Помощь студентам в учебе
Организационно-техническое обеспечение безгидратной эксплуатации газопроводов высокого давления
|
Реферат 13
Abstract 14
Введение 17
1. Обеспечение бесперебойной поставки газа по промысловым и магистральным
трубопроводам 19
1.1 Характеристика осложняющих процессов, связанных с изменением пропускной
способности трубопроводов 19
1.1.1 Структура и состав кристаллогидратов 20
1.1.2 Условия формирования гидратных отложений в газопроводах 22
1.2 Очистка газа от газового конденсата на стадии подготовки газа к дальнейшему
транспорту 25
1.3 Управление пропускной способностью газопроводов при развитии процессов
гидратообразования 34
1.3.1 Технологии сохранения пропускной способности газопровода 36
1.3.2 Технологии восстановления пропускной способности газопровода 38
2. Характеристика объекта исследования 43
4.2 Природно-климатические условия местоположения объекта 43
4.3 Свойства транспортируемой среды 43
4.4 Технические характеристики участка трубопроводов 44
3. Технологический расчет 46
3.1 Расчет влажности природного газа 48
3.2 Расчет условий гидратообразования 54
3.3 Расчет пропускной способности газопровода 61
3.4 Расчет концентрации метанола 65
3.5 Алгоритм расчета определения зоны конденсации влаги в магистральном
газопроводе и расход необходимого ингибитора гидратообразоования 67
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 73
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 73
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 73
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений 74
4.1.3 SWOT-анализ 75
4.2 Планирование научно-исследовательских работ 77
4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 77
4.2.2 Определение трудоемкости выполняемых работ 78
4.3 Разработка графика проведения научного исследования 79
4.4 Бюджет научно-технической разработки 81
4.5 Расчет материальных затрат НТИ 81
4.6 Расчет затрат на специальное оборудование для научных работ 82
4.6.1 Основная заработная плата исполнителей работы 82
4.6.2 Дополнительная заработная плата исполнителей работы 83
4.6.3 Отчисления во внебюджетные фонды 83
4.6.4 Накладные расходы 84
4.7 Формирование бюджета затрат научно - исследовательского проекта 84
4.8 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности проведения работ 84
5. Социальная ответственность 88
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 89
5.2 Производственная безопасность 90
5.2.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий по
снижению уровня воздействия 91
5.2.2 Мероприятия по снижению воздействия опасных и вредных производственных факторов и предотвращению риска аварий на опасном производственном объекте 100
5.3 Экологическая безопасность 103
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 105
5.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 106
Заключение 108
Список используемых источников 109
Abstract 14
Введение 17
1. Обеспечение бесперебойной поставки газа по промысловым и магистральным
трубопроводам 19
1.1 Характеристика осложняющих процессов, связанных с изменением пропускной
способности трубопроводов 19
1.1.1 Структура и состав кристаллогидратов 20
1.1.2 Условия формирования гидратных отложений в газопроводах 22
1.2 Очистка газа от газового конденсата на стадии подготовки газа к дальнейшему
транспорту 25
1.3 Управление пропускной способностью газопроводов при развитии процессов
гидратообразования 34
1.3.1 Технологии сохранения пропускной способности газопровода 36
1.3.2 Технологии восстановления пропускной способности газопровода 38
2. Характеристика объекта исследования 43
4.2 Природно-климатические условия местоположения объекта 43
4.3 Свойства транспортируемой среды 43
4.4 Технические характеристики участка трубопроводов 44
3. Технологический расчет 46
3.1 Расчет влажности природного газа 48
3.2 Расчет условий гидратообразования 54
3.3 Расчет пропускной способности газопровода 61
3.4 Расчет концентрации метанола 65
3.5 Алгоритм расчета определения зоны конденсации влаги в магистральном
газопроводе и расход необходимого ингибитора гидратообразоования 67
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 73
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 73
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 73
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений 74
4.1.3 SWOT-анализ 75
4.2 Планирование научно-исследовательских работ 77
4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 77
4.2.2 Определение трудоемкости выполняемых работ 78
4.3 Разработка графика проведения научного исследования 79
4.4 Бюджет научно-технической разработки 81
4.5 Расчет материальных затрат НТИ 81
4.6 Расчет затрат на специальное оборудование для научных работ 82
4.6.1 Основная заработная плата исполнителей работы 82
4.6.2 Дополнительная заработная плата исполнителей работы 83
4.6.3 Отчисления во внебюджетные фонды 83
4.6.4 Накладные расходы 84
4.7 Формирование бюджета затрат научно - исследовательского проекта 84
4.8 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности проведения работ 84
5. Социальная ответственность 88
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 89
5.2 Производственная безопасность 90
5.2.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий по
снижению уровня воздействия 91
5.2.2 Мероприятия по снижению воздействия опасных и вредных производственных факторов и предотвращению риска аварий на опасном производственном объекте 100
5.3 Экологическая безопасность 103
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 105
5.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 106
Заключение 108
Список используемых источников 109
Стратегической задачей нефтегазовых компаний является обеспечение надежной и безопасной поставки газа потребителям. Бесперебойная работа магистрального газопровода зависит непосредственно от качества транспортируемого газа.
