Анализ влияния геоклиматических факторов на образование гидратов в газовых скважинах и газопроводах

Исланбек, Жаксыбек Ералыулы Научно-образовательный центр И.Н.Бутакова (НОЦ И.Н.Бутакова)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Целью работы является эффективное решение задач с максимальным учетом тех факторов, которые присутствуют при эксплуатации трубопроводных систем на современном этапе их развития.
В процессе исследования был произведен анализ различных условий образований газовых гидратов в газопроводах, их характеристик, и методов борьбы в зависимости от климатических условий и режима эксплуатации газопровода.

ВВЕДЕНИЕ 14
Глава 1 ОБРАЗОВАНИЕ, ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ И 17
ЛИКВИДАЦИЯ ГИДРАТОВ В СКВАЖИНАХ И
МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ
1.1 Термодинамические основы образования гидратов в 17
скважине и трубопроводе
1.2 Методики расчёты образования гидратов в газовых 20
скважинах
1.3 Условия образования гидратов в магистральных 22
газопроводах
1.4 Методы предупреждения образования газовых 26
гидратов
Глава 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 29
ОБРАЗОВАНИЯ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ ПРИ
ДОБЫЧЕ И ТРАНСПОРТИРОВКЕ ПРИРОДНЫХ
ГАЗОВ
2.1 Математическое моделирование образования газовых 29
гидратов в скважинах
2.2 Математическое моделирование образования газовых 40
гидратов в трубопроводах
Глава 3 МЕТОДЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ 49
ГИДРАТОВ В СКВАЖИНАХ И МАГИСТРАЛЬНЫХ
ГАЗОПРОВОДАХ
3.1 Система ввода ингибитора образования гидратов в 49
поток газа
3.2 Методы идентификации процессов образования и 51
отложения газовых гидратов в промысловых системах
3.3 Системы распределения и автоматического 54
регулирования расхода ингибиторов
Глава 4 ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГИДРАТНЫХ 55
ОТЛОЖЕНИЙ В ПРОМЫСЛОВЫХ СИСТЕМАХ
4.1 Методы предупреждения гидратных отложений 55
4.2 Предупреждение образования гидратов в скважинах 57
4.3 Предупреждение образования гидратов в 58
газопроводах
4.4 Оценка способов борьбы с образование гидратов
Глава 5 МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 63
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГИДРАТОВ
В СКВАЖИНАХ И ГАЗОПРОВОДАХ
5.1 Методики расчёта образования гидратов в 63
магистральных газопроводах
5.2 Определение участка газопровода, подверженного 65
облитерации стенок
5.3 Определение границ участков образования гидрата 68
5.4 Анализ механизма образования гидратов в случае 72
частичного уменьшения живого сечения
трубопровода гидратами
5.5 Расчёт толщины гидратной пленки при 73
транспортировке газа по газопроводу
Глава 6 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, 84
РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
6.1 Оценка готовности проекта к коммерциализации 85
6.2 Календарный план проекта 88
6.3 SWOT-анализ 90
6.4 Затраты на проведение работ 91
6.5 Основные фонды 92
Глава 7 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 95
7.1 Производственная безопасность 95
7.2 Экологическая безопасность 104
7.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 108
7.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения 110
безопасности

