RU2474753C2 - Способ определения коэффициента теплопередачи газа в газосборном шлейфе в окружающую среду в автоматизированных системах управления технологическими процессами установок комплексной подготовки газа газоконденсатных месторождений крайнего севера - Google Patents
Способ определения коэффициента теплопередачи газа в газосборном шлейфе в окружающую среду в автоматизированных системах управления технологическими процессами установок комплексной подготовки газа газоконденсатных месторождений крайнего севера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474753C2 RU2474753C2 RU2011117664/06A RU2011117664A RU2474753C2 RU 2474753 C2 RU2474753 C2 RU 2474753C2 RU 2011117664/06 A RU2011117664/06 A RU 2011117664/06A RU 2011117664 A RU2011117664 A RU 2011117664A RU 2474753 C2 RU2474753 C2 RU 2474753C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- heat transfer
- loop
- environment
- transfer coefficient
- Prior art date
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004886 process control Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N methane clathrate Chemical compound C.C.C.C.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims description 3
- 239000008398 formation water Substances 0.000 claims description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 2
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 55
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Способ предназначен для своевременного устранения потенциальных аварийных и других нештатных ситуаций. Способ осуществляют следующим образом. Измеряют средствами телеметрии температуру газа в начале шлейфа - tH и объемный расход газа куста в нормальных условиях - Q, а температуру окружающей среды - t0 и фактическую температуру газа tФ в конце шлейфа измеряют посредством автоматизированных систем управления технологическими процессами. Измеренные значения tH, t0, Q, tФ используют для определения значения коэффициента теплопередачи в окружающую среду КФ, которое сравнивают с максимально допустимым его значением А, и если будет выявлено соотношение КФ>А, то устанавливают факт нарушения нормального режима работы скважин и шлейфа. Технический результат - повышение точности определения коэффициента теплопередачи газа в окружающую среду и контроль его динамики в реальном масштабе времени. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области добычи природного газа, в частности к определению коэффициента теплопередачи газа в газосборном шлейфе в окружающую среду в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП) установок комплексной подготовки газа (УКПГ) газоконденсатных месторождений Крайнего Севера.
Известен способ определения коэффициента теплопередачи газа в окружающую среду в газосборных шлейфах, который заключается в том, что коэффициент теплопередачи газа в окружающую среду определяют с учетом местных условий укладки газопровода и эксплуатационных данных. (Справочник по проектированию магистральных трубопроводов. / Под ред. А.К.Дерцекяна. Л.: Недра, 1977. 519 с.).
Существенным недостатком известного способа является то, что теплопередача от газа к стенке трубы и в металле трубы не учитывается.
В известном способе при подземной укладке газопровода коэффициент теплопередачи от газа в грунт определяют в зависимости от теплопроводности грунтов, которая зависит от объемной влажности грунтов в зоне укладки газопровода. Если известны эти данные, то графическим путем вручную, определяют коэффициент теплопроводности грунта, после чего с учетом этого коэффициента и глубины заложения газопровода графическим путем определяют коэффициент теплопередачи газа в окружающую среду. Учитывая неопределенность всех этих условий, способ позволяет сделать лишь грубую оценку коэффициента теплопередачи газа в окружающую среду в первом приближении.
При надземной укладке газопровода на опорах по известному способу коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду определяют аналитическим путем по формуле:
где D - наружный диаметр газопровода, мм;
ωв - скорость ветра в расчетный период в районе прохождения трассы газопровода, м/сек, которую можно определить, например, по «Справочнику по климату СССР»;
Ts -средняя по длине участка газопровода температура окружающей среды, К.
Существенным недостатком указанного способа является крайняя низкая точность определения значения коэффициента теплопередачи в окружающую среду и низкая оперативность.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ определения коэффициента теплопередачи в окружающую среду в газосборных шлейфах, который заключается в том, что коэффициент теплопередачи газа в окружающую среду определяют с учетом местных условий укладки газопровода и эксплуатационных данных. (См. Кривошеин Б.Л. Теплофизические расчеты газопроводов. - М.: Недра, 1982. 168 с.).
Существенным недостатком указанного способа является то, что фактические значения коэффициентов теплопередачи, определенные по эксплуатационным данным, как показывают натурные измерения, не совпадают с расчетными значениями. Это связано с тем, что теплофизические свойства грунтов вблизи трубы, учитываемые при расчете их свойств, отличаются от их показателей в естественных условиях.
Низкая оперативность определения значения коэффициента теплопередачи в окружающую среду, связанная с тем, что для определения указанного коэффициента осуществляют сбор необходимой информации в определенный период эксплуатации последующей обработкой, что требует достаточно длительного времени.
В результате использование указанного способа для определения коэффициента теплопередачи в окружающую среду весьма ограничено.
Задачей заявляемого технического решения является устранение указанных недостатков, повышение точности определения коэффициента теплопередачи газа в окружающую среду и контроль его динамики в реальном масштабе времени.
Поставленная задача решается и технический результат достигается за счет того, что способ определения коэффициента теплопередачи в окружающую среду газа в газосборном шлейфе включает учет условий укладки газопровода и эксплуатационные данные, при этом производят непрерывное или с заданном шагом квантования измерение базовых параметров работы скважины или куста газовых скважин, используя телеметрию, в том числе температуры газа в начале шлейфа - tн, объемного расхода газа куста в нормальных условиях - Q, а фактическую температуры газа tф в конце шлейфа (на входе установок комплексной подготовки газа) и температуру окружающей среды - t0 измеряют посредством технических средств АСУ ТП и, используя измеренные значения tн, t0, Q, tф, определяют значение коэффициента теплопередачи в окружающую среду Кф из соотношения
после чего вычисленное значение КФ сравнивают с максимально допустимым его значением А, и если будет выявлено соотношение КФ>А, то устанавливают факт - нормальный режим работы скважин и шлейфа нарушен, т.к. в шлейфе кроме газа присутствует выше допустимой нормы иной фактор (газовый гидрат, пластовая вода, механические примеси), и принимают соответствующие превентивные меры по устранению потенциальных аварийных и других нештатных ситуаций в работе газопромыслового шлейфа, при этом в соотношении для расчета коэффициента теплопередачи в окружающую среду КФ используют следующие параметры:
D - диаметр газопровода;
ρ - плотность газа;
ср - теплоемкость газа при постоянном давлении;
l - длина газопровода;
Δt - поправка, учитывающая влияние скорости и направления ветра, занесение шлейфа снегом и качество изоляции шлейфа, вводимая оператором индивидуально для каждого шлейфа.
Способ реализуют следующим образом.
Используя телеметрию, производят непрерывное или с заданном шагом квантования измерение базовых параметров работы скважины или куста газовых скважин. В том числе, измеряют температуру газа в начале шлейфа - tн и объемный расход газа куста в нормальных условиях - Q, температуру окружающей среды - t0 и фактическую температуру газа tФ в конце шлейфа (на входе УКПГ) измеряют посредством АСУ ТП. Измеренные значения tн, t0, Q, tф используют для определения значения коэффициента теплопередачи в окружающую среду КФ из следующего соотношения:
где D - диаметр газопровода;
ρ - плотность газа;
ср - теплоемкость газа при постоянном давлении;
l - длина газопровода;
Δt - поправка, учитывающая влияние скорости и направления ветра, занесение шлейфа снегом и качество изоляции шлейфа.
Опыт эксплуатации внутрипромысловых газосборных шлейфов на газоконденсатных месторождениях Крайнего Севера показал, что величина Δt составляет от 1°С до 10°С. Меньшее значение величины поправки, не больше 5°С, принимается в летний период, когда отсутствует занесение шлейфа снегом и хорошее состояние изоляции. Величина поправки более 5°С используется в зимний период и при изношенной изоляции шлейфа. Значение Δt вводится в базу данных АСУ ТП УКПГ оператором для каждого шлейфа с учетом факторов, влияющих на этот параметр.
Значение КФ определяют из соотношения (1) стандартными методами, например, методом итераций. Получаемые значения КФ строят в виде графика временной функции (см. фиг.).
Таким образом, определение коэффициента теплопередачи в окружающую среду в реальном масштабе времени позволяет в оперативном режиме диагностировать состояние шлейфа (шлейфов). Заранее известно, что при нормальном режиме работы куста (кустов), в том числе шлейфа, значения коэффициента теплопередачи в окружающую среду не должны перевешать определенную границу (линия А, см. фиг.). Если в ходе эксплуатации газосборного шлейфа выяснится, что коэффициент теплопередачи в окружающую среду пересек указанную границу, можно твердо констатировать, что нормальный режим работы скважин и шлейфа нарушены, т.к. в шлейфе кроме газа присутствует выше допустимой нормы иной фактор (газовый гидрат, пластовая вода, механические примеси). Благодаря этому в оперативном режиме появляется возможность оценить режим работы куста и шлейфа, своевременно принимать меры по устранению аварийных и других нештатных ситуаций в работе газопромыслового шлейфа.
