Місця утворення гідратів

Знати місця можливого гидратообразования дуже важливо для своєчасного їх попередження. Для правильного визначення місця утворення гідратів необхідно знати склад газу, його щільність, зміни тиску і температури і вологість газу.

Знаючи вологість і склад газу, що подається, а також залежність цих параметрів від тиску і температури, можна визначити час почала утворення гідратів, місце і швидкість накопичення їх в газопроводі.

Якщо точка роси лежить вище за рівноважну криву гідратоутворення, гідрати утворюються в точці перетину лінії зміни температури в газопроводі з кривої рівноважної температури гідратоутворення. Якщо точка роси лежить нижче за рівноважну криву, але вище за мінімум температурної кривої в газопроводі, гідрати утворюються в точці роси. В умовах, коли точка роси лежить нижче за рівноважну криву гідратоутворення і нижче за криву зміни температури в газопроводі, гідратоутворення неможливе.

За наявності умов гідратоутворення на даній ділянці газопроводу пробка гідрата швидко наростає у міру надходження води і гідратоутворювача. При цьому пари води виділяються з газу, що знижує їх пружність на певну величину і прискорює процес утворення локальної пробки гідрата.

Середня об'ємна швидкість накопичення гідратів за час t може бути визначена по формулі:

G = Q(W_н-W_к)u/t, ( 2.1 )

де Q - витрата газу в тис. м3; Wн - вологовміст газу в рівноважній точці гідратоутворення в г/м3, Wк - вологовміст газу після утворення гідратів в г/м3; u - питомий об'єм гідратів в м3/кг; t - час утворення гідратів в год.

У газопроводі можуть утворюватися одна або декілька пробок гідратів.

В результаті утворення гідратів в газопроводі влагосодержание газового потоку над гідратами знижується відповідно зниженню пружності пари води, що знаходиться в рівновазі з рідкою фазою і твердим гідратом. Якщо в результаті утворення першої пробки гідрата точка роси пари води знижується нижче за мінімум кривої зміни температури газу в газопроводі, то наступна пробка гідрата може і не утворитися. Якщо в результаті утворення пробки гідрата за рахунок різниці упругостей пари води над рідкою водою і над гідратами точка роси не знижується нижче за мінімальну температуру в газопроводі, то утворюється наступна пробка гідрата - в точці перетину лінії влагосодержания з кривій зміни температури в газопроводі.

Гідрати утворюються в наступних місцях:

1. На штуцерах безпосередньо після редукування газу при тиску приблизно 6,5 Мпа і температурі нижче 17 °С.

2. У обв'язуванні, до сепараторів (при інтенсивній тепловіддачі від газового потоку до грунту).

3. У сепараторах (швидкість потоку на вхідних патрубках циклонних сепараторів досягає 120 м/с; тиск в сепараторах значно перевищує рівноважний тиск гидратообразования). Частина гідратів потоком прямує у відстійну ємність. Тут вони ущільнюються і частково або повністю закупорюють ємкість, що призводить до різкого зниження ефективності роботи сепараторів.

4. На діафрагмі ділянки виміру. У застійних зонах до і після діафрагми скупчуються ті, що раніше утворюються і переносимі потоком газу гідрати. Кільце гідрата рівномірної товщини з незначними кутами скосів виявляли при розтині камер ділянки виміру.

5. У шлейфах - газопроводах, що підключають свердловини до промислового газозбірного колектора. Скупчення гідратів спостерігається в безпосередній близькості від діафрагми ділянки виміру - в місцях відгалужень (врізані свічки, шлейфи). Гідрати в шлейфах утворюються також на зворотних клапанах, в місцях установки засувок, кранів і кишень для вимірювання температури.

6. У промисловому газозбірному колекторі в місцях різкої зміни швидкості газового потоку. Скупчення їх спостерігається в місцях врізань шлейфів свердловин в газозбірний колектор, на замочній арматурі і так далі Гідрати можуть також скупчуватися і на прямолінійних ділянках газопроводів. Залежно від швидкості потоку гідрати відкладаються в газопроводі у вигляді спірального кільця або у вигляді сегменту . Гідрати нагромаджуються також і в об'ємних сепараторах.

7. На кінцевих лінійних кранах. Під тиском газозбірній мережі мастило ущільнювача на пробках кранів і байпасов видавлюється, утворюються пропуски газу з різким пониженням температури останнього. Корпус крана або байпас різко охолоджується і утворюється застійна зона зниженої температури. Пари води, що насичують газ, конденсуються, і починається процес кристалізації гідратів. Поступове накопичення їх приводить до повної закупорки перетину крана або обвідного байпаса.

Рисунок 2.1 - Схема накопичення гідратів на діафрагмі виміру

1 - газопровід; 2 - гідрати; 3 - імпульсні трубки; 4 – діафрагма

Рисунок 2.2 - Схема заповнення гідратами горизонтальної труби

1 - газопровід; 2 - гідрати

Для правильного визначення місця утворення гідратів і швидкості їх накопичення в газопроводі необхідно знати склад, температуру, тиск і вологість газу, а також їх зміну по трасі. Це дозволяє своєчасно прийняти належні заходи.

При відомому тиску в газопроводі по складу газу визначається рівноважна температура гидратообразования tр. Потім визначається місце утворення гідратів в газопроводі за допомогою рівняння:

C=1/a*ln{( t_н - t₀+ I /a) / ( t_р - t₀+ I /a )}, (2.2)

де C - відстань від місця газопроводу з температурою tg до місця утворення гідратів, м; tн - початкова температура газу °С; t0 - температура грунту на рівні газопроводу °C; tр - рівноважна температура утворення гідратів °С; I - середній ефект Джоуля - Томсона, віднесений до одиниці довжини газопроводу °С/м.

Ефект Джоуля - Томсона полягає в наступному. В укладеній в адіабатну оболонку трубці поміщена пробка з вати. По одну сторону пробки знаходиться газ при тиску p1, по іншу сторону пробки тиск менше і рівне р2. Завдяки різниці тиску газ поволі перетікатиме через пробку з однієї частини трубки в іншу. Помістивши термометри або термопари по обидві сторони пробки, можна визначити знак зміни температури газу в досвіді Джоуля - Томсона. Виявилось, що більшість газів при кімнатній температурі охолоджуються, лише водень і гелій дають підвищення температури.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Утворення газогідратів у трубопроводах та нафтогазовому обладнанні	\|	Найпростіше в Microsoft Excel для створення діаграми використати Мастер диаграмм .

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.