Способ удаления гидратных пробок

010044 Настоящее изобретение относится к способам удаления из труб гидратов, льда, воска и других отложений. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способам удаления отложений из трубопроводов с использованием индивидуальных толкающих скребков, в частности, к способам удаления отложений из длинных подводных трубопроводов. Гидраты представляют собой соединения клатратов, т.е. комплексы, образующиеся в результате реакции молекул воды с другими веществами, такими как углеводород, в которых связь молекулы воды НОН не разделена. В нефтяной и газовой промышленности проблема удаления гидратов является важной,поскольку гидраты могут закупорить трубопровод. Гидраты могут быть удалены посредством разгерметизации трубопровода, инжекции химических веществ в трубопровод или нагревания трубопровода. В частности, гидраты могут быть расплавлены при разгерметизации трубопровода или инжекции в трубопровод масляно-охлаждающей эмульсии, обычно моноэтиленгликоля (МЭГ) или метанола, смещающей точку плавления гидратов ниже температуры окружающей среды, либо посредством установки нагревающих труб или другого оборудования для нагрева. Лед также может быть удален указанными выше способами. Воск может быть расплавлен или растворен в органических растворителях, следовательно,инжекция органического растворителя в трубопровод является основным эффективным способом удаления воска. Указанные выше способы могут занимать очень много времени и оказаться неэффективными, если,например, подлежащие удалению гидратные пробки являются плотными или относительно длинными. Сложные проблемы с гидратами характерны для длинных подводных трубопроводов, проложенных на больших глубинах в холодной воде, поскольку в дополнение к таким отложениям как лед, воск и обломки пород первоначально теплая, текущая по трубопроводу жидкость охлаждается холодной морской водой, вследствие чего происходит конденсация, выпадение осадков и образование гидратов. На больших глубинах высокое гидростатическое давление снижает эффективность известных способов. В случае повреждения или выхода из строя установленного оборудования для контроля гидратов с применением МЭГ-инжекционной установки возможна сильная закупорка трубопровода гидратами. Если проход трубопровода полностью блокирован гидратами, то оказывается возможным удалить гидратную пробку посредством системы с толкаемым скребком, имеющей возвратную трубу или линию соединения с потоком жидкости, поскольку жидкость перед скребком должна быть удалена, чтобы избежать избыточного давления перед пробкой. Толкаемый скребок вводят в трубопровод посредством нагнетания жидкости за скребком, за счет чего скребок продвигается дальше в трубопроводе под действием упомянутого давления, создающего движущую силу за счет разницы давлений перед скребком и за ним. Известны толкаемые скребки со сложенной в бухту трубой, предназначенные как для доставки и возврата жидкости, так и для возврата трубы на бухту вместе с присоединенным к ней скребком. Введение в трубопровод и возврат скребков, присоединенных к трубе на бухте, становится более сложным делом, поскольку длина вводимого скребка и трубы с бухты возрастает, число изгибов растет, а также растет протяженность горизонтальных и наклонных секций в трубопроводе. Эти проблемы ограничивают применимость толкаемых скребков. Существуют возможности расширить область применения толкаемых скребков. Описание общей технологии применения скребков и толкаемых скребков раскрыто, в частности, в патенте США 6651744 В 1, являющемся прототипом настоящего изобретения. Аналоги описаны в патентах США 6315498 В 1, 6122791, 6343657 В 1 и 6260617 В 1. Все указанные публикации в настоящем описании приведены в качестве ссылки. Особые требования предъявляются к использованию толкаемого скребка для очистки от блокады гидратами длинных трубопроводов на большой глубине с сохранением упомянутых секций трубопровода для повторного использования. Недавно был предложен усовершенствованный скребок, который пригоден для упомянутых выше работ. Этот упомянутый скребок является предметом параллельной заявки на патент (публикация WO 2006/001707), которая объединена с настоящей заявкой как единое целое и на которую имеется ссылка в данном описании. Задачей настоящего изобретения является создание способа применения упомянутого толкаемого скребка, решающего указанные выше проблемы. Предметом настоящего изобретения является способ удаления из трубопроводов отложений, таких как гидратные пробки, включающий следующие этапы: введение в трубопровод толкаемого скребка,соединенного с возвратной линией; продвижение скребка вперед в трубопроводе посредством нагнетания жидкости в кольцевой зазор между трубопроводом и возвратной