1 Горючие газы (классификация, состав). Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и требования, предъявляемые к ним




Название1 Горючие газы (классификация, состав). Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и требования, предъявляемые к ним
страница1/21
Дата публикации24.08.2013
Размер2.13 Mb.
ТипДокументы
zadocs.ru > География > Документы
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21
1.1. Горючие газы (классификация, состав). Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и требования, предъявляемые к ним.

Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов и некоторое количество примесей.

Горючие: метан, водород, СО. Попутные газы нефтяных месторождений – этан, пропан, бутан.

Негорючие: кислород, азот, двуокись углерода. Это балласт.

Примеси: водяной пар, сероводород, пыль. Искусственные газы содержат аммиак и золу. Нормальная работа газовых приборов зависит от постоянства состава газа и числа вред. примесей.

^ Физико-химические показатели:

Число Воббе – отношение низшей теплоты сгорания к кв. корню из относит. плотности газа. Должно быть = 39400-52000.

Масса серы в 1 м3 газа меньше=0,02 г.

Объемная доля кислорода не больше 1%.

Масса мех. примесей в 1 м3 газа =0,001г.

Интенсивность запаха при содержании 1% в воздухе не менее 3 баллов.

По содержанию тяжелых углеводородов:

  1. сухие (тощие) менее 50 г/м3

  2. жирные (попутные и газоконденсатные более 150 г/м3

  3. промежуточные 50-150

Свойства компонентов природного газа.

Горючие компоненты:

  1. Метан – бесцв. нетоксичный газ без вкуса и запаха 25% Н2 и 75% С. При атм. давлении и Т=111К метан сжижается и его объем уменьш. в 600 раз. Сжиж. метан перспективное топливо. Вследствие содерж. в метане водорода имеется большое различие между высшей и низшей теплотой сгорания. Содерж метана до 98%, его с-ва опред. с-ва прир. газа. Метан обладает выс. жаропроизводительностью 2043С. Нормальная скорость распространения пламени в 6 раз меньше ск-ти распространения пламени водорода. Это препятствует проскоку пламени. Кроме метана в газе содерж. др. пред. и непред. СН. С увеличением числа атомов в молекуле возрастает их плотность и теплота сгорания. Например пентан при комнатной темп. – жидкость, пропан и бутан при комнат. темп. – газ, при повышении давления легко сжижается.

  2. СО – бесцветный газ без запаха и вкуса. С повышением содержания СО в газе пониж. теплота сгор. Явл-ся осн. горюч. компонентом генераторных и доменных газов. Жаропроизводительность 2370. Оказывает на организм токсическое действие, т.к. вступает во взаимодействие с гемоглобином крови. ПДК в возд. Помещении 2 мг/м3. При содерж. СО в возд. 0,5 % через 30 мин происходит смерть.

  3. Н2 – бесцветный нетоксичный газ без вкуса и запаха, в 1,5 раза легче воздуха. Газы с выс. содерж Н2 хар-ся выс. Скоростью распространения пламени.

Для газоснабжения применяют, как правило, сухие газы. Содержание влаги не должно превышать количества, насыщающего газ при t=20 °С (зимой) и 35 °С (летом). Влагосодержание насыщенного газа в зависи­мости от его температуры приведено в табл. 1.1. Если газ транспортируют на большие расстояния, то его предварительно осушают. Большинство искусственных газов имеет резкий запах, что облегчает обнаружить утечки газа из трубопр-в и арматуры. Природный газ не имеет запаха. До подачи в сеть его одорируют, т. е. придают ему резкий неприятный запах, который ощущается при концентрации в возд., равной 1%.

Запах токсичных газов должен ощущаться при концентрации, допускаемой санитарными нормами. Сжи­женный газ, используемый коммунально-бытовыми потребителями (по ГОСТ 20448—80*), не должен содержать сероводорода более 5 г на 100 м3 газа, а запах должен ощущаться при содержании в воздухе 0,5%. Концентрация кислорода в газообразном топливе не должна превышать 1%. При использовании для газоснабжения смеси сжиженного газа с воздухом концентрация газа в смеси составляет не менее удвоенного верхнего предела воспламеняемости. Физические характеристики и теплота сгорания некоторых газов приведены в табл. 1.2 и 1.3. Используя данные этих таблиц, можно рассчитать теплоту сгорания, плотность и другие характеристики газообразного топлива.

Для газоснабжения городов и промышленных предприятий в настоящее время широко применяют природные газы. Их добывают из недр земли. Они представляют собой смесь различных углеводородов метанового ряда. Природные газы не содержат водорода, оксида углерода и кислорода. Содержание азота и диоксида углерода обычно бывает невысоким. Газы некоторых месторождений содержат сероводород.

