Газоконвертер для формирования из газовых гидратов переохлажденных блоков

(59 В 65 6 5 ОСУДАРС ЗОБРЕТЕЕТЕЛЬСТВУ СА О РСНОМУ СВИД ии д йсяпопутТОЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) .Физико-химический институт АН Украинской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 711758, кл. В 65 6 51/02, 04.01.76 (прототип .(54)(57) ГАЗОКОНВЕРТЕР ДЛЯ ФОРМИРО. ВАНИЯ ИЗ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ ПЕРЕОХЛАЖДЕННЫХ БЛОКОВ, транспортируемых по газопроводу, содержащий последовательно расположенные обогатительнопрессующую камеру, снабженную шнеком, конусный фильтр с центральным отверстием, отрезной нож и камеру переохлаждения, о т ли ч а ю щ и тем, что, с целью обеспечения ной транспортировки нефти или газово го конденсата внутри гидратного блока, между центральным отверстием конусного фильтра и отрезным устройством установлена промежуточная тру ба с внутренним диаметром, равным диаметру центрального отверстия ко- . нусного фильтра, и длиной,.равной1-2 диаметрам, а вал шнека выполнен полым и снабжен установленным внутри промежуточной трубы консольным участком, в конце которого смонтирован обратный клапан, расположенный на расстоянии перед отрезным ножом, имеющим с обеих сторон боковые отверстия, внутренний диаметр которых равен наружному диаметру вала Е шнека, и канал, который соединен с одной стороны с боковыми отверстиями отрезного ножа, а с другой стороныс обогатительно-прессующей камерой851877 5 10 65 Изобретение относится к областипневматического транспорта, а имен-но к гаэоконвертерам для формирования из газовых гидратов переохлажденных блоков, транспортируемых погазопроводу предпочтительноеиз районов газонефтедобычи с холоднымклиматом.Известен гаэоконвертер для формирования иэ газовых гидратов переохлажденныхблоков, транспортируемых по газопроводу, содержащий последовательно расположенные обогатительно-прессующую камеру, снабженную шнеком, конусный фильтр сцентральным отверстием, отрезнойнож и камеру переохлаждения 1Гаэоконвертер расположен на начальной станции и служит для образования гидратов, их осушки, прессования в виде непрерывного цилиндрического поршня, их отрезки на гидратные блоки длиной 5-8 м, формировании верхней и нижней площадок1 для соединения подъемной силы и эапорных переднего и заднего поясов,переохлаждения блоков с целью повышения их механической прочности.Этот газоконвертер имеет недостаток, заключающийся в том, что онФормирует гидратные блоки, в которыхневозможно наряду с газом транспортировать также нефть или газовый конденсат.Целью изобретения является обеспечение попутной транспортировки нефти или газового конденсата внутригидратного блока,Эта цель- достигается тем, чтомежду центральным отверстием конусного фильтра и отрезным устройством установлена промежуточная трубас внутренним диаметром, равным диаметру центрального отверстия конусного фильтра, и длиной, равной 1-2диаметрам, а вал шнека выполненполым и снабжен установленным внутри промежуточнойтрубы консольнымучастком, в конце которого смонтирован обратный клапан, расположенныйна расстоянии перед отрезным ножом,имеющим с обеих сторон боковые отверстия, внутренний диаметр которых равен наружному диаметру валашнека, и канал, который соединен содной стороны с боковыми отверстиями отрезного ножа, с другой стороны - с обогатительно-прессующей камерой,На чертеже изображен описываемыйгаэоконвертер,Газоконвертер служит для приготовления гидратного блока. Газоконвертер имеет обогатительно-прессующую камеру 1 и Фильтр 2 в видеконусной сетки, имеющей центральное отверстие 3, диаметр которогона ф 5-10 ью больше внутреннего диаметра магистрального трубопровода 4,винтовой перфорированный шнек 5,отрезное устройство 6 для отрезанияотдельных блоков и придания им Формы, удобной для транспортировки нагазовой подушке, и камеру 7 переохлаждения гидратных блоков, составленную