кг/сутки
Таблица 4.4 - Результаты расчёта по методике предупреждения гидратообразования в промысловых газопроводах во второй исследуемый год в летний период разработки газового месторождения
|
Исходные данные: |
||||
|
Наименование |
Обозначение |
Значение |
Единицы измерения |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Начальная температура |
tнач |
293,1 |
K |
|
|
Конечная температура |
tконеч |
272,6 |
K |
|
|
Начальное давление |
Pнач |
9,8 |
кгс/см2 |
|
|
Конечное давление |
Pконеч |
4,8 |
кгс/см2 |
|
|
Температура грунта |
tгрунт |
-1 |
K |
|
|
Диаметр трубопровода с учетом теплоизоляции |
Dнаруж |
0,53 |
м |
|
|
Диаметр трубопровода без теплоизоляции |
dнаруж |
0,325 |
м |
|
|
Толщина стенки трубопровода |
дст |
0,11 |
м |
|
|
Толщина теплоизоляции |
дти |
0,1 |
м |
|
|
Длина промыслового газопровода |
L |
52100 |
м |
|
|
Теплоемкость газа |
Ср |
2888 |
ккал/кг·оС |
|
|
Весовой расход газа |
G |
16855 |
кг/ч |
|
|
Объемный расход газа |
Q |
600200 |
м3/сут |
|
|
Теплопроводность изоляции |
л |
0,81 |
вт/м·град |
|
|
Расчётные данные: |
||||
|
Равновесное давление образования гидратов |
рсм |
10,52 |
МПа |
|
|
Равновесная температура |
tсм |
279 |
К |
|
|
Полный коэффициент теплопередачи |
К |
1,268 |
ккал/ч·м2·оС |
|
|
Средний коэффициент Джоуля-Томсона |
I |
0,501 |
оС/м |
|
|
Коэффициент Джоуля-Томсона |
Di |
0,1 |
оС·кГ/см2 |
|
|
Место образования гидратов от начальной точки |
X |
8,72 |
м |
|
|
Удельный расход метанола |
em |
2,13 |
кг/тыс.м3 |
|
|
Весовая концентрация метанола |
х |
32 |
% |
|
|
Отношение содержания метанола в газе, обеспечивающего насыщение газа |
б |
0,065 |
% вес |
|
|
Содержание метанола в природном газе, обеспечивающего насыщение чистого метана |
eмг0 |
0,698 |
кг/тыс.м3 |
|
|
Содержание метанола в газовой смеси, обеспечивающего насыщение газовой смеси |
eмг |
2,08 |
кг/тыс.м3 |
|
|
Молярная доля метанола в газовой фазе |
y |
0,0005 |
% |
|
|
Давление насыщенных паров метанола |
ps |
0,012 |
МПа |
|
|
Молярная доля метанола в водометанольном растворе |
xm |
0,914 |
% |
|
|
Количество жидкой влаги в газовом потоке в месте ввода метанола |
?W |
0,162 |
кг/тыс.м3 |
|
|
Суточный расход метанола, необходимого для предупреждения образования гидратов |
Qм |
1279,8 |
кг/сутки |
Таблица 4.5 - Результаты расчёта по методике предупреждения гидратообразования в промысловых газопроводах во второй исследуемый год в зимний период разработки газового месторождения
|
Исходные данные: |
||||
|
Наименование |
Обозначение |
Значение |
Единицы измерения |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Начальная температура |
tнач |
296,5 |
K |
|
|
Конечная температура |
tконеч |
271,05 |
K |
|
|
Начальное давление |
Pнач |
10,1 |
кгс/см2 |
|
|
Конечное давление |
Pконеч |
4,944 |
кгс/см2 |
|
|
Температура грунта |
tгрунт |
-5 |
K |
|
|
Диаметр трубопровода с учетом теплоизоляции |
Dнаруж |
0,53 |
м |
|
|
Диаметр трубопровода без теплоизоляции |
dнаруж |
0,325 |
м |
|
|
Толщина стенки трубопровода |
дст |
0,11 |
м |
|
|
Толщина теплоизоляции |
дти |
0,1 |
м |
|
|
Длина промыслового газопровода |
L |
52100 |
м |
|
|
Теплоемкость газа |
Ср |
2888 |
ккал/кг·оС |
|
|
Весовой расход газа |
G |
16889 |
кг/ч |
|
|
Объемный расход газа |
Q |
601400 |
м3/сут |
|
|
Теплопроводность изоляции |
л |
0,81 |
вт/м·град |
|
|
Расчётные данные: |
||||
|
Равновесное давление образования гидратов |
рсм |
10,52 |
МПа |
|
|
Равновесная температура |
tсм |
279 |
К |
|
|
Полный коэффициент теплопередачи |
К |
1,268 |
ккал/ч·м2·оС |
|
|
Средний коэффициент Джоуля-Томсона |
I |
0,54 |
оС/м |
|
|
Коэффициент Джоуля-Томсона |
Di |
0,104 |
оС·кГ/см2 |
|
|
Место образования гидратов от начальной точки |
X |
6,78 |
м |
|
|
Удельный расход метанола |
em |
1,92 |
кг/тыс.м3 |
|
|
Весовая концентрация метанола |
х |
32 |
% |
|
|
Отношение содержания метанола в газе, обеспечивающего насыщение газа |
б |
0,058 |
% вес |
|
|
Содержание метанола в природном газе, обеспечивающего насыщение чистого метана |
eмг0 |
0,633 |
кг/тыс.м3 |
|
|
Содержание метанола в газовой смеси, обеспечивающего насыщение газовой смеси |
eмг |
1,875 |
кг/тыс.м3 |
|
|
Молярная доля метанола в газовой фазе |
y |
0,0004 |
% |
|
|
Давление насыщенных паров метанола |
