Устройство газовой скважины. Подготовка газа к транспортировке

     Горячий газ после регенерации  осушителя охлаждают и направляют  в сепаратор для отделения  влаги, удаленной из осушителя  и выделившейся при охлаждении  газа. После отделения влаги газ сливается с основным потоком сырого газа и поступает на осушку. Охлаждение адсорбента проводят холодным осушенным газом.

В установках с адсорбционным процессом  достигается весьма низкая точка  росы

(-40° С и ниже).

Количество адсорбента (в кг), необходимое для осушки газа, определяют по формуле:

                                             G = V_н *(W_н – W_к)* τ/ 24*α                                                        (11)

где V_н — количество поступающего на осушку газа, приведенного к 20° С и 760 мм рт. ст., м³/сут; W_н , W_к — влагосодержание соответственно    влажного и осушенного I газа, кг/м³; τ — продолжительность поглощения, ч; а —. активность адсорбента (а=0,04—0,05).

2.4. ОСУШКА ГАЗА ЖИДКИМИ ПОГЛОТИТЕЛЯМИ

В настоящее  время практически на большинстве  промыслов осушка газа производится жидкими поглотителями.

Для адсорбционной осушки газа применяют  в основном диэтиленгликоли (ДЭГ) и триэтиленгликоли (ТЭГ); при осушки впрыском как ингибитор гидратообразования используется этиленгликоль (ЭГ).

Свойства  химически чистых гликолей приведены  в табл. 13, а технические условия  на товарные гликоли,  выпускаемые  отечественной промышленностью, —  в табл. 14.

Технологическая схема осушки газа жидкими поглотителями  представлена на

рис. 16.

Газ, освобожденный от капельной  влаги в нижней скрубберной секции адсорбера, осушается раствором 1 гликоля. Осушенный газ проходит верхнюю скрубберную секцию, где от него отделяются капли унесенного раствора гликоля, и поступает в газопровод.    Насыщенный влагой раствор гликоля подвергается регенерации в десорбере.

В промышленности приходится иметь дело с водными  растворами гликолей. На рис. 17, а, б представлены графики зависимости точки росы осушенного газа от концентрации растворов ДЭГ и ТЭГ и температуры контакта.

Количество  свежего раствора поглотителя (в  кг/ч) необходимого для осушки газа до заданной точки росы определяют по формуле:

                                                              G = W_χ2 / χ₁ - χ₂ ,                                                               (12)

   где W_χ2— количество извлекаемой из газа влаги, кг/ч; χ₁ и χ₂ — массовая доля гликоля соответственно в свежем и насыщенном растворе.

На практике разность между концентрациями свежем и насыщенного растворов принимают равной 3—4%.

 На промышленных  установках осушки газа расход  циркулирующего раствора составляет 0,03—0,05    м³/кг извлекаемой воды.

Конденсат из сепараторов собирается в емкости  выветривания, в которой поддерживается давление 15— 30 кгс/см², а насыщенный гликоль подается на регенерацию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 13

Свойства  химически чистых гликолей

 

Показатели	ЭГ  [сн2он— СН3ОН]	ДЭГ [ОН(СН2)2О* *(СН2)2ОН]	ТЭГ [ОН(СН2)2О* *(СН2)2О * *{СН2)2ОН]
Относительная    молекулярная  масса	62,07	106,12	150,17
Плотность, г/см3: при 20° С	1,11	1,118	.
15° С	1,117	1,119	1,1274
Температура кипения (в °С)      при давлении, мм рт. ст.:
760	197	245	285
50	123	164	198
10	91	128	162
Температура, °С:
начала разложения	164	164,5	206
замерзания	—12,6	—8	—7,6
вспышки    (в открытом тигле)	115	-143,3	165,5
воспламенения    на воздухе	—	350,3	173,9
Скрытая теплота парообра- зования    при     давлении 760 мм рт. ст., кал/г	190,9	150	99,4
Коэффициент        объемного расширения    при   темпе- ратуре 0—50° С	0,00062	0,00064	0,00069
Коэффициент .      рефракции при 20° С	1,4318	1,4472	1,4559
Поверхностное    натяжение (в дин/см)   при температуре, 0С
25	46,49	48,5	--
20	--	--	45,2
кипения	_	26,28	22,45
Вязкость  (В Спз)  при температуре, "С
20	20,9	35,7	47,8
15	26,09	—	—

