Комплексное решение проблем безопасности при разработке месторождений углеводородов с применением компрессорного оборудования
Решена актуальная проблема повышения безопасности ведения работ, стоящая перед разработчиками нового компрессорного оборудования и технологий его применения при разработке месторождений природных углеводородов. Разработаны станции азотные мембранные винтовые передвижные АМВП для изоляции пожарных...
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2014
|
| Schriftenreihe: | Геотехнічна механіка |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137290 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Комплексное решение проблем безопасности при разработке месторождений углеводородов с применением компрессорного оборудования / А.Ф. Булат, Г.В. Кирик, В.Г. Шевченко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2014. — Вип. 119. — С. 3-13. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-137290 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1372902018-06-18T03:06:46Z Комплексное решение проблем безопасности при разработке месторождений углеводородов с применением компрессорного оборудования Булат, А.Ф. Кирик, Г.В. Шевченко, В.Г. Решена актуальная проблема повышения безопасности ведения работ, стоящая перед разработчиками нового компрессорного оборудования и технологий его применения при разработке месторождений природных углеводородов. Разработаны станции азотные мембранные винтовые передвижные АМВП для изоляции пожарных участков угольных шахт, ликвидации пожаров в горизонтальных тупиковых выработках, при ведении взрывных работ в горных выработках для создания инертной среды в месте производства взрыва, для предупреждения эндогенных пожаров в скоплениях угля, которые образовались в результате внезапных выбросов. Разработаны установки УКГ, предназначенные для утилизации шахтного газа действующих и закрытых шахт посредством сжигания его в специальной камере и предотвращения этим выделения в атмосферу вредного парникового газа - метана или его подачи на оборудование для энергетического применения (получения электричества и тепла). Разработаны азотные мембранные станции СДА, которые широко применяется в составе установок компримирования и подготовки углеводородов и систем перекачки для повышения безопасности процесса нефте- газодобычи и пневмоиспытаний газопроводов, предполагающих использование в качестве рабочей среды инертного газа-азота. Применение нового компрессорного оборудования: станций азотных мембранных винтовых передвижных АМВП в процессах добычи угля для предотвращения и тушения подземных пожаров, установок компрессорных газоутилизационных УКГ для утилизации шахтного метана и предотвращения его взрывов, азотных компрессорных станций СДА при бурении, освоении, интенсификации, ремонте газовых и нефтяных скважин, вскрытии продуктовых газо-нефтеносных пластов позволяет в комплексе решать проблему безопасности при разработке месторождений углеводородов. Вирішено актуальну проблему підвищення безпеки ведення робіт, що постає перед розробниками нового компресорного устаткування і технологій його застосування при розробці родовищ природних вуглеводнів. Розроблено станції азотні мембранні гвинтові пересувні АМВП для ізоляції пожежних ділянок вугільних шахт, ліквідації пожеж у горизонтальних тупикових виробках, при веденні підривних робіт у гірничих виробках для створення інертного середовища в місці вибуху, для попередження ендогенних пожеж у скупченнях вугілля, які утворилися в результаті раптових викидів. Розроблено установки УКГ, призначені для утилізації шахтного газу діючих і закритих шахт через спалювання його в спеціальній камері й запобігання цим виділення в атмосферу шкідливого парникового газу - метану або його подачі на устаткування для енергетичного застосування (одержання електрики й тепла). Розроблено азотні мембранні станції СДА, які широко застосовується в складі установок компримування й підготовки вуглеводнів і систем перекачування для підвищення безпеки процесу нафто- газовидобутку та пневмовипробувань газопроводів, які передбачають використання в якості робочого середовища інертного газу-азоту. Застосування нового компресорного устаткування: станцій азотних мембранних гвинтових пересувних АМВП у процесах видобутку вугілля для запобігання і гасіння підземних пожеж, установок компресорних газоутилізаційних УКГ для утилізації шахтного метану та запобігання його вибухів, азотних компресорних станцій СДА при бурінні, освоєнні, інтенсифікації, ремонті газових і нафтових свердловин, розкритті продуктових газо-нафтоносних пластів дозволяє в комплексі вирішувати проблему безпеки при розробці родовищ вуглеводнів. Solved an actual problem of increasing safety of work facing the developers of the new compressor equipment and technology of the application of it in the mining of natural hydrocarbons deposits. Developed plant nitrogen membrane screw mobile AMVP to isolate the fire zone of coal mines, fire suppression in the horizontal deadlock workings for blasting operations in the mine workings to create an inert environment at the place of the explosion, to prevent endogenous fires in clusters of coal, which formed as a result of sudden emissions. Designed the installation of the UKG intended for utilization of coal mine gas-sponding the action and closed mines through burning it in a special chamber and prevent this release of harmful greenhouse gas - methane or supply equipment for the energy use (electricity generation and heat). Nitrogen membrane designed station SDA, which is widely used in the composition of plants and preparation of hydrocarbons compression and pumping systems to improve the safety of the process of oil and gas production and pneumatic tests involving the use of gas as a working medium of the inert gas nitrogen. Application of the new compressor equipment: stations Nitrogen membrane screw mobile AMVP processes of coal for the prevention and suppression of underground fires, gas compressor units utilizing the UKG for SDA and prevent its explosions, nitrogen compressor stations at the SDA drilling, development, intensification, and maintenance of gas oil wells, opening the product gas reservoirs in the complex allows to solve the problem of security in the development of hydrocarbon deposits. 2014 Article Комплексное решение проблем безопасности при разработке месторождений углеводородов с применением компрессорного оборудования / А.Ф. Булат, Г.В. Кирик, В.Г. Шевченко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2014. — Вип. 119. — С. 3-13. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137290 [622.002.5:621.51/.54].001.5 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Решена актуальная проблема повышения безопасности ведения работ,
стоящая перед разработчиками нового компрессорного оборудования и технологий его применения при разработке месторождений природных углеводородов.
