Способ автоматического управления процессом предупреждения гидратообразования

 

Изобретение относится к способу автоматического управления процессом предупреждения гидратообразования, может быть использовано в газодобывающей промышленности и позволяет повысить экономичность процесса за счет умеиьн1ения расхода ингибитора. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования расхода вводимого ингибитора гидратообразования в зависимости от разности между температурой гидратообразования и температурой газа, вводимого в сепаратор 4 датчик 5 температуры газа, датчик 20 температуры гидратообразования, регулятор И температуры , исполнительный механизм 3 подачп ингибитора. 1 ил. С (Л N GO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1301434 А1 (5D 4 В 01 D 9 04 G 05 D 23 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ьиБя11(,. . :

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3981246/24-26 (22) 27. 11.85 (46) 07.04.87. Бюл. № 13 (71) Специальное проектно-конструкторское бюро «Промавтоматика» (72) Б. Ф. Тараненко и Г. Б. Трущелева (53) 66.012 — 52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 891107, кл. В 01 D 9/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 367872, кл. В 01 D 9/04, 1968. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УГ1РАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ (57) Изобретение относится к способу автоматического управления процессом предупреждения гидратообразования, может быть использовано в газодобывающей промышленности и позволяет повысить экономичность процесса за счет уменьшения расхода ингибитора. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования расхода вводимого ингибитора гидратообразования в зависимости от разности между температурой гидратообразования и температурой газа, вводимого в сепаратор 4 !датчик 5 температуры газа. датчик 20 температуры гидратообразования, регулятор 11 темпераИ туры, исполнительныи механизм 3 подачи ингибитора) . 1 ил.

1301434

30

55. данной величиной (значение последней опреИзобретение относится к области автоматического управления и регулирования технологических процессов и может быть исполь. зовано в газодобывающей промышленности.

Целью изобретения является повышение экономичности процесса за счет уменьшения расхода ингибитора гидратообразования.

На чертеже изображена схема автоматической системы управления, реализующей предложенный способ, Система управления содержит линию (трубопровод) 1 входного потока газа, линию (трубопровод) 2 вводимого ингибитора гидратообразования с исполнительным механизмом 3, сепаратор 4 с датчиком 5 температуры газа и линией 6 выходного потока газа, линию 7 насыщенного ингибитора, входную 8 и выходную 9 линии контролируемого газа, устройства 10 для автоматического определения температуры гидратообразования контролируемого газа, автоматический регулятор 1! температуры гидратообразования газа, на первый (задающий) вход которого подключен датчик 5 температуры газа, а на второй (регулируемый)— выходной сигнал устройства 10 для автоматического определения температуры гидратообразования газа. Последнее в свою очередь содержит четыре газовых дросселя

l2 — 15, включенных по мостовой схеме, в первую диагональ которой подключены линии 8 и 9 контролируемого газа, а во вторую — регулятор 16 перепада давления, регулируемое охлаждающее устроиство, состоящее, например, из полупроводниковых термобатарей !7 с закрепленным на них теплопередающим элементом 18 (выполненным, например, в виде медной пластины) и блока 19 питания. В охлаждаемый дроссель

15, расположенный в теплопередающем эле менте 18 встроен датчик температуры 20 (например, термопара). Термобатареи 17 подключены к блоку 19 питания, регулируемый вход которого соединен с выходом регулятора 16 перепада давления.

Способ автоматического управления процессом предупреждения гидратообразования осуществляется следующим образом.

В поток газа, транспортируемого, например, со скважины (не показана), по трубопроводу 2 вводят ингибитор гидратообразования (метанол или ДЭГ). Газ поступает в сепаратор 4, . где осуществляется отделение от него капельной жидкости.

Обработанный ингибитором газ из сепаратора 4 отводят по линии 6, а насыщенный водой ингибитор — по линии 7. В результате взаимодействия ингибитора с водой,. содержащейся в газе, парциальное давление паров в потоке газа уменьшается. Это приводит к понижению температуры гидратообразования газа. Если температура гидратообр азов ания газа меньше

15 температуры газа в месте вывода ингибитора (т.е. в сепараторе 4), то кристалло гидраты в потоке газа не образуются.