линией, при этом удаляемые отложения непрерывно или периодически поступают в возвратный поток, направляемый из области перед скребком через возвратную линию; отсоединение возвратной линии от скребка после удаления достаточного количества отложений, установка возвратной линии на прежнее место и продвижение скребка дальше по трубопроводу посредством нагнетания жидкости в место расположения скребка по мере возврата жидкости. Термин трубопровод в данном описании означает любую трубу, трубопровод или открытое отверстие с относительно постоянным поперечным сечением. Масляно-охлаждающая эмульсия или рас-1 010044 творитель, по мере необходимости, должны подаваться по отдельной питающей линии, или иными способами, такими как посредством смешивания с проталкивающей жидкостью или посредством их использования в качестве проталкивающей жидкости. Когда толкаемый скребок направлен вперед к месту закупорки или закрытому концу трубопровода, возвратная жидкость удаляется из пространства перед скребком вместе со сдерживающей движение жидкостью, осколками породы, небольшими кусками гидратов и т.п. с тем, чтобы избежать избыточного давления жидкости перед скребком. Если труба не полностью перекрыта или блокирована, то скребок может двигаться без удаления возвратной жидкости. В предпочтительном варианте гидратную пробку удаляют периодически с использованием оборудования,описанного в указанной выше параллельной заявке, относящейся к толкаемому скребку. Следовательно,в предпочтительном варианте удаление гидратной пробки происходит в том случае, когда толкаемый скребок наталкивается на препятствие в виде гидратов, мешающее продвижению скребка, в результате чего возрастает разностное давление на скребок и открываются отверстия или сопла для удаления гидратной пробки, растворенной за счет распыления растворителя. Удаление отложений означает в данном контексте удаление гидратов, льда, воска, осколков породы или других веществ, которые могут быть растворены смазочно-охлаждающей эмульсией, растворителем или переданы в потоке жидкости через трубопровод. К толкаемому скребку может быть присоединено другое оборудование, например оборудование для измерения толщины стенки трубы. Возвратной линией может быть любая труба или части труб, такие как секции стальных труб, гибкая труба, труба из композитов, усиленная труба или полимерная труба. Однако в предпочтительном варианте в качестве возвратной линии использована бухта с трубой, помещенная на единственную катушку и возвращаемая за счет движения катушки после того, как она будет полностью введена в трубопровод, а скребок будет отсоединен. Понятие бухта с трубой в данном описании означает любую металлическую трубу, композитную трубу, полимерную трубу, усиленную трубу или гибкую трубу, которая может быть намотана на катушку приемлемых размеров, которой можно управлять. Возвратная труба в предпочтительном варианте имеет такие размеры, которые позволяют ее полностью вернуть в исходное положение только после отсоединения скребка, в результате чего достигается существенная экономия трудозатрат, веса и стоимости. В предпочтительном варианте выполнения упомянутое отсоединение выполняют посредством подачи в упомянутую трубу под давлением шарика, благодаря которому выполняется разъединение упомянутого соединения, при этом в предпочтительном варианте упомянутый шарик остается в возвратной трубе после ее отсоединения от скребка. Термин шарик в данном описании означает любой шарик,цилиндр или предмет, который может быть направлен вниз в возвратную трубу для размыкания соединения, при этом упомянутый шарик в предпочтительном варианте остается в возвратной трубе. В предпочтительном варианте после отсоединения возвратной трубы в скребок вставляют пустую пробку с тем, чтобы заполнить отверстие, оставшееся после отсоединения возвратной трубы, и увеличить поперечное сечение канала для проталкивающей жидкости. Проталкивающая жидкость в предпочтительном варианте содержит смазочно-охлаждающую эмульсию или растворитель в концентрации, достаточной для удаления отложений. Следовательно,можно обойтись без отдельной линии для подачи смазочно-охлаждающей эмульсии или растворителя. В предпочтительном варианте проталкивающей жидкостью является МЭГ или метанол. В предпочтительном варианте выполнения давление между упомянутым кольцевым зазором и упомянутой возвратной линией является контролируемым, что позволяет управлять избыточным давлением за скребком и, следовательно, движущей силой с помощью насосов и приборов. В предпочтительном варианте на верхнем конце возвратной трубы установлен насос, удаляющий жидкость из возвратной трубы, благодаря чему уменьшается давление в переднем участке возвратной трубы, присоединенной в предпочтительном варианте через устройство управления к насосу, связанному с кольцевым зазором. В предпочтительном варианте выполнения возвратную жидкость контролируют таким образом,чтобы убедиться с помощью приборов или просто визуально, что возвратная жидкость в достаточной степени препятствует образованию гидратных пробок или других отложений. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения введение толкаемого скребка в трубопровод производят через соединительную трубу, идущую от пусковой камеры, соединенной с трубопроводом, к судну на поверхности, содержащему бухту с трубой, проталкивающую жидкость и средства для управления оборудованием и контроля жидкости. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения введение толкаемого скребка в трубопровод производят непосредственно в подводную пусковую камеру, соединенную с трубопроводом, трубой, подающей проталкивающую жидкость, и трубой с бухты, идущей от упомянутой пусковой камеры к судну на поверхности, содержащему бухту с трубой, проталкивающую жидкость и средство для контроля жидкости. В данном предпочтительном варианте трубой с проталкивающей жидкостью может являться труба с бухты, а введение толкаемого скребка в пусковую камеру может быть облегчено путем использования удаленного управляемого транспортного средства. В данном предпочтительном варианте могут быть снижены требования к оборудованию, например, за счет переноса стального стояка из спускаемой камеры в судно на поверхности.-2 010044 На фиг. 1 показан предпочтительный вариант выполнения способа согласно настоящему изобретению; на фиг. 2 - предпочтительный вариант выполнения способа согласно настоящему изобретению, демонстрирующий толкаемый скребок более детально. Фиг. 1 схематично демонстрирует систему в целом, в которой использован способ удаления отложений из трубопровода, согласно настоящему изобретению, на примере предпочтительного варианта его выполнения для удаления гидратных пробок. В трубопроводе 2 показан толкаемый скребок 1. Трубопровод 2 через секцию стояка 3 соединен с судном на поверхности 4. Толкаемый скребок 1 вводят в трубопровод 2 через стояк 3, подавая под давлением проталкивающую жидкость из судна 4. Проталкивающая жидкость перемещает толкаемый скребок вперед в трубопровод, а возвратную трубу 5 с бухты присоединяют к толкаемому скребку и вводят в трубопровод по мере продвижения вперед толкаемого скребка под действием проталкивающей жидкости. По возвратной трубе 5 подается возвратная жидкость с передней части толкаемого скребка 1. Поток жидкости показан стрелками, в том числе движение проталкивающей жидкости показано стрелками 6 по направлению к толкаемому скребку, а возвратный поток по линии с бухты показан темными стрелками 7. Стояк 3, обеспечивающий соединение судна на поверхности 4 с трубопроводом 2, имеет длину, равную глубине моря, которая может быть более 850 м. Стояк представляет собой, например, 6" стальной стояк. Стояк соединен, например, с вертикальной 12" пусковой установкой 8, которая в свою очередь присоединена к трубопроводу через, например, 12" трубопроводный вентиль 9. Судно оснащено оборудованием для управления трубой с бухты и для контроля жидкостей, таким как, например, одна 15 км катушка с бухтой с трубой, обдирочная машина, емкость для проталкивающей жидкости и насос, сливная емкость для возвратной жидкости, оборудование для обработки возвратной жидкости, световое оборудование и другое оборудование, которое используется на судах, работающих с трубопроводами. Толкаемый скребок движется вместе с трубой с бухты до тех пор, пока не будут удалены гидратные пробки и другие отложения. Растворение гидратных пробок и льда происходит под действием струи проталкивающей жидкости, содержащей масляно-охлаждающую эмульсию. В предпочтительном варианте в качестве проталкивающей жидкости используется моноэтиленгликоль (МЭГ). В другом варианте в качестве проталкивающей жидкости может быть использован метанол или любая масляно-охлаждающая эмульсия, способная растворять пробки, либо углеводородная жидкость или вода с достаточным содержанием масляно-охлаждающей эмульсии. Растворитель либо непрерывно подается через регулирующие клапаны или подобные устройства, создающие сквозные отверстия в корпусе скребка, либо подается периодически методом инжекции химических веществ. Жидкость с переднего края скребка возвращается по возвратной трубе 5. Устройство разбрызгивания растворителя в объеме перед толкаемым скребком может быть различной конструкции, при этом наиболее предпочтительными являются устройства, дающие возможность управлять давлением при разбрызгивании, например, открывая отверстия заданного размера для получения ряда значений давления перед толкаемым скребком. Когда пробки удалены, толкаемый скребок может быть отсоединен