Способ контроля образования гидратов в газопроводе Советский патент 1991 года по МПК B01D9/00 G05D11/13 G05D27/00 

Ј

Изобретение относится к автоматизации и управлению технологическими процессами в газодобывающей промышленности и позволяет повысить точность контроля при переменном расходе газа. Способ контроля гидратообразования в газопроводе заключается в том, что измеряют давление до и после местного сопротивления, измеряют температуру газа до и после местного сопротивления, рассчитывают температуру газа после местного сопротивления по формуле дроссель- эффекта Джоуля-Томсона, и об образовании гидратов судят по рассогласованию измеренного и рассчитанного значений температуры. 1 ил.

Изобретение относится к автоматизации и управлению технологическими процессами в газовой промышленности и может быть использовано для контроля образования гидратов в газопроводах на газовых и газоконденсатных промыслах, объектах магистрального транспорта газа, а также транспорта газа к конечным потребителям.

Целью изобретения является повышение точности контроля при переменном расходе газа.

Формула дроссель-эффекта Джоуля- Томсона имеет вид:

к -1 Ti / Pi

Т2

/ rt V Р2 /

где Ti, Та -температура до и после местного сопротивления, °К;

PL P2 - давление до и после местного сопротивления, атм;

К - константа, для природного газа К 1,3.

Образование гидратов сопровождается выделением тепла, что приводит к ступенчатому повышению температуры газа и вызывает отклонение измеренного значения температуры после местного сопротивления эт значения, рассчитанного по приведенной формуле дроссель-эффекта.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ контроля.

Образование гидратов контролируется в газопроводе 1 с местным сопротивлением 2 (например, запорно-регулирующая арматура), установленным в зоне образования гидратов. Давление до и после местного сопротивления 2 измеряется манометраCN О О СО

О

о

ми 3 и 4, а температура газа в этих точках - термометрами 5 и 6, выходы которых подсоединены к микроконтроллеру 7, связанному с сигнализатором 8.

Устройство работает следующим образом.

При образовании гидратов в газопроводе 1 они, в первую очередь, выпадают после местного сопротивления 2, после которого происходит охлаждение газа за счет дроссель-эффекта Джоуля-Томсона. При этом при гидратообразовании выделяется тепло, приводящее к нарушению функциональной связи температуры и давления до и после местного сопротивления, определяемой законом Джоуля-Томсона. Измеренные приборами 3 - 6 значения температуры и давления поступают на микроконтроллер 7 где рассчитывается значение температуры после местного сопротивления 2 по формуле дроссель-эффекта, которое сравнивается на микроконтроллере 7 с измеренным значением этой температуры. При наличии рассогласования сравниваемых значений срабатывает сигнализатор 8, предупреждая об образовании гидрантов. Константа К в формуле дроссель-эффекта для конкретного промысла уточняется экспериментально. Безгидратный режим транспортировки газа создается путем ввода избытка ингибитора.

Преимущество заявленного способа контроля обусловлено возможностью его применения при переменном расходе газа.

П р и м е р. На газопроводе в месте возможного образования гидратов установлено местное гидравлическое сопротивление, дросселирующее газ на 1 атм. При . отсутствии гидратообразования температура газа после местного сопротивления снизится на 0,3°С за счет эффекта Джоуля- Томсона. Образование гидратов и их выпадение

при соответствующем нарушении термодинамических условий начинается за местным сопротивлением, так как температура за ними ниже, чем до него. При этом происходит выделение тепла, приводящее к росту

температуры газа до величины:

14,51 16 0,53

1,7°С

где 14,51 -теплотаобразованиягидратовиз газа и воды, ккал/моль газа.

16 - молекулярный вес метана СН4 (основной компонент природного газа, 90%),

0,53 - теплоемкость газа (по метану) ккал/кгс.

Изобретение позволяет обеспечить быстрый и надежный контроль за образованием гидратов в газопроводах, повысить его точность и увеличить производительность газопроводов.

Формула изобретения Способ контроля образования гидратов в газопроводе, заключающийся в измерении перепада давления газа на местном сопротивлении, и температуры газа после него, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, дополнительно измеряют температуру до местного

сопротивления, рассчитывают температуру газа после местного сопротивления по формуле дроссель-эффекта Джоуля-Томсона и по рассогласованию измеренного и рассчитанного значений температур - судят об образовании гидратов.