Разработаны станции азотные мембранные винтовые передвижные АМВП для изоляции
пожарных участков угольных шахт, ликвидации пожаров в горизонтальных тупиковых выработках, при ведении взрывных работ в горных выработках для создания инертной среды в
месте производства взрыва, для предупреждения эндогенных пожаров в скоплениях угля, которые образовались в результате внезапных выбросов.
Разработаны установки УКГ, предназначенные для утилизации шахтного газа действующих и закрытых шахт посредством сжигания его в специальной камере и предотвращения этим выделения в атмосферу вредного парникового газа - метана или его подачи на оборудование для энергетического применения (получения электричества и тепла).
Разработаны азотные мембранные станции СДА, которые широко применяется в составе
установок компримирования и подготовки углеводородов и систем перекачки для повышения безопасности процесса нефте- газодобычи и пневмоиспытаний газопроводов, предполагающих использование в качестве рабочей среды инертного газа-азота. Применение нового компрессорного оборудования: станций азотных мембранных винтовых передвижных АМВП в процессах добычи угля для предотвращения и тушения подземных пожаров, установок компрессорных газоутилизационных УКГ для утилизации шахтного
метана и предотвращения его взрывов, азотных компрессорных станций СДА при бурении,
освоении, интенсификации, ремонте газовых и нефтяных скважин, вскрытии продуктовых
газо-нефтеносных пластов позволяет в комплексе решать проблему безопасности при разработке месторождений углеводородов. |
| format |
Article |
| author |
Булат, А.Ф. Кирик, Г.В. Шевченко, В.Г. |
| spellingShingle |
Булат, А.Ф. Кирик, Г.В. Шевченко, В.Г. Комплексное решение проблем безопасности при разработке месторождений углеводородов с применением компрессорного оборудования Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Булат, А.Ф. Кирик, Г.В. Шевченко, В.Г. |
| author_sort |
Булат, А.Ф. |
| title |
Комплексное решение проблем безопасности при разработке месторождений углеводородов с применением компрессорного оборудования |
| title_short |
Комплексное решение проблем безопасности при разработке месторождений углеводородов с применением компрессорного оборудования |
| title_full |
Комплексное решение проблем безопасности при разработке месторождений углеводородов с применением компрессорного оборудования |
| title_fullStr |
Комплексное решение проблем безопасности при разработке месторождений углеводородов с применением компрессорного оборудования |
| title_full_unstemmed |
Комплексное решение проблем безопасности при разработке месторождений углеводородов с применением компрессорного оборудования |
| title_sort |
комплексное решение проблем безопасности при разработке месторождений углеводородов с применением компрессорного оборудования |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2014 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137290 |
| citation_txt |
Комплексное решение проблем безопасности при разработке месторождений углеводородов с применением компрессорного оборудования / А.Ф. Булат, Г.В. Кирик, В.Г. Шевченко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2014. — Вип. 119. — С. 3-13. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT bulataf kompleksnoerešenieproblembezopasnostiprirazrabotkemestoroždenijuglevodorodovsprimeneniemkompressornogooborudovaniâ AT kirikgv kompleksnoerešenieproblembezopasnostiprirazrabotkemestoroždenijuglevodorodovsprimeneniemkompressornogooborudovaniâ AT ševčenkovg kompleksnoerešenieproblembezopasnostiprirazrabotkemestoroždenijuglevodorodovsprimeneniemkompressornogooborudovaniâ |
| first_indexed |
2025-07-10T03:34:43Z |
| last_indexed |
2025-07-10T03:34:43Z |
| _version_ |
1837229393451155456 |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
3
УДК [622.002.5:621.51/.54].001.5
Булат А.Ф., акад. НАНУ, д-р техн. наук, профессор
(ИГТМ НАН Украины)
Кирик Г.В., д-р техн. наук,
(Концерн «Укрросметалл»)
Шевченко В.Г., д-р техн. наук
(ИГТМ НАН Украины)
КОМПЛЕКСНОЕ РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ
РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ С
ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПРЕССОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Булат А.Ф., акад. НАНУ, д-р техн. наук, професор
(ІГТМ НАН України)
Кирик Г.В., д-р техн. наук,
(Концерн «Укрросметал»)
Шевченко В.Г., д-р техн. наук, ст. наук. співроб.
