Транспорт газа по магистральным газопроводам

Газ собирается из скважин и подается на головные сооружения. В головных сооружениях первым является газоприемный пункт. Он предназначен для того, чтобы газ очистить от механических включений, осушить его и освободить от сероводорода. Для того чтобы очистить газ от механических примесей устанавливаются газовые фильтры (кассетные, сетчатые). Фильтры состоят на 2 ступени:

1 ступень: грубая очистка; 2 ступень: тонкая очистка.

Осушка газа производится для того, чтобы не образовывался конденсат в трубах при транспорте газа, и не образовывались кристаллогидраты.

На головных сооружениях давление газа снижается до 5~6 МПа. Происходит тонкая очистка газа, дополнительная осушка и удаление сероводорода. Также происходит одоризация газа (в качестве одоранта используется метилэркаптан, диметилэркаптан).

После всей обработки газ поступает в магистральный газопровод. На магистральном газопроводе устанавливаются компрессорные станции и газовые задвижки. Когда газ доходит до потребителя, то у потребителя располагают подземное газовое хранилище, затем ГРС.

Газ очищенный

4 5

газ влажный 6

Рис. 5. Схема осушки газа на месторождениях.

1- адсорбер; 2- насос; 3 – теплообменник; 4 – десорбер; 5 – конденсатор; 6 – сепаратор.

Удаление влаги из газа происходит в адсорбере (рис.5).

Адсорбент подается в адсорбер через форсунки. Отработавший адсорбент насосом подается в теплообменник 3. После теплообменника подается в десорбер 4. В десорбере происходит регенерация адсорбента, т.е. восстановление его рабочей способности.

Восстановленный реагент из десорбера подается в теплообменник 3, обменивается теплом с отработавшим реагентом, затем насосом подается в теплообменник, охлаждается и снова подается в адсорбер. Охлаждение осуществляется холодной водой в конденсаторе 5. Затем в сепараторе 6 происходит окончательная осушка и конденсат насосом подается в десорбер и далее идет снова по циклу.

Осушенный, очищенный и одорированный газ поступает в магистральный газопровод. Газопроводы подразделяются на 2 класса:

1 класс: Р= 2,5~10 МПа

2 класс: Р=1,2~2,5 МПа

Магистральные газопроводы делятся на категории в зависимости от диаметров, способов прокладки и т.д.

Стоимость магистральных газопроводов зависит от количества проложенных труб. По мере старения газопровода давление газа должно уменьшатся.

Основным эксплутационным параметром является пропускная способность:

-коэффициент среднегодовой неравномерности потребления газа.

Если газопроводы работают без газового хранилища, то их суточная пропускная способность составляет:

В большинстве случаев магистральные газопроводы укладываются подземно (заглублены) или подземно с обваловкой.

Для прокладки магистральных газопроводов используются электросварные и электрошовные трубы длинной не менее 12 метров. Сварка осуществляется, бригадой сварщиков, в основном в три слоя. Самый ответственный – внутренний. Все швы проверяются на просвет. Изоляция газопроводов – это битумно-минеральные и битумно-резиновые мастики.

За счет трения при транспорте газа происходит падение давления в газопроводе (рис.6), в следствии чего происходит увеличение объема газа. Для поддержания оптимального давления на магистралях устанавливают компрессорные станции через каждые 100-150 км.

1

0,7

125 КМ

Компрессорная станция L

Рис.6. Гидравлический режим транспорта газа

по магистральному газопроводу.

На магистральных газопроводах устанавливают задвижки (секционирующие) – они делят газ на отдельные участки. Эти задвижки устанавливаются на расстоянии 25 км друг от друга.

Ответ на 5 вопрос

Природный газ, получаемый попутно с нефтью, в которой он растворен, составляет 10...50 % от ее массы. Выделение газа и его улавливание производят при снижении давления нефти, выходя­щей из скважины и поступающей в металлические резервуары сепараторы, или траппы. Полученный таким образом газ называ­ют попутным, или нефтепромысловым.

Попутные газы не отличаются постоянным составом и кроме метана содержат значительное (до 60 %) количество тяжелых углеводородов. Газоконденсатные месторождения, образующиеся в результате процесса обратного испарения конденсата, который протекает при высоких давлениях и температурах, располагаются на больших глубинах, где господствуют высокие давления. При отборегаза с падением пластового давления происходит конденсация тяжелых углеводородов (обратная конденсация).

