СПОСОБ ОПОРОЖНЕНИЯ УЧАСТКА МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА ОТ ГАЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR MAIN PIPELINE SECTION EMPTYING FROM GAS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING IT

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту газа и может быть использована для опорожнения участков трубопроводов от газа.
Известен способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных трубопроводов, патент РФ №2362087, МПК F17D 1/00 от 20.07.2009 г. Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных трубопроводов заключается в перекрытии в одной из нитей трубопровода опорожняемого участка на его входе посредством запорно-отключающих устройств, направлении газа через перемычки между нитями в обвод опорожняемого участка по параллельным нитям трубопровода, отсоединении посредством запорно-отключающих устройств в перемычках опорожняемого участка на его выходе от параллельных нитей трубопровода, отсоединении посредством запорно-отключающих устройств в перемычках всех далее расположенных участков нити, содержащей опорожняемый участок, на всем пути от опорожняемого участка до ближайшей по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции от параллельных нитей, соединении тем самым опорожняемого и примыкающих, далее расположенных по направлению транспорта газа, отсоединенных от параллельных нитей участков с входным коллектором нагнетателя ближайшей, первой по направлению транспорта газа от опорожняемого участка газоперекачивающей станции, перекрытии опорожняемого участка на его выходе посредством запорно-отключающего устройства и удалении из опорожняемого участка оставшегося газа, причем до перекрытия опорожняемого участка на его выходе одну из нитей трубопровода, расположенную за первой по направлению транспорта газа от опорожняемого участка газоперекачивающей станцией, перекрывают посредством запорно-отключающего устройства на выходе из газоперекачивающей станции, отсоединяют эту нить посредством запорно-отключающих устройств в перемычках от параллельных нитей трубопровода на всем пути до следующей, второй по направлению транспорта газа от опорожняемого участка газоперекачивающей станции, соединяют, тем самым, эту нить трубопровода на выходе с входным коллектором второй по направлению транспорта газа от опорожняемого участка газоперекачивающей станции, отсоединяют посредством запорно-отключающих устройств штатный нагнетатель первой газоперекачивающей станции от остальных штатных нагнетателей и соединяют его вход с выходным участком нити трубопровода, содержащей опорожняемый и примыкающие далее по направлению транспорта газа участки, соединяют выход этого, отсоединенного от других нагнетателя с входным участком отсоединенной от параллельных нити трубопровода между первой и второй газоперекачивающими станциями, затем производят откачку газа отсоединенным штатным нагнетателем из нити трубопровода, содержащей опорожняемый и примыкающие далее, отсоединенные от параллельных нитей участки, в отсоединенную от параллельных нить трубопровода между первой и второй газоперекачивающими станциями в пределах диапазона рабочих характеристик нагнетателя и его привода.
Известна система откачки газа из участка магистрального трубопровода, включающая коллекторы с запорными кранами, компрессор, эжектор, всас которого сообщен с участком трубопровода, ограниченным запорными кранами, из которого откачивают газ, выход эжектора подключен в трубопровод за откачиваемым участком, при этом высокопроизводительный эжектор установлен стационарно на компрессорной станции, вход эжектора сообщен с участком трубопровода за компрессором, а выход эжектора подключен в трубопровод за откачиваемым участком перед компрессором. Свидетельство на полезную модель РФ №11588, МПК F17D 1/00, опубл. 16.10.1999 г.
