Управление тепловыми режимами гидратообразования с учетом конструктивных особенностей промысловых трубопроводов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, кандидат технических наук Бучинский, Станислав Владимирович

• Бучинский, Станислав Владимирович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бучинский, Станислав Владимирович

Подраздел Стр.

Раздел 1. Проблемы управления процессами образования и диссоциации газогидратов

1.1 Проблема гидратообразования в промысловых газопроводах

1.2 Термодинамика процессов гидратообразования

1.3 Методы расчета образования и диссоциации гидратов ^ Методы борьбы с гидратообразованием при промысловом ^ транспорте газа ^ Выводы по разделу 1 и конкретные задачи, решаемые в ^ диссертационной работе

Раздел 2. Физико-математическая модель тепломассообмена в условиях гидратообразования в промысловых газопроводах

2.1 Постановка задачи расчета параметров тепломассообмена

2 2 Исходная система уравнений квазиодномерного ^ многокомпонентного потока в газопроводе

2 о Замыкающие условия при образовании и разложении газовых „о гидратов

2 ^ Особенности теплопередачи в различных вариантах конструкции газопроводов

2 ^ Общая система уравнений тепломассообмена в промысловых ^ газопроводах

2 д Особенности граничных условий теплопередачи в различных ^ конструкциях прокладки трубопроводов

Методика расчета тепловых потоков в конструкции, 2.6.1 предусматривающей прокладку трубопровода в защитном кожухе 64 (Тип конструкции 1)

2д2 Методика расчета тепловых потоков в конструкции с дд теплоизоляцией и метанолпроводом (Тип конструкции 2)

Методика расчета тепловых потоков в конструкции с прокладкой в 2.6.3 одной траншее газопровода и метанолпровода без теплоизоляции 68 (Тип конструкции 3)

Разработка методики и алгоритма расчета гидратообразования в

2.7 промысловых трубопроводах. Компьютерная технология 70 моделирования

2.8 Выводы по разделу

Раздел 3. Расчетно-теоретическое исследование процесса промыслового транспорта газа в различных вариантах конструкции промысловых газопроводов ^ Закономерности гидратообразования при различных ^ конструктивных особенностях прокладки трубопровода 2 Моделирование гидратообразования в реальном газопроводе на 7д примере Берегового газоконденсатного месторождения

Влияние начальных параметров продукции скважин и 3.3 температуры грунта на термобарические параметры и интенсивность образования гидратов в различных конструкциях

Раздел 4. Разработка рекомендаций по управлению транспортом газа при возможном гидратообразовании

3.4 Выводы по разделу

4.1 Оптимизация расхода метанола

4.2 Определение параметров электрообогрева трубопровода 2 Обеспечение безгидратного сбора газа путем применения горячих ^ трубопроводов

Сравнительный технико-экономический анализ мероприятий по

4.4 обеспечению безгидратного сбора газа (на примере Берегового 101 месторождения)

4.5 Выводы по разделу 4 103 Заключение

Заключение диссертации по теме «Теплофизика и теоретическая теплотехника», Бучинский, Станислав Владимирович

Основные выводы по результатам диссертационного исследования могут быть сформулированы следующим образом:

1. Разработана квазиодномерная физико-математическая модель тепломассообмена при течении в трубопроводах многокомпонентной среды -природный газ, газоконденсат, пары воды, влага и ингибитор гидратообразования, с учетом конструктивных особенностей прокладки трубопровода, характерных для реальных газосборных систем.

2. Установлено, что существенное влияние на условия гидратообразования в промысловых трубопроводах имеет не только состав газа, термобарические условия, влажность, концентрация ингибитора, но и тепловые потоки, зависящие от конструктивных особенностей прокладки трубопровода; получены неявные аналитические выражения для расчета тепловых потоков в конструкциях при наличии кожухов и в различных вариантах прокладки газопровода совместно с метанолпроводом.

