Способ замера расходных показателей газового потока при наличии жидких включений

(51) 17 3/18 (2009.01) 01 1/68 (2009.01) 01 1/76 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ замеренных расходов газового потока основного и ответвленных трубопроводов, в котором диаметр ответвленных трубопроводов выбирают меньшим,чем диаметр основного трубопровода,предварительно нагревают ответвленный трубопровод с длиной нагреваемого участка ,которую определяют по формуле где- длина нагреваемого участка ответвленного трубопровода- плотность газа при температуре Т- расход газа при температуре Т Ср - теплоемкость газа при температуре Т- коэффициент теплопередачи от стенки к газовому потоку- диаметр трубопровода Замер расхода газового потока можно осуществлять на одном или одновременно на двух параллельных ответвленных трубопроводах.(76) Тухфатов Бауржан ЗайденовичСаттаров Ракиз Маммад оглы(56) Саттаров , Рафизаде Ш.С., Рамазанов Э.Р. Сравнительный метод учета расходного количества природного газа. Баку АНХ, 1996,4, с.53-56(54) СПОСОБ ЗАМЕРА РАСХОДНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГАЗОВОГО ПОТОКА ПРИ НАЛИЧИИ ЖИДКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ(57) Изобретение относится к газовой промышленности и может использоваться при замерах газового потока при транспортировке по трубопроводам. Техническим результатом является повышение эффективности замера газового потока и уменьшение погрешности замера. Это достигается тем, что в способе замера газового потока при наличии жидких включений,включающий замер расхода газового потока в основном и ответвленных трубопроводах, сравнение 22530 Изобретение относится к газовой промышленности и может использоваться для замеров газового потока при транспортировке по трубопроводам. Как показывают промысловые и экспериментальные данные, расходные значения газа существенно меняются даже при весьма малых концентрациях жидких включений, то есть жидкая фаза, попадающая в скважины и систему газопроводов,отражается как на производительности самих скважин и газопроводов,так и на показаниях измерительных устройств. В условиях снижения гидравлического сопротивления, при диафрагменных измерениях наблюдаются занижения расходных значений газа над фактическими. Повышенное содержание жидкости в трубопроводе приводит к ситуации, когда жидкость,накапливаясь у расходомерных устройств,перетекает через отверстие диафрагмы в виде ручейка, который и создает препятствие газовому потоку, увеличивая потери давления, в результате чего повышаются расходные значения газа над фактическими. В то же время, возможны ситуации, когда одна часть жидкости проходит через диафрагму в газовом состоянии, а другая часть в виде ручейка, причем в этом случае, при определенных соотношениях газовой и жидкой фаз, положительные и отрицательные погрешности в измерениях могут компенсироваться. Полагается, что в газопроводах, имеющие небольшие диаметры, скорости потока достаточно велики и потому жидкость практически не задерживается вблизи диафрагм, в результате чего расходные значения газа без жидкостных включений, соответствуют расходным показаниям газа, содержащего жидкую фазу. Однако в реальных промысловых условиях, как до установки комплексной подготовки газа (УКГП) к транспорту, так и после, в газовых потоках, как правило, могут содержаться жидкие включения,которые, чаще всего, накапливаются в газопроводах и отражаются на показаниях измерительных устройств. Поэтому, наряду с продувкой, с целью очистки жидкости из внутренней полости газопровода,необходимо проводить глубокую осушку газа, то есть добиваться получения однофазности потока газа. Кроме того, если предусмотреть систему искусственного подогрева,то температуру газожидкостного потока необходимо увеличить до 363-373 К и можно получить однофазную систему,которая будет соответствовать стандартным условиям для определения расхода газового потока. Возможность подогрева газопровода используется для устранения гидратных пробок, с целью создания в газопроводе температуры,соответствующей разрушению пробок и испарению жидкости. Коэффициент корректировки для расхода газового потока в трубопроводе может быть представлен следующим образом где- коэффициент корректировки для расхода газового потока, расходы природного газа,соответственно, в основном трубопроводе и в нагреваемом ответвленном трубопроводе. Известен способ замера газового потока при наличии жидких включений, выбранный в качестве наиболее близкого аналога, включающий замер расхода газового потока в основном трубопроводе(лупингах), сравнение замеренных расходов газового потока основного и ответвленных трубопроводов. В данном способе осуществляют несколько замеров при естественных условиях температуры окружающей среды и при повышенной температуре трубопроводов. /Саттаров ,Рафизаде Ш.