Комбинированный метод устранения гидратов

Комбинированный метод устранения гидратов основан на вводе ингибитора с последующим снижением давления в отключенном участке газопровода, где образовались гидраты. По происшествию определенного времени ингибитор удаляется из газопровода, и последний запускается в работу.

Последовательность проведения работ по комбинированному методу сводится к следующему:

- определяется объём и характер распределения гидратов в газопроводе;

- определяется возможность отключения из работы газопровода и время, необходимое для устранения гидратов;

- в местах существования гидратов на участке наибольшей глубины устанавливаются дренажные устройства для удаления жидкости из нижней части газопровода;

- над гидратной пробкой в газопроводе устанавливается устройство для ввода ингибитора гидратообразования;

- производят оценку массы воды в гидратах по формуле

 

(63)

 

где V – объём гидрата, м³;

 

- далее определяется равновесная температура гидратообразования при заданном давлении в газопроводе;

- задаются значения кратности раствора ингибитора по отношению к массе воды в гидрате (S) и рассчитывается значение конечной концентрации ингибитора по выражению вида

, (64')

 

где m_p – масса раствора ингибитора, т.

 

, (65)

 

где W_к – соответственно начальная и конечная массовая концентрация ингибитора гидратообразования, в %;

- определяется минимально допустимая температура в газопроводе после снижения давления по уравнению вида

 

, (68)

 

где а, b – постоянные величины для конкретного ингибитора гидратообразования, определяемые из таблице16;

 

Таблица 16. Значения коэффициентов а и bдля различных типов ингибиторов гидратообразования

Показатели	СН3ОН	LiCl	CaCl2	NaCl2	MgCl2	Ca(NO3)2
a·104	89,2	1066,1	225,0	450,0	580,0	75,0
b·102	66,1	16,7	17,5	5,0	23,0	17,5
Wmax,%	90,0	17,0	26,0	22,0	23,0	34,0

 

- далее определяется минимально допустимое конечное давление Р_к, соответствующее равновесному давлению гидратообразования для рассматриваемого состава природного газа при температуре t_к;

- определяется разность температур грунта t_гр и минимально допустимая её величина по уравнению вида

 

; (69)

 

по рисунку 23 определяется значение величины Z;

 

Рисунок 23. Зависимость параметра Z от температуры грунта t_гр и её минимально допустимой величиной t_к

 

- затем определяют зависимость величины G от величины Z, которая представлена в таблице17;

 

Таблица 17 .Изменение G от параметра Z

Показа- тель	Значение
Z
G	0,00	0,62	1,33	2,20	3,05	4,00

 

- далее измеряется влагонасыщенность грунта непосредственно вблизи газопровода по выражению

 

, (70)

где V_в, V_пор - соответственно объёмы воды и пор в образце грунта.

По графической зависимости, приведенной на рисунке 24, определяется параметр F.

Время устранения гидратов определяется по уравнению вида

, ч. (70)

 

 

Рисунок 24. Зависимость изменения параметра F от радиуса трубы

 

Последовательность выполнения работ по устранению гидратной пробки комбинированным способом следующая:

- отключается участок газопровода с гидратной пробкой двумя ближайшими кранами с обеих сторон;

- подается в газопровод к гидратной пробке расчётное количество ингибитора гидратообразования;

- снижается давление на участке трубопровода до расчётной величины;

- при полученном расчётном давлении газопровод с закаченным в него ингибитором гидратообразования выдерживается в течение расчетного времени τ;

- затем из газопровода удаляется ингибитор гидратообразования, и он запускается в работу.

Рассмотренный метод ликвидации гидратных пробок используется на газопромысловых коммуникациях уложенных в грунт.

 

Метод устранения гидратов повышением их температуры

Данный метод основан за счёт применения теплоносителя, передающего необходимое количество тепла, в качестве последнего может быть использована вода. Разрушение гидратной пробки достигается за счёт того, что конечная температура теплоносителя после разрушения гидрата в данном процессе должна быть выше 0 ⁰С. Таким образом, начальная температура воды может быть определена из уравнения вида

 

 

(72)

 

где L₁ – теплота процесса гидратообразования при положительных температурах,;

M_h – молекулярная масса гидрата;

c_h – теплоёмкость гидрата;

t_o – начальная температура гидрата, ⁰С;

с_в – теплоёмкость воды (с_в = 4,18 ).

Коэффициент кратности воды применяемой для разложения гидрата, определяется из уравнения вида

 

, (73)

где m_в, m_h – соответственно масса воды и гидрата.

 

Количество воды незначительно зависит от типа гидратов, а поэтому данные, полученные для метана, могут быть использованы для определения количества воды, необходимой для ликвидации гидратов природных газов.

Последовательность выполнения работ по устранению гидратов методом повышения температуры гидратов сводится к следующему:

- отключить участок газопровода с двух сторон;

- в отключенный участок газопровода с гидратом закачать расчетное количество воды;

- снизить давление на отключенном участке до атмосферного; при наличии сплошной гидратной пробки воду подавать и снижать давление следует с двух сторон гидратной пробки;

- удалить воду из газопровода после снижения давления до атмосферного и разложения гидратов;

- в зимнее время подачу воды, процесс разложения гидратов и удаление воды осуществлять в наикратчайшие сроки.