(ІГТМ НАН України)
КОМПЛЕКСНЕ РІШЕННЯ ПРОБЛЕМ БЕЗПЕКИ ПРИ РОЗРОБЦІ
РОДОВИЩ ВУГЛЕВОДНІВ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ КОМПРЕСОРНОГО
УСТАТКУВАННЯ
Bulat A.F., Acad. NASU, D. Sc. (Tech.), Professor
(IGTM NAS of Ukraine)
Kirik G.V., D.Sc. (Tech.),
(Concern “Ukrrosmetall”)
Shevchenko V.G., D.Sc. (Tech.), Senior Researcher
(IGTM NAS of Ukraine)
INTEGRATED SOLUTIONS FOR THE SAFE-TIME DEPOSITS
PROCESSING HYDROCARBONS USING COMPRESSOR EQUIPMENT
Аннотация. Решена актуальная проблема повышения безопасности ведения работ,
стоящая перед разработчиками нового компрессорного оборудования и технологий его при-
менения при разработке месторождений природных углеводородов.
Разработаны станции азотные мембранные винтовые передвижные АМВП для изоляции
пожарных участков угольных шахт, ликвидации пожаров в горизонтальных тупиковых вы-
работках, при ведении взрывных работ в горных выработках для создания инертной среды в
месте производства взрыва, для предупреждения эндогенных пожаров в скоплениях угля, ко-
торые образовались в результате внезапных выбросов.
Разработаны установки УКГ, предназначенные для утилизации шахтного газа дейст-
вующих и закрытых шахт посредством сжигания его в специальной камере и предотвраще-
ния этим выделения в атмосферу вредного парникового газа - метана или его подачи на обо-
рудование для энергетического применения (получения электричества и тепла).
Разработаны азотные мембранные станции СДА, которые широко применяется в составе
установок компримирования и подготовки углеводородов и систем перекачки для повыше-
ния безопасности процесса нефте- газодобычи и пневмоиспытаний газопроводов, предпола-
гающих использование в качестве рабочей среды инертного газа-азота.
© А.Ф. Булат, Г.В. Кирик, В.Г. Шевченко, 2014
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
4
Применение нового компрессорного оборудования: станций азотных мембранных винто-
вых передвижных АМВП в процессах добычи угля для предотвращения и тушения подзем-
ных пожаров, установок компрессорных газоутилизационных УКГ для утилизации шахтного
метана и предотвращения его взрывов, азотных компрессорных станций СДА при бурении,
освоении, интенсификации, ремонте газовых и нефтяных скважин, вскрытии продуктовых
газо-нефтеносных пластов позволяет в комплексе решать проблему безопасности при разра-
ботке месторождений углеводородов.
Ключевые слова: безопасность, разработка месторождений углеводородов, компрес-
сорное оборудование.
Повышение безопасности ведения работ является актуальной научно-
прикладной проблемой, стоящей перед разработчиками нового компрессорного
оборудования и технологий его применения при разработке месторождений
природных углеводородов [1-3].
Специалистами концерна «Укрросметалл» на протяжении ряда лет прово-
дятся фундаментальные исследования, направленные на совершенствование
конструкций и разработку нового компрессорного оборудования применяемого
в технологиях добычи угля, метана, нефти и газа [4-9].
Одним из наиболее успешных технических решений для повышения безо-
пасности ведения горных работ в шахтах является применение азотных устано-
вок. Азотные установки разработки концерна «Укрросметалл» используют:
- при изоляции пожарных участков, а также при изоляции в сочетании с раз-
ными способами ускорения процесса охлаждения очага пожара (рециркуляция,
периодическое изменение направления движения пожарных газов и т.д.), для
предупреждения взрывов и прекращения горения;
- при ликвидации пожаров в горизонтальных тупиковых выработках любой
длины, в случае подачи азота в тупиковую часть по трубопроводу (возможен
вариант подачи азота через вентиляторы местного проветривания и венти-
ляционные трубопроводы);
- при ведении взрывных работ в горных выработках для создания инертной
среды в месте производства взрыва;
- для предупреждения эндогенных пожаров в скоплениях угля, которые об-
разовались в результате внезапных выбросов или по другим причинам.
