Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах Уразов Руслан Рубикович

Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах
<
Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Уразов Руслан Рубикович. Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах : Дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.02.05 : Тюмень, 2005 121 c. РГБ ОД, 61:05-1/1070

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Образование газовых гидратов в подземном и наземном оборудовании месторождений и трубопроводах 6

Глава 2. Характеристики газопровода при наличии гидратоотложений 37

2.1 Определение гидродинамических и теплофизических параметров в газопроводе 37

2.1.1 Уравнения масс 38

2.1.2 Уравнение импульсов 40

2.1.3 Уравнение энергии 41

2.1.4 Уравнения состояния 45

2.1.5 Приведение системы уравнений к виду, удобному для численного расчета 46

2.1.6 Задание начальных и граничных условий 48

2.2 Описание процесса отложения твердой фазы на внутренних стенках газопровода 51

2.2.1 Некоторые сведения о газогидратах 51

2.2.2 Уравнения, описывающие эволюцию твердых отложений 53

2.2.3 Определение, подверженного склерозу, участка трубопровода 57

2.2.4 Схема расчетов 59

Глава 3. Некоторые способы предупреждения гидратообразования 74

3.1 Электрообогрев трубопровода 74

3.2 Теплоизоляция труб 78

3.3 Осушка газа 82

3.4 Снижение давления 83

3.5 Подача в трубопровод метанола 90

Заключение 107

Приложение! 109

Приложение 2 113

Литература

Введение к работе

Одним из важнейших аспектов разработки газовых месторождений является выбор технологических и инженерных решений эксплуатации трубопроводов с целью предотвращения осложнений из-за склеротических процессов, связанных с отложениями газогидратов на внутренние стенки газопроводов. Эти явления, приводящие к снижению дебета трубопроводов и их остановке, зависят не только от гидродинамических и теплофизических процессов внутри газопровода, но и от теплового взаимодействия газопровода с окружающей породой. Анализ возможных осложнений при эксплуатации газопровода из-за отложений твердой фазы на его внутренние стенки, разработка различных мероприятий по предотвращению этих отложений, должны опираться на теоретические модели, учитывающие совместное проявление отмеченных процессов (течение газа в трубопроводах при наличии фазовых переходов; отложение твердой фазы на стенки трубопровода; теплообмен трубопровода с окружающей породой).

Однако к настоящему времени отсутствует комплексное математическое описание работы трубопровода; исследование каждого из процессов проводилось без учета влияния других, либо учитывался дополнительно какой-то один фактор. Практика же показывает, что чем шире круг моделируемых процессов и условий их применения, тем точнее и надежнее выполняемые на его основе прогнозы. Все это в конечном итоге и определяет актуальность диссертации.

Цель работы. Разработка теоретической модели процессов, происходящих при эксплуатации газопроводов; изучение на основе модели различных тепловых способов предупреждения гидратообразования в трубопроводе.

Научная новизна. Создана математическая модель работы трубопровода в осложненных условиях и впервые в комплексе учитывающая такие

взаимосвязанные обстоятельства, как: течение газа в трубопроводе при наличии фазовых переходов; отложение твердой фазы на стенки трубопровода; теплообмен трубопровода с окружающей породой. Разработан оригинальный метод расчета динамики роста гидратоотложений на стенках трубопровода. Установлено, что гидратоотложение не только не оказывает стабилизирующего воздействия на темпы своего роста, а напротив, интенсифицирует этот процесс.

Практическая ценность. Построенная в диссертационной работе теоретическая модель может служить основой для компьютерного моделирования работы трубопровода; полученные результаты могут быть использованы при обосновании наиболее эффективных существующих способов и при разработке новых методов предотвращения гидратообразований.

Достоверность полученных результатов подтверждается корректным использованием основных положений механики многофазных сред и термодинамики, современным математическим аппаратом, а также сопоставлением полученных численных решений с практическими измерениями.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, двух приложений и списка литературы, содержащего 73 наименования.

Во введении отмечена практическая и научная актуальность проблем, рассмотренных в работе. Сформулирована цель и кратко изложена структура диссертации.

