СПОСОБ ОПОРОЖНЕНИЯ УЧАСТКОВ ТРУБОПРОВОДОВ ОТ ГАЗА В МНОГОНИТОЧНЫХ СИСТЕМАХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ Российский патент 2011 года по МПК F17D1/07 

Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов относится к трубопроводному транспорту газа и может быть использован для опорожнения участков трубопроводов в многониточных системах газопроводов, параллельные нити которых соединены перемычками в местах расположения запорно-отключающих устройств, перед проведением профилактических или восстановительных работ.

Известен способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов, параллельные нити которых соединены перемычками в местах расположения запорно-отключающих устройств, заключающийся в отключении опорожняемого участка посредством запорно-отключающих устройств, направлении газа в обвод опорожняемого участка по параллельным нитям газопровода, перекачки содержащегося в опорожняемом участке трубопровода газа в функционирующую нить газопровода с использованием дополнительных компрессоров или иных устройств (Патент RU 2140582 C1, 11.04.1998. Способ откачки газа отключенного участка газопровода).

Недостатком способа является то, что опорожнение участков трубопроводов от газа занимает значительное время из-за достаточно высокого давления газа в магистралях, в которые производится перекачка газа, при этом для эффективной работы системы требуется реконструкция запорно-отключающих устройств линейной части газопровода и компрессорных станций.

Известен также способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов, в котором сообщают опорожняемый и примыкающие, расположенные далее по направлению движения газа, участки с входным коллектором нагнетателя следующей, первой же газоперекачивающей станции, подключении других цехов этой же газоперекачивающей станции путем соединения выхода газа из первого цеха к входу других цехов, с последующим стравливанием остатка газа в атмосферу (Патент RU 2135885 C1, 11.07.1997. Способ и устройство откачки газа из отключенного участка газопровода в действующий газопровод).

Недостатком способа является потребность в реконструкции компрессорных станций и неполное использование возможностей имеющегося штатного оборудования.

Наиболее близким к заявляемому техническим решением-прототипом является способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов, заключающийся в перекрытии в одной из нитей газопровода опорожняемого участка на его входе посредством запорно-отключающего устройства, направлении газа через перемычки между нитями в обвод опорожняемого участка по параллельным нитям газопровода, отсоединении посредством запорно-отключающих устройств в перемычках опорожняемого участка на его выходе от параллельных нитей газопровода, 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 по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции, в последующем перекрытии опорожняемого участка на его выходе посредством запорно-отключающего устройства, в последующей откачке газа из опорожняемого участка мобильным газооткачивающим устройством в составе нагнетателя с его приводом или/и эжекторного устройства в участок, примыкающий к опорожняемому (Патент RU 2145030 С1, 23.10.1997. Способ опорожнения участков трубопровода от газа в многониточных системах газопроводов и устройство для его осуществления).

Недостатками известного способа являются значительные весовые параметры дополнительного оборудования в варианте его больших мощностей, отсюда - трудности его доставки к газоперекачивающим станциям, особенно в условиях ограниченного времени при возникновении аварийных ситуаций, необходимость доработки штатного оборудования под стыковку с дополнительным оборудованием, что снижает эффективность опорожнения участков трубопроводов от газа.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности опорожнения участков трубопроводов от газа, особенно в начальный период откачки газа, реализация возможности максимального использования штатного оборудования, снижение потребности в дополнительном оборудовании, создание условий для эффективной работы дополнительного оборудования при уменьшении энергозатрат на опорожнение участков трубопроводов от газа.

Решаемая техническая задача в способе опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов, заключающемся в перекрытии в одной из нитей газопровода опорожняемого участка на его входе посредством запорно-отключающего устройства, направлении газа через перемычки между нитями в обвод опорожняемого участка по параллельным нитям газопровода, отсоединении посредством запорно-отключающих устройств в перемычках опорожняемого участка на его выходе от параллельных нитей газопровода, 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 по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции, в последующем перекрытии опорожняемого участка на его выходе посредством запорно-отключающего устройства, в последующей откачке газа из опорожняемого участка мобильным газооткачивающим устройством в составе нагнетателя с его приводом или/и эжекторного устройства в участок, примыкающий к опорожняемому, достигается тем, что до перекрытия опорожняемого участка на его выходе и до последующей откачки газа из опорожняемого участка мобильным газооткачивающим устройством снижают давление в опорожняемом участке и участке, примыкающем к опорожняемому до уровня давления ниже, чем давление во входном коллекторе ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции посредством стационарного или дополнительного нагнетателя газоперекачивающей станции, после чего перекрывают опорожняемый участок газопровода на выходе и перекрывают участок газопровода, примыкающий к опорожняемому, на входе во входной коллектор ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции, а последующую откачку газа из опорожняемого участка мобильным газооткачивающим устройством выполняют в этот участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому, отсоединенный от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции.

Кроме того, в процессе последующей откачки газа из опорожняемого участка в участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому по ходу транспорта газа, отсоединенный от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции мобильным газооткачивающим устройством, может выполняться откачка газа из участка трубопровода, примыкающего к опорожняемому по ходу транспорта газа, отсоединенному от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции, стационарным или/и мобильным газооткачивающим устройством для обеспечения давления в участке, примыкающем к опорожняемому и отсоединенному от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции меньшего, чем давление во входном коллекторе ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции.

