RU2786602C1

RU2786602C1 - Method for laying a pipeline in the ground, pumping carbonated liquid

Info

Publication number: RU2786602C1
Application number: RU2022111086A
Authority: RU
Inventors: Ильдар Раисович Абзалов
Original assignee: Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Filing date: 2022-04-22
Publication date: 2022-12-22

Abstract

FIELD: pipeline transport.

SUBSTANCE: invention relates to pipeline transport, and in particular to methods for laying pipelines for pumping carbonated liquids. The method includes laying a pipeline between pumping equipment and a collection point or a booster pump, identifying sections of the pipeline with local rises, equipping these sections with separators to separate gas from liquid. Depending on the gassing of the pumped liquid and the pressure created by the pumping equipment, sections are determined - transition points in which the pressure decreases below the saturation pressure of the gas in the liquid. Separators are installed in sections of the pipeline with local rises following the crossing points. Separators are made in the form of gas locks, connected with the inlet to the upper point of the pipeline section with local rises, and the outlet - with a gas collection tank installed on the surface.

EFFECT: method makes it possible to expand the functionality due to the possibility of laying it in sections that do not contain more than one pipeline line, to simplify the laying by eliminating additional parallel gas pipelines and gas separators.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к способам прокладки трубопроводов для перекачки газированной жидкости.The invention relates to pipeline transport, and in particular to methods for laying pipelines for pumping carbonated liquids.

Известен способ прокладки подземного магистрального трубопровода (патент RU № 2584764, МПК F16L 1/028, опубл. 20.05.2016 Бюл. № 14), включающий отрывку траншеи, монтаж трубопровода на лежках, укладку его в траншею и засыпку ее грунтом, причем перед укладкой трубопровода выполняется герметизация стыков - трубопровод заваривают с обоих концов, затем повышают давление в трубопроводе до избыточного, но меньше рабочего, затем сдвигают хвостовую часть трубопровода в сторону траншеи, где он под действием силы тяжести зависает, фиксируясь стенками траншеи от поперечного перемещения, при дальнейшей сдвижке хвостовая часть трубопровода пружинисто опускается на дно траншеи и в этот момент образуется бегущая волна, снимающая трубопровод с лежек, а боковая составляющая пространственного изгиба сдвигает трубопровод в траншею, после засыпки траншеи грунтом давление в трубопроводе повышают до испытуемого.A known method of laying an underground main pipeline (patent RU No. 2584764, IPC F16L 1/028, publ. of the pipeline, the joints are sealed - the pipeline is welded from both ends, then the pressure in the pipeline is increased to excess, but less than the working one, then the tail part of the pipeline is shifted towards the trench, where it hangs under the action of gravity, being fixed by the walls of the trench from transverse movement, with further shift the tail part of the pipeline springs down to the bottom of the trench and at this moment a traveling wave is formed, removing the pipeline from the beds, and the lateral component of the spatial bend shifts the pipeline into the trench, after filling the trench with soil, the pressure in the pipeline is increased to the test pressure.

Недостатком данного способа является узкая область применения из-за невозможности применения при перекачки газированной жидкости, образующей газовые гидрозатворы на участках естественных поднятий трубопровода.The disadvantage of this method is the narrow scope due to the impossibility of using when pumping a carbonated liquid that forms gas seals in areas of natural rises of the pipeline.