В первой главе выполнен обзор исследований физико-химических свойств гидратов природных газов. Обсуждаются исследования, проведенные отечественными и зарубежными учеными, в числе которых Макогон Ю.Ф., Саркисьянц Г.А., Мусаев P.M., Бухгалтер Э.Б., Истомин В.А., Якушев B.C., Бондарев Э.А., Hammerschmidt Е. G., Deaton W. М., Frost Е. М. и др. посвященные изучению равновесных условий гидратообразования как

индивидуальных газов, так и многокомпонентных систем, которые образуют смешанные гидраты. Также выполнен обзор исследований посвященных существующим методикам предотвращения процесса образования газогидратных пробок, под действием различных ингибиторов. Рассмотрены литературные источники, посвященные математическому моделированию процессов накопления и диссоциации газогидратных отложений в трубопроводе.

В заключении кратко, критически проанализированы работы предшественников, названы те вопросы, которые остались нерешенными и, таким образом, определено место автора в решении проблемы.

Во второй главе диссертации получена система дифференциальных
уравнений, описывающая гидро- и теплодинамику потока углеводородной
системы с учетом фазовых переходов и структуры потока, динамику твердых
отложений на внутренних стенках трубопровода, приведены краткие сведения о
газогидратах, получены уравнения, описывающие эволюцию

гидратоотложений.

В третьей главе с использованием предлагаемой модели численно исследуются некоторые способы предупреждения гидратоотложений, а также рассматриваются задачи диссоциации газогидратов в трубопроводах при снижении давления перекачки и при введении в газовый поток ингибиторов.

В заключении сформулированы основные результаты работы и выводы.

Апробация работы. Результаты, полученные в диссертационной работе, регулярно докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры прикладной математики и механики Стерлитамакской государственной педагогической академии под руководством профессора В.Ш. Шагапова.

Основные результаты диссертации опубликованы в 6 статьях.

Образование газовых гидратов в подземном и наземном оборудовании месторождений и трубопроводах

Первыми работами, затрагивающими проблему образования гидратов в каналах, можно считать публикации Гамершмидта Е.Г. [62 - 65], Дитона В.М. и Фроста Е.М. [61]. В них описаны условия образования гидратов и приведены рекомендации по предотвращению гидратообразования при эксплуатации газопроводов, которые сводятся к необходимости осушки газа, удаления сконцентрировавшейся воды и работе газопровода в режиме, исключающем образование гидратов.

Надо отметить, что для получения теоретической модели, которая бы наиболее полно описывала процесс техногенного гидратообразования в действующих трубопроводах, необходим учет большого числа разнообразных и взаимосвязанных аспектов данной проблемы. Также наряду со знанием процессов, протекающих в самом газовом потоке, нужно иметь представление о свойствах газовых гидратов. Поэтому, на наш взгляд, при изучении вопроса образования газовых гидратов в каналах необходимо выделить три крупных блока проблем, которые будучи тесно связаны между собой, тем не менее имели бы самостоятельное значение: - физико-химические свойства газовых гидратов и техногенное гидратообразование; - методы борьбы с образованием гидратов природного газа в каналах; - математическое моделирование процессов образования и разложения газовых гидратов при различных условиях добычи и транспортировки газа. Большинство ученых к основным направлениям физико-химических исследований газовых гидратов относят следующие: 1) Изучение параметров гидратообразования, построение и исследование соответствующих фазовых диаграмм [4, 12, 14, 18, 20, 21, 23, 25 - 27, 28, 33, 34, 36, 38, 39, 41, 43, 44, 47, 58, 63, 65, 66]; 2) Разработка термодинамических моделей газовых гидратов [27, 32 - 34, 38]; 3) Исследование кинетики процессов образования и разложения газовых гидратов [27, 34, 38, 43, 44]. Так в одной из первых работ по проблеме гидратообразования [66] описывается метод, позволяющий с помощью диаграммы трехфазного (жидкость - пар - гидрат) равновесия прогнозировать температуру и давление гидратообразования природного газа, имеющего различную относительную плотность (см. рис.1 приложения I). Относительная плотность определена как отношение молекулярного веса газа к молекулярному весу воздуха (28.966).

Среди отечественных работ можно выделить книгу Макогона Ю.Ф., Саркисьянца Г.А. [39], в которой особое внимание уделено условиям образования газогидратов и способам их предупреждения, указываются факторы, обуславливающие гидратообразование природных газов. В частности, указывается, что одним из таких факторов является насыщение газа парами воды. При этом объемная скорость накопления гидратов зависит от скорости изменения влагосодержания газа с изменением давления и температуры. Подчеркивается, что для определения условий, места и скорости образования гидратов в газопроводе необходимо знать влагосодержание газа и его изменение с изменением давления и температуры. В связи с этим приводится номограмма для определения влагосодержания природных газов, насыщенных парами воды, при нормальных условиях.