Кроме того, по достижении, в процессе последующей откачки газа из опорожняемого участка в участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому по ходу транспорта газа, отсоединенный от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции мобильным газооткачивающим устройством, уровня давления, близкого или равного давлению во входном коллекторе ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции, может быть открыт участок газопровода, примыкающий к опорожняемому, на входе во входной коллектор ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции.

Кроме того, после открытия участка газопровода, примыкающего к опорожняемому, на входе во входной коллектор ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции, не прерывая последующей откачки газа из опорожняемого участка в участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому по ходу транспорта газа, отсоединенный от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции мобильным газооткачивающим устройством, может быть повторно снижено давление в участке, примыкающем к опорожняемому до уровня давления ниже, чем давление во входном коллекторе ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции посредством стационарного или/и дополнительного нагнетателя газоперекачивающей станции, после чего этот участок газопровода на выходе вновь может быть перекрыт.

Кроме того, перекрытие в одной из нитей газопровода опорожняемого участка на его входе посредством запорно-отключающего устройства может быть выполнено запорным устройством, расположенным за один или более участков от опорожняемого в направлении, обратном транспорту газа, с отсоединением посредством запорно-отключающих устройств в перемычках всех далее расположенных участков нити до входа в опорожняемый участок, включая его, и соединением, тем самым, всех участков от перекрытого запорного крана, расположенных до опорожняемого участка, опорожняемого и примыкающих, далее расположенных по направлению транспорта газа, отсоединенных от параллельных нитей участков с входным коллектором нагнетателя ближайшей по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции, с последующим, после снижения давления в магистрали, включающей опорожняемый участок и участки, примыкающие к опорожняемому со стороны его входа и выхода до уровня давления ниже, чем давление во входном коллекторе ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции посредством стационарного или дополнительного нагнетателя газоперекачивающей станции, перекрытием опорожняемого участка газопровода непосредственно на его входе и откачкой газа из опорожняемого участка мобильным газооткачивающим устройством в этот участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому со стороны входа в него и отсоединенный от параллельных нитей.

Кроме того, по достижении, в процессе последующей откачки газа из опорожняемого участка в участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому со стороны входа в него и отсоединенный от параллельных нитей, уровня давления, близкого или равного давлению во входном коллекторе ближайшей, в направлении обратном транспорту газа, газоперекачивающей станции, может быть открыт, не прерывая последующей откачки газа мобильным газооткачивающим устройством из опорожняемого участка в участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому со стороны входа в него, участок газопровода, примыкающий к опорожняемому со стороны входа в него - на входе в этот примыкающий к опорожняемому участок, при этом он может быть соединен с входным коллектором ближайшей, в направлении обратном транспорту газа, газоперекачивающей станции, и отсоединен посредством запорно-отключающих устройств в перемычках от всех параллельных нитей.

Технический эффект в части снижения давления в опорожняемом участке и участке, примыкающем к опорожняемому до уровня давления ниже, чем давление во входном коллекторе ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции посредством стационарного или дополнительного нагнетателя газоперекачивающей станции, последующего перекрытия опорожняемого участка газопровода на выходе и перекрытии участка газопровода, примыкающего к опорожняемому, на входе во входной коллектор ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции заключается в исходном снижении количества газа, находящегося в опорожняемом участке до начала использования мобильного газооткачивающего устройства, в увеличении эффективности газооткачивающего устройства и снижении его энергоемкости из-за снижения давления в участке магистрали, в которую выполняется перекачка газа, в итоге - в увеличении количества газа, сохраненного для потребителя и не сброшенного в атмосферу.

Технический эффект в части параллельного выполнения, в процессе последующей откачки газа из опорожняемого участка в участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому по ходу транспорта газа, отсоединенный от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции мобильным газооткачивающим устройством, откачки газа из участка трубопровода, примыкающего к опорожняемому по ходу транспорта газа, отсоединенного от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции стационарным или/и мобильным газооткачивающим устройством, заключается в дополнительном увеличении объема откачанного газа, в итоге - в увеличении количества газа, сохраненного для потребителя и не сброшенного в атмосферу.

Технический эффект от открытия участка газопровода, примыкающего к опорожняемому, на входе во входной коллектор ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции по достижении, в процессе последующей откачки газа из опорожняемого участка в участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому по ходу транспорта газа, отсоединенный от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции мобильным газооткачивающим устройством, уровня давления близкого или равного давлению во входном коллекторе ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции заключается в увеличении эффективности газооткачивающего устройства и снижении его энергоемкости из-за снижения давления в участке магистрали, в которую выполняется перекачка газа, в итоге - в увеличении количества газа, сохраненного для потребителя и не сброшенного в атмосферу.

Технический эффект от повторного снижения давления в участке, примыкающем к опорожняемому до уровня давления ниже, чем давление во входном коллекторе ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции посредством стационарного или/и дополнительного нагнетателя газоперекачивающей станции, заключается в увеличении эффективности газооткачивающего устройства и снижении его энергоемкости из-за снижения давления в участке магистрали, в которую выполняется перекачка газа, в итоге - в увеличении количества газа, сохраненного для потребителя и не сброшенного в атмосферу.

Технический эффект от перекрытия в одной из нитей газопровода опорожняемого участка на его входе посредством запорно-отключающего устройства, расположенного за один или более участков от опорожняемого в направлении, обратном транспорту газа, отсоединения посредством запорно-отключающих устройств в перемычках всех далее расположенных участков нити до входа в опорожняемый участок, включая его, снижения давления в магистрали, включающей опорожняемый участок и участки, примыкающие к опорожняемому со стороны его входа и выхода до уровня давления ниже, чем давление во входном коллекторе ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции, перекрытия опорожняемого участка газопровода непосредственно на его входе и выполнения дополнительной откачки газа из опорожняемого участка мобильным газооткачивающим устройством в этот участок трубопровода, заключается в увеличении объемов участков газопровода, в которые выполняется откачка газа, в снижении времени опорожнения и, как следствие, в дополнительном увеличении количества газа, сохраненного для потребителя и не сброшенного в атмосферу.

