СПОСОБ ОТКАЧКИ ГАЗА ИЗ ОТКЛЮЧЕННОГО УЧАСТКА МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА В ЕГО ДЕЙСТВУЮЩИЙ УЧАСТОК И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR PUMPING GAS FROM DISCONNECTED SECTION OF GAS MAIN PIPELINE TO OPERATING SECTION THEREOF AND SYSTEM THEREFOR

Группа изобретений относится к транспорту газа, конкретно к ремонту магистральных газопроводов (МГ), и может быть использована для откачки газа из отключенного участка МГ в его действующий участок.
Известен способ откачки газа из отключенного участка МГ мобильной компрессорной установкой с поршневым компрессором (патент RU №2303710, F04B 41/00, 2005). Согласно этому способу газ из отключенного участка МГ сжимают в поршневом компрессоре, охлаждают и подают в действующий участок МГ. Для обеспечения постоянной производительности поршневого компрессора дросселируют избыточное давление газа, содержащегося в отключенном участке МГ. Конечное давление откачиваемого газа в отключенном участке МГ устанавливают равным 1,5-1 МПа. Недостатками этого способа является дросселирование газа, подаваемого на вход компрессорной установки и необходимость сброса в атмосферу газа с давлением 1,5-1 МПа, оставшегося после откачки в отключенном участке МГ.
Наиболее близким к настоящему изобретению является способ откачки газа из отключенного участка газопровода и устройство, реализующее данный способ (патент RU №2351806, F04D 25/02, 2009). Согласно этому техническому решению газ из отключенного участка МГ сжимают в мобильном гидроприводном компрессоре, охлаждают и направляют в действующий участок МГ. Данное решение принято авторами в качестве прототипа предлагаемого изобретения. Недостатками данного способа откачки газа из отключенного участка в действующий участок МГ с помощью мобильного гидроприводного компрессора являются необходимость сбрасывания в атмосферу газа, оставшегося в отключенном участке, с применением дополнительного воздушного компрессора для полного удаления газа из отключенного участка.
Технической задачей изобретения является повышение экономичности за счет откачки всего содержащегося в отключенном участке газа в действующий участок МГ.
Поставленная техническая задача для способа заключается в том, что забирают газ из отключенного участка МГ и сжимают его в мобильном гидроприводном компрессоре, охлаждают и подают в действующий участок МГ, причем в действующий участок МГ перекачивают весь газ, содержащийся в отключенном участке, а откачку газа производят в два этапа, на первом этапе давление газа в отключенном участке снижают до давления в 1 МПа, на втором этапе во входную часть отключенного участка в течение 5-10 минут подают азот, сжатый до 1,1-1,15 МПа, затем во входную часть отключенного участка МГ подают атмосферный воздух, сжатый в азотном компрессоре до давления 1,2 МПа, при этом создают два последовательно расположенных по ходу откачиваемого газа газовых поршня - азотный и воздушный, вытесняют ими газ из отключенного участка МГ и подают его на вход мобильного двухступенчатого гидроприводного компрессора, сжимают в нем вытесненный газ, охлаждают и направляют в действующий участок МГ; после фиксации газоанализатором содержания азота на входе в мобильный двухступенчатый гидроприводной компрессор прекращают сжатие в нем газа и подачу его в действующий участок МГ, одновременно прекращают сжатие атмосферного воздуха в азотном компрессоре и его подачу во входную часть отключенного участка газопровода, после чего азот и воздух, содержащиеся в отключенном участке МГ при давлении 1,1-1,15 МПа, стравливают в атмосферу.
Поставленная техническая задача для системы заключается в том, что она включает отключенный участок МГ, его действующий участок, мобильную установку откачки газа с гидроприводным компрессором и охладителем газа, всасывающий трубопровод, напорный газопровод, причем вход гидроприводного компрессора соединен всасывающим трубопроводом с отключенным участком МГ, а его выход связан напорным газопроводом с действующим участком МГ; при этом на его отключенном участке, на всасывающем трубопроводе и на напорном газопроводе установлены запорные органы, причем гидроприводной компрессор выполнен двухступенчатым, система дополнительно снабжена мобильной воздухоразделительной установкой с воздухоразделительным элементом и азотным компрессором, соединительным газопроводом с запорным органом, запорными органами воздухоразделительной установки, датчиками азота, при этом вход двухступенчатого гидроприводного компрессора связан соединительным газопроводом через запорный орган с выходной частью отключенного участка МГ, вход воздухоразделительного элемента дополнительной мобильной воздухоразделительной установки связан по воздуху с атмосферой, ее выход через запорный орган связан с входом азотного компрессора, соединенного также через запорный орган с атмосферой, выход азотного компрессора связан через запорный орган и соединительный газопровод с входной частью отключенного участка МГ, датчики азота установлены на всасывающем трубопроводе и соединительном газопроводе и связаны импульсными линиями с газоанализаторами.