Изучив мировую практику получения инертных газовых сред, технические
решения, применяемые ведущими разработчиками аналогичного оборудования,
специалисты концерна «Укросметалл» разработали проект азотной мембранной
винтовой передвижной станции АМВП-15/0,7СУ1 (рис. 1, табл. 1).
Конструктивно станция состоит из модуля компрессорного агрегата, модуля
подготовки сжатого воздуха, модуля газоразделительного, модуля системы ав-
томатики и управления, полуприцепа-контейнеровоза.
Принцип работы станции следующий. Атмосферный воздух, пройдя очист-
ку в воздушном фильтре, всасывается винтовым компрессором и сжимается до
оптимального давления газоразделения в модуле компрессорного агрегата. По-
сле этого сжатый воздух подается в блок подготовки воздуха для очистки,
осушки и охлаждения. Подготовленный воздух далее поступает в газораздели-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
5
тельный мембранный блок, в котором на молекулярном уровне происходит
разделение воздуха на азот потребителю и пермеат (воздух с повышенным со-
держанием кислорода) сбрасываемый в атмосферу.
Рисунок 1 - Станция азотная мембранная винтовая передвижная
Таблица 1 - Основные технические характеристики станции АМВП-15/0,7 СУ1
Наименование параметра Единицы из-
мерения
Значение или харак-
теристика
Объемная производительность станции по азоту, при-
веденная к нормальным условиям м3/с (м3/мин) 0,25±0,033 (15±2)
Давление изб. азота на выходе, не более МПа (кгс/см2) 0,7 (7)
Чистота азота на выходе из станции % 95+3
Мощность, потребляемая станцией, не более кВт 350
длина мм 13540
ширина мм 2500 Габаритные размеры станции, не более
высота мм 4000
Масса станции в объёме поставки,
не более кг 30000
Шасси станции полуприцеп-
контейнеровоз
Напряжение питания В 6000
Преимуществами мембранных газоразделительных установок являются
низкие начальные капиталовложения, низкая стоимость обслуживания; не-
большие энергозатраты в процессе эксплуатации, простота в обслуживании,
надёжность, автоматизация, гибкость в выборе режимов работы, возможность
отслеживания основных рабочих параметров станции с центрального компью-
тера через Интернет.
Основным преимуществом применения азотной станции является отсутст-
вие необходимости привязки к источникам какого-либо огнетушащего средст-
ва, мобильность и высокая маневренность. Азотная станция, прежде всего, рас-
считана на применение в условиях затруднённого доступа к очагу пожара. Это
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
6
является гарантией того, что при тушении пожара будет обеспечена непрерыв-
ная подача инертной среды.
Азотными станциями АМВП-15/0,7СУ1 укомплектованы большинство гор-
носпасательных отрядов Украины. Они успешно используются при пожароту-
шениях на шахтах Украины. Данные о показателях внедрения станций азотных
мембранных винтовых передвижных АМВП-15/0,7 У1 по состоянию на май
2014 года приведены в табл. 2.
Таблица 2 – Показатели внедрения станций АМВП-15/0,7 У1
№ п/п Наименование Год ввода в
эксплуатацию Наработка, ч Произведено азота, м3
1 1 ВГСО 2005 1850 1 635 240
2 3 ВГСО 2005. 3980 3 480 000
3 4 ВГСО 2005 271 220 000
4 5 ВГСО 2005. 2517 2 265 300
5 6 ВГСО 2007 736 652 400
6 7 ВГСО 2004 760 665 000
7 8 ВГСО 2005 1086 946 800
8 Львовско-Волынское ВГСО 2004 2645 2 360 600
9 ОВГСО 2004 420 350 585
В военизированных горноспасательных отрядах (1 ВГСО г. Горловка, 3
ВГСО г. Макеевка, 4 ВГСО г. Луганск, 5 ВГСО г. Красный Луч, 6 ВГСО г. То-
рез, 7 ВГСО г. Краснодон, 8 ВГСО г. Павлоград, Львовско-Волынском ВГСО г.