С., Рамазанов Э.Р. Сравнительный метод учета расходного количества природного газа. Баку АНХ, 1996,4, с.53-56/ К недостаткам данного способа относятся сложность осуществления нескольких замеров и громоздкость определения коэффициента корректировки. Задачей изобретения является разработка способа замера газового потока при наличии жидких включений. Техническим результатом является повышение эффективности замера газового потока и уменьшение погрешности замера. Это достигается тем, что в способе замера газового потока при наличии жидких включений,включающий замер расхода газового потока в основном и ответвленных трубопроводах, сравнение замеренных расходов газового потока основного и ответвленных трубопроводов, в котором диаметр ответвленных трубопроводов выбирают меньшим,чем диаметр основного трубопровода,предварительно нагревают ответвленный трубопровод с длиной нагреваемого участка ,которую определяют по формуле где- длина нагреваемого участка ответвленного трубопровода- плотность газа при температуре Т- расход газа при температуре Т Ср - теплоемкость газа при температуре Т- коэффициент теплопередачи от стенки к газовому потоку- диаметр трубопровода Замер расхода газового потока можно осуществлять на одном или одновременно на двух параллельных ответвленных трубопроводах. Использование ответвленных трубопроводов основывается тем, что, при прочих равных условиях, скорость газового потока, в трубопроводе 22530 меньшего диаметра, возрастает и способствует уносу жидкой фазы, в результате чего снижается также отрицательное влияние жидких включений в процессе измерения. Периодически сверяя расходные показания основного газопровода при температуре окружающей среды и нагретого лупинга, можно получить,путем сравнения,коэффициенты корректировки для определения расхода газового потока в газопроводе. При конкретных реальных промысловых условиях до сепарации и после сепарация необходимо проводить расчеты для выбора мощности электронагрева на единицу длины ответвленного трубопровода и длины нагрева в зависимости от геометрических параметров ответвленного трубопровода и параметров газового потока с учетом содержания в них жидких включений. Мощность электронагрева на единицу длины ответвленного трубопровода определяется из условия равенства температуры газового потокатемпературе стенки , при этом зависимость запишется в виде 0(-0)(3) Реализация предложенного способа иллюстрирована на фиг. 1 и 2. На основном трубопроводе (1) и на ответвленном (ых) трубопроводе (ах) (2) на расстоянии не менее 100 диаметров диафрагмы (3) устанавливают задвижку(и) (4). Нагрев ответвленного (ых) трубопровода (ов) осуществляют, предпочтительно, электрическим способом, при котором нагрев трубопровода (ов) происходит посредством электрических токопроводящих лент (5), намотанных на поверхность трубы и соединенных,через трансформатор,силовым источником тока. Наложенная сверху теплоизоляция (7) прижимает ленту к трубопроводу посредством металлического кожуха (6), уменьшая тем самым контактное сопротивление между ними и потери тепла в окружающую среду, в результате чего повышается эффективность обогрева трубы. Между расходом газового потокав основном ненагреваемом трубопроводе и расходом газового потока в нагреваемом ответвленном трубопроводе создается стабильная функциональная зависимость, после чего по результатам замеренныхможно будет в каждом конкретном случае определить значение . Замеры можно производить периодически один раз в неделю или в месяц, по необходимости. После окончания замеров расхода газового потока в ответвленном (ых) нагреваемом (ых) трубопроводе(ах), необходимо отключить электронагрев, после охлаждения газового потока перекрывают задвижку(и) на ответвленном (ых) трубопроводе (ах) и затем открывают задвижку основного трубопровода. Способ осуществляется следующим образом Пример 1. Первоначально производиться замер расхода газового потока в основном трубопроводе с диаметром 0,5 м, при закрытой задвижке на ответвленный трубопровод,длина которой составляет 35 м, а диаметр 0,2 м. Для замера газового потока в основном трубопроводе используют расходомер