Способ автоматического управления процессом предупреждения гидратообразования Советский патент 1987 года по МПК B01D9/04 G05D23/00 

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования технологических процессов и может быть исноль- зовано в газодобывающей промышленности.

Целью изобретения является повышение экономичности процесса за счет уменьшения расхода ингибитора гидратообразова- ния.

На чертеже изображена схема автоматической системы управления, реализующей нредложенный способ.

Система управления содержит линию (трубопровод) 1 входного потока газа, линию (трубопровод) 2 вводимого ингибитора гидратообразования с исполнительным механизмом 3, сепаратор 4 с датчиком 5 температуры газа и линией 6 выходного потока газа, линию 7 насыщенного ингибитора, входную 8 и выходную 9 линии контролируемого газа, устройства 10 для автоматического определения температуры гидратообразования контролируемого газа, автоматический регулятор 11 температуры гидратообразования газа, на первый (задающий) вход которого подключен датчик 5 температуры газа, а на второй (регулируемый) - выходной сигнал устройства 10 для автоматического определения температуры гидратообразования газа. Последнее в свою очередь содержит четыре газовых дросселя 12-15, включенных по мостовой схеме, в первую диагональ которой подключены линии 8 и 9 контролируемого газа, а во вторую - регулятор 16 перепада давления, регулируемое охлаждающее устройство, состоящее, например, из полупроводниковых термобатарей 17 с закрепленным на них теп- лопередающим элементом 18 (выполненным, например, в виде медной пластины) и блока 19 питания. В о.хлаждаемый дроссель 15, расположенный в теплопередающем элементе 18 встроен датчик температуры 20 (например, термопара). Термобатареи 17 подключены к блоку 19 питания, регулируемый вход которого соединен с выходом регулятора 16 перепада давления.

Способ автоматического управления процессом предупреждения гидратообразования осуществляется следующим образом.

В поток газа, транспортируе.мого, например, со скважины (не показана), по трубопроводу 2 вводят ингибитор гияратооб- разования (метанол или ДЭГ). Газ поступает в сепаратор 4, . где осуществляется отделение от него капельной жидкости. Обработанный ингибитором газ из сепаратора 4 отводят по линии 6, а насыщенный водой ингибитор - по линии 7. В результате взаимодействия ингибитора с водой,, содержащейся в газе, парциальное давление паров в потоке газа уменьшается. Это приводит к понижению температуры гидратообразования газа. Если температура гидратообразования газа меньше

температуры газа в месте вывода ингибитора (т.е. в сепараторе 4), то кристалло гидраты в потоке газа не образуются.

Величина понижения температуры гидратообразования газа зависит от расхода вводимого в поток газа ингибитора. Чем больше вводят ингибитора, тем больше получают понижение температуры гидратообразования. Очевидно, что для экономии ингибитора при одновременном предупреждеНИИ образования гидратов расход ингибитора необходимо поддерживать таким образом, чтобы температура гидратообразования газа в месте вывода ингибитора была несколько меньще температуры газа. Чем меньше

, поддерживают разность между температурой гидратообразования газа и температурой газа в месте вывода ингибитора, тем больше экономия ингибитора.

В пределе избыточного расхода ингибитора нет, если температуру гидратообразова0 ния поддерживать равной температуре газа. Последняя в процессе добычи газа может быть различной в зависимости от температуры атмосферного воздуха, расхода газа и других параметров. Поэтому расход ингибитора необходимо изменять так, чтобы

5 температура,гидратообразования газа следила за изменяющейся температурой газа. Эту задачу решает предлагаемая автоматическая система управления.

Температуру гидратообразования контролируемого потока газа определяют при помощи устройства 10, выходной сигнал которого подают на вход регулятора 11. На другой вход последнего подают сигнал от датчика 5 температуры газа. Если разность между контролируемой температурой гид- ,ратообразования газа и измеренной температурой газа не равна нулю, то регулятор 11, воздействуя на исполнительный механизм 3, изменяет расход ингибитора гидратообразования до тех пор, пока разность между этими двумя технологическими параметрами

0 не станет равной нулю.

Анализируемый газ по линии 8 подают в газовые дроссели 12 и 14, а затем - в дроссели 13 и 15 устройства 10 для автоматического определения температуры гидратообразования и далее по линии 9 в ли5 нию 6. Все дроссели идентичны и их гидравлические сопротивления одинаковы. При отсутствии кристаллогидратов в дросселе 15 потеря давления на всех дросселях одинакова. Поэтому разность давления в измерительной диагонали мостовой схемы, в которую подключен регулятор 16, равна нулю.

Регулятор 16 перепада давления сравнивает текущий перепад давления в измерительной диагонали мостовой схемы с за5 данной величиной (значение последней определяют экспериментально и устанавливают вручную), и если текущий перепад давления меньше заданного значения, воздействуют на блок 19 питания, увеличивая ток в термобатарее 17 до тех пор, пока температура теплопередающего элемента 18, дросселя 15 и газа, проходящего через него, не уменьшается на столько, что в потоке контролируемого газа начинают образовываться кристаллогидраты. Последние, осаждаясь на стенках дросселя 15, увеличивают его гидравлическое сопротивление, а следовательно, и перепад давления в измерительной диагонали мостовой схемы. Регулятор 16 перепада давления уменьшает величину тока в термобатареях. Процесс изменения тока происходит до тех пор, пока перепад давления в измерительной диагонали мостовой схемы не становится равным заданному значению. Постоянство перепада давления показывает, что количество образовавшихся кристаллогидратов равно количеству разложившихся кристаллогидратов, при этом процесс образования - разложения кристаллогидратов находится в состоя- НИИ динамического равновесия. Температура газа в дросселе 15 - температура гид- ратообразования газа. Ее измеряют датчиком 20, а сигнал, пропорциональный температуре гидратообразования, подают на

вход регулятора 11. Последний, изменяя расход ингибитора гидратообразования, поддерживает контролируемую температуру гидратообразования равной температуре газа. Применение предлагаемого способа управления на газовых месторождениях позволяет уменьшить затраты на ингибитор гидратообразования и повысить надежность добычи газа. Он может быть реализован в рамках АСУ ТП добычи газа.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом предупреждения гидратообразования в потоке природного газа путем изменения расхода ингибитора в зависимости от температуры газа в месте вывода ингибитора, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса за счет уменьшения расхода ингибитора, дополнительно пропускают часть контролируемого газа через устройство определения температуры гидратообразования и в зависимости от разности между температурой гидрдтообразования и температурой газа воздействуют на расход вводимого ингибитора.

Изобретение относится к способу автоматического управления процессом предупреждения гидратообразования, может быть использовано в газодобывающей промышленности и позволяет повысить экономичность процесса за счет умеиьн1ения расхода ингибитора. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования расхода вводимого ингибитора гидратообразования в зависимости от разности между температурой гидратообразования и температурой газа, вводимого в сепаратор 4 датчик 5 температуры газа, датчик 20 температуры гидратообразования, регулятор И температуры, исполнительный механизм 3 подачп ингибитора. 1 ил. С (Л N GO