Спосіб контролю за накопиченням рідини в газопроводі

Запропонований винахід відноситься до трубопровідного транспорту газу і може бути використаний для прогнозування утворення рідинної фази у порожнині газопроводу, контролю за її накопиченням та своєчасним видаленням. Відомий спосіб визначення гідравлічних параметрів діючих дільниць магістральних газопроводів (а.с. №1031198, МПК2 g01l, F21f, 1965р.) шляхом отримання додаткової витрати газу за рахунок стравлювання частини газу в кінці кожної дільниці з наступним заміром тисків на початку і в кінці дільниці. Однак відсутність вимірювання температури, визначення витрати газу і густини газового потоку, розрахунку коефіцієнтів гідравлічного опору, коефіцієнтів гідравлічної ефективності, швидкості газу та об'єм у забруднень і надлишкового перепаду тиску знижують точність визначення гідравлічних параметрів, а стравлювання газу в атмосферу через діафрагмовий вимірювач робить спосіб економічно недоцільним, неефективним і екологічно небезпечним. Найбільш близьким по технічній суті до запропонованого винаходу є спосіб визначення забруднення магістрального газопроводу (а.с. №1247624, МПК4 F17D5/00, 1986) шляхом вимірювання тиску на початку та в кінці досліджуваної дільниці газопроводу, розподілу її навпіл і вимірювання на початку і в кінці кожної половини температури навколишнього середовища, температури і густини теплового потоку на зовнішній поверхні газопроводу, розрахунку в цих точках температури на зовнішній поверхні газопроводу, зіставленням розрахункових значень температур із виміряними і визначенням забрудненої половини дільниці, на якій згадані вище операції повторюють, при цьому розподіл відрізків дільниці проводять доти, коли дві половини досліджуваної дільниці не виявляться забрудненими. Недоліком цього способу є нехтування визначенням витрати газу, густини газового потоку, вимірюванням та розрахунком гідравлічних параметрів газопроводу і газового потоку знижує точність визначення об'єму забруднень в газопроводі, а вимірювання температури і густини теплового потоку на зовнішній поверхні газопроводу, а також розрахунок за відомим способом вимагають суттєвих часових затрат та потужної матеріальної бази. В основу запропонованого винаходу поставлена задача своєчасного визначення небезпечного для подальшої експлуатації гідравлічного стану газопроводу та прогнозування утворення рідинної фази в газопроводі за рахунок скорочення часу на проведення вимірювання, збору необхідних даних і визначення забруднення досліджуваної дільниці, точності, ефективності та економічності способу. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі визначення забруднення магістрального газопроводу, що включає вимірювання тиску на початку і в кінці контрольованої дільниці, додатково вимірюють температуру газу в початковій та кінцевій точці дільниці, визначають об'ємну витрату газ у на вході в дільницю, густину газового потоку, розраховують значення коефіцієнту гідравлічної ефективності і лінійної швидкості газу та порівнюють їх з допустимими, а об'єм рідинних відкладів та надлишковий перепад тиску, викликаний наявністю цих відкладів у порожнині труби, розраховують за виведеними формулами. Визначення коефіцієнту гідравлічної ефективності, лінійної швидкості газу на дільниці газопроводу, об'єму забруднень та надлишкового перепаду тиску, викликаного наявністю рідини, аналізування траси газопроводу, кутів на хилу висхідних дільниць, перепадів висот та визначення найбільш небезпечних місць накопичення рідинних забруднень на основі повздовжнього плану-профілю траси газопроводу дає змогу визначити гідравлічні параметри газового потоку, оцінити кількість та місце знаходження забруднень, прогнозувати утворення рідинної фази в газопроводі, що дозволяє оперативно приймати технічне рішення щодо видалення рідини з порожнини газопроводу та підтримання його гідравлічного стану на необхідному рівні. Спосіб контролю за накопиченням рідини в газопроводі реалізується таким чином. Розбивають газопровід на певну кількість дільниць з відомими геометричними параметрами (довжина, діаметр, товщина стінки), на яких вимірюють параметри газового потоку та газопроводу, необхідні для подальшого розрахунку - початковий та кінцевий тиск на дільниці, початкову та кінцеву температуру, приймають еквівалентну шорсткість труб відповідно до терміну їх експлуатації, на підставі лабораторного аналізу визначають густину газового потоку, що транспортується, вимірюють за наявності технічних пристроїв або розраховують з транзитного балансу газу об'ємну витрату газ у на дільниці, аналізують повздовжній план-профіль траси газопроводу і визначають температур у його навколишнього середовища. За зібраними вихідними даними проводять розрахунок коефіцієнтів гідравлічної ефективності дільниць та лінійної швидкості газу згідно з відомими формулами. Якщо коефіцієнт гідравлічної ефективності газопроводу виявиться нижчим за допустимі значення фіксують незадовільний стан дільниці, у випадку низьких швидкостей газу, менших за необхідні для винесення рідини з понижених місць дільниці, вказують на можливість випадання рідинної фази з газового потоку. Отримавши значення коефіцієнтів гідравлічної ефективності розраховують об'єм забруднень на дільниці газопроводу і надлишковий перепад тиску, викликаний наявністю рідини в порожнині газопроводу, за формулами: Vзабр = 0.785 × K ew × Kзабр Kсн L × D2 н(1- E0. 8 ) в 2 DP = Pn (1- E2 ) + Pк2 × Е2 - Рк де Kew - коефіцієнт, що враховує вплив швидкості газу на дільниці газопроводу та коефіцієнту гідравлічної ефективності дільниці газопроводу (виведений шляхом обробки експериментальних даних); Kзабр - коефіцієнт, що враховує вплив профілю траси та діаметру труби на ступінь рівномірності розподілу забруднень (виведений шляхом обробки експериментальних даних); K сн - коефіцієнт, що враховує зміну кількості рідинних забруднень в газопроводі на протязі року та вплив некондиційності газу, що транспортується (виведений шляхом обробки експериментальних даних); Dв н - вн утрішній діаметр газопроводу, м; Е - коефіцієнт гідравлічної ефективності; Pn , Pк - відповідно початковий і кінцевий тиск на дільниці газопроводу, кгс/см 2 ; L - довжина дільниці газопроводу, м. Шляхом аналізу повздовжнього плану-профілю траси визначають орієнтацію дільниці в просторі і місця можливого накопичення рідини, а на основі порівняння значення коефіцієнтів гідравлічної ефективності і лінійної швидкості газу з допустимими значеннями, визначення об'єму забруднень і надлишкового перепаду тиску, викликаного наявністю рідини, приймають рішення щодо видалення рідини з газопроводу та вживають заходів по підтриманню в належному гідравлічному стані порожнини газопроводу, прогнозують можливість подальшого утворення рідинної фази в порожнині газопроводу. Технічним результатом від застосування запропонованого винаходу є своєчасне визначення небезпечного для подальшої експлуатації гідравлічного стану газопроводів та прогнозування утворення рідинної фази, підвищення точності і ефективності контролю за накопиченням рідини в газопроводі. Спосіб контролю за накопиченням рідини можна використовувати для визначення гідравлічного стану магістральних газопроводів, газопроводів-відводів, газопроводів системи збору і підготовки газу, а також для розробки програмно-розрахункових комплексів з базою даних для контролювання гідравлічного стану газопроводу в інтервали часу, що обумовлюються регламентом збору оперативної інформації для диспетчерського керування.