2. Классификация и основные сооружения магистральных газопроводов.

Трубопроводы, предназначенные для транспортировки газа из районов добычи к местам потребления, называются магистральными газопроводами (МГ).

В зависимости от рабочего давления МГ подразделяются на три класса:

• I класс – газопроводы высокого давления, выше 2,5 МПа;

• II класс – газопроводы среднего давления, 1,2-2,5 МПа;

• III класс – газопроводы низкого давления, ниже 1,2 Мпа.

Магистральные газопроводы имеют ответвления, которые предназначены либо для отвода газа к отдельным попутным его потребителям, либо для приема газа в МГ из расположенных на трассе источников газа – газовых месторождений.

По магистральному газопроводу на начальном участке газ перекачивается за счет естественной энергии пластового давления подключенных месторождений. Дальнейшая транспортировка осуществляется с помощью газоперекачивающих агрегатов.

Основными элементами магистрального газопровода являются (рисунок 11.3):

• линейная часть (трубопроводы, система антикоррозионной защиты, линии связи и т.д.);

• головные сооружения, на которых проводится подготовка добываемого газа к транспортировке (очистка, осушка и т.д.);

• компрессорные (газоперекачивающие) станции, предназначенные для перекачки газа;

• подземные газохранилища;

• газораспределительные станции;

• вспомогательные сооружения.

Рисунок 11.3 - Схема магистрального газопровода:

1 – газовый промысел;

2 – газосборная сеть (промысловый пункт сбора газа);

3 – головные сооружения;

4 – промежуточные компрессорные станции;

5 – газораспределительные станции;

6 – линейная арматура;

7 – двухниточный переход через водную преграду;

8 – подземное хранилище газа;

9 – отводы от основной магистрали.

3. Промысловая подготовка газа. Сепарация газа от углеводородного конденсата, воды и механических примесей.

Природный газ, поступающий из скважины, может содержать в своем составе механические примеси (частицы породы, песок, окалины), различное количество паров воды, воду в жидком состоянии, углеводородный конденсат, углекислый газ (СО₂), сероводород (H₂S).

Присутствие в газе твердых частиц приводит к образивному износу труб, арматуры, засорению контрольно-измерительных приборов. Конденсат тяжелых углеводородов оседает в пониженных точках газопроводов, уменьшая их проходное сечение. Наличие водяных паров в газе приводит к коррозии трубопроводов и оборудования, а также к образованию гидратов.

Сероводород является вредной примесью, а в присутствии влаги способен образовывать растворы сернистой и серной кислот, что увеличивает скорость коррозии труб, арматуры.

Углекислый газ снижает теплоту сгорания газа, и также приводит к коррозии металла.

Задачами промысловой подготовки газа являются его очистка от мехпримесей, тяжелых углеводородов, паров воды, сероводорода и углекислого газа.

Природный газ очищается от капелек жидкости (углеводородный конденсат, вода) и частиц породы, выносимых с газом из скважины в специальных аппаратах, которые называются сепараторами (т.е. в сепараторе происходит отделение жидкой или твердой фазы от паровой).

Сепараторы на газоконденсатных месторождениях включаются на различных участках схемы: их устанавливают на УКПГ (установках комплексной подготовки газа) или ГП (газосборном пункте).

Сепараторы подразделяют:

1. по геометрической форме – на цилиндрические и шаровые;

2. по положению в пространстве – вертикальные, горизонтальные и наклонные;

3. по назначению – на замерные и рабочие;

4. по принципу действия на:

• гравитационные, в которых капельки жидкости и частицы породы оседают за счет сил тяжести;

• инерционные, в которых указанные частицы оседают за счет сил инерции;

• насадочные, в которых используются силы адгезии (прилипания);

• сепараторы смешанного типа, в которых для отделения частиц и капелек жидкости используются все перечисленные силы.

Сепараторы основных типов имеют 4-ре секции:

1. каплеотбойная (I); 2) разделительная (II); 3) осадительная (III);

4) отстойная (IV).

Рисунок 11.4 – Схема вертикального гравитационного сепаратора.		Эффективность работы сепаратора определяется коэффициентом сепарации. Коэффициент сепарации – это отношение массы уловленной в сепараторе твердой или жидкой фазы к массе этой же фазы, поступившей в сепаратор. Осаждение капель жидкости в гравитационном сепараторе (рис. 11.4) происходит в основном за счет сил гравитации. Конструктивно они представ-ляют собой сосуды большего, чем трубопровод диаметра, в которых скорость восходящего потока газа достаточно мала (0,08 – 0,15 м/с). Эффективность разделения газожидкостного потока в таких сепараторах тем выше, чем больше размер капель жидкости в газовом потоке и ниже скорость самого потока в сепараторе.
Рисунок 11.5 – Циклонный сепаратор	В инерционных сепараторах (рис. 11.5) эффект осаждения из газа частиц породы и капелек жидкости достигается за счет использования центробежных сил. Такие сепараторы называют циклонными. Принцип их работы основан на том, что газожидкостной поток с большой скоростью (10-25 м/с) вводится в тангенциальный патрубок, имеющий небольшой наклон к горизонту. За счет центробежной силы тяжелые капельки жидкости осаждаются на стенке корпуса циклона и в виде пленки стекают вниз, а газ, более легкий, чем жидкость, отжимается к центру циклона. Жидкость, не успевшая осесть в корпусе циклона и унесенная потоком газа по трубке, оседает и по сливной трубе направляется в конденсатосборник.
Рис. 11.6. Жалюзийный сепаратор: 1 – жалюзийная насадка; 2 – движение капелек жидкости между пластинами жалюзи.	Жалюзийный сепаратор (рис. 11.6) представляет собой аппарат с жалюзийной насадкой, которая имеет волнистую форму. В волнистых жалюзи поток плавно изменяет направление, а частицы дисперсной фазы под действием центробежных сил оседают на вогнутых поверхностях, стекают по ним вниз аппарата. На рисунке 11.6. приведен вид сверху (А-А) пластин жалюзийной насадки и траектория капель жидкости, движущихся между этими пластинами. Частицы жидкости, содержащиеся в потоке газа, проходящем между пластинами, ударяются о них и прилипают. По мере накопления капелек на пластинах, жидкость стекает в виде пленки в нижнюю часть сепаратора. Для правильного выбора сепаратора производят расчет пропускной способности сепараторов по газу, расчет на прочность, учитывая условия разработки и добычи газа конкретного месторождения.