Природные газы можно подразделить на три группы:

1) газы, добываемые из чисто газовых месторождений. Они в основном состоят из метана и являются тощими или сухими. Тяжелых углеводородов (от пропана и выше) сухие газы содержат менее 50 г/м3;

2) газы, выделяемые из скважин нефтяных месторождений совместно с нефтью, часто называют попутными. Помимо метана они содержат значительное количество более тяжелых углеводородов (обычно свыше 150 г/м3) и являются жирными газами. Жирные газы представляют собой смесь сухого газа, пропан-бутановой фракции и газового бензина;

3) газы, добываемые из конденсатных месторождений, состоят из смеси сухого газа и паров конденсата, который выпадает при снижении давления (процесс обратной конденсации). Пары конденсата представляют собой смесь паров тяжелых углеводородов, содержащих Cs и выше бензина, лигроина, керосина).

Сухие газы легче воздуха, а жирные легче или тяжелее в зависимости от содержания тяжелых углеводородов. Низшая теплота сгорания сухих газов, добываемых в СССР, составля­ет 31000...38000 кДж/м3. Теплота сгорания попутных газов выше и изменяется от 38000 до 63000 кДж/м3. В табл. 1.4 приведены средние составы и характеристики природных газов некоторых месторождений СССР. На газобензиновых заводах из попут­ных газов выделяют газовый бензин, пропан и бутан, последние используют для газоснабжения городов в виде сжиженного газа. Сжиженные газы получают также из газов конденсатных месторождений.
^ 1.2. Добыча, обработка и транспорт природного газа. Принципиальная схема газотранспортной системы.

Добыча газа

Газовая скважина является основным элементом промыслов. Верх скважины называют устьем, низ — забоем. Бурят скважину быстровращающимся буром-долотом, который разрушает породы в забое. В настоящее время для этой цели применяют шарошечные долота, в которых шарошки, вращаясь вокруг своих осей, дробят и скалывают породу. В зависимости от привода различают роторное и турбинное бурение.

При роторном бурении двигатель расположен на поверхности земли, вращение от него передается долоту через промежуточные механизмы и колонну бурильных труб, имеющих диаметр 125... 150 мм. В качестве бурильных труб применяют цельнокатаные (бесшовные) трубы, изготовленные из высококачественных углеродистых и легированных сталей, со стенками толщиной 8... 11 мм. Трубы соединяют между собой замками на крупной конической резьбе. В верхней части бурильных труб устанавливают ведущую трубу, имеющую в поперечнике квадратное сечение. Эта труба проходит через ротор, укрепленный над устьем скважины. Ротор передает вращение от двигателя к ведущей трубе и далее к бурильным трубам. Бурильный инструмент (долото), бурильные трубы и ведущая труба подвешены на крюке талевой системы, с помощью которой можно осуществлять его подъем и спуск. Для подъема и разъединения труб имеется вышка. Во время бурения газовой скважины колонну труб непрерывно опускают (осуществляют подачу бурильного инструмента).

Насосом по бурильным трубам нагнетают промывочный раствор. Он проходит через специальные отверстия в долоте и направляется непосредственно в забой со скоростью 15... 30 м/с. В результате этого забой интенсивно омывается, а промывочный раствор по кольцевому зазору между бурильными трубами и стенками скважины выносит из забоя на поверхность земли частицы выбуренной породы. Из скважины промывочный раствор стекает по наклонному желобу (где из него осаждается выбуренная порода) и попадает в приемный чан, откуда буровым насосом его вновь подают в скважину. Плотность про­мывочного раствора должна превышать плотность воды на 20...40%. Промывочный раствор используют не только для выноса частиц породы из забоя: тонкий слой глины, которая входит в состав промывочного раствора, откладываясь на стенках скважины, укрепляет их и предохраняет от обвалов. Кроме того, промывочный раствор оказывает на продуктивный пласт давление, тем самым предохраняя скважину от преждевременных газовых выбросов.

^ Турбинное бурение отличается от роторного тем, что буровой двигатель (турбобур) опускают в скважину и крепят непосредственно над долотом. Турбобур вращается под действием промывочного раствора, который подают в него по бурильным трубам под большим давлением (в этом случае промывочный раствор является носителем энергии). В процессе бурения бурильные трубы остаются неподвижными, вращаются только вал турбобура и долото.

Стенки образовавшейся скважины укрепляют стальными обсадными трубами (рис. 2.2). Первую колонну обсадных труб называют кондуктором. В зависимости от геологического раз­реза трубы кондуктора диаметром 225...400 мм опускают на различную глубину, но обычно не ниже 300 м. Пространство между скважиной и колонной кондуктора заливают цементом до выхода последнего на поверхность. Это обеспечивает надежное крепление скважины, препятствует обрушению верхних наиболее рыхлых пород и предохраняет скважину от проникания в нее воды из верхних пластов.