3. На основе предложенной физико-математической модели тепломассопереноса разработаны итерационный алгоритм расчета и компьютерная программа, позволяющие проводить анализ влияния режимных параметров, параметров окружающей среды, состава продукции скважин, особенностей прокладки трубопроводов и расхода метанола на эксплуатационные характеристики газосборных систем; разработанная компьютерная программа может быть рекомендована для использования как на стадии проектирования систем сбора продукции газовых промыслов, так и на стадии их эксплуатации.

4. Выполненное расчетно-теоретическое исследование гидратообразования при прокладке трубопровода в кожухе и в общей теплоизоляции с метанолпроводом показывает, что объем образовавшихся газогидратов в рассматриваемых конструкциях практически одинаков, однако расположение гидратных пробок по длине трубопровода и динамика роста гидратного слоя существенно различаются, что необходимо учитывать при управлении гидратообразованием; результаты расчетного анализа показывают возможность снижения затрат метанола на 30 - 40% за счет детального прогнозирования параметров в различных сечениях трубопровода.

5. Предложен, исследован и обоснован для практического применения способ теплового воздействия, обеспечивающий безгидратный сбор продукции скважин путем прокладки горячего трубопровода внутри газопровода или снаружи в общей с газопроводом теплоизоляции. Установлено, что для обеспечения безгидратного сбора продукции скважин, при длине шлейфов 2-3 километра, для подогрева достаточно подавать горячую воду или низкотемпературную жидкость с температурой 310 - 330 К.

6. Выполненный сравнительный анализ различных способов обеспечения безгидратного сбора продукции скважин в северных климатических условиях показал, что применение предложенного способа с применением горячего трубопровода позволяет более чем на порядок сократить эксплуатационные издержки по сравнению с известными способами использования метанола или электрообогрева трубопровода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бучинский, Станислав Владимирович, 2009 год

1. Алтунин А.Е., Чуклеев С.Н., Семухин М.В., Крел Л.Д. Методическое руководство по технологическим расчетам сложных систем газодобычи при неточных параметрах, 48 с, Тюмень, 1984

2. Алтунин А.Е., Губин Е.Б. Алгоритм расчета нестационарного течения газа в сложных сетевых коллекторах для АСУ ТП добычи газа. В сб: "Особенности освоения месторождений Тюменского Заполярья", с. 128-130, Тюмень, 1985

3. Антипьев В.Н., Земенков Ю.Д., Шабаров А.Б. и др. Эксплуатация магистральных газопроводов. Тюмень, Вектор Бук, 2002.

4. Антонова Е.О. Бахмат Г.В. Иванов И.А. Степанов O.A. Теплообмен при трубопроводном транспорте нефти и газа. монография/ Тюмень: Издательство «Вектор Бук», 1999 г.

5. Бекиров Т.М., Шаталов А.Т. «Сбор и подготовка к транспорту природных газов» М.:Недра, 1986.-401 с. n

6. Белослудов В.П., Дядин Ю.А., Лаврентьев М.Ю. Теоретические модели клатратообразования. Новосибирск: Наука, 1991. 128 с.

7. Белоусов В.Д. и др. Трубопроводный транспорт нефти и газа. М: Недра, 407с., 1978

8. Бобровский С.А. Трубопроводный транспорт газа, 1967

9. Бондарев Э.А. «Механика образования гидратов в газовых потоках» -Новосибирск: Наука, 1976, -158 с.

10. Бондарев Э.А., Габышева Л.Н., Каниболотский М.А. «Моделирование образования гидратов при движении газа в трубах» Известия АН СССР. МЖГ. -1982. - №5.-с. 105

11. Бондарев Э.А. и др. «Термогидродинамика систем добычи и транспорта газа» -Новосибирск: Наука, 1988. 272 с.

12. Бык С.Ш., Макогон Ю.Ф., Фомина В.И. Газовые гидраты, М.: Химия, 198016.17,18