Известны способ опорожнения участков трубопровода от газа в многониточных системах трубопроводов и устройство его осуществления - патент РФ на изобретение №2145030 от 27.01.2000 г., МПК F17D 1/00, выбранные в качестве прототипов. Способ опорожнения участков трубопроводов в многониточных системах трубопроводов, параллельные нити которых соединены перемычками в местах расположения запорно-отключающих устройств, заключается в том, что осуществляют отключение опорожняемых участков посредством запорно-отключающих устройств, направление газа в обвод опорожняемого участка по параллельным нитям трубопроводов, эжектирование газа из опорожняемых участков в соседние трубопроводные линии, при этом перекрывают также транспортирование газа через примыкающий участок и сообщают его и опорожняемый участок с входным коллектором перед нагнетателями газоперекачивающей станции, выравнивают давление газа в опорожняемом и примыкающем участках до уровня давления во входном коллекторе, затем перекрывают между собой опорожняемый и примыкающий участки, откачивают газ из примыкающего участка с помощью штатного резервного газоперекачивающего устройства в составе нагнетателя и его привода, установленных на газоперекачивающей станции, и передвижного эжекторного устройства, размещаемого рядом с ней, к эжектирующим соплам которого подводят высоконапорный охлажденный газ, отбираемый за теплообменным аппаратом газоперекачивающей станции, вход в эжектор сообщают с примыкающим участком, а выход - с входным коллектором перед нагнетателями газоперекачивающей станции, после достижения в примыкающем участке минимально возможного давления, определяемого степенью сжатия передвижного эжекторного устройства, включают дополнительное передвижное эжекторное устройство, которое располагают на границе опорожняемого и примыкающего участков, и откачивают газ из опорожняемого участка в примыкающий, к эжектирующим соплам дополнительного передвижного эжекторного устройства подают высоконапорный газ из противолежащего участка параллельного трубопровода, вход в эжектор сообщают с опорожняемым участком, а выход - с примыкающим участком, после достижения в опорожняемом участке минимального давления, определяемого степенью сжатия дополнительного передвижного эжекторного устройства, выключают резервное газоперекачивающее устройство газоперекачивающей станции, передвижное эжекторное устройство и дополнительное передвижное эжекторное устройство, а остаток газа из опорожняемого участка направляют для сжигания через свечу.
Известный способ по прототипу достаточно сложен в осуществлении, и в нем остаток газа из опорожняемого участка направляют для сжигания через свечу, что является потерей газа.
Мобильный газооткачивающий агрегат для осуществления опорожнения перед ремонтом участка магистрального трубопровода содержит нагнетатель с входным и выходным патрубками, привод нагнетателя и эжекторное устройство, при этом привод снабжен газогенератором авиационного типа, работающим на сжатом природном газе, и свободной турбиной, которые и другие блоки устройства размещены на двух транспортных средствах, и на них установлены стыковочные узлы для образования единой платформы для нагнетателя и его привода, на одном транспортном средстве смонтированы входное устройство, которое соединено с газогенератором, блок подачи газового топлива к газогенератору, блок маслосистемы, пульт управления устройством, на другом транспортном средстве размещены нагнетатель и свободная турбина на общей силовой раме, выхлопное устройство для отвода продуктов сгорания из газогенератора, размещенное между свободной турбиной и нагнетателем, при этом газогенератор и свободная турбина соединены газоводом, который снабжен установочным блоком для сочленения фланца газовода и входного фланца свободной турбины, кинематически связанной с ротором нагнетателя через промежуточный вал, который расположен в выхлопном устройстве внутри кожуха, эжекторное устройство, преимущественно многоступенчатое, снабжено запорно-отключающими устройствами для подвода газа из опорожняемого участка трубопровода, а также для подвода высоконапорного газа к эжектирующим соплам, выходной фланец эжекторного устройства сообщен с входным фланцем нагнетателя, предназначенным для сообщения с участком, в который отводится газ из опорожняемого участка трубопровода.
Согласно способу и устройству по прототипу газ из опорожняемого участка трубопровода откачивают в примыкающий участок трубопровода.
Недостатком известного устройства по опорожнению участка магистрального трубопровода по прототипу является его сложность, причем остаток газа из опорожняемого участка сжигают в атмосфере.
Решаемой технической задачей предлагаемых способа опорожнения участка магистрального трубопровода от газа и устройства для его осуществления является упрощение способа и устройства опорожнения участка магистрального трубопровода от газа и устранение потери газа.