Из-за неоднородности добываемых углеводородов проблема контроля качества газа является основным критерием надёжности трубопроводов, главным параметром которого является влагосодержание газа.
Понятия образования гидратов напрямую не объясняется неоднородностью добываемой продукции. Это процесс образования вещественного соединения (гидрата) на границе контакта газа и влаги в условиях высокого давления и низкой температуры. Гидраты состоят из молекул газа, которые связываются с молекулами воды и образуют сильно гидратированные кристаллические соединения.
В магистральных газопроводах и газовых месторождениях гидратообразование происходит при транспортировке газа с высоким содержанием воды при низких температурах и высоких давлениях, что может привести к закупорке трубопроводов и техническому сбою в работе оборудования. Высокое содержание влаги в газе может быть связано с такими природными факторами, как конденсация влаги в месторождении или воздействие атмосферных условий при добыче. При течении влажного газа по трубопроводу происходит образование газогидратов, которое снижает пропускную способность трубопроводов или приводит к его закупорке, в следствие чего нарушается работа оборудования и появляется риск возникновения аварийных ситуаций.
Для решения этой проблемы необходимо регулярно проводить проверку качества газа на этапе добычи и транспортировки, а также использовать различные технологии для снижения влагосодержания газа, таких как осушка с помощью абсорбера, адсорбера и методом понижения температуры. В связи с тем, что гидратообразование значительно затрудняет эксплуатацию магистральных газопроводов и газодобывающих скважин, вопросы предотвращения данных осложнений в настоящее время являются наиболее актуальными в научно-технических и производственных ампектах освоения месторождений и транспортировки продукции.
Целью выпускной квалификационной работы бакалавра: сохранение пропускной способности магистрального газопровода.
Для реализации поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Изучить основные факторы гидратообразования и рассмотреть основные технологии обеспечения безгидратной эксплуатации магистрального газопровода.
2. Представить характеристику объекта исследования и определить условия гидратообразования в соответствии с требованиями разных типовых методик для определения интервала термобарических факторов формирования фазового перехода при перекачке природного газа по трубопроводу.
3. Определить технологии защиты газопровода от гидратных отложений и произвести расчёт необходимого количества ингибитора гидратообразования.
Объектом исследования является: магистральный газопровод
Предмет исследования: технологии предотвращения гидратообразования в газопроводах высокого давления
Область применения: магистральный газопровод высокого давления.
Практическая значимость работы: потенциальная эффективность рассмотренного технического решения связана с обеспечением бесперебойного транспорта газа потребителю и снижение эксплуатационных расходов на обслуживание газопровода.
Из-за неоднородности добываемых углеводородов проблема контроля качества газа является основным критерием надёжности трубопроводов, главным параметром которого является влагосодержание газа.
Понятия образования гидратов напрямую не объясняется неоднородностью добываемой продукции. Это процесс образования вещественного соединения (гидрата) на границе контакта газа и влаги в условиях высокого давления и низкой температуры. Гидраты состоят из молекул газа, которые связываются с молекулами воды и образуют сильно гидратированные кристаллические соединения.
В магистральных газопроводах и газовых месторождениях гидратообразование происходит при транспортировке газа с высоким содержанием воды при низких температурах и высоких давлениях, что может привести к закупорке трубопроводов и техническому сбою в работе оборудования. Высокое содержание влаги в газе может быть связано с такими природными факторами, как конденсация влаги в месторождении или воздействие атмосферных условий при добыче. При течении влажного газа по трубопроводу происходит образование газогидратов, которое снижает пропускную способность трубопроводов или приводит к его закупорке, в следствие чего нарушается работа оборудования и появляется риск возникновения аварийных ситуаций.
Для решения этой проблемы необходимо регулярно проводить проверку качества газа на этапе добычи и транспортировки, а также использовать различные технологии для снижения влагосодержания газа, таких как осушка с помощью абсорбера, адсорбера и методом понижения температуры. В связи с тем, что гидратообразование значительно затрудняет эксплуатацию магистральных газопроводов и газодобывающих скважин, вопросы предотвращения данных осложнений в настоящее время являются наиболее актуальными в научно-технических и производственных ампектах освоения месторождений и транспортировки продукции.