от трубы с бухты. Это достигается в предпочтительном варианте подачей под давлением шарика в возвратную линию, благодаря которому происходит отсоединение возвратной линии от толкаемого скребка, при этом шарик остается в возвратной линии. Затем возвратную линию с трубой с бухты возвращают в исходное положение посредством лебедки с двигателем, который в предпочтительном варианте воздействует на катушку с бухтой (привод катушки). Внутри трубопровода растворитель отсутствует, что обеспечивает безопасную подачу продукта после очистки трубопровода. Затем скребок подают вперед в приемную камеру пускового устройства в другом месте, продвигая ее вперед с потоком жидкости в трубопроводе. На фиг. 2 показан толкаемый скребок в процессе работы более подробно. Толкаемый скребок 1 вводят вперед в трубопровод 2 посредством проталкивающей жидкости 6, нагнетаемой в кольцевой зазор между внутренней стенкой трубопровода и возвратной линией 5. Гидратная пробка 11 перекрывает отверстие в трубопроводе перед толкаемым скребком. Некоторое количество проталкивающей жидкости проходит через толкаемый скребок 1 сквозь каналы или отверстия 12. Для того чтобы избежать избыточного давления перед толкаемым скребком, возвратная жидкость выходит по линии 5, как обозначено стрелкой 7. Со ссылкой на фиг. 1 и 2 рассмотрен предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения. Однако возможны другие варианты, например вариант без присоединения трубы, подобной стальному стояку, а вместо этого развертывание и введение толкаемого скребка с возвратной линией непосредственно в камеру пускового устройства, при этом жидкость подают по отдельной линии, идущей отдельно от судна на поверхности к устройству запуска скребка. Следовательно, можно обойтись без стального стояка, а необходимый объем проталкивающей жидкости может быть уменьшен, что является выгодным, например, на очень больших глубинах. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ удаления из трубопроводов отложений, таких как гидратные пробки, в котором вводят в-3 010044 трубопровод толкаемый скребок, соединенный с возвратной линией; продвигают скребок вперед в трубопроводе посредством нагнетания жидкости в кольцевой зазор между трубопроводом и возвратной линией, при этом удаляемые отложения непрерывно или периодически поступают в возвратный поток, направляемый из области перед скребком через возвратную линию; отсоединяют возвратную линию от скребка после удаления достаточного количества отложений; устанавливают возвратную трубу на прежнее место и продвигают скребок дальше по трубопроводу посредством нагнетания жидкости в место расположения скребка по мере возврата жидкости, причем отсоединение выполняют посредством подачи под давлением шарика в возвратную линию, при этом осуществляется разъединение упомянутого соединения и шарик оставляют в возвратной линии после ее отсоединения от скребка. 2. Способ по п.1, в котором возвратную линию выполняют в виде бухты с трубой, выполненной из металла или композитного материала. 3. Способ по п.1, в котором возвратную линию выполняют в виде бухты с трубой, которая удерживается на отдельной катушке и возвращается на катушку посредством привода катушки при полном ее введении в трубопровод при отсоединенном скребке. 4. Способ по п.1, в котором после отсоединения возвратной линии в скребок вставляют пустую пробку для перекрытия отверстия, образовавшегося после отсоединения возвратной линии. 5. Способ по п.1, в котором проталкивающая жидкость содержит масляно-охлаждающую эмульсию или растворитель в концентрации, достаточной для удаления отложений. 6. Способ по п.1, в котором проталкивающую жидкость выполняют в виде моноэтиленгликоля или метанола. 7. Способ по п.1, в котором давление между кольцевым зазором и упомянутой возвратной линией контролируют для управления избыточным давлением перед скребком и, следовательно, движущей силой. 8. Способ по п.1, в котором возвратную жидкость контролируют с тем, чтобы убедиться, что жидкость в достаточной степени препятствует образованию гидратных пробок или других отложений. 9. Способ по п.1, в котором толкаемый скребок вводят в трубопровод через соединительную трубу,проходящую от пусковой камеры, соединенной с трубопроводом, к судну на поверхности, содержащему бухту с трубой, проталкивающую жидкость и средства для управления оборудованием и для контроля жидкости. 10. Способ по п.1, в котором толкаемый скребок в трубопровод вводят непосредственно через подводную пусковую камеру скребка, соединенную с трубопроводом, трубой подачи проталкивающей жидкости и трубой с бухты, проходящих от пусковой камеры к судну на поверхности, содержащему бухту с трубой, проталкивающую жидкость и средства для управления оборудованием и для контроля жидкости.