СПОСОБ ОПОРОЖНЕНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ГАЗА ИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НИТКИ УСТАНОВКИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СЕПАРАЦИИ
METHOD OF EMPTYING AND RECYCLING GAS FROM PROCESS LINE OF LOW-TEMPERATURE SEPARATION PLANT

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности, к способам опорожнения технологического оборудования подготовки газа, при проведении планово-предупредительных работ.
Для обеспечения проектных уровней добычи и требуемой степени подготовки газа на установках комплексной подготовки газа (далее - УКПГ) валанжинских залежей Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения принята схема низкотемпературной сепарации (далее - НТС). Установка предназначена для получения в качестве товарной продукции очищенного и осушенного газа, а также конденсата газового нестабильного. В условиях постоянного снижения пластового давления для поддержания добычи природного газа была разработана и внедрена технология совместного компримирования газа валанжинских и сеноманских УКПГ. Газ валанжинских УКПГ после НТС подается на вход первой или второй ступени сеноманской дожимной компрессорной станции (далее - ДКС). Периодически во время работы, для обеспечения промышленной безопасности, предупреждение аварий, инцидентов, производственного травматизма, на УКПГ проводят планово-предупредительные работы (далее - ППР) технологическим ниткам НТС, при этом оборудование должен быть остановлено и освобождено от заполняющей его рабочей среды.
Известен способ опорожнения участков трубопроводов многониточных систем [АС 544824 опубл. 30.01.1977 А1] в котором для опорожнения участка трубопровода от содержащегося в нем газа и передачи его в соседнюю газопроводную линию производят закрытие линейных кранов, а через продувочные свечи по трубопроводам патрубкам подают газ соответственно к высоконапорным и низконапорным камерам эжекторных аппаратов обвязанных по параллельно-последовательной схеме системой технологических трубопроводов, смонтированных на подвижной платформе. Высоконапорный и низконапорные газовые потоки смешиваясь в эжекторных аппаратах через выходные коллекторы поступают в работающую газопроводную линию.
Недостатком данного способа является то, что в качестве активного газа используется газ из высоконапорной линии, в которой в дальнейшем и происходит утилизация газа из отсеченного участка, что приводит к потерям давления в работающей газопроводной линии. В конечном счете происходит потеря производительности системы трубопроводов в целом, что крайне недопустимо при транспортировке газа на линейном участке трубопровода. Также для проведения самой процедуры утилизации необходимо изготовление и монтаж передвижной платформы, что сопряжено с дополнительными материальными и трудовыми затратами.
В качестве альтернативного решения известен способ откачки газа из отключенного участка газопровода и мобильная компрессорная установка для откачки газа [RU 2330182 С1 опубл. 27.07.2008] в котором из отключенного участка магистрального газопровода (Далее - МГ), содержащего по меньшей мере два участка, при котором отключенный участок МГ соединяют с действующим участком через компрессор и производят откачку газа из отключенного участка в действующий участок, при этом газ компрессором сжимают до величины давления большей, чем величина давления в действующем участке, а затем давление газа не изотермически без подвода теплоты, например, в изоэнтропийном или в изоэнтальпийном процессах понижают до величины давления в действующем участке, при этом сжатый газ перед понижением его давления может охлаждаться в аппарате воздушного охлаждения (далее - АВО) и дополнительно всасываемым в компрессор газом из отключенного участка. Также устройство для понижения давления газа может быть выполнено в виде газового двигателя, соединенного с генератором электрического тока, другой расширительной машины или дросселирующего органа.
Недостатком данного способа является избыточность создаваемого давления на выходе компрессорной установки, что влечет за собой установку дополнительного узла для уравнивания перепада давлений между выходом компрессора и работающей газопроводной линии. Как и в первом способе для реализации предложенного решения необходимы дополнительные затраты на изготовление изобретения.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является способ снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при проведении планово-предупредительных работ на газоконденсатном промысле (далее - ГКП) (см. А.В. Мамонтов, Т.Т. Рагимов. Перспективные направления развития Уренгойского комплекса: Сборник научных трудов / ООО «Газпром добыча Уренгой». - М.: ООО «Издательский дом Недра», 2018, с. 244-247), технологическая схема которого включает подачу газа со скважин газоконденсатного месторождения (валанжинский газ) на сепарацию, компримирование, подготовку в установке низкотемпературной сепарации, смешение с газовым потоком газа газового месторождения (сеноманский газ), очищенного и осушенного в технологических цехах подготовки газа путем сепарации и абсорбционной осушки, совместное компримирование объединенного потока, вывод газа из установки в межпромысловый коллектор (далее - МПК). При проведении планово-предупредительных работ (далее - ППР) во время останова ГКП предполагается утилизация валанжинского газа с давлением 5 МПа, находящийся в коллекторах и межцеховых коммуникациях установки подготовки газа и дожимной компрессорной станции, посредством транспортирования валанжинского газа первой и второй ступенью сеноманской ДКС в МПК до давления равным 1,5 МПа, оставшийся объем газа высвобождается на факельную установку.
В этом способе утилизация валанжинского газа происходит с использованием существующих мощностей сеноманской ДКС, что позволяет максимально упростить процесс высвобождения газа из установки подготовки валанжинского газа, достаточно произвести необходимые переключения в межцеховых технологических коммуникациях. Предложенный способ позволяет перенаправить больший объем валанжинского газа в МПК, тем самым избежать вредных выбросов в атмосферу при сжигании валанжинского газа на факельной установке промысла.
