способ определения расхода транспортируемого газа через негерметичный затвор шарового крана запорно-регулирующей арматуры магистрального газопровода

Формула изобретения

1. Способ определения расхода транспортируемого газа через негерметичный затвор шарового крана запорно-регулирующей арматуры магистрального газопровода, заключающийся во вводе индикаторного газа в магистральный газопровод с последующей регистрацией индикаторного газа, отличающийся тем, что ввод индикаторного газа в магистральный газопровод проводят в полость корпуса шарового крана запорно-регулирующей арматуры и через определенное время выдержки измеряют концентрацию индикаторного газа в полости корпуса шарового крана, по которой определяют расход транспортируемого газа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед вводом индикаторного газа в полость шарового крана из него стравливают транспортируемый газ в атмосферу.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве индикаторного газа используют гексафторид серы, или четыреххлористый углерод, или гелий, или фреон, или радиоактивный изотоп метана.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что время выдержки задают от 1 ч до 7 суток.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед измерением концентрации индикаторного газа в полости корпуса шарового крана из него проводят отбор пробы с последующей ее транспортировкой за пределы взрывоопасной зоны.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед вводом индикаторного газа в полость корпуса шарового крана давление в полости шарового крана уравнивают с давлением трубопровода высокого давления.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед вводом индикаторного газа в полость корпуса шарового крана давление в полости шарового крана уравнивают с давлением трубопровода низкого давления.

8. Способ по п.2, отличающийся тем, что после ввода индикаторного газа в полость корпуса шарового крана давление газа в полости крана повышают до исходного значения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам и средствам транспортировки газа и может быть использовано для испытаний запорно-регулирующей арматуры магистрального газопровода.

Известен способ определения расхода транспортируемого газа через негерметичный затвор шарового крана запорно-регулирующей арматуры магистрального газопровода, принятый за прототип [А.Н.Калужских, «Контроль герметичности запорной арматуры компрессорной станции магистрального газопровода». Обзорная информация. Серия: «Транспорт и подземное хранение газа». М., 2003, с.30, 31].

Известный способ заключается во вводе индикаторного газа в магистральный газопровод с последующей регистрацией индикаторного газа.

Недостатком известного способа является низкая точность определения расхода.

В прототипе измерение расхода проводится времяпролетным способом, точность которого зависит от крутизны фронтов сигналов, полученных при регистрации метки (порции индикаторного газа). В прототипе индикаторный газ вводится в трубопровод высокого давления (перед задорно-регулирующей арматурой) и регистрируется в трубопроводе низкого давления, поэтому метка проходит все лабиринты шарового крана. В связи с чем крутизна фронтов зарегистрированного выходного сигнала будет низкой из-за размытости метки. А погрешность измерения расхода при этом достигает сотен процентов.

Техническим результатом, получаемым от использования изобретения, является повышение точности определения расхода транспортируемого газа через негерметичный затвор шарового крана запорно-регулирующей арматуры магистрального газопровода.

Данный технический результат достигается за счет того, что в известном способе, заключающемся во вводе индикаторного газа в магистральный газопровод с последующей регистрацией индикаторного газа, ввод индикаторного газа в магистральный газопровод проводят в полость корпуса шарового крана запорно-регулирующей арматуры и через определенное время выдержки измеряют концентрацию индикаторного газа в полости корпуса шарового крана, по которой определяют расход транспортируемого газа.

Кроме того, перед вводом индикаторного газа в полость шарового крана из него могут стравливать транспортируемый газ в атмосферу.

В качестве индикаторного газа используют гексафторид серы, или четыреххлористый углерод, или гелий, или фреон, или радиоактивный изотоп метана.

Время выдержки задают в интервале от 1 часа до 7 суток.

Перед измерением концентрации индикаторного газа в полости корпуса шарового крана из него проводят отбор пробы с последующей ее транспортировкой за пределы взрывоопасной зоны.

Перед вводом индикаторного газа в полость корпуса шарового крана давление в полости шарового крана уравнивают или с давлением трубопровода высокого давления или с давлением трубопровода низкого давления.

После ввода индикаторного газа в полость корпуса шарового крана давление в полости крана повышают до исходного значения.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства для реализации способа.

Схема устройства включает в себя трубопровод 1 высокого давления, корпус 2 шарового крана запорно-регулирующей арматуры, уплотнительное кольцо 3 шарового крана, трубопровод 4 низкого давления, четырехпозиционный вентиль 5, емкость 6 со сжатым индикаторным газом (например, гексафторидом серы), имеющая запорный вентиль 7, камеру 8 отбора проб, измеритель 9 концентрации индикаторного газа с регистратором 10.

Элементы 1 4 представляют собой магистральный трубопровод с запорно-регулирующей арматурой.

В первой позиции четырехпозиционного вентиля 5 полость корпуса 2 шарового крана соединяется с емкостью 6 со сжатым индикаторным газом (через вентиль 7), во второй - с атмосферой, в третьей - с камерой 8 отбора проб. В четвертой позиции вентиль 5 перекрывает полость корпуса 2 шарового крана.

Перед началом экспериментов измеритель 9 концентрации с регистратором 10 градуируются в единицах расхода для различных имитируемых протечек крана.

В начале экспериментов регистрируют исходное значение давления газа в полости корпуса 2 крана. Затем с помощью вентиля 5 транспортируемый по магистральному трубопроводу газ стравливается из полости корпуса 2 крана в атмосферу, поэтому давление газа внутри полости крана снижается до атмосферного. Поскольку объем полости мал, то нарушение экологической чистоты окружающей среды при этом не происходит.

Затем заполняют полость корпуса 2 крана индикаторным газом путем открывания вентиля 7 емкости 6 со сжатым индикаторным газом и устанавливают вентиль 5 в первую позицию. (Течение индикаторного газа в полости крана на чертеже показано пунктирной стрелкой, а транспортируемого - сплошной стрелкой). Далее повышают давление в полости крана до исходного значения.

После чего закрывают вентиль 7, а вентиль 5 устанавливают в четвертую позицию, в которой корпус 2 крана перекрыт.

Задают время выдержки исследуемого объекта, равное, например, 24 часам. После чего проводят отбор пробы путем установки вентиля 5 в третью позицию. Затем вновь перекрывают кран (четвертая позиция вентиля 5) и транспортируют пробу за пределы взрывоопасной зоны. (На чертеже процесс транспортировки пробы представлен стрелкой).

В заключительной стадии экспериментов измеряют концентрацию индикаторного газа в пробе измерителем 9 концентрации и регистрируют его показания регистратором 10.

По измеренной концентрации определяют массу газа, прошедшего через негерметичный затвор за время выдержки, и его расход.

По измеренному расходу газа судят о степени негерметичности (о величине протечки) испытуемой запорно-регулирующей арматуры.

Для определения конкретного места протечки крана (правая или левая прокладки) перед вводом индикаторного газа в полость крана уравнивают давления в полости крана и трубопроводе высокого давления.

При этом проходит испытания правая (выходная) прокладка крана.

Затем уравнивают давление в полости крана с давлением трубопровода низкого давления. Это позволяет проверить герметичность левой (входной) прокладки крана.

Для лучшего перемешивания индикаторного газа с транспортируемым газом уравнивание давлений в первом случае целесообразно проводить после ввода индикаторного газа в полость корпуса 2 шарового крана.

Способ и средства последовательного уравнивания давлений в полости корпуса 2 крана и трубопроводах высокого и низкого давлений не приводятся, поскольку являются ноу-хау заявителя.

Способ прошел испытания на шаровом кране межпромыслового газового коллектора ООО «Уренгойгазпром». Приведенная погрешность измерения расхода составила 5%.

Как уже отмечалось, погрешность прототипа в аналогичных условиях составляет сотни процентов.

Это подтверждает достижение поставленного технического результата.