Способ очистки полости газопровода и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК B08B9/04 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к способам очистки полости трубопроводов, и может быть использовано при очистке магистральных и внутрипромысловых газопроводов от жидкостных (вода, нефть, газовый конденсат) и механических скоплений,

Известен способ газожидкостной очистки газопроводов, заключающийся в прокачке пены посредством газа, подаваемого под давлением в газопровод.

При данном способе (из указанных аналогов) пенистая среда за счет постоянного контакта со сквозным потоком газа значительно повышает свою кратность, при этом разрушается ее структура и снижается эффективность проводимого мероприятия.

Известен также способ промывки участка трубопровода пенистой жидкостью, заключающийся в том, что подлежащая очистке труба с головной стороны закрывается пробкой, которая при закачке воздуха увеличивается в поперечном сечении и плотно прилегает к внутренней стенке трубы.

Однако указанные способы не могут обеспечить высокую эффективность очистки полости газопроводов от механических и жидкостных скоплений.

При очистке полости трубопровода согласно второго аналога процесса движения пробки, расположенной перед пачкой пенистой жидкости, сопровождается сухим трением, что также отрицательно влияет на

|

ю

М

ы

4 О

СО

эффективность и надежность проводимого мероприятия. Недостатком данного способа является также значительная величина вероятного гидравлического удара в конце газопровода при приеме очистного средст- ва.- . .: . . . .

Наряду с отмеченными недостатками аналогов, указанные способы не позволяют также производить; очистку полости трубопроводов от механических скоплений в виде отвердевшего песка, продуктов коррозии, строительного мусора и других балл астных включейий с более или менее значительными прочностными м весовыми характери ; стиками.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к предлагаемому способу является изобретение, согласно которому в полость газопровода вМдятся шарббые разделители, перемещающиеся вдоль трубопровода за счет перепада давления и поршневым эффектом удаляющие жидкостные и механические скопления.

Однако известный способ имеет недо: статкй, основным из которых является сухое трение шарового разделителя в контакте с внутренней поверхностью трубопровода. Данное обстоятельство обусловливает различные осложнения при производстве работ: значительные сопротивления движению разделителя и, в связи с этим резкое снижение производительности газопровода в период очистки, пульсации и гидравлические удары на концевых участках трубопровода. Низка при этом и эффективность выноса механических скоплений. .

Жидкостные скопления (вода, газовый конденсат, нефть), перемещающиеся впереди шаровых разделителей, при их физико-химических свойствах (вязкость, -плотность) также оказывают отрицательное влияние на гидравлический режим газопровода в период очистрк, увеличивая по мере продвижения разделителя в газопроводе гидродинамические и гидростатические сопротивления потоку. Кроме того при данном способе резко снижается кратность использования разделителей, ввиду их скорой порчи (утраты) из-за сухого трения.

Известно устройство для очистки полости газопроводов, состоящее из камеры запуска, линии для выдавливэния давления в камере и газопроводе, патрубка с краном для стравливания газа в атмосферу.

Недостатком устройства является то, что при его эксплуатации невозможна реализация процесса очистки с применением химических реагентов (в частности, пенообразователя) и, тем самым, повышение эффе- кивности проводимого мероприятия.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключающемся во вводе в полость газопровода шарового разделителя, до ввода разделителя в полость газопровода самопроизвольно вводится пенообразователь ТЭАСМ в количестве 0,5-5,0% от веса выносимой воды, а устройство для осуществления способа, включающее камеру запуска шаровых разделителей с

полнопроходнрй задвижкой, дополнительно снабжено реагентной емкостью, соединенной расходным патрубком с заправочным участком, образованным между полнопроходной задвижкой камеры запуска и установленной полнопроходной задвижкой, причем заправочный участок соединен линией высокого давления с реаген- тной емкостью в ее верхней части, имеет положительный уклон в направлении потока газа и расчетную длину, равную

L-: -4з- /1 Л /зн6в 1 + кРРо) jrD v./ п )Рп

,005 - 0,05.

Сущность изобретения заключается в том, что вследствие самопроизвольного заполнения заправочного участка пенообразователем ТЭАСМ в количестве 0,5-5,0% от веса выносимой воды, последующего ввода шарового разделителя в полость газопровода в период очистки/предотвращается сухое трение разделителя, снижаются гидравлические сопротивления выносимых скоплений, а ячеистая структура пены обеспечивает демпфирующий эффект при гидравлическом ударе на узле приема скоплений и шарового разделителя.

Для реализации предлагаемого способа очистки полости трубопровода определяются основные технол огйчес кие ха ра кте риг/гики устройства в зависимости от условий эксплуатации газопровода

...-. : ...: -.. ; . . -.

(GB+Gn), . -.::..Л;

Qn

:GB.

1 - п

GB Gen l+Gelt. , :,v

« -, ,- - . .

(Wi-W2) A r .

L1 - ,. nrtv GB(1 +КрРн&-) JtD2 (1 п)Рп VP

Gn,

где Gn, GB - весовые показатели вводимого пенообразователя и выносим/эй из трубоп- ровода воды за 1 цикл очистки соответственно, т;

GBK, GBn - весовые показатели скоплений сконденсированной и пластовой(уносимой из сепараторов) воды в газопроводе в межочистной период соответственно, т;

п - концентрация пенообразователя в образовавшемся в трубопроводе водном растворе (пене), в весовых долях;

Qr- производительность газопровода, млн м3/сут;

дж - удельное содержание жидкости (воды вместе с газовым конденсатом), уносимой газовым потоком из сепараторов, г/м3;

р п - плотность пенообразователя, ТЭ- АСМ.т/м3;

6 - обводненность уносимой жидкости, в весовых долях;

Wi, Л/2- влагосодержание газопотока в начале и конце газопровода соответственно, г/мз:

Дг - межочистной период газопровода, сут;

LI, D - длина и диаметр заправочного участка установки соответственно, м;

Рн - давление в начале газопровода. МПа;

Кр - коэффициент растворимости углеводородного газа в пенообразователе, м3/м3МПа;

z - коэффициент сжимаемости газа;

Vp - объем реагентной емкости с учетом кратности (к) запаса пенообразователя, м ,

На чертеже представлены основные узлы и элементы устройства запуска шаровых разделителей для реализации предлагаемо- го способа очистки полости газопровода: 1 - газопровод, наблюдательный патрубок с краном 2, заправочный участок 3, реагент- пенообразователь (ТЭАСМ) 4, кран для направления потока газа в камеру запуска 5, полнопроходные секущие задвижки 6,7, шаровые разделители 8, камера запуска 9, задвижка 10, реагентная емкость 11, сворованная заправочным краном для реагента 12 расходным патрубком с обратным клапаном 13, линией и краном высокого давления 14, продувочный кран 15.

Предлагаемое техническое решение реализуется следующим образом.

Нормальное положение запорно-регул- рующей арматуры на установке в межочистной период эксплуатации газопровода 1: полнопроходные6,7, краны 2,5 и 15-закрыты, кран 14 и задвижка 10-открыты. Заправочный участок 4 после предыдущего процесса очистки самопроизвольно заполнен реагентом 4, камера запуска 9 заправлена шаровыми разделителями 8.

По истечении межочистного периода 1 газопровода 1 через наблюдательный патрубок открытием крана 2 регистрируется полное заполнение заправочного участка 3 реагентом 4. Кран 2 закрывается. Затем последовательно открываются кран 5 и полно; проходные секущие Задвижки 6,7. Для обеспечения перемещения шарового разде- лителя 8 из камеры запуска 9 и заправочного объема реагента 4 в полость газопровода 1 - задвижка 10 перекрывается на 3/4 полного хода. После регистрации ввода шарового разделителя 8 в полость газопровода 1 - задвижка 10 открывается полностью, а задвижки 6,7 и кран 5 последовательно перекрываются. Одновременно после перекрытия задвижек 6.7 за счет гидростатического давления реагента 4 в емкости 11, давление в которой равно дав- лению в заправочном участке 3 - обеспечивается самопроизвольное заполнение последнего реагентом 4. Реагентная емкость 11 оборудована заправочным краном для реагента 12, сливным патрубком с обратным клапаном 13, линией и краном высокого давления 14. Для очередной заправки камеры запуска 9 шаровыми разделителями 8 предварительно открывается продувочный кран 15, тем самым избыточное давление стравливается в атмосферу (сброс га за на свечу), После заправки шаровых разделvr телей 8 в камеру запуска 9 - продувочный кран 15 перекрывается.

