находящихся в общем коридоре вполне работоспособна, а более 20% влечет резкое снижение пропускной способности Q газотрубопроводной системы из-за «пробок» заводнения.
Реализуемость патентуемого устройства не вызывает сомнения, так как все блоки устройства: измерения 2, 8 параметров, сравнения 3, 5, задания 4, 6, вычитания 7, а также переключения 9 газотрубопроводных шлейфов находящихся в одном коридоре 10 - вполне реализуемы и не требуют кардинальных исследовательских поисков и открытий.
Применение патентуемого устройства снижения степени заводнения газотрубопроводных шлейфов, находящихся в одном коридоре, повышает производительность в 1,3 раза при снижении расходов на конструктивные мероприятия по борьбе с «пробками» в 1,6 раза, экономии энергии на принудительную «продувку» повышением давления и скорости газа и продлении сроков службы газотрубопроводного шлейфового коридора в 1,8 раза в течение иссякания источников природного или попутного при нефтедобыче газа.
Список литературы.
Патент RU 02271497 С1 20060310, Кл. F17D 1/02 (2006/01). Установка для подготовки попутного нефтяного или природного газа к транспорту по газопроводу. Подерюгин В.И., Островский С.В., Скитович Г.А.