УДК 62-91

Образование ледяных и гидрадных пробок в системах газопровода – причины и опасные последствия

Неупокоева Татьяна Владимировна – доцент кафедры Техносферной безопасности Тюменского индустриального университета.

Левина Алина Ренатовна – магистрант Тюменского индустриального университета.

Аннотация: В статье рассматривается актуальная проблема образования ледяных и гидратных пробок в магистральных газопроводах. Подразумевается та часть линейных магистральных газопроводов, которая расположена в северной части России. Целью исследования является раскрытие вопроса о применении самых эффективных мероприятий по профилактике образования ледяных и гидратных пробок, так как данные образования имеют отрицательное влияние на целостность газопровода. Также рассмотрен алгоритм безопасной ликвидации ледяных и гидратных пробок. Достижение цели исследования выполнено методом анализа научной, нормативной и технической документации по теме исследования.

Ключевые слова: ледяные и гидратные пробки, механизм образования, алгоритм ликвидации, профилактические мероприятия.

Для образования ледяных и гидратных пробок (далее пробок) необходимо возникновение двух составляющих – это термобарические условия и наличие влаги в природном газе. Наибольшее количество случаев образования пробок происходит до установки осушки газа.

Рассмотрим условия срабатывания механизма образования пробки из водной фазы на пониженном участке трассы газопровода:

• низкая скорость движения газа;
• скопление воды на этом участке трассы;
• давление газа в трубопроводе составляет 2,5-3,0 Мпа;
• резкое снижение температуры воздуха окружающей среды;
• наличие некачественной теплоизоляции.

При резком снижении температуры окружающей среды в зимнее время года появляется возможность образования гидратов на поверхности контакта водной фазы и газа, причем гидраты сносятся потоком газа в верхнюю точку застойной зоны, где и закрепляются на стенке трубопровода – рис. 1.

Рисунок 1. Возможная схема формирования газогидратных и ледяных отложений при наличии застойной зоны в трубопроводе.

Приведем перечень профилактических мероприятий для предупреждения образования пробок на участках трубопроводов:

• контроль работоспособности подогрева участка трубопровода;
• контроль целостности теплоизоляции;
• работоспособность дрипов для продувки в закрытую систему промстоков.

На площадке газового промысла должен быть организован контроль температуры на таких участках с использованием накладных датчиков к телу трубы. Показания температуры с накладных датчиков должны фиксироваться на пульте УКПГ, ДКС в специальном журнале периодического контроля температуры среды на потенциально-опасных участках цеха.

Нельзя допускать снижения температуры на таких участках ниже указанной в технологическом регламенте при понижении температуры необходимо обеспечить возвращение термобарических условий к безгидратному режиму. В системе автоматического управления обеспечить работоспособность предупредительной сигнализации о достижении температуры гидратообразования с визуальным или звуковым оповещением, или автоматическим включением исполнительных механизмов обогрева.

После каждого изменения режима и схемы работы ГПА выполнять дренирование скапливающейся жидкости из коллекторов через обустроенные дренажные врезки. Продолжительность продувки осуществлять до выхода газа.

Остановка технологических линий подготовки газа, на которых есть участки с риском образования пробок, по возможности, не должна превышать одной недели. Возможно проведение продувок таких участков в те же сроки. Продувка участков, проверка проходимости должна проводиться с учетом следующих требований - продувка должна проводиться не реже одного раза в неделю.

При обнаружении пробок, необходимо выполнять следующие мероприятия:

• внести запись в вахтовый журнал оперативного персонала о месте и времени обнаружения пробки;
• выполнить оповещение персонала по распоряжению начальника цеха;
• удалить персонал из опасной зоны, опасную зону определяет старший руководитель на промысле;
• оповестить руководство;
• выполнить действия согласно плану мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий, остановить оборудование и трубопровод, на котором образовалась пробка;
• стравить давление.

Если пробка не сплошная или сплошная небольшой длины, то в трубопровод через специальные патрубки, штуцера для манометров или через продувочную свечу необходимо ввести ингибитор.

Если пробка сплошная, большой длины - более 20 м., разрабатывается план огневых работ на вскрытие трубопровода.

В промышленности используются следующие виды обогрева технологических трубопроводов:

• обогрев трубопроводов обогревающими спутниками (теплоспутниками);
• обогрев трубопроводов в паровой рубашке;
• электрообогрев трубопроводов.

Применение обогревающих спутников для обогрева трубопроводов во многих случаях является самой эффективной мерой предотвращения замерзания жидкостей и образования ледяных пробок при их транспортировке зимой.

Список литературы

1. Кохов Т.А. Программный комплекс проектирования обогрева технологических трубопроводов тепловыми спутниками для систем автоматизированного проектирования // Программные продукты и системы № 4 (112), 2015, Тверь, 244-248 с.
2. Земенков Ю.Д., Васильев Г.Г., Дудин С.М. Справочник инженера по эксплуатации нефтегазопроводов и продуктопроводов. Москва: Инфра-Инженерия, 2006. - 928 с.
3. Инструкция по предупреждению и ликвидации ледяных, гидратных пробок на объектах «….»: № ИВ-1.16/21 – Москва: ПАО. 2021. – 9 с.
4. СП 61.13330.2012 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003.
5. Выписка из Технологического регламента на эксплуатацию УКПГ – Москва: ООО «…», 2019. С. 223-244.