Оптимальная концентрация пенообразователя ТЭАСМ (триэтаноламиновые соли алкилсульфатов, полученные сульфирова- нием первичных жирных спиртов фракции Ci-Ci2 хлорсульфоновой кислотой) в количестве 0,5-5,0% от веса выносимой из трубопровода воды (смеси пластовой воды и конденсированных водяных паров) определена по результатам лабораторных исследований.

Для конкретных условий одного из газопроводов ПО Каспморнефтегаз, на котором планируется реализация предлагаемого способа очистки, ниже при- водятся расчетные технико-технологиче- ;ские параметры: ,5 м, Qr- 2,5 млн м3/сут.. Рн 5,0 МПа, ,2 МПа. , ,82 г/м3, ,48 г/м3, ,05, .S г/м3. д 0,3, Л г 30 сут, к-12 циклов. Кр 2м3/м3 МПа,рп 1, 2тМ9,,95.

Расчетные показатели:

,5.3(M),3.0,,25 т, ,5-30 (0,82-0,48)25,5 т, .25+25,.75 т.

Длина заправочного участка установки (расстояние между полнопроходными задвижками 2,3 см фиг.) определяется

.-4 .. 1.93М+2.Л50. ° 103 г- L 3,14.-0,25 1.2 n+AU-W 0,95 5,0

9,97мл

Объем реагентной емкости на 1 год расхода ТЭАСМ

1,93

0,103

-.(1.2,0-5,0.0

К

23.5м3.

Технико-экономическая эффективность реализации предлагаемого технического решения обсловливается повышением производительности действующих газопрово - дов за счет снижения гидравлических сопротивлений движению продукции, вследствие выноса механических и жикост- ных скоплений из полости трубопровода.

Формул а изо б ре тени я

1. Способ очистки газопровода путем ввода в газопровод шарового разделителя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки газопровода от механических и жидкостных скоплений, перед вводом шарового разделителя вводят самопроизвольно в газопровод пенообразователь вводят

самопроизвольно в газопровод пенообразователь ТЭАСМ в количестве 0,5-5.0% от веса удаляемых жидкостных скоплений,

2. Устройство для очистки полости газопровода, содержащее камеру запуска шаровых разделителей с задвижкой, о т л и ч а ю- щ е вся тем, что оно дополнительно снабжено установленным за задвижкой камеры заправочным участком с задвижкой, реагентной емкостью, связанной посредством расходного патрубка с заправочным участком, соединенным посредством линии высокого давления с реагентной емкостью в ее верхней части, причем заправочный участок имеет положительный уклон в направлении

потока газа и расчетную длину

L -73- М-ПгИли KP Р лО .( )

где D - диаметр заправочного участка, м;

п - концентрация пенообразователя в образовавшемся в газопроводе водном растворе (пене) в весовых долях;

п - плотность пенообразователя ТЭАСМ, т/м3;

GB - весовой показатель вводимой из

трубопровода жидкости за 1 цикл очистки,

т; .-. у .-/ -.; . . .

Кр - коэффициент растворимости углеводородного газа в пенообразователе;

РО - давление в реагентной емкости, МПа. ::

Использование; очистка полости трубопровода в нефтяной и газовой промышленности, например, при очистке магистральных и промысловых трубопроводов от Жидкостных и Механических скоплений. Сущность изобретения: в способе очистки полости трубопровода шаровыми разделителями, до ввода разделителя в полость газопровода с помощью специального устройства самопроизвольно вводится пенообразователь ТЭАСМ в количестве 0,5. -; 5,0% от веса выносимЬй воды. Для очистки полости трубопровода при помощи разделителей используют аэрированный водный раствор ПАВ, разрыхляющий за счет ячеистой структуры механические скопления и предотвращающий сухое трение при движении разделителя, повышая кратность его использования, 2 с.п. ф-лы, 1 ил.