Целью выпускной квалификационной работы бакалавра: сохранение пропускной способности магистрального газопровода.
Для реализации поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Изучить основные факторы гидратообразования и рассмотреть основные технологии обеспечения безгидратной эксплуатации магистрального газопровода.
2. Представить характеристику объекта исследования и определить условия гидратообразования в соответствии с требованиями разных типовых методик для определения интервала термобарических факторов формирования фазового перехода при перекачке природного газа по трубопроводу.
3. Определить технологии защиты газопровода от гидратных отложений и произвести расчёт необходимого количества ингибитора гидратообразования.
Объектом исследования является: магистральный газопровод
Предмет исследования: технологии предотвращения гидратообразования в газопроводах высокого давления
Область применения: магистральный газопровод высокого давления.
Практическая значимость работы: потенциальная эффективность рассмотренного технического решения связана с обеспечением бесперебойного транспорта газа потребителю и снижение эксплуатационных расходов на обслуживание газопровода.
По результатам проведенной выпускной квалификационной работы можно сделать следующие выводы:
• В ходе литературного обзора были изучены сведения о природе гидратов и основные группы факторов, влияющие на изменение пропускной способности газопроводов. Было установлено что основными причинами образования кристаллогидратов, при перекачке природного газа, являются термобарические показатели, наличие гидратообразующего вещества и необходимого количества воды. Наличие гидратов в трубопроводе ведет к закупорке трубопроводов и техническому сбою трубопроводной арматуры, в связи с чем необходимо проводить качественную осушку газа на стадии подготовки к дальнейшему транспорту. В случае возникновения отложения гидратов в трубопроводе, требуется проведение мероприятий по их устранению.
• При проведении расчета интервала термобарических факторов фазового перехода различными методиками, для объекта исследования, было выявлено отклонение в расчетах с погрешностью в 9%. Причиной данного отклонения является то, что каждый из алгоритмов расчетов, включая ГОСТ 200060-83, не учитывает все факторы, влияющие на процесс гидратообразования.
• Было доказано, что уменьшение внутреннего диаметра трубопровода на 20% приводит к уменьшению пропускной способности на 44 %, что негативно влияет на надежную транспортировку природного газа.
• По результатам расчетов было отмечено, что увеличение температуры и/или уменьшение давления перекачиваемой среды, ведет к увеличению влагосодержания газа,
• Для первого участка рассматриваемого объекта исследования были определены граничные условия конденсации влаги (где начало зоны конденсации влаги на 198км, а конец 541 км). Для предотвращения гидратообразования, при влагосодержании влаги в 0,0227 г/м3, необходимо вводить в газопровод 943 кг раствора ингибитора гидратообразования в сутки.
• В целях недопущения процессов гидратообразования в газопроводе необходимо разработка методик вычисления и нормативно-технической документации, в которой будут учитываться все характеристики, влияющие на ГДО.
• В ходе литературного обзора были изучены сведения о природе гидратов и основные группы факторов, влияющие на изменение пропускной способности газопроводов. Было установлено что основными причинами образования кристаллогидратов, при перекачке природного газа, являются термобарические показатели, наличие гидратообразующего вещества и необходимого количества воды. Наличие гидратов в трубопроводе ведет к закупорке трубопроводов и техническому сбою трубопроводной арматуры, в связи с чем необходимо проводить качественную осушку газа на стадии подготовки к дальнейшему транспорту. В случае возникновения отложения гидратов в трубопроводе, требуется проведение мероприятий по их устранению.
• При проведении расчета интервала термобарических факторов фазового перехода различными методиками, для объекта исследования, было выявлено отклонение в расчетах с погрешностью в 9%. Причиной данного отклонения является то, что каждый из алгоритмов расчетов, включая ГОСТ 200060-83, не учитывает все факторы, влияющие на процесс гидратообразования.
• Было доказано, что уменьшение внутреннего диаметра трубопровода на 20% приводит к уменьшению пропускной способности на 44 %, что негативно влияет на надежную транспортировку природного газа.
• По результатам расчетов было отмечено, что увеличение температуры и/или уменьшение давления перекачиваемой среды, ведет к увеличению влагосодержания газа,
• Для первого участка рассматриваемого объекта исследования были определены граничные условия конденсации влаги (где начало зоны конденсации влаги на 198км, а конец 541 км). Для предотвращения гидратообразования, при влагосодержании влаги в 0,0227 г/м3, необходимо вводить в газопровод 943 кг раствора ингибитора гидратообразования в сутки.
• В целях недопущения процессов гидратообразования в газопроводе необходимо разработка методик вычисления и нормативно-технической документации, в которой будут учитываться все характеристики, влияющие на ГДО.