В работе приведено несколько аналитических методов, позволяющих определить влагосодержание природных газов в заданных приделах давлений и температур. Как наиболее приемлемый с практической точки зрения выделен аналитический метод Бюкачека, в котором влагосодержание находится для давлений, лежащих в диапазоне от 1 до 700 кГ/см , и температур от -40 до +230 С (табл. 1 приложения I). Также в качестве основных факторов, определяющих условия образования гидратов природных газов, указываются следующие: состав газа, давление, температура, полное насыщение газа парами воды. В качестве дополнительных факторов, определяющих скорость накопления гидратов -наличие жидкой воды в газовом потоке, турбулентность и переохлаждение газового потока. Для определения условий гидратообразования приводятся равновесные графики образования гидратов, как индивидуальных газов, так и природных газов различной плотности. Немаловажным, как отмечают авторы, для своевременного предупреждения гидратообразования является знание места их возможного образования. В связи с этим приведены два метода для определения места образования газовых гидратов: графический и аналитический. Для обоих случаев указывается, что необходимо иметь следующие эмпирические данные: - состав газа, его плотность; - изменение давления; - изменение температуры; - влажность газа. Суть графического метода заключается в следующем. Зная влажность и состав подаваемого газа, а также зависимость этих параметров от давления и температуры, можно определить время начала образования гидратов, место и скорость накопления их в газогидрате. Если точка росы лежит выше равновесной кривой гидратообразования, то гидраты образуются в точке пересечения линии изменения температуры в газопроводе с кривой равновесной температуры гидратообразования. Если точка росы лежит ниже равновесной кривой гидратообразования, но выше минимума температурной кривой в газопроводе, гидраты образуются в точке росы. В условиях, когда точка росы лежит ниже равновесной кривой гидратообразования и ниже кривой изменения температуры в газопроводе, гидратообразование невозможно.

Приведение системы уравнений к виду, удобному для численного расчета

Трудности, возникающие при проведении теоретических исследований явлений происходящих в действующем газопроводе, обусловлены разнообразием и сложностью гидродинамических и теплофизических процессов наблюдаемых в нем. Поэтому в каждом конкретном случае исходные балансовые уравнения подвергаются, как правило, различным упрощениям, и окончательный вид уравнений, которые используются для построения соответствующей математической модели, определяется характерными особенностями изучаемого процесса.

При движении газожидкостного потока в трубопроводе характерный размер частиц (элементов объема газа, капель влаги) на три - четыре порядка меньше диаметра газопровода и других макроскопических масштабов (длина трубопровода, толщина газогидратных отложений) рассматриваемых течений. Поэтому в качестве элементарных макрообъемов при выводе соответствующих уравнений можно выбирать достаточно большие объемы, включающие в себя множество частиц [37]. Это позволяет описывать газожидкостную смесь как совокупность двух континуумов, заполняющих один и тот же объем. В каждой точке объема можно ввести макроскопические скорости фаз, давления, плотности фаз, объемные газосодержания и применять обычный аппарат дифференциального и интегрального исчисления для математического описания дисперсных систем [48].

Также необходимо отметить, что при неизменных внешних условиях, определяющих режим эксплуатации системы «газопровод-грунт», нестационарные процессы тепло- и массопереноса в действующих газопроводах относительно кратковременны [43, 61]. Поэтому термо- и гидродинамический режимы работы газопровода можно считать квазистационарными.

Исследование квазистационарного тепло- и массопереноса в эксплуатационных газопроводах позволяет оценить влияние различных термодинамических эффектов на характер распределения по длине газопровода таких важных параметров как температура и давление. Таким образом, анализ квазистационарных процессов в действующем газопроводе имеет не только практическое, но и вполне теоретическое значение.

Необходимым условием для образования газовых гидратов является наличие воды (или ее паров) и легких углеводородных компонент, которые, растворяясь в воде при определенных температурах и давлениях, формируют твердую фазу [39]. В этой связи и для наиболее полного учета межфазных массообменных процессов и связанных с ними теплофизических явлений примем, что поток природного газа в трубопроводе, состоит из двух компонент, а именно из влаги, являющейся главной составляющей при гидратообразовании, и из всей остальной части - в основном углеводородной смеси. Первая компонента в потоке может содержаться в парообразном состоянии и в виде капелек. В работе [57] предложена математическая модель разложения газовых гидратов, сосуществующих с газом в природных пластах, учитывающая подвижность жидкой фазы. Выведены условия на неизвестной границе диссоциации. В автомодельном приближении решение представлено в виде интегралов вероятности. Полученная система трансцендентных уравнений на подвижной границе исследовалась численно в широком диапазоне параметров. Показано, что существуют различные режимы диссоциации в коллекторах с положительной начальной температурой, соответствующие разложению гидрата на газ и воду, газ и лед, как с резким фронтом фазового перехода, так и с формированием протяженной области диссоциации. На плоскости основных параметров процесса построены критическая диаграмма, выделяющие области существования решения каждого вида.

В статье [55] рассматривается задача о депрессионном (сброс давления) и тепловом (нагрев) воздействии на пористую среду, насыщенную в исходном состоянии гидратом и газом, анализируются процессы, происходящие при таком воздействии. На основе численного анализа задачи выделяются три режима разложения гидратов в природных пластах. Выделены основные параметры, влияющие на структуру решения и режим разложения гидратов.

В работе [67] сформулирована модель диссоциации газовых гидратов в трубопроводе. Решение уравнения теплопроводности Фурье, при заданных граничных условиях, позволяет определить положения границ вода - лед, лед -гидрат, вода — гидрат в произвольный момент времени. Из результатов численных исследований следует, что существует оптимальное давление в трубопроводе для наискорейшей диссоциации всех твердых отложений, закупоривающих трубопровод.

Резюмируя все вышесказанное, можно отметить, что во многом вопрос изучения процесса отложения газогидратов в каналах можно считать недостаточно проработанным и ряд аспектов данной проблемы нуждается в дальнейшем исследовании. В частности, это обусловлено рядом недостатков, которые присущи рассмотренным работам [4, 6, 7, 9, 11, 15, 20, 39, 47, 51], в которых уже делались попытки заранее определить место возможной закупорки газопровода гидратами и дать количественный расчет массы гидрата, образовавшегося в процессе транспорта газа. Однако, например, в [47] определяется зона конденсации паров воды, толщина слоя образующихся в трубопроводе гидратов, но не указывается в какой части газопровода происходит их отложение. В [4, 20, 39] определяется зона возможного гидратообразования, но не рассматривается сам процесс отложения гидратов. В [9] строится модель образования газовых гидратов на стенках трубопровода, при этом считается, что процесс роста газогидратов регулируется только теплообменом газа с окружающими породами, а воды в жидком виде, необходимой при гидратообразовании, имеется в избытке. В работах [6, 7, 51] рассматривается процесс роста газогидратных отложений на стенках трубопровода, при этом считается, что интенсивность нарастания гидратного слоя определяется как теплоотдачей от газа к стенке трубы, так и подводом влаги. Но в этих работах не решен вопрос о том, какой процесс является решающим при образовании газогидратов: тепло- или массоперенос.

Необходимо отметить, что применение математического моделирования при исследовании диссоциации газовых гидратов под воздействием ингибиторов не получило пока широкого распространения. А имеющиеся публикации [2, 4, 12, 20, 22, 25, 27, 40, 49, 62, 64, 68 - 73] также обладают рядом недостатков. Во всех этих работах, приводятся формулы, позволяющие определить степень воздействия ингибиторов на температуру гидратообразования и рассчитать необходимый расход ингибиторов для предотвращения процесса отложения газогидратов на стенках трубопровода. Но при этом не рассматривается влияние ингибиторов на толщину уже образовавшего слоя газогидратов, не учитывается обратное влияние диссоциирующих гидратов на условия гидратообразования в трубопроводе. Таким образом, проведенный литературный анализ показал, что к настоящему времени актуальным является построение математической модели процессов, происходящих при течении углеводородных газов в трубопроводе при наличии фазовых переходов и внешнего теплообмена, проведение численных расчетов режимов эксплуатации трубопровода, сопровождаемой газогидратными отложениями. Данным вопросам и посвящена настоящая диссертация.

