Основні методи визначення місця утворення гідратів

Основний показник порушення технологічного режиму роботи магістрального газопроводу - збільшення перепаду тиску на певній його ділянці, при цьому необхідно з'ясувати причини порушення нормального технологічного режиму. Якщо встановлено, що це порушення пов'язане з утворенням гідратів, то слід приступити до заходів щодо їх ліквідації, не допускаючи повної закупорки газопроводу гідратами, оскільки повне перекриття перетину - одна з найважче ліквідовуваних аварій. Місце освіти, кількість і характер накопичення гідрата в газопроводі можна визначити одним з наступних методів:

1.частковим зниженням тиску на кінці контрольованої ділянки газопроводу;

2.визначенням того, що протавало грунту навколо газопроводу при інтенсивному утворенні гідратів в мерзлому грунті;

3. електромагнітним зондуванням трубопроводу.

Метод часткового зниження тиску в газопроводі застосовний для визначення геометричних розмірів пробки гідрата при повному або частковому заповненні гідратом газопроводу. Суть методу часткового перекриття полягає в тому, що з ділянки між краном і пробкою гідрата частину газу випускають, вимірюють зразковим манометром тиск у відключеній ділянці і об'єм випущеного газу - приладами, вживаними при дослідженні, свердловин. Результати досліджень оформляють у вигляді таблиці з вказівкою значення поточного тиску в газопроводі і відповідної величини сумарного об'єму газу, відібраного з газопроводу і приведеного до стандартних умов. Метод часткового зниження тиску в газопроводі рекомендується застосовувати, коли об'єм газопроводу між кранами порівнянний з об'ємом гідрата, що утворився, або перевищує його не більше ніж в 10 разів. Обов'язкова умова при використанні даного методу - зниження первинного тиску не більше ніж на 20%, оскільки зниження тиску газу нижче рівноважного приводить до інтенсивного розкладання гідрата і замерзання води, що вивільняється. Процес ліквідації льоду в газопроводі значно складніший, ніж гідрата.

Метод вимірювання товщини того, що протавало грунту навколо газопроводу при утворенні гідратів. Газопроводи великої протяжності укладають в траншеї на значну глибину (1 метр і більш від верхньої створюючої труби). В умовах Півночі, де найчастіше зустрічаються пробки гідратів в газопроводах, грунтом є влагонасыщенный торф'яник, температура якого зазвичай близька нулю. У зимовий період або при транспорті газу з негативною температурою навколо газопроводу утворюється мерзлий грунт. При освіті достатньо великої кількості гідратів в газопроводі виділяється тепло, що викликає те, що протавало грунту навколо газопроводу. Це явище може бути використане для оцінки кількості гідрата, що утворився. При визначенні ступеня заповнення газопроводу гідратом необхідно по довжині газопроводу в декількох місцях визначити значення середньої товщини того, що протавало грунту навколо газопроводу.

3. Класифікація методів боротьби з гідратами газів

Всі вживані методи боротьби з гідратами засновані на зміні енергетичних співвідношень молекул газу і води. На практиці найширше для боротьби з гідратами застосовуються наступні методи.

1. Осушення газового потоку від вологи методами сорбції або низькотемпературної сепарації з пониженням точки роси по воді нижче за мінімальну технологічну температуру, що виключає конденсацію пари води, а, отже, і утворення гідратів.

2. Введення в газоводний потік інгібіторів гідратоутворення -спиртів і електролітів.

3. Підтримка температури газового потоку вища за температуру гідратоутворення.

4. Підтримка тиску потоку нижче за тиск гідратоутворення при заданій температурі.

Використання того або іншого способу залежить від умов і місця утворення гідратів, транспорту і використання газу. Так, при утворенні гідратів в наземній частині системи облаштування газового родовища для боротьби з гідратами найширше використовують метод введення інгібіторів гідратів в потік газу. При утворенні гідратів в призабійній зоні пласта і в стовбурі свердловин найбільш ефективний спосіб локального підігріву газу на забої з подальшою його регенерацією.

Доцільність застосування того або іншого методу або їх комбінування визначається технологічними можливостями, а також результатами всестороннього технико-экономичского аналізу у кожному конкретному випадку.

Метод підтримки тиску нижче рівноважного використовують рідко, оскільки в більшості випадків це недоцільно із-за різкого зниження витрати газу. Проте даний метод може бути використаний, як тимчасова міра на окремій ділянці трубопроводу. Цей метод використовують для ліквідації гідратів, що утворилися, у високотемпературному потоці. При низьких температурах, коли при розкладанні гідратів в результаті пониження тиску температура може знижуватися нижче 0 ^0С, цей метод неефективний, оскільки вода, що виділяється при розкладанні гідратів, замерзає, утворюючи крижану пробку, яку видалити значно складніше, ніж гідрат.

Метод підтримки температури газового потоку вище рівноважною, ефективний при утворенні гідратів на дросельних пристроях, в шлейфах, коли гідрати утворюються в трубопроводах, що сполучають свердловини і пункти промислової підготовки газу до дальнього транспорту.

Малогабаритні регульовані підігрівачі, що працюють в автоматичному режимі, можуть давати хороший ефект, особливо коли перепад температур невеликий.

В умовах прокладки шлейфів в грунтах з високим коефіцієнтом теплопровідності і за наявності малих депресій між рівноважною і технологічною температурою, найбільш ефективний метод використання теплоізоляції шлейфів.

Для умов магістрального транспорту найбільш прийнятне осушення газу. Для осушення газів малим конденсатним чинником найбільш ефективні сорбціонные методи.

Для осушки газів з високим вмістом важких вуглеводнів застосовують методи низькотемпературної сепарації з введенням інгібіторів гідратоутворення і подальшій їх регенерацією.

Як показує практика експлуатації свердловин і газопроводів, аварійні ситуації із-за утворення гідратів найчастіше зустрічаються в пусковий період і зимово- весняний час.

Гідратоутворення зазвичай пов'язано з присутністю в системі води, що залишилася в період споруди об'єкту, і низькою температурою газу. Виведення об'єктів на нормальний технологічний режим після спорудження або тривалої зупинки особливо відповідальний період. Технологічний режим експлуатації систем повинен передбачати заходи щодо запобігання гідратоутворення на цей період.