Величина понижения температуры гидратообразования газа зависит от расхода вводимого в поток газа ингибитора. Чем больше вводят ингибитора, тем больше получают понижение температуры гидратообразования. Очевидно, что для экономии ингибитора при одновременном предупреждении образования гидратов расход ингибитора необходимо поддерживать таким образом, чтобы температура гидратообразования газа в месте вывода ингибитора была несколько меньше температуры газа. Чем меньше поддерживают разность между температурой гидратообразования газа и температурой газа в месте вывода ингибитора, тем больше экономия ингибитора.

В пределе избыточного расхода ингибитора нет, если температуру гидратообразования поддерживать равной температуре газа.

Последняя в процессе добычи газа может быть различной в зависимости от температуры атмосферного воздуха, расхода газа и других параметров. Поэтому расход ингибитора необходимо изменять так, чтобы температура, гидратообразования газа следила за изменяющейся температурой газа.

Эту задачу решает предлагаемая автомати/ ческая система управления.

Температуру гидратообразования контролируемого потока газа определяют при помощи устройства 10, выходной сигнал которого подают на вход регулятора 11. На другой вход последнего подают сигнал от датчика 5 температуры газа. Если разность между контролируемой температурой гид.ратообразования газа и измеренной температурой газа не равна нулю, то регулятор

11, воздействуя на исполнительный механизм

3, изменяет расход ингибитора гидратообразования до тех пор, пока разность между этими двумя технологическими параметрами не станет равной нулю.

Анализируемый газ по линии 8 подают в газовые дроссели 12 и 14, а затем — в дроссели 13 и 15 устройства 10 для автоматического определения температуры гидратообразования и далее по линии 9 в линию 6. Все дроссели идентичны и их гидравлические сопротивления одинаковы. При отсутствии кристаллогидратов в дросселе 15 потеря давления на всех дросселях одинакова. Поэтому разность давления в измерительной диагонали мостовой схемы, в которую подключен регулятор 16, равна нулю.

Регулятор 16 перепада давления сравнивает текущий перепад давления в измерительной диагонали мостовой схемы с заделяют экспериментально и устанавливают вручную), и если текущий перепад давления меньше заданного значения, воздей1301434

Формула изобретения

Составитель Б. Каклюгин

Редактор А. Петров Техред И. Верес Ко р ре кто р Т. Колб

Заказ 925/6 Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ствуют на блок 19 питания, увеличивая ток в термобатарее 17 до тех пор, пока температура теплопередающего элемента 18, дросселя 15 и газа, проходящего через него, не уменьшается на столько, что в потоке контролируемого газа начинают образовываться кристаллогидраты. Последние, осаждаясь на стенках дросселя 15, увеличивают его гидравлическое сопротивление, а следовательно, и перепад давления в измерительной диагонали мостовой схемы.

Регулятор 16 перепада давления уменьшает величину тока в термобатареях. Процесс изменения тока происходит до тех пор, пока перепад давления в измерительной диагонали мостовой схемы не становится равным заданному значению. Постоянство перепада давления показывает, что количество образовавшихся кристаллогидратов равно количеству разложившихся кристаллогидратов, при этом процесс образования — разложения кристаллогидратов находится в состоянии динамического равновесия. Температура газа в дросселе 15 — температура гидратообразования газа. Ее измеряют датчиком 20, а сигнал, пропорциональный температуре гидратообразования, подают на вход регулятора ll. Последний, изменяя расход ингибитора гидратообразования, поддерживает контролируемую температуру гидратообразования равной температуре газа.

Применение предлагаемого способа управления на газовых месторождениях позволяет уменьшить затраты на ингибитор гидратообразования и повысить надежность <обычи газа. Он может быть реализован в рамках АСУ ТП добычи газа.

Способ автоматического управления процессом предупреждения гидратообразования в потоке природного газа путем изменения расхода ингибитора в зависимости от температуры газа в месте вывода ингибитора, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса за счет уменьшения расхода ингибитора, дополнительно пропус20 кают часть контролируемого газа через устройство определения температуры гидратообразования и в зависимости от разности между температурой гидратообразования и температурой газа воздействуют на расход вводимого ингибитора.