СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАГНЕТАТЕЛЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА ОТ ОТЛОЖЕНИЙ Российский патент 2023 года по МПК B08B9/27 

Изобретение относится к области эксплуатации газоперекачивающих агрегатов (далее ГПА) при добыче и транспорте газа и может быть использовано для физико-химической очистки внутренних поверхностей проточных частей центробежных нагнетателей (далее ЦБН) от отложений, возникающих в процессе их эксплуатации.

В процессе эксплуатации месторождений на стадии падающей добычи газа для выноса пластовой жидкости используют составы с поверхностно-активными веществами (далее ПАВ), увеличивающие пластовую отдачу, как, например, составы, описанные в изобретении «Состав для выноса жидкости из газовых скважин» (Описание изобретения к патенту 2646991, опубликовано 13.03.2018). Однако попадая в проточную часть ЦБН ГПА при повышении давления и температуры газа во время его сжатия, они становятся связующим звеном отложений механических примесей на внутренней поверхности проточной части, что приводит:

- к уменьшению потребляемой мощности ЦБН, поскольку отложение механических примесей на рабочих колесах сменной проточной части вызывает загрязнение обратного направляющего аппарата статора, увеличение сопротивления потока газа, а также увеличение массы сменной проточной части (далее СПЧ);

- к уменьшению массового расхода газа через ЦБН;

- к уменьшению политропного КПД ЦБН;

- к увеличению вибрационных характеристик ЦБН и аварийному останову ГПА.

Известен способ очистки внутренней поверхности технологического оборудования и трубопроводов, включающий гидродинамический режим удаления отложений с помощью реактивного очистного устройства, подачу промывочной жидкости в очистное устройство под высоким давлением, создающим реактивное воздействие формируемыми струями этой жидкости на очищаемую поверхность, вынос потока промывочной жидкости с удаленными отложениями при прямом направлении движения очистного устройства по очищаемой поверхности и при его обратном направлении движения с помощью механизма возвратно-поступательного принципа действия, при этом на этапе очистки от отложений одновременно проводят очистку поверхности от плотно сцепленных с металлом продуктов коррозии и окалины с обеспечением защиты очищаемой поверхности от коррозии, при этом в качестве промывочной жидкости используют раствор при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

- жидкость, незамерзающая при отрицательных температурах, 10-70;

- соляная и/или серная кислота 1-30;

- реагент, защищающий металл от коррозии, 0,1-30;

- вода - остальное

(Описание к патенту на изобретение RU 2594426, МПК B08B 9/027, F28G 9/00, опубликовано 20.08.2016). Недостатком данного способа является возможность очистки загрязненной поверхности только после вскрытия корпуса ЦБН и демонтажа СПЧ, что приводит к высоким затратам человеческих и материальных ресурсов.

Известен способ очистки внутренних поверхностей котельного оборудования от отложений, включающий многократную циркуляцию раствора, содержащего ортофосфорную и лимонную кислоты, с последующей промывкой оборудования, при этом раствор, содержащий до 30% ортофосфорной кислоты, 10-30% лимонной кислоты, остальное - техническая вода, нагревают до 100°С путем розжига котла и осуществляют его циркуляцию не менее 12 часов с постоянным поддержанием концентрации кислот (Описание к патенту на изобретение RU 2724063, МПК F28G 9/00, опубликовано 19.06.2020). Указанный способ нецелесообразно использовать для очистки внутренних поверхностей ЦБН из-за возможности появления повторных отложений при нагреве раствора выше 25°С и попадания ПАВ в ЦБН. Кроме того, в условиях компрессорной станции нагрев раствора до температуры 100°С технически не осуществим.

