За відсутності витрати через певну ділянку трубопроводу можна будувати висновки про повному перекритті прохідного перерізу труби закупоркою будь-якого виду (парафіном, гідратної пробкою, водою, будівельним сміттям).
Спосіб визначення місця утворення гідратної пробки, що полягає в тому, що з ділянки між краном і гідратною пробкою частину газу випускають, манометром вимірюють тиск у відключеному ділянці і. обсяг випущеного газу За отриманими даними будують графік залежності p/Z від Q де р - середній тиск у трубопроводі при випуску з нього газу обсягом Q; Z – середнє значення коефіцієнта стисливості газу за умов випуску газу. Потім за цим графіком визначають об'єм Q1 вільного газу в газопроводі з гідратом, що відповідає стандартному значенню тиску (р = 0,1 МПа). Потім відомими рівняннями визначають обсяг вільного газу, відстань від крана до гідратної пробки.
Недоліком зазначеного способу є низька точність виявлення місця утворення та обсягу гідратної пробки.
1. Для підвищення точності вимірювань необхідно мати великий діапазон зміни тиску в газопроводі від початкового р0 до кінцевого значення р1, що може призвести до:
- зміну обсягу гідратної пробки як через зміну тиску, так і, відповідно, зміну температури газу в газопроводі;
- можливості утворення крижаної пробки при подальшому значному зниженні тиску, яку згодом дуже важко видалити;
- похибки вимірювання об'єму випущеного газу, так як об'єм випущеного газу приводиться до усередненої величини діапазону зміни тиску та температури, який великий;
- зміни внутрішнього об'єму трубопроводу через деформацію стінок труб.
2. При побудові графікар/Z від Q не враховується вплив температури і тиску Z, крім того, приймається в розрахунках середнє значення Z, що також привносить певну похибку.
3. Тільки потім Q1 визначається за цим графіком, що також неминуче призводить до додаткової похибки визначення місця освіти та обсягу гідратної пробки.
Все вищеназване призводить до значної величини похибки щодо місця утворення та обсягу гідратної пробки.
Об'єм гідратної пробки визначають за довжиною протаювання снігового покриву, розташованого над газопроводом.
Пропонується визначення місця утворення та обсягу гідратної пробки, що перекриває повний переріз газопроводу, проводити наступним чином. З ділянки між закритим краном та гідратною пробкою виробляють випуск газу, вимірюють манометром тиск у відключеній ділянці. Перед випуском газу проводять закачування в простір між закритим краном і гідратною пробкою фіксованої кількості робочого агента, визначають відсутність відгуку тиску на іншому кінці ділянки трубопроводу, вимірюють час зміни тиску і температури в цьому просторі до граничних значень, як при закачуванні робочого агента, так і випуск газу. Для визначення обсягу гідратної пробки закачування фіксованої кількості робочого агента, випуск газу з ділянки між закритим краном і гідратною пробкою, вимірювання тиску та температури у відключеній ділянці, вимірювання часу зміни тиску та температури в цьому просторі до граничних значень, як при закачуванні робочого агента, так та при випуску газу, виробляють з обох боків гідратної пробки. Як робочий агент можна використовувати метанол, що одночасно сприяє розчиненню гідратної пробки.
При закачуванні робочого агента впорожнину і випуск газу з порожнини визначають відсутність відгуку тиску на іншому кінці ділянки трубопроводу, що говорить про перекриття гідратною пробкою повного перерізу трубопроводу.
При закачуванні робочого агента в порожнину та випуск газу з порожнини через зміни таких параметрів, як тиск Δр = = р1 - р0, температура ΔТ = Т1 - Т0, через відхилення реального газу від законів ідеального газу відбуватиметься зміна коефіцієнта стисливості ΔZ = Z0 – Z1.
Зміна обсягу простору між закритим краном і гідратною пробкою залежатиме від деформації металу труби ΔVм та зміни обсягу гідратної пробки ΔV г.п.
Причому перераховані вище зміни параметрів можуть бути визначені дослідно-розрахунковим шляхом, але важковизначені з достатньою точністю.