Технический эффект от участка трубопровода, примыкающего к опорожняемому со стороны входа в него и отсоединенного от параллельных нитей с входным коллектором ближайшей, в направлении, обратном транспорту газа, газоперекачивающей станции, заключается в увеличении эффективности газооткачивающего устройства и снижении его энергоемкости из-за снижения давления в участке магистрали, в которую выполняется перекачка газа, и дополнительном увеличении объема откачанного газа, в итоге - в увеличении количества газа, сохраненного для потребителя и не сброшенного в атмосферу.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена схема одного из возможных расположений трубопроводов, перемычек, свечей и запорно-отключающих устройств в многониточной, в данном случае четырехниточной системе магистрального газопровода в районе нескольких газоперекачивающих станций, на которой можно рассмотреть примеры реализации способов по первому и второму варианту; на фиг.2 дан в увеличенном масштабе вид А фиг.1 - схема расположения трубопроводов, перемычек, свечей и запорно-отключающих устройств в запорно-распределительном узле магистрального газопровода (схема расположения газораспределительной арматуры индивидуальна для каждого отдельного запорно-распределительного узла; в дальнейшем, в целях удобства пояснения способа принято, что схема расположения газораспределительной арматуры во всех последующих запорно-распределительных узлах одинакова); на фиг.3 дан в увеличенном масштабе вид Б фиг.1 - схема расположения нагнетателей, коллекторов, трубопроводов, перемычек, свечей и запорно-отключающих устройств в газоперекачивающей станции (схема расположения газораспределительной арматуры индивидуальна для каждой отдельной газоперекачивающей станции; в настоящем описании для всех газоперекачивающих станций схема расположения газораспределительной арматуры принята одинаковой; кроме того, учитывая, что схема расположения газораспределительной арматуры индивидуальна для каждого отдельного входного или выходного запорно-распределительного узла, в дальнейшем, в целях удобства пояснения способа принято, что схема расположения газораспределительной арматуры во всех входных и выходных запорно-распределительных узлах всех газоперекачивающих станций одинакова и соответствует схеме запорно-распределительных узлов, расположенных между газоперекачивающими станциями); на фиг.4 приведена схема расположения трубопроводов, перемычек, свечей и запорно-отключающих устройств в запорно-распределительном узле магистрального газопровода (такая же, что и на фиг.2), расположенного на выходе из опорожняемого участка магистрального газопровода, с дополнительно подключенной арматурой и устройствами для откачки газа из опорожняемого участка.

Многониточная система магистрального газопровода (фиг.1) включает несколько нитей трубопроводов, в данном примере четыре нити трубопроводов 1-4, проходящие через газоперекачивающие станции 5_k при расстоянии между соседними газоперекачивающими станциями порядка L=150000 м. Учитывая, что схема расположения газораспределительной арматуры во всех газоперекачивающих станциях принята одинаковой, нумерация газоперекачивающих станций принята с индексом k, где k=1 соответствует станции, являющейся первой по направлению транспорта газа за опорожняемым участком. При этом между соседними газоперекачивающими станциями расположены запорно-распределительные узлы 6, ближайшие из которых обычно расположены друг от друга на расстоянии l≃30000 м, и соответственно в данном примере между двумя соседними газоперекачивающими станциями будет находиться пять участков магистрального газопровода с расположенными примерно через l≃30000 м запорно-распределительными узлами, через которые проходят нити 1-4 магистрального газопровода. Учитывая, что схема расположения газораспределительной арматуры во всех запорно-распределительных узлах принята одинаковой, нумерация всех запорно-распределительных узлов принята с индексами i и k, то есть 6_ik, где i - порядковый номер запорно-распределительного узла, считая от предшествующей газоперекачивающей станции, k - порядковый номер станции, за которой находится данный запорно-распределительный узел (считая, что k=1 это станция, являющаяся первой по направлению транспорта газа за опорожняемым участком). Запорно-распределительные узлы (фиг.2 - вид А фиг.1) содержат запорно-отключающие устройства 7_ik-10_ik нитей (трубопроводов) 1-4 магистрального газопровода, перемычки 11_ik-13_ik на входе и 14_ik-16_ik на выходе из запорно-распределительных узлов 6_ik, содержащие свои запорно-отключающие устройства 17_ik-22_ik, байпасы 23_ik-25_ik также с запорно-отключающими устройствами 26_ik-28_ik, а также свечи 29_ik с запорно-отключающими устройствами 30_ik. Газоперекачивающие станции 5_k (фиг.3 - вид Б фиг.1) содержат компрессорные цехи 31_k на каждую нить 1-4 газопровода, а также резервные цехи 32_k, в которых размещены нагнетатели 33_k с приводами 34_k, обводной канал 35_k с запорно-отключающим узлом 36_k, входной 37_k и выходной 38_k запорно-распределительные узлы (учитывая, что схема расположения газораспределительной арматуры во всех запорно-распределительных узлах принята одинаковой, нумерация отдельных элементов во входном 37_k и выходном 38_k запорно-распределительном узлах принята с двойным индексом «вх» или «вых» и k, где «вх» - первый индекс, обозначающий расположение запорно-распределительного узла на входе в газоперекачивающую станцию, либо «вых» - первый индекс, обозначающий расположение запорно-распределительного узла на выходе из газоперекачивающей станции, k - второй индекс, соответствующий ранее принятому порядковому номеру станции), запорно-отключающие устройства ниток магистрального газопровода 39_k-42_k, входной 43_k и выходной 44_k коллекторы с перемычками и байпасами на входе и на выходе из газоперекачивающей станции, имеющими собственные запорно-отключающие устройства 45_k-54_k. Для последующей, более глубокой после снижения давления в участке газопровода, подлежащем опорожнению и далее расположенных участков той же нити газопровода до уровня меньшего, чем давление во входном коллекторе очередной, по ходу транспорта газа, газоперекачивающей станции, откачки газа посредством газооткачивающего устройства, упомянутое газооткачивающее устройство 55 смонтировано на газораспределительном узле 6_ik, на выходе из опорожняемого участка магистрального газопровода, с дополнительно подключенной арматурой и устройствами (56-61 - трубопроводы, 62_ik, 63 - запорные краны, 64 - дополнительные нагнетатели).