Решаемая техническая задача в способе опорожнения участка магистрального трубопровода от газа, включающем отключение опорожняемого участка от магистрального трубопровода посредством запорно-отключающих устройств, опорожнение отключенного участка от газа, достигается тем, что после отключения опорожняемого участка от магистрального трубопровода свечу, имеющуюся на опорожняемом участке магистрального трубопровода, через узел соединения соединяют с заякоренной емкостью, выполненной из эластичного не пропускающего газ материала, опорожнение участка от газа осуществляют путем перекачки газа в емкость, выполненную из эластичного не пропускающего газ материала.
Решаемая техническая задача в устройстве для опорожнения участка магистрального трубопровода от газа, содержащем узел приема газа, достигается тем, что узел приема газа выполнен в виде принимающей газ емкости, выполненной из эластичного не пропускающего газ материала, а устройство также содержит узел соединения данной емкости со свечей, имеющейся на опорожняемом участке магистрального трубопровода, и якорь для удержания емкости.
Узел соединения емкости, выполненной из эластичного не пропускающего газ материала, со свечей, имеющейся на опорожняемом участке магистрального трубопровода, может содержать патрубок, один конец которого соединен с вентилем, предназначенным для установки на входном отверстии в емкость, выполненной из эластичного, не пропускающего газ материала, а другой конец патрубка соединен с вентилем, предназначенным для установки на свече, имеющейся на опорожняемом участке магистрального трубопровода.
Емкость, выполненная из эластичного не пропускающего газ материала, может быть снабжена дифференциальным манометром.
На фиг.1 изображено устройство для опорожнения участка магистрального трубопровода от газа с подключенным к нему опорожняемым участком магистрального трубопровода через свечу, имеющуюся на опорожняемом участке магистрального трубопровода. Принимающей газ емкостью является емкость, выполненная из эластичного, не пропускающего газ материала шарообразной формы. Данное устройство является устройством для осуществления предлагаемого способа опорожнения участка магистрального трубопровода от газа.
На фиг.2 изображено устройство для опорожнения участка магистрального трубопровода от газа с подключенным к нему опорожняемым участком магистрального трубопровода через свечу, имеющуюся на опорожняемом участке магистрального трубопровода. Принимающей газ емкостью является емкость, выполненная из эластичного, не пропускающего газ материала - внутренняя полость дирижабля. Данное устройство является устройством для осуществления предлагаемого способа опорожнения участка магистрального трубопровода от газа.
Устройство для опорожнения участка магистрального трубопровода (фиг.1-2) от газа с подсоединенным к нему опорожняемым участком магистрального трубопровода 7 содержит запорно-отключающие устройства 1, выполненные в виде крановых узлов 1, якорь 2 для закрепления емкости, выполненной из эластичного не пропускающего газ материала 3, узел соединения 4 емкости 3 со свечей 5, имеющейся на опорожняемом участке 6 магистрального трубопровода 7. Узел соединения 4 емкости 3, выполненной из эластичного не пропускающего газ материала, со свечей 5, имеющейся на опорожняемом участке 6 магистрального трубопровода 7, содержит вентиль 8, предназначенный для установки на входном отверстии в емкость 3, причем вентиль 8 соединен с патрубком 9, другой конец которого соединен с вентилем 10, предназначенным для установки на свече 5, имеющейся на опорожняемом участке 6 магистрального трубопровода. На свече 5 имеется крановый узел 11, перекрывающий свечу 5, то есть предотвращающий утечку газа из трубопровода через свечу 5. Дифференциальный манометр 12 установлен на емкости 3, так что одна полость манометра 12 сообщена с внутренней полостью емкости 3, а другая полость дифференциального манометра 12 сообщена с атмосферой, окружающей емкость 3. Крановые узлы 1 имеются на опорожняемом участке 6 магистрального трубопровода. На свече 5 установлен дифференциальный манометр 13 так, что одна полость манометра 13 сообщена с внутренней полостью опорожняемого участка 6 магистрального трубопровода, а другая полость дифференциального манометра 13 сообщена с окружающей атмосферой.