Известен механический, широко распространенный, традиционный способ удаления отложений с внутренних поверхностей ЦБН путем демонтажа сменной проточной части ЦБН и последующей ее разборки (СТО Газпром 2-2.3-681-2012.Компрессорные станции. Газоперекачивающие агрегаты. Порядок проведения технического обслуживания и ремонта: стандарт организации: изд. официальной. введен 2013-03-27 / Открытое Акционерное Общество "Газпром". - Москва : ОАО "Газпром", 2014 пункты 4 - 22) . Недостатками указанного способа являются:

- длительный простой во время ремонта ГПА;

- использование дополнительной спецтехники (автокран типа «Либхер», автотрал, передвижная паровая установка);

- привлечение сторонней организации для выполнения работ, увеличивающее затраты.

Технической задачей заявленного изобретения является уменьшение времени на очистку отложений внутренних поверхностей ЦБН ГПА без необходимости вскрытия корпуса ЦБН и демонтажа СПЧ по сравнению с традиционным способом очистки.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе очистки внутренних поверхностей ЦБН ГПА от отложений осуществляют сначала подачу насосом готового раствора для промывки через специальную форсунку с перфорированными отверстиями, установленную на входном патрубке ЦБН, в два этапа: на первом этапе раствор для промывки в количестве 300 л подают через входной патрубок ЦБН при заполнении контура ЦБН газом и продувке на свечу, на втором этапе при раскрутке ротора до режима «Холостой Ход» добавляют через входной патрубок ЦБН дополнительно 700 л раствора для промывки, а затем промывку ЦБН в течение 30 минут с аналитическим контролем за расходом раствора и параметрами работы ГПА, при этом раствор для промывки содержит следующие компоненты, масс. %:

дистиллированная вода 85÷90 лимонная кислота 0,5 бутиловый эфир пропиленгликоля 0,5 вещество вспомогательное ОП-10 9÷14

(вещество вспомогательное ОП-10 по ГОСТ 8433-81 https://docs.cntd.ru/document/1200020245)

Эффективность заявляемого способа очистки достигается за счет подачи раствора для промывки в два этапа:

- на первом этапе происходит ослабление сцепления слоя отложений с металлом вследствие смачивания их раствором для промывки;

- на втором этапе во время режима «Холостой ход» происходит очистка от отложений ПАВ вследствие центробежных сил ротора ЦБН и скорости потока газа с раствором, попадающим в проточную часть ЦБН.

Перед началом очистки готовый раствор насосом подается через форсунку (Фиг. 1) установленную в место сливной пробки на входном патрубке в ЦБН. Форсунка состоит из наконечника 1 с перфорированными отверстиями 2, для разбрызгивания раствора в полости ЦБН, крана шарового 3, для перекрытия подачи раствора, обратного клапана 4 и быстросъемного соединения (БРС) 5, для соединения с подающим от насоса шлангом (не показано).

На первом этапе подачи готового раствора для промывки через входной патрубок ЦБН происходит унос данного раствора через рабочие колеса на свечной трубопровод ГПА. На втором этапе во время режима «Холостой ход» раствор для промывки после подачи через входной патрубок ЦБН и прохождения через рабочие колеса проточной части через выходной трубопровод поступает во многофункциональные аппараты (далее МФА), где происходит очистка газа от влаги путем абсорбции триэтиленгликолем. Далее по арматурным блокам раствор сливается в разделители, а насыщенный триэтиленгликоль поступает на блок огневой регенерации. Дополнительно в завихрителях МФА от газа отбиваются механические примеси, которые утилизируются через кубовую часть аппарата.

Соотношение компонентов в растворе для промывки достигнуто экспериментальным путем. Дистиллированная вода в диапазоне 850-900 л применяется для исключения солей и железа, которые находятся в водопроводной воде. Лимонная кислота, 1 кг которой растворен в 50 л дистиллированной воды, служит для очистки от налета железа. Бутиловый эфир пропиленгликоля в количестве 50 л используется для очистки проточной части ЦБН от мыльного раствора, являющимся связующим компонентом ПАВ.

Достижение технического результата по предлагаемому изобретению оценивалось методом сравнения параметров ЦБН до и после промывки (таблица 1), а также осмотром внутренних поверхностей проточной части посредством эндоскопа (фиг. 2: а, в, д - до проведения очистки; б, г, е - после проведения очистки).