Вторая колонна обсадных труб, опускаемая внутри кондуктора, является эксплуатационной с диаметром труб 125...200 мм. В большинстве слу­чаев ее опускают в продуктивный пласт. Рис. 2.2. Схема газовой скважины

I— колонна кондуктора; 2— эксплуатационная колонна 150 мм; 3— колонна фонтанных труб080 мм; 4— переводная катушка; 5—

коренная задвижка; 6— регулирующие штуцера; 7— башмак колонны; рп— пластовое давление; /?з— забой­ное давление; б — глубина вскрытия пласта; h—мощность пласта.

Пространство между эксплуатационной колонной и скважиной, начиная от низа колонны, заливают цементом с выходом его в кольцевое пространство между трубами на 20... 30 м. Обсадная колонна предохраняет скважину от обрушения и проникания в продуктивный пласт воды из верхних горизонтов, а также предохраняет газоносный пласт от потерь газа в вышележащие слои, если они состоят из пористых пород или имеют трещины. Верх эксплуатационной колонны крепят в колонной головке.

Забои скважины имеют закрытую и открытую конструкции. В первом случае пространство между породами и эксплуатационной колонной цементируют также и в пределах продуктивного пласта. После этого в колонну опускают специальный стреляющий аппарат (перфоратор), пули которого проходят через трубу, слой цемента и углубляются в породы, в результате чего осуществляется перфорация забоя. Забои скважины закрытой конструкции имеют преимущественное распространение. Если породы продуктивного пласта устойчивы (например, известняки), применяют забои открытой конструкции. В этом случае эксплуатационную колонну опускают в кровлю продуктивного пласта и цементируют, после чего бурят скважину в газоносном пласте на требуемую глубину.

Внутрь эксплуатационной колонны опускают колонну фонтанных труб, по которой происходит движение газа от забоя к устью скважины. Колонну фонтанных труб крепят в трубной головке, которую устанавливают на колонной головке. В зависимости от дебита скважины фонтанные трубы имеют различный диаметр (50... 100 мм). Скважины, имеющие высокое давление (более 8 МПа)-и большие дебиты (более 500 тыс. м3/сут), рекомендуется эксплуатировать через обсадные трубы. Если газ содержит сероводород, эксплуатацию скважины по обсадным трубам не производят вследствие корродирующего воздейст­вия газа на стенки труб. При добыче газа, содержащего сероводород, про­странство между фонтанными и обсад­ными трубами герметизируют в ниж­ней части специальным уплотнением, а в верхней части — с помощью саль­ника трубной головки. Добычу газа ве­дут по фонтанным трубам, которые в случае коррозии заменяют новыми.

На устье газовой скважины уста­навливают специальное оборудование, которое состоит из колонной головки, трубной головки и фонтанной армату­ры. Колонная головка служит для гер­метизации всех колонн обсадных труб, опущенных в скважину, и является опорой трубной головки. Трубная головка герметизирует кольцевое про­странство между последней колонной обсадных труб и фонтанными трубами и служит для подвески и укрепления фонтанных труб. Боковые отводы на трубной головке позволяют осуществ­лять необходимые операции: эксплуа­тацию скважины по кольцевому про­странству между фонтанными и обсад­ными трубами, нагнетание воды или раствора при глушении скважины, замеры давления газа в межтрубном пространстве, отбор проб газа и пр.

На трубной головке устанавли­вают фонтанную арматуру, по отво­дам которой происходит эксплуатация скважины. Фонтанная арматура бы­вает двух типов: крестовая и тройниковая. Крестовая удобнее в эксплуа­тации (малая высота, создание сим­метричной нагрузки на устье скважи­ны), монтировать ее проще. Тройниковую устанавливают в тех случаях когда газ имеет примеси, корродирую­щие арматуру (сероводород). Наи­большей коррозии подвергается трой­ник в месте поворота струи газа и перехода ее от вертикального движе­ния к горизонтальному. Газ отбирают через верхний отвод, а во время его ремонта — через нижний.

Регулировать работу скважины задвижками нельзя, так как это при­водит к их быстрому износу. Для соз­дания на скважину противодавления применяют штуцера, т. е. суженные отверстия (диаметром 1 ...40 мм), на которых дросселируется давление га­за. Для требуемого снижения давле­ния подбирают штуцер необходимого диаметра. По мере отбора газа давле­ние падает и штуцер заменяют дру­гим— большего диаметра. Дебит скважины назначают максимально до­пустимым. Он не должен превосхо­дить величины, при которой возмож­но разрушение забоя и, как следствие, вынос песка, а также подтягивание подвешенных вод. Кроме того, дебит должен быть таким, чтобы давление отбора газа было достаточным для транспортирования его к головной компрессорной станции.