Определение, подверженного склерозу, участка трубопровода

Как уже отмечалось, достаточными условиями образования газогидратов на стенках трубопровода являются, во-первых, наличие капелек воды в газовом потоке вблизи стенки трубопровода, а во-вторых, температура стенки трубопровода не выше, чем равновесная температура образования газогидратов, соответствующая давлению в потоке. Поэтому, для определения участка трубопровода, подверженного склерозу, поступают следующим образом. По графическому методу определяется зона гидратообразования, т.е. зона между точками пересечения температурной кривой газа, которая изменяется вдоль всего газопровода, и кривой гидратообразования, характеризующей изменение температуры образования гидратов по длине газопровода в зависимости от давления. Найденная таким путем зона образования гидратов означает, что на данном участке существуют только термодинамические условия их образования. Фактически же для образования гидратов необходимо еще и наличие системы газ-вода. Следовательно, после определения, зоны гидратообразования необходимо определить и зону выделения влаги для данных условий.

Найденная зона выделения влаги сравнивается с областью условий гидратообразования. Гидраты будут образовываться только в случае, если зона выделения влаги находится в области условий гидратообразования.

Согласно первому условию образование газогидратов может происходить на тех участках, где температура газа вблизи стенки трубопровода ниже температуры росы для влаги, содержащейся в газе. Расчет течения газовой смеси в трубопроводе при наличии отложений твердой фазы производился следующим образом. 1. В начальный момент времени известен радиус сечения a{z) для каждого участка трубопровода (полагаем, что отложения газогидратов на внутренних стенках канала отсутствуют). 2. С учетом граничных условий (z = 0) находим kv Ts(p) и Та на первом пространственном шаге Az по формулам (2.1.17), (2.2.6) и (2.1.127) соответственно. 3. Из решения системы (2.1.20), (2.1.25) при известном радиусе сечения определяем давление и температуру газового потока при z = Az. 4. Проверяется совместное выполнение трех условий Та Ts(p), kv Ко и kv kv. Если удовлетворяются все три условия, следовательно, в данном сечении образуются газогидраты. 5. Из уравнений (2.2.4) и (2.2.5) определяются интенсивности гидратообразования . _pgv(D)Sh-kw Jh2 a-v Если jhx jh2, то полагаем, что процесс образования газогидратов происходит в режиме теплового баланса и jh — jhl; в противном случае накопление отложений осуществляется по второй схеме и определяется поступлением влаги к внутренней поверхности трубопровода (уА = jh2). 6. Из уравнения (2.2.1) находим значение kw при z = Az. 7. Используя найденные значения и повторяя пункты 2-6 при z = 2Az, определяем новые значения искомых параметров. Вычисления проводим до тех пор, пока не достигнем противоположной границы трубопровода. 8. Из уравнений (2.2.2) и a(z) = ao—S(z), делая шаг по времени, определяем радиус проходного сечения канала для каждого участка трубопровода. Затем повторяем пункты 2-7 с новым распределением a(z). Таким образом, можно найти распределения давления основных параметров газового потока в каждый момент времени.

Из представленного алгоритма также следует, что на каждом шаге по времени для определения давления и температуры нужно решить систему (2.1.20), (2.1.25). Если заданы условия Т(0), р(0) и расход т, то нахождение распределения температуры T(z) и давления p(z) по длине трубопровода сводится к решению задачи Коши.

На основе предлагаемой схемы были проведены расчеты изменения толщины отложений газогидратов на внутренних стенках трубопровода в различные моменты времени с начала работы газопровода. Для состава продукции Сладковской скважине №9 Краснодарского края со средней плотностью pgA 0.6рв (рв — плотность воздуха) на основе данных приведенных в [4, 12, 20, 39, 47, 66], описывающих равновесные условия гидратообразования, приняты следующие значения для эмпирических коэффициентов: ps0=3.2 МПа, Ts0 =282.65 К, 7}, =8.28. Для чистого метана эти коэффициенты соответственно равны: ps0=3.2 МПа, Ts0 =275.65 К, ГЛ„=8.1. Образующиеся газовые гидраты имеют следующие значения теплофизических параметров: рА=917 кг/м3; kgh = 0.1; /у=2.3х106 Дж/кг. Для заданного состава газа в трубопроводе значение равновесной температуры гидратообразования составляет Ts(p) =282 К (9 С). Оно достигается при температуре стенки Та в сечении с координатой zs «1,8 км (см рис.2.2). На рис. 2.3 приведена зависимость kv, рассчитанная по формуле (2.1.17) для распределений давления и температуры газа, представленных на рис.2.2. Из рис.2.3 видно, что для вышеприведенных параметров газа и массового содержания пара A:v0=3xl0 3 на входе в трубопровод точка росы наступает (одновременно в потоке и вблизи стенки трубопровода) уже в нулевом сечении при температуре газа 7 «7 . «50С. То есть, важно отметить, что левая граница зоны выделения влаги соответствует сечению с координатой z =0 км. Таким образом, определяя, где пересекаются зоны выделения влаги и гидратообразования, находим, что образование гидратного слоя начинается на некотором расстоянии z = zs «1.8 км от входного сечения трубопровода. На рис. 2.4 представлена эволюция во времени распределений давления, температуры, толщины гидратного слоя и влагосодержания, как по всей длине трубопровода, так и на участке трубопровода, где образуется газогидратный слой. Числа на кривых соответствуют времени (в сутках) с момента начала гидратообразования.

