Автоматическая система управления процессом ингибирования гидратообразования газа

(51)5 В О, 2.7/О ОБРЕТ АНИ СВ К АВТОРСК ЕЛЬСТВ ФФавив ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР Р 367872, кл. В 01 Р 9/04, 1968.Авторское свидетельство СССР Юф 1301434, кл. В 01 Э 9/04, 1985. (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ИНГИБИРОВАНИЯ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ ГАЗА(57) Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию технологических процессов в газодобывающей промьшщенности и позволяет цюЯОии 1 5567 О значительно упростить систему управления. Система управления содержитсепаратор 4 с линиями подвода 1 ивывода 5 газа и линией 6 насыщенногоингибитора, линию 2 подвода ингибитора гидратообразования с исполнительным механизмом 3, входную 7 ивыходную 8 линии контролируемого газа, четыре газовых дросселя 9, 10,11, 12, соединенные по мостовой схеме, в одну диагональ которой подключены линии 7 и 8 контролируемого газа, а в другую - регулятор 13 перепада давления, выход которого соединен с исполнительным механизмом 3,Газовые дроссели снабжены нагревательными злементами 14, 15, 16, подключенными к блоку 17 питания. 1 ил.В линию 1 потока газа, транспортируемого, например, со скважины (на чертеже не показана), по трубопроводу 2 вводят ингибитор гидратообразования (например, метанол). Газ поступает в сепаратор 4, где осуществляется отделение от него капельной жидкости, Обработанный ингибитором газ из сепаратора 4 отводят по линии 7, а насыщенный водой ингибитор - по лннии 6. В результате взаимодействия нигибитора с водой, содержащейся в газе, парциальное давление паров в потоке газа уменьшается. Это приводит к понижению температуры гидратообразования газа. Если тем 50 Предлагаемое изобретение относится к технике автоматического управления и регулирования технологических процессов и может быть исполь 5зовано в газовой промышленности наобъектах добычи и транспорта газа.Цель изобретения - упрощение автоматической системы управленияпроцессом ингибирования гидратообра-,зования газа,На чертеже изображена схема автоматической системы управления процессом ингибирования гидратообразования газа, 15Система управления содержит линию 1 (трубопровод) входного потокагаза, линию 2 (трубопровод) вводи -мого ингибитора гидратообразования(например, метанола) с исполнительным механизмом 3, сепаратор 4 слинией 5 (трубопровод) выходного потока газа, линию 6 насыщенного ингибитора, входную и выходную линии 7и 8 соответственно контролируемогогаза, четыре газовых дросселя 9 - 12,включенных по мостовой схеме, в первую диагональ которой подключенылинии 7 и 8 контролируемого газа,а .во вторую - регулятор 13 перепададавления, выход которого соединен сисполнительным механизмом 3, тринагревательных элемента 14 - 16 (на.пример электрические спирали), рас-положенные на газовых дросселях 10-,12,блок 17 питания, выход которого сое 35динен с нагревательными элемента-.ми 14 - 16, В качестве газовых дрос-селей могут быть использованы, например, капиллярные трубки;Автоматическая система управленияпроцессом ингибирования гидратообразования работает следующим образом. пература гидратообразования газа меньше температуры газа в месте вы-, водаингибитора (т,е. в сепараторе 4), то кристаллогидраты в потоке газа линии 1 не образовываются.Величина понижения температуры гидратообразования газа зависит от расхода вводимого в поток газа ингибитора. Чем больше вводят ингибитора, тем больше снижается температура гидратообразования. С целью исключения избыточного расхода ингибитора при одновременном предупреждении образования гидратов расход ингибитора необходимо поддерживать таким образом, чтобы температура гидратообразования газа была равна температуре газа в месте вывода ингибитора. Этому термодинамическому состоянию газа соответствует состояние динамического равновесия процесса образования - разложения кристаллогидратов.Поддержание этого состояния процесса осуществляется автоматической системой управления следующим образом.Контролируемый поток газа из сепаратора 4 по входной линиипоступает в газовые дроссели 9 и 10, затем в дроссели 11 и 12 и далее по линии 8 в трубопровод 5. Все дроссели идентичны, и их гидравлические сопротивления одинаковы. При отсутствии отложения кристаллогидратов во всех дросселях потеря, давления на них одинакова. Поэтому разность давления в измерительной диагонали мостовой схемы, в которую подключен регулятор 13 перепада давления, равна нулю. При смещении динамического равновесия процесса образование - разложение кристаллогидратовв сторону их образования кристаллогидраты образуются во всех четырех дросселях. Однако, поскольку дроссели 1 О - 12 снабжены нагревательными элементами 14 - 16, запитанными от блока 17 питания, температура газа в них поддерживается выше температуры гидратообраэования, поэтому кристаллогидраты в них не образуются.Газовый дроссель 9 не снабжен нагревательным элементом. Поэтому. если в потоке контролируемого газа возможно образование кристаллогидратов, то они откладываются только в дросселе 9. Это приводит к изменению .его гидравлического сопротивления,6 6Предложенная автоматическая система управления проще системы-прото типа ее применение на газовых месторождениях или магистральных газопроводах позволяет уменьшить затраты на автоматизацию процесса ингибирования газа на 20-ЗОХ Формула из обретения Составитель Г.КротковРедактор ЛПчолинская Техред К,Дидик Корректор Т.Палий Тираж 559 Заказ 675 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 5 155670 нарушению равновесия в измерительной диагонали мостовой схемы и изменению перепада, воспринимаемого регулятором 13.Регулятор 13 перепада давления воздействует на исполнительный механизм 3, который изменяет расход ингибитора в поток 1 газа. В результате изменения расхода ингибитора количество кристаллогидратов в дросселе 9 также изменяется, что приводит к изменению перепада давления в измерительной диагонали мостовой схемы. Постоянство перепада давления показывает, что количество образовавшихся кристаллогидратов равно количеству разложившихся кристаллогидратов, при этом процесс образования разложения кристаллогидратов находит ся в состоянии динамического равновесия. Это означает, что в контролируемом потоке газа отсутстует накопление кристаллогидратов, т. е. решается задача предупреждения гид ратообразования в сепараторе 4, а избыточный расход ингибитора отсутствует. Автоматическая система управления процессом ингибирования гидратообразования газа, содержащая исполни-тельный механизм на линии подачи ингибитора, блок питания, четыре газовых дросселя, соединенные по мос" товой схеме, в одну диагональ которой включена линия контролируемого газа, а в другую - регулятор перепада давления, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью .упрощения сислтемы управления, три газовых дросселя снабжены нагревательными элементами, подключенными к блоку питания, а выход регулятора перепада давления соединен с исполнительным механизмом.