Специфика эксплуатации газовых месторождений состоит в том, что весь добытый газ необходимо немедленно транспортировать к объектам потреб­ления. Поэтому при назначении режи­ма работы газовых скважин нужно учитывать подготовленность потре­бителей к использованию газа и режим их работы. Если вблизи городов, потребляющих газ, есть подземное хранилище, режим работы газовых промыслов может не соответствовать режиму потребления, так как избы­точный газ будут направлять в хра­нилище.

Отдельные скважины на газовых промыслах присоединяют газопрово­дами к коллекторам, которые закан­чиваются промысловой газораспределительной станцией. На выкидных ли­ниях после фонтанной арматуры уста­навливают предохранительные клапа­ны и манометры. Выкидные линии соединяют с сепараторами, в которых газ очищается от твердых и жидких механических примесей. Из сепара­тора газ поступает в газосборный коллектор. Количество добываемого газа измеряют счетчиком. В месте присоединения газоотводящей линии к. коллектору устанавливают задвиж­ку, обратный клапан и отвод с зад­вижкой для продувки газопровода. При прохождении через регули­рующий штуцер вследствие падения давления газ сильно охлаждается, поэтому необходимо принимать меры против образования гидратных и ледя­ных пробок. Кристаллогидратами на­зывают соединения углеводородов с водой, по внешнему виду напоминаю­щие лед. Для предохранения газопро­вода от закупоривания в него обычно подают метанол (метиловый спирт). Действие метанола заключается в том, что он образует с водяными парами раствор, который имеет низкую темпе­ратуру замерзания и легко может быть удален из газопровода. На промысловой газораспределительной станции газ вновь очищают в сепара­торах, осушают и производят его учет. Если газ содержит сероводород, тогда до подачи в магистральный газопровод его очищают от сероводо­рода. Из газораспределительной стан­ции газ поступает в головную ком­прессорную станцию или, если давле­ние отбора достаточно велико, непо­средственно в магистральный газопро­вод.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

1 Горючие газы (классификация, состав). Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и требования, предъявляемые к ним icon1. Горючие газы. Горючие газы, используемые для газоснабжения и требования,...
...

1 Горючие газы (классификация, состав). Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и требования, предъявляемые к ним iconРеальные газы Экспериментальные изотермы. Критическая точка
При высоких давлениях и достаточно низких температурах реальные газы конденсируются, т е переходят в жидкое состояние, чего принципиально...

1 Горючие газы (классификация, состав). Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и требования, предъявляемые к ним iconЖидкость, циркулирующая в кровеносной системе и переносящая газы...
Кровь жидкость, циркулирующая в кровеносной системе и переносящая газы и другие растворенные вещества, необходимые для метаболизма...

1 Горючие газы (классификация, состав). Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и требования, предъявляемые к ним iconБензин
В автомобилях применяются различные виды топлива, смазочных материалов и технических жидкостей (гсм). Некоторые из них содержат исключительно...

1 Горючие газы (классификация, состав). Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и требования, предъявляемые к ним iconЛеонтьев Москва "Физкультура и спорт"
Классификация и основные требования, предъявляемые к крейсерско-гоночным яхтам 57

1 Горючие газы (классификация, состав). Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и требования, предъявляемые к ним icon1. Экологическая деятельность Котласского района На территории Архангельской...
Значительный процент этих загрязнителей составляют выхлопные газы автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями. В состав газов...

1 Горючие газы (классификация, состав). Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и требования, предъявляемые к ним iconНефтегазовой отрасли содержание
Нефть горючая маслянистая жидкость, относящаяся к группе горных осадочных пород наряду с песками, глинами и известняками; отличается...

1 Горючие газы (классификация, состав). Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и требования, предъявляемые к ним iconТребования к Заемщикам
Требования, предъявляемые к субъектам малого и среднего предпринимательства для получения займа

1 Горючие газы (классификация, состав). Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и требования, предъявляемые к ним iconВопросы Классификация зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков...
Требования, предъявляемые фз №384 (ст 8), к проектированию и строительству зданий

1 Горючие газы (классификация, состав). Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и требования, предъявляемые к ним iconК итоговому междисциплинарному экзамену по специальности пгс на 2012-2013 учебный год
Классификация зданий по различным признакам Конструктивные элементы гражданских зданий, их краткая характеристика Требования, предъявляемые...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов