Раціональне обслуговування систем збору і транспортування продукції газоконденсатних родовищ з врахуванням екологічної безпеки

Abstract

Дисертація присвячена вивченню закономірностей протікання внутрішньокорозійних процесів в трубопроводах системи збору і транспортування продукції свердловин газоконденсатних родовищ, їх впливу на механічні характеристики матеріалу труб, утворення корозійних свищів і формування ареалів забруднених грунтів. Для підвищення гідравлічної ефективності газоконденсатопроводів і зменшення шкідливого впливу системи на довкілля запропоновано проводити періодичне витиснення рідкої фази з трубопроводів кульовими роздільниками. Проведено серії експериментальних досліджень вивчення впливу швидкості руху кульових роздільників різної маси і діаметру на ефективність витиснення рідкої фази з трубопрооводів. Встановлено, що при цьому узагальнюючим критерієм процесу слід вважати критерій Фруда для руху рідини в щілині між стінками трубопроводу і кульовим роздільником. Досліджено характер протікання пульсаційних процесів в трубопроводі при русі кульового роздільника і газорідинної суміші. Встановлено, що величина підвищення тиску в пульсаційному процесі не становить загрози експлуатації трубопроводів. Проведено промисловий експеримент на трубопроводах системи збору і транспортування продукції свердловин промислу Хрестищенського газоконденсатного родовища, який показав, що результати прогнозних розрахунків і фактичних даних показують задовільні збіги теоретичних і фактичних параметрів. Впровадження періодичного витіснення рідкої фази з промислових трубопроводів на Хрестищенському ГКР дозволили підвищити гідравлічну ефективність з 67% до 89% та скоротити обсяг витоків продукції свердловин і формування ареалів забруднень.

В первом разделе приводится краткая характеристика промыслов газоконденсатных месторождений и акцентируется внимание на влиянии их эксплуатационных показателей на экологическую безопасность региона. Проведен критический анализ литературных источников в разрезе исследуемых вопросов и обосновано выбор задач исследований. Второй раздел посвящен изучению закономерностей протекание внутрикоррозийных процессов в трубопроводах системы сбора и транспорт продукции скважин газоконденсатных месторождений, их влияния на механические характеристики материала труб, образование коррозийных свищей и формирования ареалов загрязнения грунтов. Установлено, что уменьшение толщины стенки вследствие внутритрубной коррозии может достигать 0,125 - 1,25 мм/год в зависимости от химического состава среды и уровня напряжений, что способствует появлению свищей и истечения жидкой фазы в окружающую среду. При этом образуется ареал загрязнений, площадь поверхности которого достигает 125 -190 кв. м на конец первых суток и увеличивается до 655 - 980 кв.м на конец пятых суток. В третьем разделе для повышения гидравлической эффективности газоконденсатопроводов и уменьшение вредного влияния системы на окружающую среду предложено проводить периодическое вытеснение жидкой фазы из трубопроводов шаровыми разделителями. Проведены серии экспериментальных исследований изучения влияния скорости движения шаровых разделителей разной массы и диаметра на эффективность вытеснения жидкой фазы из трубопрооводов. Установлено, что при этом обобщающим критерием процесса следует считать критерий Фруда для движения жидкости в щели между стенками трубопровода и шаровым разделителем. В четвертом разделе исследован характер протекания пульсационных процессов в трубопроводе при движении шарового разделителя и газожидкостной смеси. Установлено, что величина повышения давления в пульсационном процессе не составляет угрозы эксплуатации трубопроводов. В пятом разделе приведено описание промышленного эксперимента на трубопроводах системы сбора и транспорта продукции скважин промысла Хрестищенского газоконденсатного месторождения, который показал, что результаты прогнозных расчетов и фактических данных показывают удовлетворительные совпадения теоретических и факт ических параметров. Внедрение периодического вытеснения редкой фазы из промышленных трубопроводов на Хрестищенскому ГКР разрешили повысить гидравлическую эффективность с 67% до 89% и сократить объем вытоков продукции скважин и формирование ареалов загрязнений.

The Thesis is devoted to the investigation of internal corrosive process regularity in the pipelines of gathering facilities and transportation system of the products from drilling wells of gas condensate fields; the influence of this process on mechanical characteristics of pipeline material; corrosive fistulization and areal formation of soil pollution. To increase the hydraulic effectiveness of gas condensate pipelines and decrease harmful influence of system on environment there have been offered to conduct periodical displacement of liquid phase from the pipelines by ball separator. A number of experimental research have been conducted to investigate the influence of movement velocity of ball separators with different weight and diameter on the effectiveness of liquid phase displacement from pipelines. It has been determined that by the resumptive criterion of the process we should consider the Criterion of Fruda for liquid movement into the chinks between pipeline walls and ball separator. The character of the pulsating process procedure in the pipeline during the movement of ball separator and gas-liquid mixture has been studied. As a resut, it has been determined that the value of pressure increase in pulsating process doesn’t threaten pipeline exploitation. Industrial experiment has been conducted on the pipelines of gathering facility and transport product system of production wells of Khrystyshchenske gas condensate field. This experiment proves that forecast calculation results and real data have shown a satisfactory coincidence of theoretical and factual parameters. The application of periodical liquid phase displacement from industrial pipelines at Khrystyshchenske gas condensate field permits to increase the hydraulic effectiveness from 67% to 89% and reduces the leakage amount of well products and formation of pollution areals.