Газы чисто газовых и газоконденсатных месторождений отличаются постоянством химического состава, высоким содержанием метана СН₄ (75...98%) и наличием необходимого количества тяжелых углеводородов. Согласно закону Генри любой газ об­лает способностью в той или иной степени растворяться в жидкости, и эта способность зависит от природы жидкости и внешних условий (давления, температуры). Образовавшиеся с нефтью углеводородные газы, находящиеся в растворенном виде, образуют нефтегазовые пласты. Так как температура в залежи нефти изменяется мало, то количество растворенных в нефти газов зависит в основном от давления в пласте свойств растворенных газов. Растворимость газообразных углеводородов в нефти повышается с увеличением их молекулярной массы. Различная растворимость углеводородных газов приводит к тому, что в естественных условиях, когда нефть и газ заключены в одном подземном резервуаре, более тяжелые углеводороды почти полностью растворяются в нефти при высоких давлениях, а более легкие газы (метан, этан) находятся над нефтью, образуя так называемую газовую шапку

Как энергоноситель природный газ имеет следующие преимущества:

- относительно низкую стоимость добычи и транспортирования;

- возможность обеспечения более высокого КПД установок, чем при работе их на других видах топлива;

- возможность обеспечения применения более прогрессивных технологий, повышения температур теплового процесса и качества выпускаемой продукции;

- возможность легкого регулирования и автоматизации процесса сжигания;

- меньшее выделение при сжигании вредных веществ, загрязняющих атмосферу, чем при сжигании угля и мазута.

Горючие газы подразделяются на природные и искусственные.

Природные газы подразделяют на три группы:

- газы, добываемые из чисто газовых месторождений, представляют собой сухой газ без тяжелых углеводородов;

- газы, добываемые из нефтяных месторождений вместе с нефтью, представляют собой смесь сухого газа с газообразным бензином и пропан – бутановой фракцией;

- газы, добываемые из конденсатных месторождений, представляют собой смесь сухого газа и конденсата.

Углеводородные газы подразделяются на три группы по содержанию тяжелых углеводородов: сухие, или тощие— менее 50 г/м³ жирные (попутные, газоконденсатные) — более 150 г/м³;промежуточные — 50... 150 г/м³.

Газообразное топливо состоит в основном из углеводородов. В качестве балласта в газе находится азот, СО₂, сероводород и вода. Содержание сероводорода не более 2% по объёму. В чисто газовых месторождениях сероводорода нет; в газо-конденсатных сероводорода содержится до 2,6%, в попутных газах содержится до 0,2%.

В чисто газовых месторождениях − газ является смесью метана СН₄ - 95~99%, и малого количества других углеводородов 0,1~2%.Частично может содержаться сероводород Н₂S.

В газоконденсатных месторождениях содержится метана СН₄ - 84~93%, других углеводородов 1~8%.

В попутных или нефтяных газовых месторождениях находятся легкие и тяжелые углеводороды, растворенные в нефти. Метана СН₄ содержится 40~80%, других углеводородов– до 20%.

Каждая молекула углеводородных газов при определенных условиях принимает на себя до 18 молекул воды, образовывая твердое вещество кристаллогидрат, например:

СН₄ + (6-7)Н₂О → СН₄ ∙(6-7)Н₂О – кристаллогидрат.

Поэтому непосредственно на месторождениях газа в него добавляют специальное вещество, препятствующее образованию кристаллогидратов, а так же осуществляют осушку газа во избежание замерзания сконденсировавшейся воды и образования кристаллогидратов в магистральных газопроводах.

Так как природный газ не имеет запаха и вкуса, то непосредственно на месторождениях или на ГРС (у потребителя) в него добавляют одорант (метилэркаптан 16 г на 1000м³ газа), чтобы при концентрации газа в воздухе не более 20% от нижнего предела воспламенения ощущался резкий запах одоранта и можно было определить утечки газа. Помимо этилмеркаптана в качестве одоранта могут быть использованы каптан, тетрагидротиофен, пенталарм и др. Практически это означает, что природный газ, имеющий нижний предел взрываемости, равный 5 %, должен чувствоваться в воздухе помещений при 1 %-ной концентрации. Запах сжиженных газов должен ощущаться при 0,5 %-ной концентрации их в объеме помещения.

Газ и нефть в толще земли заполняют пустоты пористых пород, и при больших их скоплениях целесообразна промышленная разработка и эксплуатация залежей.

Давление в пласте зависит от глубины его залегания. Практически через каждые 10 м глубины давление в пласте возрастает на 0,1 МПа (1 кгс/см²).