Актуальность проблемы Стратегическая задача предприятий по
добыче и транспортировке газа − обеспечение безотказной и безопасной
поставке газа потребителям [1–13]. Надёжная работа магистрального
газопровода (МГ) обусловливается качеством транспортируемого газа, его
влагосодержанием [14–15]. Связанно это с тем, что при течении влажного
газа в трубопроводе (ТП) могут образовываться газовые гидраты (ГГ) –
кристаллические соединения, внешне похожие на снег или лед. В результате
значительно возрастает гидравлическое сопротивление и снижается
пропускная способность ТП вплоть до его полного укупоривания, что, в свою
очередь, помогает появлению аварийных ситуаций, а также нарушает работу
оборудования [16–30]. Из практики транспортировки газа известны случая,
когда протяженность гидратной пробки (ГП) достигала нескольких десятков
метров, прекращалась поставка газа потребителям (предприятиям,
населенным пунктам) [18].
Для разрушения ГП применяются ингибиторы, наиболее
распространенным является метанол [16–20, 23, 26, 28]. Фактический расход
метанола на предприятиях добычи и транспорта газа, как правило, завышен
вследствие его нерационального использования при ликвидации ГП. На
предприятиях добычи и ТП транспорта зачастую нет системы мониторинга и
контроля над процессом образования ГГ [16–20, 22, 23].
На сегодня, нуждаемость в метаноле только на предприятиях ОАО
«Газпром» достигает около 300 тыс. тонн в год [36]. По оценкам,
приведенным в работе [38], объем потребления метанола к 2030 г. в газовой
промышленности России составит более 1 млн. тонн в год. Рост спроса на
метанол сопровождается и увеличением его стоимости. В 2017 г. метанол на
российском рынке продавался по цене от 12000 до 25000 руб/т. Обеспечение
метанолом районов Крайнего Севера увеличивает его стоимость в два раза, а
для некоторых месторождений (Ямбург, Штокмановское, Сахалин–3,
Бованенковское), проблемы с доставкой в зимние периоды повергают к
увеличению стоимости метанола в три раза [36]. По мере увеличения
поставок природного газа, происходит удаление районов добычи газа,
ухудшение гидрогеологических условий их залегания. Для увеличения
эффективности технологии добычи и транспортировки природного газа были
выполнены многочисленные экспериментальные и теоретические
исследования [19–37]. Все же непосредственное использование
предложенных математических моделей затруднено тем обстоятельством,
что они были реализованы с помощью программных комплексов типа
«Альфа», ALGOL-GDR и т.п.
Поэтому актуальна проблема создания на базе упрощенных
математических моделей методического обеспечения, с помощью которого
можно осуществлять мониторинг и диагностику состояния скважин и ТП,
для предупреждения образования гидратов на конкретном участке [19–37].
Использование его позволит выполнять технологические расчёты с
достаточной точностью, определять участки конденсации влаги, выявлять
причины завышенного расхода ингибитора образования ГГ.
Цель работы: создать методическое обеспечение по прогнозированию
образования гидратов в газовых скважинах и ТП, с его помощью выполнить
анализ влияния геоклиматических факторов на добычу и транспортировку
природного газа.
Задачи:
1. Реализация на Турбо Паскале математических моделей образования
гидратов в газовых скважинах, в которых учтено влияние
гидрогеологических условий.
2. Реализация на Турбо Паскале математических моделей образования
гидратов при транспортировке природного газа в ТП, учитывающих влияние
перепадов высот вдоль трассы ТП, теплофизических свойств грунта.
3. Оценка эффективности способов борьбы с образованием гидратов при
добыче и транспортировке газа
Научная новизна
1. Создано методическое обеспечение, позволяющее
прогнозировать участки образования ГГ в скважинах и ТП.
2. Для упрощения нахождения толщины ГС в разные моменты
времени вместо численного интегрирования громоздкого выражения
получена аппроксимационная формула.
3. Осуществлена оценка эффективности перспективных способов
борьбы с образованием ГГ при добыче и транспортировке газа, выбрана
методика расчета удельного расхода метанола.
Практическая значимость и реализация результатов работы
Разработанное методическое обеспечение планируется
предложить организациям, занимающимся добычей и транспортировкой
природного газа в Томской области.
Обоснованность и достоверность результатов
В ходе реализаций математических моделей были использованы
апробированные численные алгоритмы (Уэддля, Рунге-Кутты, методов
бисекциии, прогонки, интерполяционный многочлен Лагранжа второй
степени). Тестирование их осуществлено сравнением с результатами,
полученными другими исследователями.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Созданное методическое обеспечение, позволяющее
прогнозировать возникновение участков образования ГГ в скважинах и ТП.
2. Аппроксимационная формула для нахождения толщины ГС в
разные моменты времени, упрощающая проведение количественного анализа
определения места образования гидратов в скважине.
Технико-экономическая оценка эффективности перспективных
способов борьбы с образованием ГГ при добыче и транспортировке газа.

В результате выполнения магистерской диссертации была создана
методическое обеспечение по прогнозированию образования гидратов в
газовых скважинах и ТП. И с его помощью были выполнены анализы влияния
геоклиматических факторов на добычу и транспортировку природного газа.
В процессе выполнения данной работы были реализованы (на Турбо
Паскале) математические модели образования гидратов в газовых скважинах, в
которых учтено влияние гидрогеологических условий. И были реализованы
математические модели образования гидратов при транспортировке
природного газа в ТП, учитывающие влияние перепадов высот вдоль трассы
ТП, теплофизических свойств грунта. Реализована оценка эффективности
способов борьбы с образованием гидратов при добыче и транспортировке газа.
Также было выполнено технико-экономическое обоснование проекта,
рассмотрены вопросы социальной ответственности, в ходе которого были
предложены мероприятия по обеспечению электро- и пожаробезопасности.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Анна Н. Государственный университет управления 2021, Экономика и ...
    0 (13 отзывов)
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уни... Читать все
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уникальности с нуля. Все работы оформляю в соответствии с ГОСТ.
    #Кандидатские #Магистерские
    0 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Модифицирование поверхности полученного с помощью аддитивной технологии титанового сплава Ti-6Al-4V
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Изучение процессов термостимулированного и неравновесного выхода изотопов водорода из Pd, Ni, Pt, Zr, Ti
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)