Известен также магистральный нефтепровод, нефтепродуктопровод или газоконденсатопровод (патент RU № 2352857, МПК F17D 1/08, F16L 55/00, F16K 31/12, опубл. 20.04.2009 Бюл. № 11), характеризующийся тем, что он включает образующие гидравлическую систему линейные сооружения - собственно магистральный напорный трубопровод для перекачки жидких углеводородов, преимущественно нефти или нефтепродуктов, либо газового конденсата, выполненный, по меньшей мере, в одну нитку и снабженный содержащей запирающий элемент запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, насосное оборудование, включающее, по меньшей мере, один насос, преимущественно с электроприводом, систему связи, управления и контроля, не менее чем одну, например, нефтеперекачивающую станцию с сетью технологических трубопроводов внутристанционных коммуникаций, не менее одного резервуарного парка, а также, по меньшей мере, одно гидромеханическое устройство плавной нагрузки гидравлической системы, подключенное к напорному трубопроводу или, по меньшей мере, к одному технологическому трубопроводу, преимущественно с напорной стороны на участке между создающим напор в трубопроводе насосом или насосной группой и ближайшей запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, сообщенное с трубопроводом по рабочему телу, преимущественно по перекачиваемой жидкости, и смонтированное с возможностью автоматического пролонгированного включения и выключения запорной и/или запорно-регулировочной арматуры, при этом гидромеханическое устройство включает последовательно соединенные между собой входной патрубок, имеющий корпус регулятор скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры и передачи нагрузки на гидравлическую систему, снабженный обратным клапаном и жиклером, и гидромеханический привод, включающий силовую камеру с корпусом, содержащим, по меньшей мере, один отсек с изменяющимся рабочим объемом, регулируемо возвратно-наполняемым жидким рабочим телом при возрастании давления в трубопроводе, и передаточный механизм, при этом подключение к трубопроводу гидромеханического устройства выполнено двойным: на входе - входным патрубком оно сообщено с трубопроводом по рабочему телу, а на выходе - кинематически гидромеханическим приводом с запирающим элементом упомянутой арматуры, причем передаточный механизм выполнен подвижным, соединенным с силовой камерой по типу «поршень-шток» или «мембрана-шток», при этом шток, в свою очередь, подвижно связан с образованием привода с запирающим элементом упомянутой арматуры с возможностью автоматических перемещений запирающего элемента в диапазоне от полного перекрытия до полностью открытого на проток трубопровода и наоборот.Also known is the main oil pipeline, oil product pipeline or gas condensate pipeline (patent RU No. 2352857, IPC F17D 1/08, F16L 55/00, F16K 31/12, publ. 20.04.2009 Bull. No. 11), characterized in that it includes forming a hydraulic system linear structures - the actual main pressure pipeline for pumping liquid hydrocarbons, mainly oil or oil products, or gas condensate, made at least in one thread and equipped with shut-off and / or shut-off and control valves containing a locking element, pumping equipment, including, according to at least one pump, preferably with an electric drive, a communication, control and monitoring system, at least one, for example, an oil pumping station with a network of process pipelines of intra-station communications, at least one tank farm, as well as at least one hydromechanical device for smooth load of the hydraulic system, connected to the pressure pipeline silt and at least one process pipeline, mainly from the pressure side in the area between the pump or pump group that creates pressure in the pipeline and the nearest shut-off and / or shut-off and control valves, communicated with the pipeline through the working fluid, mainly through the pumped liquid, and mounted with the possibility of automatic prolonged switching on and off of the shut-off and / or shut-off and control valves, while the hydromechanical device includes an inlet pipe connected in series to each other, having a body for adjusting the speed of opening the shut-off and / or shut-off and control valves and transferring the load to the hydraulic system, equipped with a check valve and a jet, and a hydromechanical drive, including a power chamber with a housing containing at least one compartment with a variable working volume, a liquid working medium that can be refilled in a controlled manner with increasing pressure in the pipeline, and a transmission mechanism, at the same time, the connection to the pipeline of the hydromechanical device is made double: at the inlet - by the inlet pipe it is connected with the pipeline through the working fluid, and at the outlet - kinematically by a hydromechanical drive with a locking element of the said fittings, and the transmission mechanism is made movable, connected to the power chamber of the type "piston -rod" or "membrane-rod", while the rod, in turn, is movably connected to form a drive with the locking element of the said valve with the possibility of automatic movement of the locking element in the range from full overlap to the pipeline completely open to the flow and vice versa.

Реализующийся способом прокладки трубопровода, включающим укладку трубопровода между насосным оборудованием и промежуточным насосом или резервуарным парком и оснащение его регулирующим оборудованием с блоком измерительных приборов и блоком управления для поддержания плавной нагрузки трубопровода.Implemented by the method of laying a pipeline, including laying a pipeline between pumping equipment and an intermediate pump or tank farm and equipping it with control equipment with a block of measuring instruments and a control unit to maintain a smooth load on the pipeline.