из 2-х концентричесюирасположенных труб. Внутренняя труба камеры 7 перфорирована и выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося в направлении движенияблоков от диаметра отверстия 3 довнутреннего диаметра трубопровода 4,Камера 7 имеет участок 8 подводагаза, подлежащего транспортировкев промежутках между блоками, Научастке 8 внутренняя труба переходит в цилиндр, внутренний диаметркоторого равен внутреннему диаметру трубопровода 4, Газоконвертерснабжен приводом вращения шнека 5,включающим турбодетандер 9 и редуктор 10. Вал 11 шнека 5 имеет консольный участок 12 и выполнен цавсю длину полым. Выходной конец вала 11 соединен с входом охлажденной нефти трубопроводом 13 черезуплотнение 14. Между отверстием 3Фильтра 2 и отрезным устройством 6размещена промежуточная труба 15, 30 внутренний диаметр которой равендиаметру отверстия 3, а длина соответствует 1-2 диаметрам.Отрезное устройство 6 имеет механизм выделки верхней и нижних вые мок гидратного блокане показан насхеме) и собственно отрезной нож 16с реверсивным приводом 17. Нож 16,например, выполненный в виде плоского круглого маятника, имеет ка нал 18, связанный с линией подачикристаллогидратной суспензии трубопроводом 19, и центральные левоеи правое окна 20 с диаметром, равным внутреннему диаметру полого ва ла 11 шнека 5. Конец консольногоучастка 12 вала 11 отстоит от ножана расстоянии 0,2 м. Подачу газа вобогатительно-прессующую камеру 1производят по линии 21, кристаллогидратной суспенэии - по линии 22Подачу газа на турбодетандер 9 производят по линии 23, а охлажденного газа в камеру переохлаждения -по линии 24. Слив воды из камеры 1ведут по линиям 25 и 26, из поддонаотрезного устройства - по линии 27,из камеры переохлаждения - черезлинию 28, насос 29 и,трубопровод 30.Вывод газа из камеры переохлаждения производят по линии 31 с помо щью компрессора 32, производимогоэлектродвигателем 33. На торце валарасположен обратный клапан 34. Газоконвертер работает следующим 1образом.15 20 25 30 35 55 60 65 В гаэоконвертер из кристаллизато. ра газовых гидратов (не приведен на схеме) по линии 22 подают кристаллогидратную суспенэию, в которой содержание твердых кристаллогидратов достигает 15, В газоконвертер по ли нии 21 направляют также и часть природного газа, которую используют для турбулизации воды. В результате контакта суспензии и газа в камере 1 при интенсивном перемешивании шнеком 5 ( и =300.-500 об/мин) происходит дальнейшее образование гидратов и обогащение суспензии, В обогати тельно-прессующей камере 1 концентрация гидратов повышается с 15 до 60 как за счет дальнейшего гидратообразования, так и главным образом вследствие дренажа воды из уплотняемой гидратной массы при ее перемещении шнеком 5, В зоне прессования при движении через полость конусного фильтра 2 гидраты отжимаются и прес- суются до давления 9 мПа, а межкристаллическая вода выдавливается через его сетку и выводится из газоконвертера через трубопровод 30. По окончании прессования получают непрерывный цилиндрический полый .кристаллогидратный поршень . с внешним диаметром, большим внутрен:него диаметра трубопровода 4 на 5-10 мм, и внутренним диаметром ,цилиндрической полости, равным наружному диаметру вала 11 шнека 5. ,:При движении непрерывного кристаллогидратного поршня в его цилиндрическую порожнюю полость непрерывно через трубопровод 13 и полый вал 11 шнека 5 подают охлажденную до температуры блока нефть. На выходе из промежуточной трубы 1.5 гидратный поршень ножом 16 разрезают на блоки длиной 5-10 м, причем во время операции разрезки в канал 18 подают по трубопроводу 19 кристаллогид-. ратную суспензию с повышенным содер. жанием гидратов (50-60), которая затем принудительно под давлением порядка 10 мПа выдавливается через центральное левое и правое окна 20. В момент разрезания блока гидратная суспензия, подаваемая через левое окно 20, заполняет внутреннюю 