ps |
0,0125 |
МПа |
|
|
Молярная доля метанола в водометанольном растворе |
xm |
0,914 |
% |
|
|
Количество жидкой влаги в газовом потоке в месте ввода метанола |
?W |
0,152 |
кг/тыс.м3 |
|
|
Суточный расход метанола, необходимого для предупреждения образования гидратов |
Qм |
1154,9 |
кг/сутки |
Полученные результаты расчёта по построенной методике предупреждения гидратообразования в промысловых газопроводах позволяет производить мониторинг и контроль процесса гидратообразования по исходным данным, определение которых возможно по диспетчерским данным. Таким образом, представленная методика может быть интерпретирована в виде специального алгоритма в оборудование автоматической системы управления технологическим процессом (АСУ ТП), что позволит обеспечить полный контроль над подачей и расходом водометанольного раствора и позволит его экономное использование.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании проведенного исследования сделаны следующие выводы, описывающие результаты исследовательской работы:
1. Установлены основные причины возникновения процесса гидратообразования в промысловой газотранспортной системе.
2. Определены наиболее значимые факторы влияния на условия процесса гидратообразования, описано их взаимодействие между параметрами газового потока.
3. Рассмотрены и выделены основные методы определения условий гидратообразования для многокомпонентных газовых сред.
4. Разработана методика определения суточного расхода метанола для ввода его в промысловый газопровод для предупреждения гидратообразования.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Макогон Ю.Ф. , Саркисьянц Г.А. Предупреждение образования гидратов при добыче и транспорте газа. М.: Недра, 1966. ? С.186.
2. Актуальные проблемы трубопроводного транспорта Западной Сибири [Текст]: материалы Всероссийской научно-технической конференции / ТюмГНГУ; ed. Ю. Д. Земенков. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2015. - 104 с.
3. Эксплуатация магистральных и технологических нефтегазопроводов. Объекты и режимы работы [Текст]: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки специалистов 130500 "Нефтегазовое дело" / В. О. Некрасов [и др.] ; под общ. ред. Ю. Д. Земенкова; ТюмГНГУ. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2014. - 282 с.
4. Проектирование и эксплуатация систем дальнего транспорта газа / Александров А.В., Яковлев Е.И. - М.: Недра, 2009. - 432 с.
5. Повышение эксплуатационной надежности магистральных газопроводов. Транспорт и хранение газа / Альшанов А.Я., Голиуллон З.Т., Гуссак В.Д. - М.: ВНИИЭГазпром, 2009. - 36 с.
6. Проблемы эксплуатации и ремонта промысловых и магистральных трубопроводов [Текст]: сборник научных трудов / ТюмГНГУ ; ред. В. А. Иванов. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2014. - 174 с.
7. К вопросу обеспечения надежности функционирования магистральных газопроводов. Газовая промышленность / Зиневич А.М. - 2011. - С. 15-21.
8. Байков, И.Р. Методы повышения энергетической эффективности магистрального транспорта газа / И.Р.Байков, С.В.Китаев, И.А. Шаммазов. - СПб.: Недра, 2008. - 440 с.
9. Строительные трубопроводные системы / В.В. Грачев, М.А. Гусейнзаде, Б.И. Ксенз, Е.И. Яковлев. - М.: Недра, 2015. - 256 с.
10. Нефть и газ Западной Сибири [Текст]: материалы Международной научно-технической конференции. Т. 1. Геология, геофизика. Бурение и разработка нефтяных и газовых месторождений. Строительство и обустройство промышленных и гражданских объектов ТЭК. Геодезическое и кадастровое сопровождение строительства и эксплуатации объектов ТЭК. Экология, промышленная безопасность. / ТИУ; ред. П. В. Евтин. - Тюмень: ТИУ, 2017. - 312 с.
11. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Корн Г., Корн Т. - М.: Наука, 2010. - 832 с.
12. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред Т.1.М .: Наука, 1987. ? С.464.
13. Макогон Ю. Ф. Газовые гидраты, предупреждение их образование и ис-пользования. - М., Недра 1985. ? С. 232.
14. Макогон Ю. Ф. Особенности эксплуатации месторождений природных газов в зоне вечной мерзлоты. ЦНТИ, 1966.
15. Временное методическое руководство по предупреждению и ликвидации гидратных пробок в нефтяных скважинах. - Тюмень: СибНИИНП, 1984.