Рассмотрим пример реализации способа по п.1, п.2, п.3 и п.4 формулы изобретения: предположим, что с целью проведения плановых профилактических работ опорожнению подлежит участок на одной из ниток 2 четырехниточного магистрального газопровода, расположенный между газоперекачивающими станциями 5_k=5₀ и 5_k=5₁ между запорно-распределительными узлами 6_ik=6₂₀ и 6_ik=6₃₀, то есть газоперекачивающая станция 5₁ является первой по ходу транспорта газа от опорожняемого участка (учитывая, что между газоперекачивающими станциями находится пять участков, данный участок между запорно-распределительными узлами 6₂₀ и 6₃₀ будет третьим от предшествующей газоперекачивающей станции 5₀, то есть расположенным между вторым 6₂₀ и третьим 6₃₀ запорно-распределительными узлами если считать от предшествующей газоперекачивающей станции 5₀, или между расположенными в запорно-распределительных узлах 6₂₀ и 6₃₀, запорно-отключающими устройствами 7₂₀ и 7₃₀, как это показано на фиг.2). В соответствии с заявленным способом на участке между газоперекачивающими станциями 5₀ и 5₁ перекрывают опорожняемый участок в нити 1 на входе, например посредством запорно-отключающих устройств 7₂₀, 22₂₀, 26₂₀ запорно-распределительного узла 6₂₀, в перемычке 15₂₀ и байпасах 24₂₀, направляют газ в обвод опорожняемого участка по параллельным нитям 2, 3 и 4 газопровода. Перекрывают в запорно-распределительных узлах 6₃₀, 6₄₀ и входном запорно-распределительном узле газоперекачивающей станции 5₁ примыкающие к нити 1, отсоединяемой от параллельных нитей, перемычки 13_ik, 15_ik и байпасы 24_ik, 25_ik посредством запорно-отключающих устройств 19_ik, 28_ik, 22_ik, 26_ik. При этом, оставляя запорно-отключающие устройства 7₃₀ и 7₄₀ нити 1 магистрального газопровода в запорно-распределительных узлах 6₃₀, 6₄₀ и запорно-отключающее устройство 7_вх1 нити 1 магистрального газопровода во входном запорно-распределительном узле 37₁ газоперекачивающей станции 5₁ открытыми, соединяют тем самым опорожняемый и примыкающие, далее расположенные по направлению транспорта газа, участки отсоединенной от других нити 1 с входным коллектором 43₁ нагнетателя следующей, первой к опорожняемому участку по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции 5₁. Далее, при нахождении запорно-отключающих устройств в указанном положении, при работающих нагнетателях 33₁ газоперекачивающей станции 5₁ происходит перетекание газа за счет разности давлений газа, из области большего давления в районе запорно-распределительного узла 6₂₀ в область меньшего давления в входном коллекторе 43₁ газоперекачивающей станции 5₁. При достаточно длительном времени давление газа в опорожняемом и примыкающих участках нити 1 может даже выровняться до уровня давления во входном коллекторе 43₁ газоперекачивающей станции 5₁. Одновременно с перекрытием нити 1 на входе (в запорно-распределительном узле 6₂₀) и выделением нити 1 в отдельную магистраль на участках запорно-распределительных узлов 6₃₀, 6₄₀, то есть отсоединением ее от параллельных нитей и соединением ее, тем самым, с входным коллектором 43₁ нагнетателя первой, по ходу транспорта газа, газоперекачивающей станции 5₁, одну из нитей газопровода, например ту же нить 1, в месте расположения за газоперекачивающей станцией 5₁ перекрывают на выходе из газоперекачивающей станции 5₁ запорно-отключающим устройством 39₁, отсоединяют ее посредством запорно-отключающих устройств 48₁, 28_вых1, 19_вых1, 26_вых1, 22_вых1, 19_il, 22_il, 26_il, 28_il, 28_вх2, 19_вх2, 26_вх2, 22_вх2 от параллельных нитей газопровода на всем участке между газоперекачивающими станциями 5₁ и 5₂, оставляя открытым лишь запорно-отключающее устройство 7_вх2 на входе в газоперекачивающую станцию 5₂ соединяют, тем самым, отсоединенный от параллельных нитей участок нити 1 на выходе с входным коллектором 43₂ следующей, второй по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции 5₂. Далее, при нахождении запорно-отключающих устройств в указанном положении, при работающих нагнетателях газоперекачивающей станции 5₂ происходит перетекание газа за счет разности давлений газа, из области большего давления в районе запорно-распределительного узла 38₁ в область меньшего давления в входном коллекторе 43₂ газоперекачивающей станции 5₂. При достаточно длительном времени давление газа в отсоединенных от параллельных нитей участках нити 1 на всем протяжении от газоперекачивающей станции 5₁ до газоперекачивающей станции 5₂ может даже выровняться до уровня давления во входном коллекторе 43₂ газоперекачивающей станции 5₂. После отсоединения нити 1 от параллельных нитей выделяют в первой газоперекачивающей станции 5₁ любой штатный нагнетатель, исходя из удобства подключения к данной выделенной нити 1 до и после газоперекачивающей станции 5₁. В данном примере, исходя из удобства подключения, в газоперекачивающей станции 5₁ выбирают нагнетатель 34₁. Если во время выполнения работ выделенный штатный нагнетатель работал в трассу, его выключают, при этом для работы в трассу может быть задействован любой из резервных нагнетателей 35₁, 36₁, при необходимости. Выбранный нагнетатель 34₁ отсоединяют от остальных нагнетателей посредством запорно-отключающих устройств. На выходе он уже отсоединен от параллельных нитей запорно-отключающим устройством 48₁, тем самым в магистралях нагнетателя 34₁ происходит процесс выравнивания давления до уровня во входном коллекторе газоперекачивающей станции 5₁, после чего перекрывают запорно-отключающие устройства 45₁, 53₁ газоперекачивающей станции 5₁, соединяют тем самым вход выделенного нагнетателя 34₁ с выходным участком нити газопровода, содержащей опорожняемый, расположенный между запорно-распределительными узлами 6₂₀ и 6₃₀, а также примыкающие далее по направлению движения газа участки нити 1, открывают запорно-отключающее устройство 39₁ и соединяют тем самым выход выделенного нагнетателя 34₁ с входным участком выделенной нити 1 газопровода между газоперекачивающими станциями 5₁ и 5₂, затем, по готовности отсоединенного от остальных штатного нагнетателя, запускают привод нагнетателя 34₁ и, в пределах диапазона рабочих характеристик нагнетателя 34₁ и его привода, производят откачку газа выделенным нагнетателем 34₁ из нити газопровода, содержащей опорожняемый и примыкающие далее участки в нить газопровода между газоперекачивающими станциями 5₁ и 5₂, соответственно и во входной коллектор 43₂ газоперекачивающей станции 5₂ и, следовательно, далее в трассу, после чего перекрывают опорожняемый участок на выходе из него в запорно-распределительном узле 6₃₀ посредством запорно-отключающего устройства 7₃₀. Откачка газа для снижения его давления до уровня меньшего, чем давление во входном коллекторе 43₁ газоперекачивающей станции 5₁, штатным нагнетателем 33₁ нити 1 газоперекачивающей станции 5₁ может выполняться не во входной коллектор 43₂ газоперекачивающей станции 5₂, а во входной коллектор 43₁ газоперекачивающей станции 5₁, с использованием межцеховых перемычек, в частности для рассматриваемого случая опорожнения участка в нити 1 - перекрытием магистралей на выходе из цеха 31₁ нити 1 и резервного цеха 32₁ посредством запорно-отключающих устройств 7_вых1, 47₁, 28_вых1, 19_вых1, 50₁, 51₁, при открытых запорно-отключающих устройствах 48₁, 54₁, при открытом запорно-отключающем устройстве 36₁ обводного канала 35₁ резервного цеха 32₁, при открытых запорно-отключающих устройствах 48₁, 46₁ и закрытых запорно-отключающих устройствах 52₁, 53₁, газ из нити 1, перекачиваемый нагнетателем 31₁, направляется на вход нагнетателей 31₁ нитей 2, 3 и 4. Для создания условий эффективной откачки газа путем обеспечения давления в магистрали, в которую выполняется откачка газа ниже, чем давление во входном коллекторе газоперекачивающей станции, в данном случае во входном коллекторе 43₁ газоперекачивающей станции 5₁, перекрывают нить 1 на входе во входной коллектор 43₁ посредством запорно-отключающего устройства 7_вх1. Для увеличения общего объема магистрали с давлением меньшим, чем давление во входном коллекторе 43₁ газоперекачивающей станции 5₁, тем самым улучшения условий откачки во времени, нить 1 можно перекрыть не на входе во входной коллектор 43₁ газоперекачивающей станции 5₁, а на входе во входной коллектор 43₂ газоперекачивающей станции 5₂ нити 1, которая, после откачки газа отсоединенным от остальных штатным нагнетателем 34₁, на участке между газоперекачивающими станциями 5₁ и 5₂ продолжает оставаться отсоединенной от параллельных нитей 2, 3 и 4. Это же можно сделать, если опорожняемый участок расположен вблизи первой, по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции, например, если это участок трубопровода 1 между запорно-распределительными узлами 6₃₀ и 6_вх1. Далее, опорожнение участка трубопровода 1 между запорно-распределительными узлами 6₂₀ и 6₃₀ выполняется перекачкой газа газооткачивающим устройством 55 из опорожняемого участка через магистрали 56 и 57 на входе и выходе газооткачивающего устройства 55 при открытых запорно-отключающих устройствах 30₃₀ и закрытых запорно-отключающих устройствах 7₃₀ и 62₃₀, т.е. в ту же нить газопровода, через запорно-отключающее устройство 7₃₀. Если в системе газооткачивающего устройства 55 задействован эжектор, то его высоконапорная часть соединяется трубопроводами 59, 61 с действующей нитью газопровода, в данном случае, как показано на фиг.2 - это нить 2, в том числе, для повышения эффективности эжектора, через дополнительный нагнетатель 63. Возможна подача газа высокого давления в высоконапорную часть эжектора из магистрали 61 и из опорожняемого участка, через дополнительный нагнетатель 63 (вместо подачи газа высокого давления из действующей нити газопровода 2 через трубопровод 59). Для поддержания в участке газопровода, в который выполняется откачка газа, уровня давления ниже, чем во входном коллекторе 43₁ газоперекачивающей станции 5₁, тем самым улучшения условий откачки газа во времени, в соответствии с п.2 формулы изобретения в процессе откачки газа из опорожняемого участка из данного участка также выполняют откачку газа мобильным газооткачивающим устройством любого типа, возможно и аналогично схеме, приведенной на фиг.4, например во входной коллектор газоперекачивающей станции 5₁. Если в процессе откачки газа из опорожняемого участка нити 1 параллельная откачка газа из магистрали с давлением меньшим, чем во входном коллекторе 43₁ газоперекачивающей станции 5₁, в которую выполняется откачка газа из опорожняемого участка трубопровода (по п.3 формулы изобретения), не выполняется вообще или идет медленнее, чем откачка газа из опорожняемого участка, давление в этой магистрали может приблизиться к давлению во входном коллекторе 43₁ газоперекачивающей станции 5₁, участок газопровода, примыкающий к опорожняемому, на входе во входной коллектор ближайшей 5₁ или следующей 5₂, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции открывают, соединяя его тем самым с входным коллектором газоперекачивающей станции. Далее, в соответствии с п.4 формулы изобретения, давление газа в магистрали, в которую выполняется откачка газа из опорожняемого участка трубопровода 1, повторно снижают, производя откачку газа выделенным штатным нагнетателем 34₁ из нити газопровода, содержащей примыкающие далее, к опорожняемому, участки в нить газопровода между газоперекачивающими станциями 5₁ и 5₂ соответственно и во входной коллектор 43₂ газоперекачивающей станции 5₂ и, следовательно, далее в трассу, после чего повторно перекрывают посредством запорно-отключающего устройства 7_вх2 нить 1 на входе во входной коллектор газоперекачивающей станции 5₂, не прерывая процесса дополнительной откачки газа мобильным газооткачивающим устройством 55. Далее, после достижения нужного результата или по истечении времени, отведенного на опорожнение, остатки газа из опорожняемого участка могут быть удалены, например сжиганием или сбросом в атмосферу через свечи 29₂₀, 29₃₀.