Червоноград, ОВГСО г. Донецк) внедрены станции азотные мембранные вин-
товые передвижные АМВП-15/0,7 У1 в количестве 9 станций производительно-
стью 15 м3/мин. Станции эксплуатируются с 2004 года. Станции АМВП-15/0,7
У1 применены для тушения пожаров на шахтах ОП «Шахта им. М.И. Калинина
ГП «ДУЭК, ПАО «Шахта им. А.Ф. Засядько», шахта им. Ф.Э. Дзержинского ГП
«Ровенькиантрацит», УК «Краснолиманская». Всего станциями произведено
12 625 325,00 м3 азота. Общая наработка составила 12536 часов. Фактический
экономический эффект, полученный за 10 лет эксплуатации 9 станций АМВП-
15/0,7 У1, только за счет сохранения оборудования и ликвидации потерь в до-
быче угля составил около 2 млрд. грн, при этом было сохранено более 1000 рабо-
чих мест.
Одним из перспективных направлений деятельности Концерна «Укрросме-
талл» является разработка и поставка оборудования, предназначенного для
утилизации и когенерации шахтного газа-метана. Извлечение метана с помо-
щью систем утилизации позволяет решить не только проблему безопасности
шахтеров, но и снизить выбросы парниковых газов. Предприятия имеют воз-
можность продавать полученные единицы сокращения выбросов на междуна-
родном рынке за счет реализации Киотского протокола.
В 2008 году разработана и поставлена первая в Украине единичная партия
установок, предназначенных для утилизации шахтного газа-метана, которые
нашли свое применение на ряде шахт Украины. Установки обеспечивают отка-
чивание газа из шахты и его утилизацию через сжигание, а также подачу потре-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
7
бителю для энергетического применения без использования традиционных
жидкостно-кольцевых вакуумных насосов ВВН.
Установка компрессорная газоутилизационная УКГ-5/8 (рис. 2) предназна-
чена для утилизации шахтного газа действующих и закрытых шахт посредст-
вом сжиганиия его в специальной камере и предотвращения этим выделения в
атмосферу вредного парникового газа - метана или его подачи на оборудование
для энергетического применения (получения электричества и тепла).
Рисунок 2 - Установка компрессорная газоутилизационная УКГ-5/8
Основными потребителями установки являются предприятия угольной про-
мышленности. Оборудование установки размещается в 20-ти футовом контей-
нере, выполненном в шумозаглушенном и утепленном исполнении. Контейнер
защищает оборудование от механических повреждений и воздействия окру-
жающей среды.
Установка УКГ-5/8 состоит из машинного отделения, отделения камеры
сжигания, распределительного отделения, трубы факела, контейнера, системы
автоматического управления, защиты и контроля.
Взрывозащищенность установки обеспечивается следующими конструктив-
ными решениями:
- непрерывным контролем содержания метана в воздухе машинного отделе-
ния и шкафа газоанализатора. При регистрации датчиками метана в любом из
этих помещений концентрации 0,5 % (10 % НКПВ) включается аварийная сиг-
нализация и принудительная вентиляция помещения. При концентрации метана
1 % происходит аварийное отключение электропитания всей установки;
- непрерывным контролем состава метано-воздушной смеси на входе в ус-
тановку. Пуск установки будет разрешен лишь при содержании метана с кон-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
8
центрацией 25 % и более;
- использованием взрывозащищенного электрооборудования установки;
- применением сертифицированных пламепреградителей совместно с датчи-
ками температуры.
Установка выполнена для автоматической непрерывной эксплуатации без
постоянного надзора, пусковой процесс полностью автоматизирован, тем не
менее, при необходимости, конструкция установки позволяет производить за-
пуск и в ручную, ведется контроль и запись всех необходимых параметров
(температуры, давления, количества утилизированного метана) для реализации
проекта утилизации в рамках Киотского протокола, установлена система уда-
ленного мониторинга.
Установка может работать самостоятельно с электроснабжением от общей
энергосети либо от газовой контейнерной теплоэлектростанции. В этом вариан-
те газ на контейнерную теплоэлектростанцию подается от установки, а излиш-
нее количество газа сжигается в самой установке (рис. 3). В зависимости от ме-
танообильности дегазационных скважин отсасывание газа может осуществ-
ляться одной или несколькими параллельно работающими установками. При
этом система управления высшего уровня будет автоматически регулировать
работу установок, отключая или включая каждую из них в зависимости от рас-
хода газа.