Емкость 3, выполненная из эластичного не пропускающего газ материала, выполнена по объему достаточной для опорожнения участка трубы и перетока газа из трубы в емкость.
Запорно-отключающие устройства 1 выполнены в виде крановых узлов 1 согласно стандарту ОАО «Газпром» - СТО Газпром 2-3.5-454-2010 г., Москва, 2010 г.
Рассмотрим осуществление способа опорожнения участка магистрального трубопровода от газа с помощью устройств, изображенных на фиг.1 и фиг.2.
Способ опорожнения участка магистрального трубопровода 7 от газа заключается в том, что осуществляют отключение опорожняемого участка 6 на его входе и выходе от магистрального трубопровода 7 посредством запорно-отключающих устройств - посредством крановых узлов 1, затворы линейной запорной арматуры переставляют в положение «закрыто», далее емкость 3 посредством троса закрепляют к якорю 2, свечу 5, имеющуюся на опорожняемом участке 6 магистрального трубопровода 7, через узел соединения 4 соединяют с заякоренной емкостью 3, открывают вентиль 8, соединяющий патрубок 9 с емкостью 3, открывают вентиль 10, соединяющий свечу 5 с патрубком 9, открывают крановый узел 11 на свече 5, опорожнение участка 6 от газа осуществляется путем естественной перекачки газа в емкость 3, так как давление в опорожняемом участке 6 выше, чем давление во внутренней полости емкости 3. Дифференциальный манометр 12, закрепленный на емкости 3, предназначен для контроля давления внутри емкости 3, чтобы не произошел разрыв оболочки емкости 3. Так как емкость 3 выполнена по объему достаточной для обеспечения давления в ней меньше, чем давление в опорожняемом участке 6 на протяжении всего времени перекачки газа, то из опорожняемого участка 6 газ, находящийся в нем, будет переходить в емкость 3. Удельный вес перекаченного из опорожняемого участка 6 газа в емкость 3 меньше удельного веса воздуха атмосферы, поэтому емкость 3 поднимется над землей и будет удерживаться с помощью троса и якоря 2. Посредством дифференциального манометра 13 контролируют давление в опорожняемом участке 6, которое не должно уменьшиться ниже одной атмосферы. С приближением давления газа в опорожняемом участке 6 магистрального трубопровода 7 к одной атмосфере закрывают крановый узел 11, закрывают вентиль 8 и вентиль 10 и прекращают перекачку газа из опорожняемого участка 6 в емкость 3. Газ, который перекачивают из опорожняемого участка 6 магистрального трубопровода 7, на 97% состоит из метана, что по удельному весу легче, чем удельный вес воздуха.
В качестве эластичной емкости, не пропускающей газ, может быть использован дирижабль или воздушный шар (фиг.1-2).
3
При диаметре трубы опорожнения участка магистрального трубопровода, равным 1400 мм, при длине трубы, равной 20 км, при давлении газа внутри трубы - 10 атм для полного опорожнения опорожняемого участка магистрального трубопровода необходима емкость объемом 307720 м.
Материалом, из которого может быть изготовлена емкость 3, могут послужить легкие тканепленочные материалы для воздухоплавательной техники с алюминированным резиновым покрытием. В качестве герметизирующего слоя используется полиэтилентерефталатная пленка толщиной 12 мкм либо толстые термобарьерные газонепроницаемые химически нейтральные покрытия.
Решаемая техническая задача предлагаемых способа опорожнения участка магистрального трубопровода от газа и устройства для его осуществления достигается за счет опорожнения газа в емкость, что упрощает способ и устройство и устраняет потерю газа. При таком опорожнении опорожняемого участка не требуются сложные устройства.