Кроме того, в соответствии с п.5 и п.6 формулы изобретения перекрытие в одной из нитей газопровода опорожняемого участка на его входе посредством запорно-отключающего устройства может быть выполнено запорным устройством, расположенным за один или более участков от опорожняемого в направлении, обратном транспорту газа, например запорно-отключающим устройством 7_вых0 газоперекачивающей станции 5₀, расположенным за два участка от опорожняемого в направлении, обратном транспорту газа на выходе из ее выходного коллектора 44₀, с отсоединением посредством запорно-отключающих устройств 22_вых0, 26_вых0 в перемычках 15_вых0 и посредством запорно-отключающих устройств 19₁₀, 28₁₀, 22₁₀, 26₁₀ в перемычках 13₁₀ и 15₁₀ запорно-распределительного узла 6₁₀ и далее, в запорно-распределительных узлах 6₂₀, 6₃₀ и т.д., т.е. на всех далее расположенных участках нити 1 до входа в опорожняемый участок, включая его, и соединением, тем самым, всех участков от перекрытого запорного крана 7_вых0, расположенных до опорожняемого участка, опорожняемого и примыкающих, далее расположенных по направлению транспорта газа, отсоединенных от параллельных нитей участков с входным коллектором 43₁ нагнетателя 34₁ ближайшей по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции 5₁, с последующим, после снижения давления в магистрали, включающей опорожняемый участок и участки, примыкающие к опорожняемому со стороны его входа и выхода до уровня давления ниже, чем давление во входном коллекторе 43₁ ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции 5₁ посредством стационарного 34₁ или дополнительного нагнетателя газоперекачивающей станции 5₁, перекрытием опорожняемого участка газопровода 1 непосредственно на его входе запорно-отключающим устройством 7₂₀ и откачкой газа из опорожняемого участка мобильным газооткачивающим устройством типа 55 в этот участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому со стороны входа в него и отсоединенный от параллельных нитей 2, 3 и 4. По достижении, в процессе последующей откачки газа из опорожняемого участка в участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому со стороны входа в него и отсоединенный от параллельных нитей 2, 3 и 4, уровня давления, близкого или равного давлению во входном коллекторе 43₀ ближайшей, в направлении обратном транспорту газа, газоперекачивающей станции 5₀, не прерывая последующей откачки газа мобильным газооткачивающим устройством, например аналогичным 55, из опорожняемого участка в участок трубопровода 1, примыкающий к опорожняемому со стороны входа в него, участок газопровода, примыкающий к опорожняемому со стороны входа в него, открывают запорно-отключающим устройством 7_вых0 и соединяют с входным коллектором 43₀ ближайшей, в направлении обратном транспорту газа, газоперекачивающей станции 5₀, возможно, и через рабочий тракт нагнетателя 34₀, оставляя весь участок нити 1 от входного коллектора 43₀ газоперекачивающей станции 5₀ отсоединенным посредством запорно-отключающих устройств в перемычках от всех параллельных нитей 2, 3 и 4.