Теплоизоляция труб

Другим способом сохранения в газопроводе достаточно высокого уровня температур является использование теплоизолированных труб. Также эксплуатация теплоизоляционных труб значительно увеличивает время задержки протаивания мерзлого грунта, что благоприятным образом влияет на устойчивость трубопроводов. Негативной стороной использования теплоизолированных труб является то, что изготовление подобных труб довольно сложно и не всегда экономически оправдано.

Пунктирная линия описывает распределение толщины газогидратного слоя при отсутствии теплоизоляции, сплошные линии - при ее наличии. В качестве утеплителя при расчетах брали порилекс, в этом случае температурный режим в трубопроводе описывается линией 3 на рис.3.2. Как видно из рис.3.3 наличие теплоизоляции приводит к тому, что, во-первых, зона гидратообразования смещается ниже по трубопроводу и образование гидратов начинается с сечения zs2 6.4 км; во-вторых, скорость склеротических процессов снижается, это следует из сравнения толщины газогидратного слоя образовавшегося в том и другом случае за промежуток времени равный 2 месяцам; в-третьих, расширяется зона гидратообразования. Проведенные во второй главе расчеты показали, что при отсутствии теплоизоляции полное зарастание трубопровода происходит за 3 месяца, тогда как за аналогичный период времени, при наличии утеплителя, толщина газогидратных отложений составит менее 1.5 см, что мало сказывается на пропускной способности трубопровода.

Суммируя вышеизложенное, можно сделать следующий вывод: применение теплоизоляции позволяет значительно снизить интенсивность гидратообразования или полностью исключить это явление, поэтому при эксплуатации трубопроводов, как в нашем случае, для успешной борьбы со склеротическими процессами достаточно использовать теплоизоляцию, а привлечение дополнительных мероприятий не требуется. 3.3. Осушка газа

В некоторых случаях на практике пользуются методом осушки природного газа с целью его благополучной транспортировки [22, 40]. Установлено, что осушенный до точки росы (-20 -s- -25 С) (эта фраза для меня не очень понятна, если можно подробнее, т.е. процент воды в газе такой же как и при температуре -20 С или опустили температуру до —20 С) газ может обеспечить нормальный его транспорт даже при жестких условиях окружающей среды (-50 -s- -60 С). При этом работы многих исследователей показали, что в газе, осушенном до точки росы, гидратообразование не может стать помехой для транспортировки газа, т.к. водяные пары практически отсутствуют. Поэтому в Мингазпроме СССР в начале 70-х годов было принято решение установить нижний предел точки росы газа транспортируемого по магистральному газопроводу в районах Крайнего Севера, до -20 С, а для южных районов -3...-5 С [49].

Если же обеспечить сухость, удовлетворяющую условию (3.6) не удается, то гидратообразование можно исключить созданием некоторых условий, нарушающих неравенство Та Ts (/?). Одним из таких способов, позволяющих исключить гидратообразование, является снижение значения температуры Ts. Этого можно добиться переходом к более низким давлениям перекачки. Обычно на практике путем наблюдения за перепадом давления удается определить место образования пробок, находящихся между двумя линейными кранами газопровода. Это возможно благодаря повышению давления до образования пробки по ходу движения газа или снижению давления после пробки. Сначала в газопроводе образуются несплошные пробки, которые легко ликвидировать с помощью ингибиторов, вводимых в поток газа через штуцер для манометра или же через продувочную свечу.

В случае образования сплошных гидратных пробок их ликвидация указанным способом может затянуться на длительное время, так как растворяющее действие ингибитора вследствие уменьшения его концентрации в контакте с гидратной пробкой быстро снижается. Поэтому иногда для быстрого разложения гидратной пробки одновременно с вводом ингибитора приходится снижать также давление газа в зоне образовавшейся пробки. Такой способ борьбы с гидратными пробками называется комбинированный.

Похожие диссертации на Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах