Использование атмосферного холода для повышения эффективности работы установки низкотемпературной сепарации газа Бованенковского НГКМ

Бованенковское нефтегазоконденсатное месторождение – гигантское газовое месторождение на полуострове Ямал в России расположено в 40 километрах от побережья Карского моря, в нижнем течении рек Сё-Яха, Мордыяха и Надуй-Яха. Бованенковское месторождение расположено в области сплошного развития вечной мерзлоты, мощностью до 200-250 м. Деятельный слой на заболоченных участках достигает 0,3-0,5 м и на песчаных – 1,0 м. В настоящее время месторождение только вступило в разработку, поэтому показатели разработки будет возможно оценить только через несколько лет. При проектировании разработки в сеноман-аптских отложениях выделено 2 эксплуатационных объекта [2]:

• 1.    – I эксплуатационный объект – сеноманская газовая залежь (ПК 1 );

• 2.    – II эксплуатационный объект – залежи ПК 910 , ХМ 1-2 , ТП 1-6 (базовая), ТП 7-11 .

В 2011 году введено в разработку УКПГ-2, в 2013 г. вводится УКПГ-1, а в 2014 г. – УКПГ-3.

Разработка месторождения начинается с эксплуатации аптских пластов (базовой залежи ТП_1- 6 и ТП 7-11 ), имеющих высокое начальное пластовое давление, низконапорная сеноманская залежь подключается в разработку при выравнивании устьевых давлений для компенсации падающей добычи газа из аптских отложений – предусмотрена реализация однонапорной лучевой системы сбора.

Каждый из объектов: сеноман (ПК 1 ), ПК 9-10 , ХМ_1-2, ТП_1-6, ТП_7-11 дренируется самостоятельной сеткой наклонно-направленных скважин. На основе анализа динамики производительности скважин, устьевых давлений предложена лучевая система сбора газа. Рекомендована технология подготовки газа к дальнему транспорту по методу НТС среднего давления с турбодетандерным агрегатом.

Для повышения эффективности работы УНТС Бованенковского НГКМ, применяется охлажденный атмосферный воздух. На протяжении

• 9 холодных месяцев воздух в условиях крайнего севера находиться при низких температурах, что делает более производительной УНТС [2].

В действительности на Бавоненковском НГКМ УКПГ ГП-2, охлаждение газа происходит за счет теплообменных аппаратов, аппаратов воздушного охлаждения (АВО), и основное понижение температуры газа при помощи Турбодетандерного агрегата.

Блок 20ТД-1 включает турбодетандерный агрегат (ТДА), который состоит из корпуса, в котором установлена сменная проточная часть с турбиной и компрессором.

Турбодетандерные агрегаты оснащены активным магнитным подвесом (АМП), включающим в свой состав шкаф управления (ШУМП). Данное устройство обеспечивает поддержание ротора ТДА в магнитном поле, отслеживает текущее положение ротора и компенсирует его перемещения путем воздействия (увеличения /уменьшения значения проте-кающеготока)_наэлектромагниты.

Газ осушенный с давлением 6,0÷5,8, 4,95÷4,75 и температурой минус 4÷30 °С подается в компрессор 20ТД-1, где дожимается до давления 8,0÷7,5, нагреваясь при этом до 18÷64 °С. Газ высокого давления из компрессоров с каждой технологической линии собирается в общий коллектор.

Из общего коллектора газ поступает на площадку аппаратов воздушного охлаждения, где охлаждается до температуры 2÷35 °С.

Аппараты подключены к трубопроводам подвода и отвода газа параллельно через отключающие шаровые краны.

Аппараты воздушного охлаждения 20ВХ-1 оснащены системой регулирования оборотов привода вентиляторов для управления температурой охлаждаемого газа [3]. С каждой площадки АВО газ осушенный по трубопроводам Ду400 собирается в два коллектора Ду1200 и с температурой 2÷35 °С направляется:

• 1.    В 1 год эксплуатации (2011 г.) на площадку теплообменников, где газ осушенный охлаждается в межтрубном пространстве 20Т-2 встречным потоком газ до температуры минус 2 ÷ минус 7 °С;

• 2.    В 2 ÷ 4 годы эксплуатации на ДКС-1, где дожимается до 11,8 МПа. После чего газ через краны узла подключения подается на охлаждение в 20Т-2 до температуры минус 2 ÷ минус 7 °С.

• 3.    Зимний период эксплуатации теплообменник 20Т-2 может отключаться, так как требуемая температура минус 2ºС может быть достигнута в АВО ДКС-1.

Охлаждение газа после компримирования на ДКС 1 очереди в проекте предусмотрено в блочномодульных аппаратах воздушного охлаждения (без рециркуляции нагретого воздуха) типа АВГБС-120. После АВО ДКС-1 газ возвращается на УКПГ (установку НТС) где происходит охлаждения газа в теплообменнике 20Т-2 до температуры минус 2ºС круглогодично, газ из технологических линий объединяется в общий коллектор и направляется на хозрасчётный узел замера газа и далее – в магистральный газопровод.

Включение в схему 20ВХ-1 позволяет значительно снизить потребляемую мощность ДКС-1.

На УКПГ ГП-2 Бованенковского НГКМ установлена партия, состоящая из 25 аппаратов воздушного охлаждения типа «Айсберг» на (1 модуль) в рамках стройки «Обустройство сеноман-аптских залежей Бованенковского НГКМ», входящей в мега-проект ОАО «Газпром» по комплексному освоению месторождений полуострова Ямал. В эти АВО внедрена новая система автоматизированного проектирования с использованием современного программного обеспечения: программы тепловых расчётов ХАСЕ [1].

После испытания аппарата воздушного охлаждения газа нового поколения типа «Айсберг», спроектированного силами конструкторской службы предприятия и изготовленного по техническим условиям, согласованным в ОАО «Газпром» и ООО «ВНИИГАЗ». По результатам проведенных испытаний «Айсберг» отвечает всем современным требованиям к аппаратам воздушного охлаждения. В ходе проведения установочных работ было отмечено удобство и простота монтажа этих аппаратов в сложных климатических условиях. Конструкция данного типа АВО была разработана с применением металлоконструкций с оцинкованным покрытием методом горячего оцинкования в повышенной заводской готовности. Аппарат состоит из двух модулей теплообменных секций и двух модулей опорных металлоконструкций, сборка которых в единый блок осуществляется по технологии штифтового соединения.