Технический результат от реализации заявленного способа заключается в том, что перед перекачкой газа из опорожняемого участка в действующие нити газопровода или за запорно-отключающее устройство на входе или/и на выходе опорожняемого участка производится снижение давления газа в опорожняемом участке газопровода штатным оборудованием высокой производительности до уровня давления меньшего, чем давление во входном коллекторе газоперекачивающих станций, соответственно уменьшается количество газа в опорожняемом участке и создаются благоприятные условия для перекачки газа, что уменьшает время последующего опорожнения участка перекачкой в действующие нити газопровода при помощи мобильных газооткачивающих устройств. Например, в настоящее время наиболее распространенной является транспортировка газа по многониточным системам магистральных газопроводов с диаметром труб d=1420 мм, расстоянием между запорно-распределительными узлами порядка l=30 км, расстоянием между соседними газоперекачивающими станциями порядка L=150 км, при использовании нагнетателей с степенью сжатия от π=1,44 до π=3,0. В качестве конкретного примера эффективности способа рассмотрим наихудший вариант, из условий наименьших значений π=1,44 и наибольших значений давления в трубопроводе (т.е. наибольшего содержания газа в опорожняемом участке), когда на выходе из газоперекачивающих станций обеспечивается давление Р_вых=7,45 МПа при давлении на всасе, то есть во входном коллекторе этой и следующей газоперекачивающих станций Р_вх=5,18 МПа, что соответствует нагнетателю модели 650-121-2 (ОАО «Компрессорный комплекс», г.Санкт-Петербург). Моделей нагнетателей с газотурбинными приводами на данные условия транспортировки газа много (выпускаются, например, ОАО Казанькомпрессормаш», г.Казань; СНПО им. М.И.Фрунзе, г.Сумы; ОАО НПО «Искра», г.Пермь и др); принятый в примере вариант нагнетателя, модель 650-121-2, имеет производительность объемную, отнесенную к нормальным условиям (температура воздуха Т_н=20°С, давление Р_н=0,1013 МПа), G=544 м³/с (47·10⁶ м³/сут). При необходимости опорожнения среднего участка, как было показано в примере реализации способа, равноудаленного от соседних газоперекачивающих станций 5₀ и 5₁, то есть расположенного между запорно-распределительными узлами 6₂₀ и 6₃₀, при перекрытии опорожняемого участка в режиме транспорта газа посредством запорно-отключающих устройств 8₂₀ и 8₃₀ в опорожняемом участке остается около трех миллионов кубических метров газа (отнесенного к нормальному давлению Р_н=0,1013 МПа). В результате, после откачки газа штатным нагнетателем и перекрытия опорожняемого участка с выходной стороны и на входе во входной коллектор газоперекачивающей станции давление газа в опорожняемом участке и примыкающем со стороны выхода из опорожняемого участке нити 1 составит, в среднем по участку между запорно-распределительными узлами 6₂₀ и 6₃₀, около Р_20-30=4,20 МПа (вместо Р_20-30=6,50 МПа при перекрытии участка в режиме транспорта газа, то есть уменьшается на 35%, или вместо Р_20-30=5,18 МПа при перекрытии участка после предварительного выравнивания давления газа до давления во входном коллекторе очередной, по ходу транспорта газа, газоперекачивающей станции 5₁, т.е. давление и содержание газа уменьшается на 13% при этом сравнении), чем обеспечиваются более благоприятные условия для последующей откачки газа мобильным газооткачивающим устройством. Время на снижение давления в опорожняемом участке до Р_20-30=4,50 МПа составляет менее часа. Предельное значение давления, которое может быть достигнуто в опорожняемом участке, определено типом нагнетателя и давлением во входном коллекторе второй, от опорожняемого участка, по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции 5₂. Дальнейшая откачка газа из опорожняемого участка выполняется газооткачивающим устройством, в состав которого могут входить эжектор или/и поршневой компрессор типа ARIEL, моделей JGH/4, JGE/4, или аналогичные с газотурбинным приводом, конвертированным из авиационного двигателя ТВ2-117 для работы на природном газе. При использовании эжектора на вход его высоконапорной части газ может подаваться из опорожняемого участка или действующей магистрали высокого давления через поршневые компрессоры типа ARIEL, моделей JGH/2, JGE/2, или аналогичные с двумя газотурбинными приводами, конвертированными из двигателей ТВ2-117 для работы на природном газе. В результате, в зависимости от располагаемого времени на опорожнение участка, может быть реализовано снижение давления в опорожняемом участке до Р_20-30=0,50 МПа и ниже. При выполнении откачки газа с входной и выходной сторон опорожняемого участка снижение давления до Р_20-30=0,50 МПа с использованием, после откачки газа штатным нагнетателем компрессорной станции, газооткачивающего устройства с вышеприведенными компрессорами и эжектором составит около 50 часов.