Рисунок 3 - Схема энергетического использования установки УКГ-5/8
Данные о показателях внедрения установок компрессорных газоутилиза-
ционных УКГ-5/8 по состоянию на май 2014 года приведены в табл. 3.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
9
Таблица 3 – Показатели внедрения установок УКГ-5/8
№
п/п Наименование
Год
ввода в
экс-
плуа-
тацию
Нара
бот-
ка, ч
Утили-
зировано
метана,
млн. м3
В настоящее
время
1
Шахта Молодогвардейская Краснодон-
уголь ПАТ 2013 3630 1175 501
в эксплуата-
ции
2
Шахта Молодогвардейская Краснодон-
уголь ПАТ 2008
3060
8
11 008
912
в эксплуата-
ции
3 Шахта Самсоновская-Западная 2009
2292
2 9442 666
в эксплуата-
ции
На шахтах «Молодогвардейская», «Самсоновская-Западная» ПАО «Красно-
донуголь» внедрены установки компрессорные газоутилизационные УКГ-5/8 в
количестве 3-х установок производительностью 1551 м3/ч. Установки эксплуа-
тируются с 2008 года. Всего при помощи установок утилизировано
21 627 079,00 м3 газа метана. Общая наработка составила 57160 часов. Факти-
ческий экономический эффект, полученный за 6 лет эксплуатации 3-х устано-
вок УКГ-5/8, за счет снижения эмиссии метана в атмосферу, реализации поло-
жений Киотского протокола составил около 20 млн. грн.
Для повышения безопасности процесса нефтедобычи и пневмоиспытаний
газопроводов широко используется в качестве рабочей среды инертный газ-
азот. Инертную газовую среду (90-95 % азота) получают путем мембранного
разделения атмосферного воздуха. После предварительного сжатия и подготов-
ки воздух в мембранном блоке разделяется на кислород и азот. Кислород уда-
ляется в атмосферу, инертная смесь подается в скважину или газопровод.
Для обеспечения потребностей в сжатом азоте предназначены передвижные
станции СДА разработки АО «НПАО ВНИИкомпрессормаш» концерна «Ук-
рросметалл», отличающиеся наличием разделительного мембранного блока.
Основной ряд азотных компрессорных станций приведен на рис. 4.
Рисунок 4 - Классификация азотных компрессорных станций высокого давления
Азот, производимый компрессорным оборудованием, в нефтегазовой про-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
10
мышленности применяется в качестве контролируемой нейтральной атмосферы
для поддержания внутрипластового давления и увеличения добычи продукта.
Газообразный азот используется в качестве безопасного агента для обеспечения
взрыво-пожаробезопасности при:
- бурении, освоении, интенсификации, ремонте газовых и нефтяных сква-
жин;
- газлифтном способе добычи нефти и запуске скважин;
- вскрытии продуктовых газо-нефтеносных пластов;
- продувке, ремонте и пневмоиспытаниях нефте- и газопроводов, емкостно-
го и промышленного функционального оборудования, как стационарного, так и
передвижного;
- хранении, транспортировке и перевалке углеводородов (для поддержания
заданного давления в резервуарах с нефтью и газом).
Азотные мембранные станции и установки широко применяется в составе
установок компримирования и подготовки углеводородов, систем перекачки
СУГ, электростанций с водородным охлаждением генераторов мощностью бо-
лее 200 МВт.
Разработаны следующие модификации:
- АМВП – передвижные, в контейнерном исполнении, смонтированы на базе
стандартных прицепов и полуприцепов – контейнеровозов, полнокомплектные,
(см. рис. 1);
- СДА – передвижные, в контейнерном исполнении, смонтированы на базе
автомобиля повышенной проходимости, полнокомплектные, автономные.
Применение технологий разработки с использованием методов поддержания
пластового давления может обеспечить повышение газоотдачи на 10-15 %, а
конденсатоотдачи на 20-30 %.
Острая актуальность проблемы текущего состояния энергоресурсов в Ук-
раине обусловила определение путей повышения интенсификации пластового
давления с использованием современных вторичных технологий активного
воздействия на пласт. В частности, на Котелевском газоконденсатном месторо-
ждении реализуется проект по использованию газообразного азота, полученно-
го из атмосферного воздуха непосредственно на месте его применения.
В результате было изготовлена компрессорная станция блочно-модульного
исполнения для круглосуточного производства 50 000 м3/сутки газообразного
азота для сайклинг процесса (рис. 5).
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
11
1 - модуль компрессора среднего давления, 2 - модуль подготовки сжатого воздуха, 3 - мо-
дуль газоразделительный, 4 - модуль компрессора высокого давления
Рисунок 5 – Упрощенная схема работы азотной станции
Данный комплекс оборудования обеспечивает получение из атмосферного
воздуха газообразного азота концентрацией не менее 99 % с его последующей
закачкой в скважину газоконденсатного месторождения под давлением до 250
бар. Мониторинг и управление за работой всего оборудования производится с
единого удаленного пульта через систему высшего уровня с минимальным при-
сутствием персонала. Весь комплекс состоит из отдельных блок-боксов испол-
нения У1, соединенных между собой коммуникациями.