Согласно полученным данным, представленным в таблице 1, заявляемый способ очистки позволяет эффективно удалять отложения ПАВ, образующиеся в ходе эксплуатации, и снижать их негативное влияние на оборудование. В частности, после проведения очистки наблюдается:

- увеличение потребляемой мощности ЦБН с 13580 кВт до 13808 кВт;

- увеличение расхода газа через ЦБН с 421741 нм³/ч до 450661 нм³/ч;

- увеличение политропного КПД ЦБН с 69,27% до 71,31%;

- изменение вибрационных характеристик носит разнонаправленный характер ввиду удаления отложений, которые проходят по ходу газа через рабочие колеса и статорную часть.

Таблица 1 Параметры ЦБН ГПА № 1.1 Комсомольского газового промысла До очистки После очистки Потребляемая мощность, кВт 13580 13808 Расход газа, нм³/ч 421741 450661 Политропный КПД,% 69,27 71,31 Вибрация передней опоры нагнетателя (горизонтальное состояние), микрон. 22 20 Вибрация передней опоры нагнетателя (вертикальное состояние), микрон. 23 22 Вибрация задней опоры нагнетателя (горизонтальное состояние), микрон. 15 19 Вибрация задней опоры нагнетателя (вертикальное состояние.), микрон. 14 24

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет сократить временные и экономические затраты, а также повысить эффективность очистки по сравнению с традиционным способом.

Изобретение относится к области эксплуатации газоперекачивающих агрегатов при добыче и транспорте газа. Способ очистки внутренних поверхностей центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата от отложений включает подачу насосом готового раствора для промывки через форсунку. Форсунка состоит из наконечника с перфорированными отверстиями, крана шарового, для перекрытия подачи раствора, обратного клапана и быстросъемного соединения для соединения с подающим от насоса шлангом, установлена на входном патрубке центробежного нагнетателя. Очистку производят в два этапа. На первом этапе раствор для промывки в количестве 300 литров подают через входной патрубок центробежного нагнетателя при заполнении контура центробежного нагнетателя газом и продувке на свечу. На втором этапе при раскрутке ротора до режима «Холостой Ход» добавляют через входной патрубок центробежного нагнетателя дополнительно 700 литров раствора для промывки. Осуществляют промывку центробежного нагнетателя в течение 30 минут с аналитическим контролем за расходом раствора и параметрами работы газоперекачивающего агрегата. Раствор для промывки содержит следующие компоненты, мас. %: дистиллированная вода 85-90; лимонная кислота 0,5; бутиловый эфир пропиленгликоля 0,5; вещество вспомогательное ОП-10 9-14. Обеспечивается уменьшение времени на очистку отложений внутренних поверхностей центробежных нагнетателей газоперекачивающих агрегатов без необходимости вскрытия корпуса центробежных нагнетателей и демонтажа сменной проточной части. 2 ил., 1 табл.

Способ очистки внутренних поверхностей центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата от отложений, включающий подачу насосом готового раствора для промывки через форсунку, состоящую из наконечника с перфорированными отверстиями, крана шарового, для перекрытия подачи раствора, обратного клапана и быстросъемного соединения, для соединения с подающим от насоса шлангом, установленную на входном патрубке центробежного нагнетателя, в два этапа: на первом этапе раствор для промывки в количестве 300 литров подают через входной патрубок центробежного нагнетателя, при заполнении контура центробежного нагнетателя газом и продувке на свечу, на втором этапе при раскрутке ротора до режима «Холостой Ход» добавляют через входной патрубок центробежного нагнетателя дополнительно 700 литров раствора для промывки, промывку центробежного нагнетателя в течение 30 минут с аналитическим контролем за расходом раствора и параметрами работы газоперекачивающего агрегата, при этом раствор для промывки содержит следующие компоненты, мас.%:

дистиллированная вода 85÷90 лимонная кислота 0,5 бутиловый эфир пропиленгликоля 0,5 вещество вспомогательное ОП-10 9÷14