Способ относится к трубопроводному транспорту газа. Способ заключается в перекрытии опорожняемого участка на его входе, направлении газа через перемычки в обвод опорожняемого участка по параллельным нитям газопровода, отсоединении опорожняемого участка на его выходе от параллельных нитей, отсоединении всех далее расположенных участков нити до ближайшей газоперекачивающей станции от параллельных нитей, соединении тем самым опорожняемого участка и примыкающих, далее расположенных участков с входным коллектором нагнетателя ближайшей газоперекачивающей станции, в снижении давления в опорожняемом участке и участке, примыкающем к опорожняемому, до уровня давления ниже, чем давление во входном коллекторе ближайшей газоперекачивающей станции, в перекрытии опорожняемого участка газопровода на выходе и перекрытии участка газопровода, примыкающего к опорожняемому участку на входе во входной коллектор ближайшей газоперекачивающей станции, в откачке газа из опорожняемого участка посредством мобильных газооткачивающих устройств в участок, примыкающий к опорожняемому участку. Технический результат - повышение эффективности опорожнения участков трубопроводов от газа с использованием мобильных газооткачивающих устройств. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов, заключающийся в перекрытии в одной из нитей газопровода опорожняемого участка на его входе посредством запорно-отключающего устройства, направлении газа через перемычки между нитями в обвод опорожняемого участка по параллельным нитям газопровода, отсоединении посредством запорно-отключающих устройств в перемычках опорожняемого участка на его выходе от параллельных нитей газопровода, 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 по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции, в последующем перекрытии опорожняемого участка на его выходе посредством запорно-отключающего устройства, в последующей откачке газа из опорожняемого участка мобильным газооткачивающим устройством в составе нагнетателя с его приводом или/и эжекторного устройства в участок, примыкающий к опорожняемому, отличающийся тем, что до перекрытия опорожняемого участка на его выходе и до последующей откачки газа из опорожняемого участка мобильным газооткачивающим устройством снижают давление в опорожняемом участке и участке, примыкающем к опорожняемому, до уровня давления ниже, чем давление во входном коллекторе ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции посредством стационарного или дополнительного нагнетателя газоперекачивающей станции, после чего перекрывают опорожняемый участок газопровода на выходе и перекрывают участок газопровода, примыкающий к опорожняемому, на входе во входной коллектор ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции, а последующую откачку газа из опорожняемого участка мобильным газооткачивающим устройством выполняют в этот участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому, отсоединенный от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции.

2. Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов по п.1, отличающийся тем, что в процессе последующей откачки газа из опорожняемого участка в участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому по ходу транспорта газа, отсоединенный от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции мобильным газооткачивающим устройством, выполняют откачку газа из участка трубопровода, примыкающего к опорожняемому по ходу транспорта газа, отсоединенному от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции стационарным или/и мобильным газооткачивающим устройством, при этом обеспечивают давление в участке, примыкающем к опорожняемому и отсоединенному от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции ниже, чем давление во входном коллекторе ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции.

3. Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов по п.1, отличающийся тем, что по достижении в процессе последующей откачки газа из опорожняемого участка в участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому по ходу транспорта газа, отсоединенный от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции мобильным газооткачивающим устройством, уровня давления, близкого или равного давлению во входном коллекторе ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции, открывают участок газопровода, примыкающий к опорожняемому, на входе во входной коллектор ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции.

4. Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов по п.3, отличающийся тем, что после открытия участка газопровода, примыкающего к опорожняемому, на входе во входной коллектор ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции, не прерывая последующей откачки газа из опорожняемого участка в участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому по ходу транспорта газа, отсоединенный от параллельных нитей и входного коллектора ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции мобильным газооткачивающим устройством, повторно снижают давление в участке, примыкающем к опорожняемому, до уровня давления ниже, чем давление во входном коллекторе ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции посредством стационарного или/и дополнительного нагнетателя газоперекачивающей станции, после чего перекрывают этот участок газопровода, примыкающий к опорожняемому, на входе во входной коллектор ближайшей или следующей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции.

5. Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов по п.1, отличающийся тем, что перекрытие в одной из нитей газопровода опорожняемого участка на его входе посредством запорно-отключающего устройства выполняют запорным устройством, расположенным за один или более участков от опорожняемого в направлении обратном транспорту газа, отсоединяют посредством запорно-отключающих устройств в перемычках всех далее расположенных участков нити до входа в опорожняемый участок, включая его, соединяют тем самым все участки от перекрытого запорного крана, расположенные до опорожняемого участка, опорожняемый и примыкающие, далее расположенные по направлению транспорта газа, отсоединенные от параллельных нитей участки с входным коллектором нагнетателя ближайшей по направлению транспорта газа газоперекачивающей станции, а после снижения давления в магистрали, включающей опорожняемый участок и участки, примыкающие к опорожняемому со стороны его входа и выхода, до уровня давления ниже, чем давление во входном коллекторе ближайшей, по направлению транспорта газа, газоперекачивающей станции, посредством стационарного или дополнительного нагнетателя газоперекачивающей станции перекрывают опорожняемый участок газопровода непосредственно на его входе и выполняют откачку газа из опорожняемого участка мобильным газооткачивающим устройством в этот участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому со стороны входа в него и отсоединенный от параллельных нитей.

6. Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов по п.5, отличающийся тем, что по достижении в процессе последующей откачки газа из опорожняемого участка в участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому со стороны входа в него и отсоединенный от параллельных нитей, не прерывая последующей откачки газа мобильным газооткачивающим устройством из опорожняемого участка в участок трубопровода, примыкающий к опорожняемому со стороны входа в него, уровня давления, близкого или равного давлению во входном коллекторе ближайшей, в направлении обратном транспорту газа, газоперекачивающей станции, открывают участок газопровода, примыкающий к опорожняемому со стороны входа в него, на входе в этот примыкающий к опорожняемому участок и соединяют его с входным коллектором ближайшей, в направлении, обратном транспорту газа, газоперекачивающей станции, и отсоединяют его, при этом посредством запорно-отключающих устройств в перемычках от всех параллельных нитей.