Автоматическая система управления процессом ингибирования гидратообразования газа Советский патент 1990 года по МПК B01D9/04 G05D23/00 G05D27/00 

Предлагаемое изобретение относится к технике автоматического управления и регулирования технологических процессов и может быть использовано в газовой промышленности на объектах добычи и транспорта газа.

Цель изобретения - упрощение автоматической системы управления процессом ингибирования гидратообразования газа.

На чертеже изображена схема автоматической системы управления процессом ингибирования гидратообразо- вания газа.

Система управления содержит линию 1 (трубопровод) входного потока газа, линию 2 (трубопровод) вводимого ингибитора гидратообразования (например, метанола) с исполнительным механизмом 3, сепаратор 4 с линией 5 (трубопровод) выходного потока газа, линию 6 насыщенного ингибитора, входную и выходную линии 7 и 8 соответственно контролируемого газа, четыре газовых дросселя 9-12, включенных по мостовой схеме, в первую диагональ которой подключены линии 7 и 8 контролируемого газа, а во вторую - регулятор 13 перепада давления, выход которого соединен с исполнительным механизмом 3, три нагревательных элемента 14 - 16 (например электрические спирали), рас- положенные на газовых дросселях 10-.12, блок 17 питания, выход которого соединен с нагревательными элементами 14 - 16. В качестве газовых дросселей могут быть использованы, например, капиллярные трубки..

Автоматическая система управления процессом ингибирования гидратообразования работает следующим образом.

В линию- 1 потока газа, транспортируемого, например, со скважины (на чертеже не показана), по трубопроводу 2 вводят ингибитор гидратообразования (например, метанол). Газ поступает в сепаратор 4, где осуществ- ляется отделение от него капельной жидкости. Обработанный ингибитором газ из сепаратора 4 отводят по линии 7, а насыщенный водой ингибитор по линии 6. В результате взаимодействия ингибитора с водой, содержащейся в газе, парциальное давление паров в потоке газа уменьшается. Это приводит к понижению температуры гидратообразования газа. Если тем0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пература гидратообразования газа меньше температуры газа в месте вы-, в ода ингибитора (т.е. в сепараторе 4) , то кристаллогидраты в потоке газа I линии 1 не образовью аются.

Величина понижения температуры гидратообразования газа зависит от расхода вводимого в поток газа ингибитора. Чем больше вводят ингибитора, тем больше снижается температура гидратообразования. С целью исключения избыточного расхода ингибитора при одновременном предупреждении образования гидратов расход ингибитора необходимо поддерживать таким образом, чтобы температура гидратооб- разования газа была равна температуре газа в месте вывода ингибитора. Этому термодинамическому состоянию газа соответствует состояние динамического равновесия процесса образования - разложения кристаллогидратов.

Поддержание этого состояния процесса осуществляется автоматической системой управления следующим образом.

Контролируемый поток газа из сепаратора 4 по входной линии 7 поступает в газовые дроссели 9 и 10, затем в дроссели 11 и 12 и далее по линии 8 в трубопровод 5. Все дроссели идентичны, и их гидравлические сопротивления одинаковы. При отсутствии отложения кристаллогидратов во всех дросселях потеря давления на них одинакова. Поэтому разность давления в измерительной диагонали мостовой схемы, в которую подключен регулятор 13 перепада давления, равна нулю. При смещении динамического равновесия процесса образование - разложение кристаллогидратов в сторону их образования кристаллогидраты образуются во всех четырех дросселях. Однако, поскольку дроссели 10-12 снабжены нагревательными элементами 14 - 16, запитанными от блока 17 питания, температура газа в них поддерживается выше температуры гидра- тообраэования, поэтому кристаллогидраты в них не образуются. i

Газовый дроссель 9 не снабжен нагревательным элементом. Поэтому если в потоке контролируемого газа возможно образование кристаллогидратов, то они откладываются только в дросселе 9. Это приводит к изменению .его гидравлического сопротивления,

диагонали мостовой схемы и изменению перепада, воспринимаемого регулятором 13.

Регулятор 13 перепада давления воздействует на исполнительный механизм 3, который изменяет расход ингибитора в поток 1 газа. В результате изменения расхода ингибитора количество кристаллогидратов в дросселе 9 также изменяется, что приводи к изменению перепада давления в измерительной диагонали мостовой схемы. Постоянство перепада давления показывает, что количество образовавшихся кристаллогидратов равно количеству разложившихся кристаллогидратов, при этом процесс образования

тема управления проще системы-прототипа, ее применение на газовых месторождениях или магистральных газопроводах позволяет уменьшить затраты на автоматизацию процесса ин- гибирования газа на 20-30%

Формула изобретения

Автоматическая система управления процессом интибирования гидратооб- разрвания газа, содержащая исполнительный механизм на линии подачи ингибитора, блок питания, четыре газовых дросселя, соединенные по мостовой схеме, в одну диагональ кото

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию технологических процессов в газодобывающей промышленности и позволяет значительно упростить систему управления. Система управления содержит сепаратор 4 с линиями подвода 1 и вывода 5 газа и линией 6 насыщенного ингибитора, линию 2 подвода ингибитора гидратообразования с исполнительным механизмом 3, входную 7 и выходную 8 линии контролируемого газа, четыре газовых дросселя 9, 10, 11, 12, соединенные по мостовой схеме, в одну диагональ которой подключены линии 7 и 8 контролируемого газа, а в другую - регулятор 13 перепада давления, выход которого соединен с исполнительным механизмом 3. Газовые дроссели снабжены нагревательными элементами 14, 15, 16, подключенными к блоку 17 питания. 1 ил.

разложения кристаллогидратов находит- 20 р°й включена линия контролируемого

ся в состоянии динамического равновесия. Это означает, что в контролируемом потоке газа отсутстует накопление кристаллогидратов, т. е. решается задача предупреждения гид- ратообразования в сепараторе 4, а избыточный расход ингибитора отсутствует.

газа, а в другую - регулятор перепада давления, отличающая- с я тем, что, с целью упрощения системы управления, три газовых дроссе- ля снабжены нагревательными элементами, подключенными к блоку питания, а выход регулятора перепада давления соединен с исполнительным механизмом.