Заявляемое изобретение отработано и реализовано на газовых промыслах ООО «Газпром добыча Ямбург».
Применение данного способа позволяет увеличить достоверность информации, поступающей в АСУ ТП, оперативно выявлять потенциальную возможность отказа газосборного шлейфа, и тем самым повысить эффективность принимаемых управленческих решений и улучшить условия работы обслуживающего персонала на УКПГ, а также снизить численность персонала, занятого обслуживанием промысла.
Claims (1)
- Способ определения коэффициента теплопередачи в окружающую среду газа в газосборном шлейфе, включающий учет условий укладки газопровода и эксплуатационные данные, отличающийся тем, что производят непрерывное или с заданном шагом квантования измерение базовых параметров работы скважины или куста газовых скважин, используя телеметрию, в том числе температуры газа в начале шлейфа - tн, объемного расхода газа куста в нормальных условиях - Q, а фактическую температуру газа tф в конце шлейфа (на входе установок комплексной подготовки газа) и температуру окружающей среды - t0 измеряют посредством технических средств автоматизированных систем управления технологическими процессами, и, используя измеренные значения tн, t0, Q, tф, определяют значение коэффициента теплопередачи в окружающую среду Кф из соотношения
после чего вычисленное значение Кф сравнивают с максимально допустимым его значением А, и если будет выявлено соотношение Кф>А, то устанавливают факт - нормальный режим работы скважин и шлейфа нарушен, т.к. в шлейфе кроме газа присутствует выше допустимой нормы иной фактор (газовый гидрат, пластовая вода, механические примеси), и принимают соответствующие превентивные меры по устранению потенциальных аварийных и других нештатных ситуаций в работе газопромыслового шлейфа, при этом в соотношении для расчета коэффициента теплопередачи в окружающую среду Кф используют следующие параметры:
D - диаметр газопровода;
ρ - плотность газа;
ср - теплоемкость газа при постоянном давлении;
l - длина газопровода;
Δt - поправка, учитывающая влияние скорости и направления ветра, занесение шлейфа снегом и качество изоляции шлейфа, вводимая оператором индивидуально для каждого шлейфа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011117664/06A RU2474753C2 (ru) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | Способ определения коэффициента теплопередачи газа в газосборном шлейфе в окружающую среду в автоматизированных системах управления технологическими процессами установок комплексной подготовки газа газоконденсатных месторождений крайнего севера |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011117664/06A RU2474753C2 (ru) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | Способ определения коэффициента теплопередачи газа в газосборном шлейфе в окружающую среду в автоматизированных системах управления технологическими процессами установок комплексной подготовки газа газоконденсатных месторождений крайнего севера |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011117664A RU2011117664A (ru) | 2012-11-10 |
| RU2474753C2 true RU2474753C2 (ru) | 2013-02-10 |
Family
ID=47321966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011117664/06A RU2474753C2 (ru) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | Способ определения коэффициента теплопередачи газа в газосборном шлейфе в окружающую среду в автоматизированных системах управления технологическими процессами установок комплексной подготовки газа газоконденсатных месторождений крайнего севера |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2474753C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2568737C1 (ru) * | 2014-08-05 | 2015-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "Газпром добыча Ямбург" | Способ определения коэффициента гидравлического сопротивления газосборного шлейфа в асу тп установок комплексной подготовки газа газоконденсатных месторождений крайнего севера |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51138946A (en) * | 1975-04-29 | 1976-11-30 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | System and apparatus for raising heat transfer coefficient of inside wall of pipes of surface type heat exchanger in closed cooling or heating circuit |