На Фиг. 1 изображена принципиальная схема системы для реализации способа откачки газа из отключенного участка в действующий участок МГ, при этом 1 - отключенный участок МГ, 2 - действующий участок МГ, 3 - всасывающий трубопровод, 4 - мобильная установка откачки газа с двухступенчатым гидроприводным компрессором и охладителями газа, 5 - напорный газопровод, 6 - дополнительная мобильная воздухоразделительная установка, 7 - воздухоразделительный блок, 8 - азотный компрессор, 9 - соединительный трубопровод, 10 - второй датчик азота, 11 - первый датчик азота, 12 и 13 - запорные органы на отключенном участке МГ, 14 - запорный орган на всасывающем трубопроводе, 15 - запорный орган на напорном газопроводе, 16 - запорный орган на выходе из воздухоразделительного блока, 17 - запорный орган, 18 - запорный орган на соединительном трубопроводе.
Закрытыми запорными органами 12 и 13 участок магистрального газопровода 1 отключен от действующего участка МГ 2. Выходная часть отключенного участка 1 МГ соединена, по ходу откачиваемого газа, всасывающим трубопроводом 3 с входом мобильной установки откачки газа 4. Выходной патрубок ее двухступенчатого гидроприводного компрессора соединен напорным газопроводом 5 с действующим участком 2 МГ. На всасывающем трубопроводе 3 и на напорном газопроводе 5 установлены запорные органы 14 и 15. Входная часть отключенного участка 1 МГ связана соединительным трубопроводом 9 с дополнительной мобильной воздухоразделительной установкой 6, включающей воздухоразделительный блок 7 и азотный компрессор 8. На соединительном газопроводе 9 установлен запорный орган 18 и первый датчик азота 11. Входной патрубок азотного компрессора 8 соединен через запорный орган 16 с воздухоразделительным блоком 7, а также с атмосферой через запорный орган 17. Второй датчик азота 10 установлен на всасывающем трубопроводе 3. Первый и второй датчики азота соединены импульсными линиями с газоанализаторами.
Способ и система для откачки газа из отключенного участка 1 МГ в действующий участок 2 МГ работает следующим образом. Закрывают запорные органы 12 и 13 и отключают участок 1 МГ от его действующего участка 2. Открывают запорный орган 14 на всасывающем трубопроводе 3 и подают газ, содержащийся в отключенном участке 1 МГ на вход мобильной установки откачки газа 4. Сжимают газ в двухступенчатом гидроприводном компрессоре, охлаждают и подают через напорный газопровод 5 с открытым запорным органом 15 в действующий участок 2 МГ. Производят откачку газа, содержащегося в отключенном участке 1 МГ, до давления, равного 1 МПа. Затем включают дополнительную мобильную воздухоразделительную установку 6. В ее воздухоразделительном блоке 7 из атмосферного воздуха выделяют азот и подают его через открытый запорный орган 16 на вход в азотный компрессор 8. При этом запорный орган 17 закрыт. В азотном компрессоре 8 сжимают азот до давления 1,1-1,15 МПа и подают через соединительный трубопровод 9 с открытым запорным органом 18 во входную часть отключенного участка 1 МГ. Первым датчиком азота 11 и газоанализатором фиксируют содержание азота в соединительном газопроводе 9 и через 5-10 минут отключают воздухоразделительный блок 7 дополнительной мобильной воздухоразделительной установки 6. После фиксации датчиком 11 содержания азота в соединительном газопроводе 9 закрывают запорные органы 16 и 18. Открывают запорный орган 17 и подают атмосферный воздух на вход азотного компрессора 8, сжимают его до давления 1,2 МПа, открывают запорный орган 18 и подают сжатый атмосферный воздух во входную часть отключенного участка 1 МГ. При этом во входной части отключенного участка 1 МГ образуются два газовых поршня - азотный и воздушный. С их помощью газ вытесняют из отключенного участка 1 МГ и по всасывающему трубопроводу 3 направляют его в мобильную установку откачки газа 4, сжимают в двухступенчатом гидроприводном компрессоре, охлаждают и через напорный газопровод 5 подают в действующий участок 2 МГ. После фиксации вторым датчиком азота 10, связанным с газоанализатором содержания азота во всасывающем трубопроводе 3, закрывают запорные органы 14, 15 и 18, останавливают двухступенчатый гидроприводной компрессор 4, азотный компрессор 8 и стравливают в атмосферу азот и воздух, содержащийся в отключенном участке 1 МГ.
В предлагаемом техническом решении производится полное вытеснение природного газа из отключенного участка с его подачей в действующий участок МГ, что позволяет исключить сброс газа, который находится в отключенном участке, в атмосферу и получить значительный экономический эффект. Применение двухступенчатого гидроприводного компрессора позволяет повысить производительность и уменьшить стоимость мобильной установки для перекачки газа, сократить затраты времени на перекачку и уменьшить расход потребляемой электроэнергии. Снижение давления откачиваемого газа в отключенном участке МГ до 1 МПа позволяет увеличить производительность и уменьшить стоимость воздухоразделительной установки с азотным компрессором. Вытеснение газа с давлением 1 МПа из отключенного участка производится с помощью двух газовых поршней - азотного и воздушного, причем сжатый до давления 1,15 МПа азот заполняет лишь 150-200 метров входной части отключенного участка МГ, при этом практически все 30 километров отключенного участка будут заполнены сжатым воздухом с давлением 1,15-1,2 МПа, что позволяет уменьшить расход электроэнергии на воздухоразделительную установку.