Недостатками данного способа является то, что процесс утилизации газа можно произвести только единожды при останове валанжинской установки, так как поток газа газоконденсатного месторождения отключается на входе установки. Кроме того, при постепенном понижении давлении и расхода валанжинского газа в следствие его утилизации из установки, произойдет постепенное смещение рабочей характеристики нагнетателя газоперекачивающих агрегатов сеноманской ДКС в зону неустойчивой работы (помпажная зона), во избежание чего необходимо произвести переводу сеноманской ДКС в режим рециркуляции газа на станционное кольцо.
Целью изобретения является обеспечение утилизации валанжинского газа из технологического оборудования и трубопроводов обвязки цеха НТС УКПГ при останове рабочих ниток для проведения ППР.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является сокращение потерь природного газа при остановах технологических ниток НТС для проведения ППР, а также устранение недостатков способа-прототипа в частности повышение технологических возможностей способа, заключающихся в исключение смещения рабочих характеристик нагнетателя газоперекачивающих агрегатов сеноманской ДКС в зону неустойчивой работы.
Поставленный технический результат достигается использованием сочетания общих с прототипом известных признаков, заключающихся в том, что валанжинский газ совместно с сеноманским транспортируется первой и второй ступенью сеноманской ДКС в МПК и новых признаков, заключающихся в том, что перед опорожнением технологической нитки НТС на факел промысла, оставшийся газ утилизируют из концевой части опорожняемого участка, путем выполнения последовательности переключений запорной арматуры, включающей в себя плавное закрытие клапана регулятора на выходе технологической нитки, закрытие входного крана, плавное открытие клапана регулятора и регулирование подачи утилизируемого из технологической нитки газа, обеспечивая постепенное снижение давления в технологической нитке до величины давления на входе в первую или вторую ступень сеноманской ДКС, закрытие выходного крана, открытие факельного крана с последующей утилизацией оставшегося в технологической нитке газа на факел промысла.
Новизной предложенного способа останова технологической нитки установки низкотемпературной сепарации является то, что при постепенном плавном понижении давления в технологической нитке НТС с использованием последовательного переключения запорно-регулирующей арматуры, при утилизации оставшегося газа на первой или второй ступени сеноманской ДКС, не происходит смещение рабочих характеристик нагнетателя газоперекачивающих агрегатов сеноманской ДКС в зону неустойчивой работы (помпажная зона).
Предлагаемое изобретение поясняется технологической схемой (чертеж) состоящей из следующих конструктивных элементов:
1 - входной кран шаровой технологической нитки НТС
2 - трубопровод
3 - технологическая нитка НТС
4 - факельный кран технологической нитки НТС
5 - трубопровод
6 - трубопровод
7 - регулирующее устройство
8 - выходной кран технологической нитки НТС
9 - кран
10 - кран
11 - трубопровод
12 - трубопровод
13 - трубопровод
14 - аппарат осушки газа
15 - трубопровод
16 - трубопровод
17 - трубопровод
18 - трубопровод
19 - компрессор
20 - трубопровод
21 - воздушный охладитель
22 - трубопровод
23 - компрессор
24 - трубопровод
25 - воздушный охладитель
26 - трубопровод
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом:
Газ с кустов сеноманских скважин (условно не показаны) по трубопроводу 13 подают в аппарат осушки газа 14 для абсорбции влаги, для этого в верхнюю часть аппарат осушки газа по трубопроводу 15 подают гликоль. Насыщенный гликоль с нижней части аппарат осушки выводят по трубопроводу 16 из установки, осушенный газ по трубопроводу 17 отводят с верхней части аппарата осушки в компрессор 19 и по трубопроводу 20 для охлаждения в воздушный охладитель 21. Далее по трубопроводу 22 газ отводят на вторую ступень компримирования в компрессор 23 и по трубопроводу 24 для охлаждения в воздушный охладитель 25. Газ с валанжинских ниток НТС по трубопроводу 11 или 12 подают на первую или вторую ступень ДКС, где его смешивают с сеноманским газом и далее смесевой газ по трубопроводу 26 направляют в межпромысловый коллектор.
Перед опорожнением технологической нитки 3, ее отсекают с помощью плавного закрытия регулирующего устройства 7 и закрытия входного крана 1. Далее через трубопровод 5 поток газа направляют для понижения давления через регулирующее устройство 7, путем его плавного открытия, в трубопровод 18, при этом выходной кран технологической нитки НТС 8 оставляют открытым. Для понижения давления технологической нитки 3 до входного давления в компрессор 19, по трубопроводу 11 подают газ с валанжинской технологической нитки НТС в открытый кран 9, при этом кран 10 закрыт. Для понижения давления технологической нитки 3 до входного давления в компрессор 23, по трубопроводу 12 подают газ с валанжинской технологической нитки НТС в открытый кран 10, при этом кран 9 закрыт. Остаточное давление в технологической нитке 3, после выравнивания давления на входе в компрессор 19 или 23, утилизируют на факел промысла по трубопроводу 6 в открытый факельный кран 4, при этом выходной кран 8 переводят в закрытое положение. Так как при плавном останове одной технологической нитки НТС, как правило другие остаются в работе, то рабочие характеристик нагнетателя газоперекачивающих агрегатов сеноманской ДКС почти не изменяются, тем самым происходит их устойчивая работа.
Достижение технического результата, поставленного предполагаемым изобретением, оценивают с помощью сокращения потерь природного газа при остановах технологических ниток НТС для проведения ППР представленные в таблице 1, а также устранение недостатков способа-прототипа в частности повышение технологических возможностей способа, заключающихся в утилизации газа с технологической нитки без смещения рабочих характеристик нагнетателя газоперекачивающих агрегатов сеноманской ДКС в зону неустойчивой работы, за счет плавного останова одной нитки НТС и работы других технологических ниток НТС и постоянной транспортировки валанжинского газа на сеноманскую ДКС.