| SU746265A1 (ru) * | 1978-04-03 | 1980-07-07 | Предприятие П/Я А-3590 | Способ определени обобщенного коэффициента теплопередачи |
| SU834479A1 (ru) * | 1977-07-08 | 1981-05-30 | Предприятие П/Я Г-4219 | Способ определени коэффициентаТЕплОпЕРЕдАчи ОбРАзцОВ МАТЕРиАлОВ |
| SU1341505A1 (ru) * | 1986-02-24 | 1987-09-30 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Способ определени коэффициента теплопередачи |
| JPH07146263A (ja) * | 1993-11-24 | 1995-06-06 | Kurita Water Ind Ltd | 熱交換器の汚れ係数の推定方法 |
-
2011
- 2011-05-05 RU RU2011117664/06A patent/RU2474753C2/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51138946A (en) * | 1975-04-29 | 1976-11-30 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | System and apparatus for raising heat transfer coefficient of inside wall of pipes of surface type heat exchanger in closed cooling or heating circuit |
| SU834479A1 (ru) * | 1977-07-08 | 1981-05-30 | Предприятие П/Я Г-4219 | Способ определени коэффициентаТЕплОпЕРЕдАчи ОбРАзцОВ МАТЕРиАлОВ |
| SU746265A1 (ru) * | 1978-04-03 | 1980-07-07 | Предприятие П/Я А-3590 | Способ определени обобщенного коэффициента теплопередачи |
| SU1341505A1 (ru) * | 1986-02-24 | 1987-09-30 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Способ определени коэффициента теплопередачи |
| JPH07146263A (ja) * | 1993-11-24 | 1995-06-06 | Kurita Water Ind Ltd | 熱交換器の汚れ係数の推定方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2568737C1 (ru) * | 2014-08-05 | 2015-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "Газпром добыча Ямбург" | Способ определения коэффициента гидравлического сопротивления газосборного шлейфа в асу тп установок комплексной подготовки газа газоконденсатных месторождений крайнего севера |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011117664A (ru) | 2012-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2329371C1 (ru) | Способ управления процессом предупреждения гидратообразования во внутрипромысловых шлейфах газовых и газоконденсатных месторождений крайнего севера | |
| CN106322121A (zh) | 深水气井生产管路水合物堵塞早期监测装置及方法 | |
| CN110991692B (zh) | 基于动态包络线法的换热器群运行状况监测清洗预警方法 | |
| RU2650534C2 (ru) | Способ дифференцированного управления орошением посевов и устройство для его осуществления | |
| CN107526880B (zh) | 一种基于河流水质观测推算上游入河污染通量的方法 | |
| CN112883662A (zh) | 一种蒸汽供热网络动态运行水力状态估计方法及系统 | |
| RU2474753C2 (ru) | Способ определения коэффициента теплопередачи газа в газосборном шлейфе в окружающую среду в автоматизированных системах управления технологическими процессами установок комплексной подготовки газа газоконденсатных месторождений крайнего севера | |
| CN113007606B (zh) | 水合物沉积结构脱落的海底输气管道的流动安全预警方法 | |
| CN106223995B (zh) | 基于监测历史数据的井下煤层区域瓦斯抽采效果分析方法 | |
| Filipchuk et al. | Development of cleaning methods complex of industrial gas pipelines based on the analysis of their hydraulic efficiency | |
| CN117368082A (zh) | 一种输电线路混凝土基础腐蚀性评估方法 | |
| CN202955483U (zh) | 天然气输送管线冰堵形成的预测装置 | |
| CN112749469B (zh) | 原油管道监控方法和装置、计算机可读存储介质 | |
| CN104794304A (zh) | 工程海域海平面上升的快速推算方法 | |
| CN114003013B (zh) | 一种分层互联的智慧排水管网系统的控制系统 | |
| CN109027700B (zh) | 一种漏点探漏效果的评估方法 | |
| CN104199804B (zh) | 高含水土壤埋地热油管道流动失效模式判定方法 | |
| RU2568737C1 (ru) | Способ определения коэффициента гидравлического сопротивления газосборного шлейфа в асу тп установок комплексной подготовки газа газоконденсатных месторождений крайнего севера | |
| Prakhova et al. | Cognitive model application for automatic system of methanol supply to flowlines | |
| CN109087029A (zh) | 一种绝缘子腐蚀性闪络风险评估方法 | |
| CN110196958A (zh) | 一种判断湿气集输管道加密清管的方法 | |
| CN111832232A (zh) | 一种诊断识别管道积液的技术方法 | |
| CN114217586B (zh) | 数据采集方法、装置、存储介质及电子设备 | |
| CN103808908B (zh) | 一种水蚀造成的土壤流失量的计算方法 | |
| CN103713236A (zh) | 一种输电线路覆冰故障自动判定方法 |