1 полость гидратного блока с передней его стороны на глубину 0,2 м (до обратного клапана 34 расположенного на торце вала), Формируя при своем прессовании гидратную герметичную пробку, Гидратный поршень после отрезания его передней части и заделывании герметичной пробки на этой же части движется к трубопроводу 4. Во время следующей операции (отрезки его задней части) через правое окно 20 подают во внутреннюю полость гидратного блока гидратную суспенэию, Формируя прессуемыми гидратами на задней стороне блока герметичную гидратную пробку. Вода, отжатая от гидратов при прессованиипробок и накапливаемая в поддонеотрезного устройства б, откачивается насосом 29 в камеру 1. Протечки нефти при эаделывании передней и задней пробок при отрезке блоков исключается как плотным прижимом ножа 16 к телу гидрат 10 ного поршня, так и принудительной подачей суспензии под давлением вполость, в котором нефть находится при значительно меньшем давлении порядка 0,3 мПа,После операции отрезки. блоки проталкиваются в камеру переохлаждения,в которой компрессором 32 поддерживается пониженное давление, равное 0,6 мПа, При кратковременномсбросе давления от 9 до 0,6 мПа гидратные блоки охлаждаются до 273 Кпутем разложения поверхностного слоягидратов, а их диаметр передучастком 8 подвода газа уменьшается до внутреннего диаметра трубопровода 4. На участке 8 в промежуткимежду блоками по линии 24 из турбодетандера 9 подводят холодный газс температурой 214 К,В процессе переохлаждения межкристаллическая вода, оставшаяся в гидратном блоке после прессования,кристаллизуется в лед, благодарячему коэффициент трения скольженияповерхности цилиндрического блокао внутреннюю поверхность трубопровода 4 приближается к коэффициенту трения скольжения льда о гладкуюстальную поверхность. Кроме того,ледяной панцирь, покрывающий по 40 верхность блока, дополнительно уве личивает его механическую прочновтьи жесткость. Под действием перепада давления газа за и перед блоком, вышедшим своей передней час 45 тью за камеру, последний начинает транспортировку на газовой подушке при интервале движения между блоками 1-2 с со скоростью порядка 10-20 м/с до первой промежуточной станции.На первой и всех последующих промежуточных станциях гаэ в интервалах между блоками охлаждают с одновременным повышением давления и без остановки движения блоков.После прибытия гидратных блоков на конечную, станцию блоки плавят в плавителях путем подвода ниэкопотенциального тепла, отбирают гаэ, а нефть и воду разделяют в отстойниках вследствие их разности плотностей.Предложенное решение позволяет ибпользовать перспективный способ транспорта газа одновременно и для транспортировки нефти. цля трубопро851877 Составитель А,ЧижиковРедактор Н.Аристова ТехредТ.Фанта Корректор В. Бутягае е веееаеев Ев е е ееавееаее е в Ееееаееае е ае е е еЗаказ 6982/4 Тираж 947 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113 Д 35, Москва, 3-35, Раущская наб., д, 4/5е ВВ 4 Ф Ю Ю ЮФТОЮФилиал ППП ффПатентфф, г, ужгород, ул. Проектная 4 вода с Р1420 вее Истенки 20 мм) длине блока У щ 10 м, толщине его :стенки д" 0,2 м, плотности упаковки метана в твердом гидратном состоянии .ф д 120 г/мф, в одном гидратном блоке транспортируется 5 920,4 кг газа и 5 у 61 кг нефти, в составе гидрата /м объеа блока, плотности нефти 700 кг/м .неети 4 ф 2 стенки) (Ф 24 6)кОП фРн ф .(142 202 20 2) к 3-14 2(10-2 ф 0,2)100 5061 кг нефти Пг 15 гсези 4 0) 2 стенки) ф2 фстенкй 2)т( фщюбок )3 рт -ф 11 ю 42 2 0 02) ю к 10- (1,42-2 0,02-2 0,2) (10-2 О, 2 Ц ф 120520,4 кг газаПРимечание Сгаз, и фнеети подачйтаны без учета массы выемок гидратно.. го блока. Производительность газопровода по нефти регулируют величиной наружного диаметра вала шнека либо количеством газоконвертеров, оборудованных для транспорта нефти, из числа всех параллельных гаэоконвертеров, находящихся на начальной станции га-. зопровода.