Добыча газа
В угольном подземном месторождении бурят скважины. В одной из них уголь поджигают, подавая воздух под давлением. Из другой скважины выходит газ. Но самым эффективным является добыча не искусственных, а природных газов (рис. 1-10-1).
Рис. 1-10-1. Схема газоснабжения:
1 — сводовые залежи газа; 2 — газовая скважина; 3 — задвижка; 4 — магистральный газопровод; 5 — газопровод высокого давления; 6 — компрессорные станции; 7 — ГРС (газораспределительная станция); 8 — ГРП (газораспределительный пункт); 9 — газопровод низкого давления; квартальная сеть; 10 — газовый стояк; 11 — распределительный трубопровод; 12 — дворовой газопровод; 13 — покрытие; 14 — трубопровод холодной воды; 15 — газовая колонка; 16 — трубопровод горячей воды; 17 — вытяжка из кухни; 18 — хранилище газа
Горючий газ по сравнению с другими видами топлива обладает рядом преимуществ. Он горит без дыма, золы, копоти. Транспортировать его можно на любые расстояния по трубам. А с углем — масса сложностей. Если он достаточно калориен, то его следует на глубине размельчить, подать вверх, загрузить железнодорожные вагоны, отвезти, разгрузить, подать к месту потребления и т. д. Ведь подземную газификацию угля не всюду применишь, и обходится она совсем не дешево. Природный газ требует в 20 раз меньше затрат труда и обходится в 12 раз дешевле по себестоимости.
В нашей стране большие запасы газа. Среди них и так называемые газогидраты — твердые молекулярные соединения газа и воды в соотношении 160:1. Но газогидраты залегают в основном в пластах вечной мерзлоты. Как отделить газ от воды в этих условиях, пока никто не знает. Скорее всего будущему поколению придется изучать эту проблему и осуществлять добычу в условиях возможного подтаивания пластов вечной мерзлоты. Пока используют газ, который выходит сам. Правда, до него еще следует добраться. Над газовым месторождением ставят буровые вышки. Скважины часто достигают глубины более 1000 м. При бурении сразу опускают так называемые обсадные трубы. Они предохраняют стенки скважин от разрушения и отделяют пласты, содержащие газ, от других пластов. Именно в нашей стране с конца 60-х годов в сверхмощных скважинах применяют для бурения колонны диаметром 200—300 мм. На свежем месторождении газ по скважине подымается сам — слишком велико подземное давление окружающих пластов. Но по мере истощения газу приходится помогать выбираться. Для этого в скважину закачивают воду. Есть и другие способы. Все слышали про газопровод Уренгой — Ужгород. Газопроводом века именуют эту магистраль длиной в 4500 км. Из них 959 км проложено по болотам, 794 раза строители преодолевали водные преграды.
Это совсем не просто. Газопровод приходится укладывать на дно рек и озер. Для этого земснаряды типа «Ямал» или «Самотлор» вынимали миллионы кубометров грунта. При преодолении Волги рыли траншеи глубиной в 16 м. Одновременно сваривали трубы в секции длиной до 200 м на суше. После сварки трубы покрывали изоляцией и к ним крепили доски вдоль «нитки». Эти доски предохранят изоляцию, когда к трубам присоединят чугунные грузы. Последние, словно якоря, не позволят всплыть трубам, когда по ним пустят газ. Всплыть?! Да. Краны поднимут готовую «нитку» труб и опустят ее на дно реки, водоема... в траншею. Эти траншеи-углубления высасывает со дна земснаряд. Вместе с илом воду по трубам транспортируют на нужное место. Кстати,таким образом намывают земляные плотины или берега при углублении русла или фарватера. Всего через Обь, Волгу, Днепр, Дон и другие реки уложено около 40 км газопроводов.
Добыча природного газа над месторождением обычно простирается на сотни километров. Скважины располагаются группами, что облегчает их обслуживание. У каждой группы — свой газосборный пункт. С него газ направляется на промысловую газораспределительную станцию. Здесь газ очищают от вредных примесей. Например, допускаемое количество сероводорода — 2 г на 100 м3. Особенно опасна вода. В зимнее время она может привести к перемерзанию труб. Полностью отделить воду не удается, и поэтому конденсатосборники есть на всей трассе от месторождения до дворового газопровода.
Самому газу не хватит сил попасть с месторождения в вашу газовую плиту. На газопроводе через каждые 100—150 км установлены компрессорные станции. На них восполняется упавшее давление газа. Главным агрегатом станции является компрессор. В переводе с латинского языка «компрессия» означает сжатие. Принцип работы центробежного компрессора легко понять, если к шпагату привязать гайку или гвоздь. При раскручивании груз будет стремиться занять возможное крайнее положение и натянет шпагат. Но частицы газа не привязаны. Их разгоняет быстро вращающаяся ось с радиальными лопатками. Направленно летящие частицы газа тормозят стенки корпуса компрессора, и тогда кинетическая энергия частиц тратится на их сжатие. Вращает ось компрессора обычно электромотор. Газопровод Уренгой — Ужгород имеет 40 таких компрессорных станций. Благодаря им на всей магистрали газопровода поддерживается единое давление газа, а значит, и скорость его движения.