 

 

Таблица 14

Технические условия на товарные гликоли, выпускаемые  отечественной промышленностью

 

Показатели	Этиленгликоль (ЭГ) марки			Диэтиленгликоль (ДЭГ) марки
	А	Б	В	ДП	ДН	ДГ
Плотность при 20° С, г/см3	1,114—1,115	1,11—1,115	Не ниже 1,11	1,116— 1,1163	1,115— 1,1163	1,115— 1,1163
Температура  кипения  при  давлении 760 мм рт. ст., СС: начало, не ниже	196	194	193	244	241	240
после отгона 90 мл дистиллята, не             выше	--	--	--	--	246,5	246,5
конец, не выше	199	200	200	247,5	250	250
Объем отгона в указанных температурных пределах, не менее, мл	95	96	90	98	96	96
Содержание, % масс: основного вещества, не менее, мл	99,5	98	96	98,7	96,5	96,5
золы, не более влаги, не более	0,01	0,03	0,03	—	—	—
	0,3	Не нормируется	Не нормируется	0,1	0,4	0,4
этиленгликоля, не более   .   .	—	—	—	0,2	1,0	—
Число омыления, не более, мл КОН	—	—	—	0,1	0,4	0,4
Цвет   (номер шкалы    цветности), не выше	10	Не нормируется	Не нормируется	30	--	—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис16 Принципиальная  технологическая схема осушки газа жидким поглотителем.

 

 

 

 

 

 

Рис. 17 Зависимость  точки росы осушенного газа от температуры  контакта и концентрации растворов  гликолей: а – ТЭГ, б- ДЭГ.

 

2.5.  НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ  СЕПАРАЦИЯ

Осушка  и извлечение конденсата из газа, добываемого на газоконденсатных месторождениях, совмещаются в одном процессе — низкотемпературной сепарации (НТС). При охлаждении газа за счет дросселирования и применения установок искусственного холода или турбодетандеров одновременно выделяются углеводород и влага. Для борьбы с образующимися гидратами в поток сырого газа перед теплообменниками «газ—газ» впрыскивают метанол или гликоли. Точка росы газа по влаге определяется температурой и концентрацией гликоля на выходе из теплообменника. Схема линии промысловой установки НТС производительностью 4 млн. м³/сут с использованием установки искусственного холода представлена на рис. 18.

 

 

 

 

 

Рис.18 Технологическая схема установки  НТС с искусственным холодом.

 Газ при температуре 40°  С и давлении 55 кгс/см² поступает в трубное -пространство теплообменников, в которых охлаждается обратным потоком газа до температуры —5° С. В результате изобарического охлаждения прямого потока тяжелые углеводороды отделяются от газа в сепараторах С-1 и С-2. В сепараторе первой ступени С-1 отделяются конденсат и влага, выделившиеся из газа от пласта до сепаратора. В сепараторе второй ступени С-2 отделяется смесь конденсат — гликоль. Далее газ поступает в трубное пространство испарителя, в котором в результате теплообмена между кипящим хладагентом и газом последний охлаждается до температуры 12° С. Выделившаяся жидкость отводится из сепаратора С-3 на разделение, а очищенный и осушенный холодный газ, после теплообменников нагретый до температуры 30—35° С, с давлением 53—54 кгс/см² поступает в магистральный газопровод.   

2.6.  СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ТРАНСПОРТИРУЕМОГО ГАЗА НА КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЯХ

Компремирование газа на КС приводит к повышению его температуры на выходе станции. Численное значение этой температуры определяется ее начальным значением на входе КС и степенью сжатия газа.

