Газоконвертер для формирования из газовых гидратов переохлажденных блоков Советский патент 1983 года по МПК B65G51/26 

Изобретение относится к области пневматического транспорта, а именно к газоконвертерам для формирования из газовых гидратов переохлажденных блоков, транспортируемых по газопроводу предпочтительно из районов газонефтедобычи с холодным климатом.

Известен гаЭоконвертер для формирования из газовых- гидратов переохлажденных,.блоков, транспортируемых по газопроводу, содержащий последовательно расположенные обогатительно-прессующую камеру, снабженную шнеком, конусный фильтр с центральным отверстием, отрезной нож и камеру переохлаждения Cl.

Газоконвертер расположен на начальной станции и служит для образования гидратов, их осушки, прессования в виде непрерывного цилиндрического поршня, их отрезки на гидратные бло.ки длиной 5-8 м, форми:ровании верхней и нижней площадок 1для соединения подъемной силы и запорных переднего и заднего поясов, переохлаждения блоков с целью повышения их механической прочности.

Этот газоконвертер имеет недостаток, заключающийся в том, что он формирует гйдратные блоки, в которы невозможно наряду с газом транспортировать также нефть или газовый коденсат.

Целью изобретения является обеспечение попутной транспортировки нети или газового конденсата внутри гидратного блока.

Эта цель- достигается тем, что между центральным отверстием конусного фильтра и о-трезным устройством установлена промежуточная труба с внутренним диаметром, равным диаметру центрального отверстия конусного фильтра, и длиной, равной 1-2 диаметрам, а вал шнека выполнен полым и снабжен установленным внутри промежуточнойтрубы консольным участком, в конце которого смонтирован обратный клапан, расположенны на расстоянии перед отрезным ножом имеющим с обеих сторон боковые отверстия, внутренний диаметр которых равен наружному диаметру вала шнека, и ;канал, который соединен с одной стороны с боковыми отверстиями отрезного ножа, с другой стороны - с обогатительно-прессующей камерой .

На чертеже изображен описываемый газоконвертер.

Газоконвертер служит для приготовления гидратного блока. Газоконвертер имеет обогатительно-прессующую камеру 1 и фильтр 2 в виде конусной сетки, имеющей центральное отверстие 3, диаметр которого мм больше внутреннего диаметра магистрального трубопровода 4 винтовой перфорированный шнек 5, отрезное устройство б для отрезания отдельных блоков и придания им формы, удобной для транспортировки на газовой подушке, и камеру 7 переохлаждения гидратных блоков, составленную из 2-х концентрически расположенных труб. Внутренняя труба камеры 7 перфорирована и выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося в направлении движения блоков от диаметра отверстия 3 до внутреннего диаметра трубопровода 4 Камера 7 имеет участок- 8 подвода газа, подлежащего транспортировке в промежутках между блоками. На участке 8 внутренняя труба переходит в цилиндр, внутренний которого равен внутреннему диаметру трубопровода 4. Газоконвертер снабжен приводом вращения шнека 5, включающим турбодетандер 9 и редуктор 10. Вал И шнека 5 имеет консольный участок 12 и выполнен на всю длину полым. Выходной конец вала 11 соединен с входом охлажденной нефти трубопроводом 13 через уплотнение 14. Между отверстием 3 фильтра 2 и отрезным устройством 6 размещена промежуточная труба 15., внутренний диаметр которой равен диаметру отверстия 3, а длина соответствует 1-2 диаметрам.

Отрезное устройство 6 имеет механизм выделки верхней и нижних выемок гидратного блока (не показан на схеме) и собственно отрезной нож 16 с реверсивным приводом 17. Нож 16, например, выполненный в виде плоского круглого маятника, имеет канал 18, связанный с линией подачи кристаллогидратной суспензии трубопроводом 19, и центральные левое и правое окна 20 с диаметром, равным внутреннему диаметру полого вала 11 шнека 5. Конец консольного участка 12 вала 11 отстоит от ножа на расстоянии 0,2 м. Подачу газа в обогатительно-прессующую камеру 1 производят по линии 21, кристаллогидратной суспензии - по линии 22. Подачу газа на турбодетандер 9 производят по линии 23, а охлажденНого таза в камеру переохлаждения по линии 24. Слив воды из камеры 1 ведут по линиям 25 и 26, из поддона отрезного устройства - по линии 27, из камеры переохлаждения - через линию 28, насос 29 и,трубопровод 30 Вывод газа из камеры переохлаждения производят по линии 31 с помощью компрессора 32, производимого электродвигателем 33. На торце вала расположен обратный клапаи 34.