Недостатками данного способа являются конструктивная сложность и, как следствие низкая надежность, регулирующего оборудования, отсутствие защиты от газовых гидрозатворов на участках естественных поднятий трубопровода, что требует более частого использования промежуточных насосов для поддержания необходимого давления в трубопроводе для исключения интенсивного выделения газа из жидкости.The disadvantages of this method are the design complexity and, as a result, low reliability of the control equipment, the lack of protection from gas hydraulic seals in the areas of natural rises of the pipeline, which requires more frequent use of intermediate pumps to maintain the necessary pressure in the pipeline to prevent intensive gas release from the liquid.

Наиболее близким по технической сущности является способ сбора продукции скважин с удаленных нефтяных месторождений (патент RU № 2367841, МПК F17D 01/00, опубл. 20.09.2009 Бюл. № 26), включающий транспортировку жидкости и газа от места добычи до пункта сбора, причем перед каждым участком трассы с локальными подъемами газ отделяют и транспортируют отдельно от жидкости, а после каждого данного участка трассы, где гидростатическое давление не превышает гидростатическое давление в точке разделения на газ и жидкость производят объединение потоков газа и жидкости.The closest in technical essence is a method for collecting well production from remote oil fields (patent RU No. 2367841, IPC F17D 01/00, publ. before each section of the route with local rises, the gas is separated and transported separately from the liquid, and after each given section of the route, where the hydrostatic pressure does not exceed the hydrostatic pressure at the point of separation into gas and liquid, the gas and liquid flows are combined.

Реализующийся способом прокладки трубопровода, включающим укладку трубопровода между насосным оборудованием и пункт сбора и подготовки продукции скважин, оснащение его перед каждым участком трубопровода с локальными подъемами сепаратором для отделения газа от жидкости, а после - смесителем жидкости и газа, которые соединяют газопроводом, по котором перекачивают выделившийся газ.Implemented by the method of laying a pipeline, including laying a pipeline between pumping equipment and a point for collecting and preparing well products, equipping it in front of each section of the pipeline with local lifts with a separator to separate gas from liquid, and then with a liquid and gas mixer, which are connected by a gas pipeline through which they pump released gas.

Недостатком этого способа прокладки являются высокие материальные затраты и сложность реализации на прокладку дополнительного газопровода, охватывающего каждый участок трубопровода с локальными подъемами, и установку смесителя в конце каждого из этих участков, причем без учета давления внутри трубопровода, узкая область применения из-за невозможности использования на участках прокладки трубопровода, не вмещающих более одной линии трубопровода.The disadvantage of this laying method is high material costs and the complexity of laying an additional gas pipeline covering each section of the pipeline with local rises, and installing a mixer at the end of each of these sections, and without taking into account the pressure inside the pipeline, a narrow scope due to the inability to use on sections of pipeline laying that do not contain more than one pipeline line.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание способа прокладки трубопровода в грунте, перекачивающего газированную жидкость, позволяющего расширить функциональные возможности за счет возможности его прокладывать на участках, не вмещающих более одной линии трубопровода, упростить и удешевить прокладку за счет исключения дополнительных параллельных газопроводов и смесителей жидкости и газа.The technical objective of the proposed invention is to create a method for laying a pipeline in the ground, pumping a carbonated liquid, allowing you to expand the functionality due to the ability to lay it in areas that do not accommodate more than one pipeline line, simplify and reduce the cost of laying by eliminating additional parallel gas pipelines and liquid and gas mixers .

Техническая задача решается способом прокладки трубопровода в грунте, перекачивающим газированную жидкость, включающим укладку трубопровода между насосным оборудованием и пункт сбора или дожимным насосом, выявление участков трубопровода с локальными подъемами, оснащение этих участков сепараторами для отделения газа от жидкости.The technical problem is solved by the method of laying a pipeline in the ground, pumping aerated liquid, including laying the pipeline between the pumping equipment and the collection point or booster pump, identifying sections of the pipeline with local rises, equipping these sections with separators to separate gas from liquid.

Новым является то, что в зависимости от газирования перекачиваемой жидкости и давления, создаваемого насосным оборудованием, определяют участки - перевальные точки, в которых давление снижается ниже давления насыщения газа в жидкости, сепараторы устанавливают в участках трубопровода с локальными подъемами, следующими за перевальными точками, причем сепараторы изготавливают в виде газовых затворов, сообщенных входом с верхней точкой участка трубопровода с локальными подъемами, а выходом - газосборной емкостью, установленной на поверхности.What is new is that, depending on the gassing of the pumped liquid and the pressure created by the pumping equipment, sections are determined - crossing points in which the pressure decreases below the saturation pressure of the gas in the liquid, separators are installed in sections of the pipeline with local rises following the crossing points, and separators are made in the form of gas locks, connected with the inlet to the upper point of the pipeline section with local rises, and the outlet - with a gas collection tank installed on the surface.