16. Кривошеий Б. Л., Новаковский В. Н., Абдуллаев М. Н. Нестационарное движение газа в кольцевом газопроводе. // Изв. вузов. Нефть и газ.1970. № 1 - 183 - С.88.
17. Темпель Ф.Г. Механика газовых потоков в трубах. Л.: Недра,1972.213с.
18. Волков М.М., Михеев А.Л., Конев К.А. Справочник работника газовой промышленности. М.: Недра, 1989.
19. Козаченко А.Н., Никишин В.И. Термодинамические характеристики природных газов: Учебное пособие. ГПНГим.И.М.Губкина. М.: 1995.
20. Коротаее Ю. П. и др. Подготовка газа к транспорту. М., Недра, 1973. ?С. 239.
21. Гриценко А. И., Истомин В.А., Кульков А.Н., Сулейманов Р.С. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. М.:ОАО “Издательство” Недра”. 1999.- 473c.
22. ГОСТ 53763-2009 Газы горючие природные. Определение температуры точки росы по воде
23. Истомин В.А., Якушев В.С. Газовые гидраты в природных условиях. М.: Недра, 1992. - С. 236.
24. Истомин В.А., В.Г. Квон. Предупреждение и ликвидация газовых гидратов в системах добычи газа. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2004.
25. Коротаев Ю.П., Кулиев А.М., Мусаев Р.М. Борьба с гидратами при транспорте природных газов. М., «Недра», 1973 ? С.136.
26. Бухгалтер Э. Б. Метанол и его использование в газовой промышленности.-- М.: Недра, 1986, 238 с.
27. Плановский А.Н. Процессы и аппараты химической технологии.-- М.: Недра, 1977, 848 с.
28. Дегтярев Б.В., Бухгалтер Э.Б. Борьба с гидратами при эксплуатации газовых скважин в северных районах.-- М.: Недра, 1976, 198 с.
29. Гриценко А.И., Истомин В.А., Кульков А.Н., Сулейманов Р.С. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. -- М.: ОАО "Издательство "Недра", 1999, 473 с.
30. Нигматуллин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. II. -- М.: Наука. Гл. ред. физ. мат. лит., 1987, 360 с.
31. СТО Газпром 3.1-3-010-2008 Сетодика расчета норм расхода химреагентов по газодобывающим предприятиям ОАО «Газпром».
32. Гвоздев Б.П., ГриценкоА.И., Корнилов А.Е. Эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: Справ. пособие. -- М.: Недра, 1988, 575 с.
33. Комплексный подход к сбору, подготовке, транспортированию газа в районах Крайнего Севера/Т.М. Бекиров. В.Е. Губяк, В.А. Сулейманов, А.Р. Маргулов, В.И. Мурин, В.И. Елистратов, А Л . Халиф. -- Обз. инф. Сер. Подготовка и переработка газа и газового конденсата. -- М.: ВНИИЭгазпром, 1991, 61 с.
34. Бухгалтер Э.Б., Дегтярев Б.В., Лутошкин Г.С. Из опыта борьбы с гидратообразова-нием при добыче газа. Обз. инф. Сер. Газовое дело. - М.: ВНИИОЭН Г, 1968. 100 с.
35. Истомин В. Л., Якушев В.С. Газовые гидраты в природных условиях. - М.: Недра, 1992,235 с.
36. Методические рекомендации по предупреждению гидратообразования на валанжинских УКПГ Уренгойского ГКМ. часть II. Анализ эффективности различных вариантов нетрадиционного использования летучего ингибитора гидратов - метанола /В.А. Истомин, А.Г. Бурмистров. В.П. Лакеев и др. -- М.: ВНИИГаз, 1991, 157 с.
37. Природные и техногенные газовые гидраты-.Сборник научных трудов/Под ред. А.И. Гриценко. В:А. Истомина. - М.: ВНИИГаз, 1990, 210 с.
38. Истомин В.А., Квон В.Г. Кубическое уравнение состояния для описания газовой фазы применительно к условиям промысловой обработки природного газа. -- В сб.: Актуальные проблемы освоения газовых месторождений Крайнего Севера. -- М.: ВНИИГаз, 1995, с. 146 -- 179.
39. Истомин В.А. В полной ли мере показатель точки росы газа по влаге характеризует качество товарного газа? -- НТС. Сер.: Природный газ в качестве моторного топлива. Подготовка, переработка и использование газа. -- М.: ИРЦ Газпром, 1995, № 3 -- 4, с. 1 -- 10.
40. Истомин В.А., Квон В.Г. Взаимосвязь между точкой росы газа по влаге и газогидратной точкой. -- В сб. ИРЦ Газпрома, сер. Природный газ в качестве моторного топлива. Подготовка, переработка и использование газа, 1996, № 1 --6, с. 95 -- 100.
41. Истомин В.А. Влияние давления в газотранспортной системе и уноса жидкой водной фазы из низкотемпературного сепаратора УКПГ на температуру точки росы по водометанольному раствору. -- НТС. Сер.: Природный газ в качестве моторного топлива. Подготовка, переработка и использование газа. -- М.: ИРЦ Газпром, 1995, № 8, с. 16 -- 33.