Газоконвертер работает следующим j 5 образом. в гаэоконвёртер из кристаллизато ра газовых гидратов (не приведен на схеме) по линии 22 подают кристаллогидратную суспензию, в которой со держание твердых кристаллогидратов достигает 15%. В газоконвертер по л НИИ 21 направляют и часть при родного газа, которую используют дл турбулизации воды. В результате кон такта суспензии и-газа в камере 1 при интенсивном перемемивании шнеком 5 ( г 300-500 об/мин) происходит дальнейшее образование гидратов и обогащение суспензии. В обогати- тельно-прессуквдей камере 1 концентрация гидратов повышается с 15 до 60% как за счет дальнейшего гидрато образования, так и главным образом вследствие дренажа воды из уплотняемой гидратной массы при ее перемещении шнеком 5. В зоне прессовани .при движении через полость конусног фильтра 2 гидраты отжимаются и прес суются до давления 9 мПа, а межкрис таллическая вода выдавливается чере его сетку и выводится из газоконвертера через трубопровод 30. По окончании прессования получают непрерывный цилиндрический полый кристаллогидратный поршень с вне ним диаметром, большим внутреннего диаметра трубопровода 4 на 5-10 мм, и внутренним диаметром .цилиндрической полости, равным .наружному диаметру вала 11 шнека 5. ;При движении непрерывного кристалло :гидратного поршня в его цилиндричес кую порожнюю полость непрерывно через трубопровод 13 и полый вал 11 шнека 5 подают охлажденную до температуры блока нефть. На выходе из промежуточной трубы 15 гидратный поршень ножом 16 разрезают на блоки длиной 5-10 м, причем во время операции разрезки в канал 18 подают по трубопроводу 19 кристаллогид-г ратную суспензию с повышенным содержанием гидратов (50-60%), которая затем принудительно под давлением порядка 10 мПа выдавливается через центральное левое и правое окна 20. В момент разрезания блока гидратная суспензия, подаваемая через ле вое окно 20,. заполняет внутреннюю 1 полость гидратного блока с передней его стороны на глубину 0,2 м (до обратного клапана 34, расположенного на торце вала), формируя при своем прессовании гидратную герметичную пробку. Гидратный поршень после отрезания его передней части и заделывании герметичной про15ки на этой же части движется к трубопройоду 4. Во время следующей операции (отрезки его задней части) через правое окно 20 подают во внутреннюю полость гидратного блока гидратную суспензию, формируя прессуемыми гид.ратами на задней стороне блока герметичную гидратную пробку. Вода, отжатая от гидратов при прессовании пробок и накапливаемая в поддоне . отрезного устройства 6, откачивается насосом .29 в камеру 1. Протечки нефти при заделывании передней и задней пробок при отрезке блоков исключаетЬя как плот.ным прижимом ножа 16 к телу гидратного поршня, так и принудительной подачей суспензии под давлением в полость, в котором нефть находится при значительно меньшем давлении порядка 0,3 мПа. После операции отрезки блоки проталкиваются в камеру переохлаждения, в которой компрессором 32 поддерживается пониженное давление, равное 0,6 мПа. При кратковременном сбросе давления от Э до 0,6- мПа гидратные .блоки охлаждаются до 273 К путем разложения поверхностного слоя гидратов, а их диаметр перед участком 8 подвода газа уменьшается до внутреннего диаметра трубопровода 4. На участке 8 в промежутки между блоками по линии 24 из турбодетандера 9 подводят холодный газ с температурой 214 К. В процессе переохлаждения межкрис таллическая вода, оставшаяся в гидратном блоке после прессований, кристаллизуется в лед, благодаря чему коэффициент трения скольжения поверхности цилиндрического блока о внутреннюю поверхность трубопровода 4 приближается к коэффициенту трения скольжения льда о гладкую стальную поверхность. Кроме того, ледяной панцирь, покрывающий поверхность блока, дополнительно увеличивает его механическую прочнофть и жесткость. Под действием перепада давления газа за и перед блоком, вышедшим своей передней час- S тью за камеру, последний начинает ; транспортировку на газовой подушке при интервале движения между блоками 1-2 с со скоростью порядка 10-20 м/с до промежуточной станции..J На первой и всех последующих i промежуточных станциях газ в ин- I тервалах между блоками охлаждают с одновременным повышением давления и .без остановки движения блоков. После прибытия гидратных блоков на конечную - станцию блоки плавят в плавителях путем подвода низкопотенциального тепла, отбирают газ, а нефть и воду разделяют в отстойниках вследствие их разности плотностей. Предложенное решение позволяет ис пользовать перспективный способ транспорта газа одновременно и для транспортировки нефти...Для трубопровода с D 1420 мм («Г тенки длине блока f «10 м толщине его стенки сГ 0,2 м, плотности упаковки метана в твердом гидратном состоянии рг 20 кг/м, в одном гидратно блоке транспортируется 920,4 кг газа и 5961 кг нефти, в составе гидрата /м объема блока, плотности нефти 700 кг/м . . г iti jj /о oj- jw in нефти f lu стенки- ; ;, .. Ян i--(l,42-2 0,2-2 0,2гх . (10-2 0,2) 100 5061 кг нефти г П Гт oj 2а т tj- мэв 4 ствнки) «-{ -Х тен1с г2«

(е-2«Г„ровок )JfT -Г1,42-2 0,02).

(10-2-0,2)J

«10-(1,42-2 0,02-2- 0,2)

«120 520,4 кг газа

Примечание: и

подсчитаны бёУ учета массы выемок гидратного блока. Производительность газопровода по производительность газопровода по нефти регулируют величиной наружного диаметра вала шнека либо количеством газокоивертеров, оборудоваИиых для транспорта нефти, из числа всех параллельных Газоконвертеров, находящихся на начальной станции газопровода.

ГАЗОКОНВЕРТЕР ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ ПЕРЕОХЛАЖДЕННЫХ БЛОКОВ, транспортируемых по газопроводу, содержащий последовательно расположенные обогатительнопрессующую камеру, снабженную шнеком, )конусный фильтр с центральным отверстием, отрезной нож и камеру переохлаждения, отличающийся .тем, что, с целью обеспечения попутной транспортировки нефти или газового конденсата внутри гидратного блока, между центральным отверстием конусного фильтра и отрезным устройством установлена промежуточная тру-г ба с внутренним диаметром, равным диаметру центрального отверстия -конусного фильтра, и длиной, равной , 1-2 диаметрам, а вал шнека выполнен полым и снабжен установленным внутри промежуточной трубы консольным участком, в конце которого смонтирован обратный клапан, расположённый на расстоянии перед отрезным ножом, имеющим с обеих сторон боковые отверстия, внутренний диаметр которых равен наружному диаметру вала шнека, и канал, который соединен с одной стороны с боковыми отверстиями отрезного ножа, а с другой стороны с обогатительно-прессующей камерой.