На чертеже изображена схема реализации способа в поперечном разрезе вдоль трубопровода.The drawing shows a diagram of the implementation of the method in cross section along the pipeline.

Способ прокладки трубопровода 1 в грунте, 2 перекачивающего газированную жидкость, включающий укладку трубопровода 1 между насосным оборудованием 3 (показано условно) и пункт сбора или дожимным насосом (не показаны), Выявление участков трубопровода с локальными подъемами 4, оснащение некоторых из этих участков сепараторами 5 для отделения газа от жидкости. В зависимости от газирования перекачиваемой жидкости и давления в трубопроводе 1 - Р₁, создаваемого насосным оборудованием 3, определяют участки - перевальные точки 6, в которых давление Р₂ снижается ниже давления насыщения газа в жидкости. Величину давление Р₂ определяют в лабораторных условиях при анализе газированной жидкости. А перевальные точки 6 - непосредственным измерением давления в трубопроводе 1 или расчетным путем с учетом потерь в нем. Сепараторы 5 устанавливают в участках трубопровода 1 с локальными подъемами 7, следующими за перевальными точками 6. Сепараторы 5 изготавливают в виде газовых затворов (патенты RU №№ 49162, 122930, 160493, 2007651, 2375624, 2395026 или т.п.), сообщенных, например, через технологический вентиль 8 входом 9 с верхней точкой участка трубопровода 1 в локальных подъемах 7, а выходом 10 - газосборной емкостью (не показана), установленной на поверхности. При этом не требуется прокладка дополнительных параллельных газопроводов и установка сепараторов 3 на каждом локальном подъеме 4 трубопровода 1.Method for laying pipeline 1 in the ground, 2 pumping carbonated liquid, including laying pipeline 1 between pumping equipment 3 (conditionally shown) and collection point or booster pump (not shown), Identification of pipeline sections with local rises 4, equipping some of these sections with separators 5 to separate gas from liquid. Depending on the gassing of the pumped liquid and the pressure in the pipeline 1 - P ₁ created by the pumping equipment 3, sections are determined - crossing points 6 in which the pressure P ₂ decreases below the saturation pressure of the gas in the liquid. The value of the pressure P ₂ is determined in the laboratory when analyzing carbonated liquids. And the crossing points 6 - by direct measurement of pressure in pipeline 1 or by calculation, taking into account losses in it. Separators 5 are installed in sections of the pipeline 1 with local lifts 7 following the crossing points 6. Separators 5 are made in the form of gas valves (RU patents Nos. for example, through the process valve 8 inlet 9 with the top point of the pipeline section 1 in local lifts 7, and outlet 10 - gas collection tank (not shown) installed on the surface. This does not require the laying of additional parallel gas pipelines and the installation of separators 3 on each local rise 4 of the pipeline 1.

Предлагаемый способ прокладки трубопровода в грунте, перекачивающего газированную жидкость, позволяет расширить функциональные возможности за счет возможности его прокладывать на участках, не вмещающих более одной линии трубопровода, упростить и удешевить прокладку за счет исключения дополнительных параллельных газопроводов и сепараторов газа.The proposed method of laying a pipeline in the ground, pumping carbonated liquid, allows you to expand the functionality due to the ability to lay it in areas that do not accommodate more than one pipeline line, simplify and reduce the cost of laying by eliminating additional parallel gas pipelines and gas separators.

Claims

A method for laying a pipeline in the ground that pumps carbonated liquid, including laying a pipeline between pumping equipment and a collection point or a booster pump, identifying sections of the pipeline with local rises, equipping these sections with separators to separate gas from liquid, characterized in that, depending on the gassing of the pumped liquid and the pressure created by the pumping equipment, determine sections - pass points in which the pressure drops below the saturation pressure of the gas in the liquid, separators are installed in sections of the pipeline with local rises following the pass points, and the separators are made in the form of gas gates connected with an inlet from the top the point of a pipeline section with local rises, and the outlet is a gas collection tank installed on the surface.