Крім того, трубопроводи монтуються з труб, що мають (в межах існуючих ГОСТ) різницю товщини стінки та діаметрів, овальність, деформацію, які вносять систематичну складову похибки щодо обсягу гідратної пробки.
У існуючому способі ця різниця не враховується, що призводить до додаткової похибки щодо місця і обсягу гідратної пробки.
З метою виключення впливу зазначених параметрів на точність визначення місця утворення та обсягу гідратної пробки пропонується компенсаційний метод визначення місця утворення та обсягу гідратної пробки, тобто пропонується спочатку підняти тиск (і, відповідно, температуру) у порожнині між закритим краном та гідратною пробкою шляхом закачування об'єму робочого агента V, потім зменшити тиск і температуру Газа у трубопроводі шляхом стравлювання газу на величину G.
Закачування робочого агента призведе до наступного:
- збільшення обсягу порожнини через деформацію труби;
- зміну об'єму порожнини через невизначену зміну об'єму гідратної пробки внаслідок зміни тиску та температури;
- при закачуванні робочого агента в залежності від наведених значень тиску і температури коефіцієнт стисливості в рівнянні змінюватиметься на величину ΔZ з позитивним або негативним знаком (залежно від розташування точки, що визначає робочі параметри газу в трубопроводі, на графіку зміни коефіцієнта стисливості тиску і температури) .
Потім здійснюють зниження тиску в порожнині шляхом стравлювання газу, що призведе до:
- зниження обсягу порожнини через деформацію труби;
- зміну об'єму порожнини через зміну об'єму гідратної пробки внаслідок зміни тиску та температури;
- ΔZ змінить знак на протилежний у порівнянні з процесом закачування робочого агента в порожнину;
- різниця в діаметрах та товщині стінок, овальності, деформації труб компенсується в процесі закачування робочого агента та стравлювання газу.
Таким чином, забезпечуючи рівномірне закачування робочого агента V/t1 = const і подальше скидання тиску шляхом рівномірного випуску газу, тобто G/t2 = const, і забезпечуючи приблизну рівність часу підйому тиску шляхом закачування рідини t1 і скидання тиску t2 шляхом наповнення газу і зміна відповідно, тиску від р0 до р1 і від р1 до ро і температури від T0 до Т1 і від Т1 до T0 можна стверджувати, що вищеназвані поправки компенсують один одного. Це твердження справедливе щодо об'ємів великих ємностей, і навіть при незначній різниці між р0 і р1 і за незначних швидкостях закачування V/t. Ще більш точним це твердження буде за надкритичного режиму випуску газу з порожнини.
Цедозволить отримати більш точні результати визначення місця утворення та обсягу гідратної пробки.
Об'єм порожнини V0 між краном і газовою пробкою до закачування рідини згідно з рівнянням Менделєєва-Клайперона
де R - універсальна постійна газова.
Після закачування з урахуванням впливу деформації труби та зміни об'єму гідратної пробки через зміну тиску та температури в порожнині, об'єм порожнини складе:
Після стравлювання газу G об'єм порожнини між закритим краном та гідратною пробкою буде:
Ділянка трубопроводу із закупоркою повного перерізу
Як видно з виразів вище, поправки на деформацію металу труби ΔVM (м 3 ) та зміна об'єму гідратної пробки ΔVг.п (м 3 ), зміна коефіцієнта стисливості Z входять з протилежними знаками і тому компенсуються. Різниця в діаметрах та товщині стінок, овальності, деформації труб також компенсується в процесі закачування робочого агента та наповнення газу.
Таким чином, здійснюється більш точне визначення обсягів порожнин V1, V2 з обох сторін гідратної пробки 4 (рисунок нижче).
Виробляючи зазначені маніпуляції з обох сторін гідратної пробки і знаючи обсяг ділянки трубопроводу Vу.т між двома кранами 1 і 2, переріз трубопроводу Sт.р можна більш точно визначити місце утворення гідратної пробки і її обсяг Vг.п в трубопроводі 3;
де l1 і l2 - відповідно відстань від гідратної пробки до 1 крана і до крана 2, м; Vу.т – обсяг ділянки трубопроводу між кранами, м 3 .