Применение нового компресорного оборудования: станций азотных мем-
бранных винтовых передвижных АМВП в процессах добычи угля для предот-
вращения и тушения подземных пожаров, установок компрессорных газоутили-
зационных УКГ для утилизации шахтного метана и предотвращения его взры-
вов, азотных компрессорных станций при бурении, освоении, интенсификации,
ремонте газовых и нефтяных скважин, вскрытии продуктовых газо-
нефтеносных пластов позволяет в комплексе решать проблему безопасности
при разработке месторождений углеводородов.
–––––––––––––––––––––––––––––––
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Докукин, A.B. Применение сжатого воздуха в горной промышленности / A.B. Докукин. - М.:
Госгортехиздат, 1962. - 348 с.
2. Воронецкий, А.В. Современные компрессорные станции / А.В. Воронецкий. - М.: Премиум
Инжиниринг, 2009.-445 с.
3. О проблемах пневмоэнергетического комплекса шахт / Б.А. Грядущий, Г.В. Кирик, А.Н. Ко-
валь [и др.] // Компрессорное и энергетическое машиностроение. - №1(11). – 2008. - С. 2-5.
4. Кирик, Г.В. Новые композиционные материалы: монография / Г.В. Кирик, В.Н. Радзиевский,
А.Д. Стадник. - Сумы: Университетская книга, 2011. - 310 с.
5. Теплообменные аппараты компрессорных установок. Исследования, конструкция, технология /
В.Н. Радзиевский, Г.В. Кирик, А.М. Лавренко, А.М. Котов - Сумы: Слобожанщина, 2007. – 317 с.
6. Бондаренко, Г.А. Компрессорные станции. Воздушные компрессорные станции: учебное посо-
бие / Г.А. Бондаренко, Г.В. Кирик. - Сумы: Сумский государственный университет, 2012. - 344 c.
7. Булат, А.Ф. Развитие научно-технических основ разработки и использования шахтного ком-
прессорного оборудования / А.Ф. Булат, Б.В. Бокий, Г.В. Кирик // Геотехническая механика. – 2014. –
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
12
Вып. 114. – С. 3-18.
8. Булат А.Ф. Энергоэффективные компрессорные машины в процессах добычи угля и метана /
А.Ф. Булат, Г.В. Кирик // Геотехническая механика. – 2014. – Вып. 115. – С. 3-15.
9. Булат А.Ф.Опыт разработки и внедрения шахтного компрессорного оборудования / А.Ф. Бу-
лат, Б.В. Бокий, Г.В. Кирик // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2014. – № 4. –
С.78-83.
REFERENCES
1. Dokukin A.V. (1962), Primenenie szhatogo vozduha v gornoy promyishlennosti [Using compressed
air in mining], Gosgortekhizdat, Moscow, SU.
2. Voronetsky A.V. (2009), Sovremenniye compressorniye stantsiyi [Modern compressor stations], Pre-
mium Engineering, Moscow, RU.
3. Gryaduschiy B.A., Kirik G.V. Koval A.N., Loboda V.V., Zharkov P.E. and Lavrenko A.M (2008),
«On the problems pneumoenergetic complex of mines», Compressor and power engineering, no. 1 (11), pp.
2-5.
4. Kirik G.V., Radzievskyi V.N. and Stadnik A.D. (2011), Noviye compozitsionniye materiali [New
composite materials], University Book, Sumy, UA.
5. Radzievskyi V.N., Kirik G.V., Lavrenko A.M. and Kotov A.M. (2007), Teploobmenniye apparaty
compressornykh ustanovok. Issledovaniye, constructsiya, technologiya [Heat exchangers compressor units.
Research, design, technology], Sloboda, Sumy, UA.
6. Bondarenko G.A. and Kirik G.V. (2012), Compressorniye stantsiyi. Vozdushniye compressorniye
stantsiyi [Compressor stations. Air compressor station], State University, Sumy, UA.
7. Bulat A.F., Bokij B.V. and Kirik G.V. (2014), «Development of scientific and technical bases of de-
velopment and use of mine compressor equipment», Geo-Teсhnical Mechanics, no. 114, pp 3-18.
8. Bulat A.F. and Kirik G.V. (2014), «Energy-effective compressor machines in the processes of booty
of coal and methane», Geo-Teсhnical Mechanics, no. 115, pp. 3-15.
9. Bulat A.F., Bokij B.V. and Kirik G.V. (2014), «Experience of development and introduction of mine
compressor equipment», Metallurgical and Mining Industry, no. 4, pp.78-83.
–––––––––––––––––––––––––––––––
Об авторах
Булат Анатолий Федорович, академик Национальной академии наук Украины, доктор техни-
ческих наук, профессор, директор института, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова
Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепропетровск, Украина, of-
fice.igtm@nas.gov.ua.