типа СГД-1. В результате измерения газового потока были получены следующие данные Расход газового потока в основном трубопроводепри температуре окружающей среды (258 К) составил 2,4104 м 3/ч. После этого, с помощью задвижки перекрывают основной трубопровод с диаметром 0,5 м и открывают задвижку на ответвленном трубопроводе с диаметром 0,2 м. Включают электронагрев ответвленного трубопровода с длиной нагреваемого участка 35 м до достижения необходимой температуры (373 К), при котором достигается однофазность газового потока. Для замера газового потока в ответвленном трубопроводе с обогреваемым участком также используется расходомер типа СГД-1. В результате измерения газового потока были получены следующие данные Расход газового потокапри необходимой температуре (373 К) составил 3104 м 3/ч. Коэффициент корректировки для расхода газового потока в газопроводе, при этом/2,4104 м 3/ч/3104 м 3/ч 0,8 Пример 2. Первоначально производиться замер расхода газового потока в основном трубопроводе с диаметром 0,5 м, при закрытых задвижках на ответвленных трубопроводах, длины которых составляют по 35 м, а диаметры 0,2 м. Для замера газового потока в основном трубопроводе используют расходомер типа СГД-1. В результате измерения газового потока были получены следующие данные Расход газового потока в основном трубопроводепри температуре окружающей среды (258 К) составил 2,4104 м 3/ч. После этого, с помощью задвижек перекрывают основной трубопровод с диаметром 0,5 м и открывают задвижки на двух параллельных ответвленных трубопроводах с диаметрами 0,2 м. Включают электронагрев двух параллельных ответвленных трубопроводов с длиной нагреваемых участков 35 м и по достижению необходимой температуры (373 К), при котором достигается однофазность газового потока. Для замера газового потока в ответвленных трубопроводах используют расходомеры типа СГД-1. В результате измерения газового потока были получены следующие данные Расход газового потока на первом ответвленном трубопроводе (1) при необходимой температуре(373 К) составил 1,5104 м 3/ч, на втором ответвленном трубопроводе (2) также составил 1,5104 м 3/ч. Коэффициент корректировки для расхода газового потока в газопроводе, при этом/(12)2,4104 м 3/ч/(1,51041,5104)м 3/ч 0,8 Для измерения мощности электронагрева на единицу длины трубы, а также самой длины нагреваемого трубопровода,рассматривают ответвленный трубопровод с диаметром 0,2 м и с толщиной изоляции 0,05. При этом были измерены следующие параметры газового потока 3 расход газа 510 м /сутки плотность при температуре Т, Т 0,62 кг/м 3 теплоемкость газа при температуре Т, С 2020 Дж/кгК коэффициент теплопередачи от стенки трубы к газовому потоку,800 Вт/м 2 К коэффициент теплопередачи от стенки трубы в окружающую среду, 01,1 Вт/м 2 К. Принимая, что полное испарение жидких включений происходит при температуре ТТс 373 Как видно из расчетов, для нагрева единицы длины ответвленного трубопровода диаметром 0,2 м, достаточно нагревателя мощностью 80 Вт/м, в то время как длина нагреваемого трубопровода составляет 35 м. Номинальная мощность нагревательных лент составляет 2,1 кВт, которые работают при напряжениях 230 - 250 или 380 - 415 В. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ замера газового потока при наличии жидких включений, включающий замер расхода газового потока в основном и ответвленных трубопроводах, сравнение замеренных расходов газового потока основного и ответвленных трубопроводов,отличающийся тем,что предварительно нагревают ответвленный трубопровод с длиной нагреваемого участка 1,которую определяют по формуле К, а температура окружающей среды Т 0258 К,определяют мощность электронагрева на единицу длины трубы. 1,1 Вт/м 23,140,2 м(373258 )80 Вт/м. Длину нагреваемого участка ответвленного трубопроводапри этом рассчитывают следующим образом кг м 3 Дж 410 52020 3 сутки кгК м 34,8 м 35 м. Вт 800 23,140,2 м м К 2,9957 где- длина нагреваемого участка ответвленного трубопровода- плотность газа при температуре Т- расход газа при температуре Т Ср - теплоемкость газа при температуре Т- коэффициент теплопередачи от стенки к газовому потоку- диаметр трубопровода 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что диаметр ответвленного трубопровода выбирают меньшим, чем диаметр основного трубопровода. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что замер расхода газового потока осуществляют на одном или одновременно на двух параллельных ответвленных трубопроводах.