Излишне высокая температура газа на выходе станции, с одной стороны, может привести к разрушению изоляционного покрытия трубопровода, а с другой стороны - к снижению подачи технологического газа и увеличению энергозатрат на его компремирование (из-за увеличения его объемного расхода).

Определенные специфические требования к охлаждению газа предъявляются  в северных районах страны, где  газопроводы проходят в зоне вечномерзлых грунтов. В этих районах газ в  целом ряде случаев необходимо охлаждать  до отрицательных температур с целью  недопущения протаивания грунтов вокруг трубопровода. В противном случае это может привести к вспучиванию грунтов, смещению трубопровода и, как следствие, возникновению аварийной ситуации.

Охлаждение  технологического газа можно осуществить  в холодильниках различных систем и конструкций; кожухотрубных (типа «труба в трубе»), воздушных компрессионных и абсорбирующих холодильных машинах, различного типа градирнях, воздушных холодильниках и т.д.

Наибольшее распространение на КС получили схемы с использованием аппаратов воздушного охлаждения АВО (рис.19). Следует однако отметить, что глубина охлаждения технологического газа здесь ограничена температурой наружного воздуха, что особенно сказывается в летний период эксплуатации. Естественно, что температура газа после охлаждения в АВО не может быть ниже температуры наружного воздуха.

Взаимное  расположение теплообменных секций и вентиляторов для прокачки воздуха  практически и определяет конструктивное оформление АВО. Теплообменные секции АВО могут располагаться горизонтально, вертикально, наклонно, зигзагообразно, что и определяет компоновку аппарата.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.19.   План-схема обвязки аппаратов воздушного охлаждения газа:

1 - аппарат воздушного охлаждения  газа; 2,4,6,7 - коллекторы; 3 - компенсаторы; 5 - свечи; 8 - обводная линия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 20. Схема подключения аппарата воздушного охлаждения (при нижнем расположении вентилятора):

1 - воздушный холодильник  газа 2АВГ-75; 2 - свеча; 3,4 - коллекторы входа и выходы газа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 21.   Аппарат воздушного охлаждения газа с верхним расположением

вентилятора: 1 - теплообменная поверхность; 2 - вентилятор; 3 - патрубок; 4 - диффузор; 5 - клиноременная передача; 6 - электродвигатель

 

 

АВО работает следующим образом: на опорных  металлоконструкциях закреплены трубчатые теплообменные секции (рис. 20 - 21). По трубам теплообменной секции пропускают транспортируемый газ, а через межтрубное пространство теплообменной секции с помощью вентиляторов, проводимых во вращение от электромоторов, прокачивают на ружный воздух. За счет теплообмена между нагретым при компремирова-нии газом, движущимся в трубах и наружным воздухом, движущимся по межтрубному пространству, и происходит охлаждение технологического газа на КС.

Опыт эксплуатации АВО  га КС показывает, что снижение температуры  газа в этих аппаратах можно осуществить примерно на значение порядка 15 - 25 °С. Одновременно опыт эксплуатации указывает на необходимость и экономическую целесообразность наиболее полного использования установок охлаждения газа на КС в годовом цикле эксплуатации, за исключением тех месяцев года с весьма низкими температурами наружного воздуха, когда включение всех аппаратов на предыдущей КС приводит к охлаждению транспортируемого газа до температуры, которая может привести к выпадению гидратов. Обычно это относится к зимнему времени года.

При проектировании компрессорной станции количество аппаратов воздушного охлаждения выбирается в соответствии с отраслевыми  нормами ОНТП51-1-85. На основании этих норм температура технологического газа на выходе из АВО должна быть не выше 15 -20 °С средней температуры наружного воздуха.

Уменьшение  температуры технологического газа, поступающего в газопровод после его охлаждения в АВО, приводит к уменьшению средней температуры газа на линейном участке трубопровода и, как следствие, к снижению температуры и увеличению давления газа на входе в последующую КС. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению степени сжатия на последующей станции (при сохранении давления на выходе из нее) и энергозатрат на компремирование газа по станции.