Внутренний диаметр трубопровода ID=771.6 мм
Площадь поперечного сечения трубопровода
Общая масса азота
Коэффициент испарения азота
Фактическая масса жидкого азота
Нормальный объём газообразного азота
Коэффициент преобразования температуры
Коэффициент преобразования давления
Фактический объем азота
Предполагаемое расположение скребка
Моноэтиленгликоль
Моноэтиленгликоль (МЭГ) широко используется на рынке нефтяном и газовом рынке в устьевом оборудовании и трубопроводе, чтобы не допустить образования гидратов. На морских глубоководных объектах, где внешнее воздействие с целью снижения температуры в подводных трубопроводах– это обычно дело, МЭГ используется для подавления образования гидратов [9]. Ингибированние гидратов достигается за счет ввода МЭГ с целью понижения температуры образования гидратов ниже рабочей температуры, что в свою очередь предотвращает гидратную закупорку труб. В процессе производства газа, обедненный гликоль смешивается с водой, добываемой из пласта [10]. Физические свойства МЭГ описаны в таблице 2.
Таблица 2: Физические свойства МЭГ
Формула
Молекулярный масса г/моль
Температура кипения
Давление газа
Плотность
Плотность
Температура кристаллизации
Вязкость
Вязкость
В рамках этого проекта МЭГ должен промывать внутреннюю стенку трубопровода и очищать её от остаточного углеводородного загрязнения и жидких конденсатов, которые чаще всего испаряются и снижают безопасность процесса. В связи с этим каждые 40 метров трубопровода должны быть заполнены МЭГ. Выполненные установки для закачки МЭГ в трубопровод можно увидеть на рисунке 11.
Необходимое на каждые 40 метров трубопровода количество МЭГ рассчитывается по следующему уравнению:
|
|
Расчёт МЭГ для 32” трубопровода:
Внутренний диаметр трубопровода
Площадь поперечного сечения трубопровода
Общая масса МЭГ
Расчёт МЭГ для 18” трубопровода:
Внутренний диаметр трубопровода
Площадь поперечного сечения трубопровода
Общая масса МЭГ
Пена
Несмотря на находящиеся в трубопроводе скребки, все еще существует опасность проникновения горючих газов между скребком и стенкой трубы и сырьевыми материалами в стояке, что может отрицательно повлиять на безопасность зоны горячей обработки. Чтобы уменьшить вероятность возникновения данной проблемы, в трубопровод вводится водяная плёнкообразующая пена. Эта пена способна предотвращать проникновение горючих газов через область, которая ей покрыта. Пена необходима для заполнения участка трубопровода за последним скребком через стояк и до камеры запуска скребка. Химикат, использующийся для этой цели, должен отвечать следующим требованиям:
- Обеспечение соответствующий коэффициент расширения для заполнения трубопровода в области платформы и стояка;
- Соответствующая вязкость для перемещения по трубопроводу от точки впрыска (пусковой установки) к изгибам трубопровода и стояка;
- Способность предотвращать попадание воспламеняющихся паров в пенопласт и проходить изнутри трубопровода через зону резания и подавлять конденсатные газы;
- Промывка внутренней стенки трубопровода от конденсатных жидкостей, которые выделяют легковоспламеняющиеся газы.
Рисунок 10: Схема закачки азота
|
|
Резервуар с азотом – испаритель – коллектор – камера запуска скребка
Рисунок 11: Схема закачки МЭГ
Буферная ёмкость с МЭГ – насос – камера запуска скребка
Все эти требования должны соблюдаться, так как вещество будет растворяться в пресной воде. Состав должен оставаться прежним в течение определенного временного промежутка. Обычный объём нанесения водяной плёнкообразующей пены рассчитывается с учётом, что 3-6% растворится в воде.
В соответствии с вышеупомянутыми требованиями и при консультации с профессиональными поставщиками плёнкообразующей пены, в качестве внедренного химического вещества для образования требуемой пены была выбрана пена средней кратности с кодом A T150, которая имеет следующие свойства:
Таблица 3: свойства водяной плёнкообразующей пены средней кратности.
Внешний вид – жидкость
Цвет – прозрачный
Удельная плотность - 1.0±0.02
Кислотность - 6.5-8.5
Время дренажа 25% - 3-6 Min
Осадок%Объем – нет
Образование плёнки – да
Срок хранения – 2 года
Упаковка – пластиковый бак 200л
Эта пена смешивается с пресной водой с процентом смешивания 6% с помощью индукционной катушки и расширяется через вспенивающее сопло. Степень расширения пены средней кратности обычно указывается в диапазоне от 20 до 1 и от 200 до 1. Для этого вида пены степень расширения почти от 20 до 1 выражается ее производителем [12]. Внедренное оборудование для смешивания, производства и разработки водяной плёнкообразующей пены с целью заливки в трубопровод показано на рисунке 12.
Рисунок 12: схема смешивающего, производящего и разрабатывающего устройства
|
|
Буферная емкость с водой – насос – индукционная катушка – вспенивающее сопло – камера запуска скребка
Баки с пеной – заборная труба
В соответствии с вышеупомянутой процедурой смешивания и расширения разработки водяной плёнкообразующей пены требуемое количество пены, которое необходимо учитывать, соответствует почти 200 м 32” трубопровода и 300 м 18”трубопровода (длина трубопровода за последним скребком вместе со стояков, пусковой установкой, изгибами и трубами через платформу) рассчитывается по следующим уравнениям. Следует также отметить, что, поскольку взбитая пена теряет свое вспениваемое состояние и превращается обратно в смесь пены и воды в течение определенного периода времени (время дренажа), необходимо рассчитать дополнительное количество в 10%, чтобы компенсировать эту потерю объема и предоставить лучший расчёт.
Расчёт количества водяной плёнкообразующей пены для 32 ” трубопровода:
Внутренний диаметр трубопровода ID=771.6 мм
Площадь поперечного сечения трубопровода
Объём расширенной пены
Объём воды/пенной смеси
Расчёт количества водяной плёнкообразующей пены для 18 дюймового трубопровода:
Внутренний диаметр трубопровода ID=771.6 мм
Площадь поперечного сечения трубопровода
Объём расширенной пены
Объём воды/пенной смеси