Кирик Григорий Васильевич, доктор технических наук, президент, Концерн «Укрросметалл»,
Сумы, Украина.
Шевченко Владимир Георгиевич, доктор технических наук, старший научный сотрудник, уче-
ный секретарь института, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной ака-
демии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепропетровск, Украина, V.Shevchenko@nas.gov.ua.
About the authors
Bulat Anatoly F., Academician of the National Academy of Science of Ukraine, Doctor of Technical
Sciences (D. Sc), Professor, Director of the Institute, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics un-
der the National Academy of Science of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, of-
fice.igtm@nas.gov.ua.
Kirik Grigory V., Doctor of Technical Sciences (D. Sc), President, Concern “Ukrrosmetall”, Sumy,
Ukraine.
Shevchenko Vladimir G., Doctor of Technical Sciences (D. Sc), Senior Researcher, Scientific Secretary
of the Institute, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences
of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, V.Shevchenko@nas.gov.ua.
–––––––––––––––––––––––––––––––
Анотація. Вирішено актуальну проблему підвищення безпеки ведення робіт, що постає
перед розробниками нового компресорного устаткування і технологій його застосування при
розробці родовищ природних вуглеводнів.
Розроблено станції азотні мембранні гвинтові пересувні АМВП для ізоляції пожежних
ділянок вугільних шахт, ліквідації пожеж у горизонтальних тупикових виробках, при веденні
підривних робіт у гірничих виробках для створення інертного середовища в місці вибуху,
mailto:office.igtm@nas.�
mailto:office.igtm@nas.�
mailto:V.Shevchenko@nas.gov.ua�
mailto:office.igtm@nas.�
mailto:office.igtm@nas.�
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
13
для попередження ендогенних пожеж у скупченнях вугілля, які утворилися в результаті рап-
тових викидів.
Розроблено установки УКГ, призначені для утилізації шахтного газу діючих і закритих
шахт через спалювання його в спеціальній камері й запобігання цим виділення в атмосферу
шкідливого парникового газу - метану або його подачі на устаткування для енергетичного
застосування (одержання електрики й тепла).
Розроблено азотні мембранні станції СДА, які широко застосовується в складі установок
компримування й підготовки вуглеводнів і систем перекачування для підвищення безпеки
процесу нафто- газовидобутку та пневмовипробувань газопроводів, які передбачають вико-
ристання в якості робочого середовища інертного газу-азоту.
Застосування нового компресорного устаткування: станцій азотних мембранних гвинто-
вих пересувних АМВП у процесах видобутку вугілля для запобігання і гасіння підземних
пожеж, установок компресорних газоутилізаційних УКГ для утилізації шахтного метану та
запобігання його вибухів, азотних компресорних станцій СДА при бурінні, освоєнні, інтен-
сифікації, ремонті газових і нафтових свердловин, розкритті продуктових газо-нафтоносних
пластів дозволяє в комплексі вирішувати проблему безпеки при розробці родовищ вуглевод-
нів.
Ключові слова: безпека, розробка родовищ вуглеводнів, компресорне устаткування.
Abstract. Solved an actual problem of increasing safety of work facing the developers of the
new compressor equipment and technology of the application of it in the mining of natural hydro-
carbons deposits.
Developed plant nitrogen membrane screw mobile AMVP to isolate the fire zone of coal mines,
fire suppression in the horizontal deadlock workings for blasting operations in the mine workings to
create an inert environment at the place of the explosion, to prevent endogenous fires in clusters of
coal, which formed as a result of sudden emissions.
Designed the installation of the UKG intended for utilization of coal mine gas-sponding the ac-
tion and closed mines through burning it in a special chamber and prevent this release of harmful
greenhouse gas - methane or supply equipment for the energy use (electricity generation and heat).
Nitrogen membrane designed station SDA, which is widely used in the composition of plants
and preparation of hydrocarbons compression and pumping systems to improve the safety of the
process of oil and gas production and pneumatic tests involving the use of gas as a working medium
of the inert gas nitrogen.
Application of the new compressor equipment: stations Nitrogen membrane screw mobile
AMVP processes of coal for the prevention and suppression of underground fires, gas compressor
units utilizing the UKG for SDA and prevent its explosions, nitrogen compressor stations at the
SDA drilling, development, intensification, and maintenance of gas oil wells, opening the product
gas reservoirs in the complex allows to solve the problem of security in the development of hydro-
carbon deposits.
Keywords: safety, mining of hydrocarbon deposits, compressor equipment.
Статья поступила в редакцию 15.09 .2014
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук В.Г. Шевченко
|