Гарри Манджиев

«Повышение производительности нефте- и нефтепродукто- проводов снижением гидравлического сопротивления, повышения экономической эффективности транспорта углеводородов».

Recommended Posts

Здравствуйте уважаемые форумчане!

 

Решил разместить информацию в данном разделе форума и в соседнем: «транспортировка и хранение газа, нефти и нефтепродуктов», потому как данное ноу-хау одинаково применимо как для магистральных, промысловых нефтетрубопроводов, так и для нефтепродуктопроводов.

В целях предметного разговора, в личной переписке, будет дана более подробная информация.

 

«Повышение производительности нефте- и нефтепродукто- проводов снижением гидравлического сопротивления, повышения экономической эффективности транспорта углеводородов».

 

Актуальность проблемы. В нефтедобывающих регионах в результате длительной разработки нефтяных месторождений исчерпываются запасы «легких» нефтей с малой вязкостью и плотностью. Происходит постепенный переход на добычу высоковязких нефтей с повышенным содержанием асфальтено-смолистых веществ (АСВ) и твердых парафинов. Кроме того, в связи с существенным ростом объемов применяемых технологий повышения

нефтеотдачи, основанных на заводнении, добыча нефти сопровождается существенным увеличением в составе скважинной продукции пластовой воды, что приводит к образованию высоковязких устойчивых эмульсий. Это способствует к резкому снижению производительности трубопроводного транспорта.

Энергоэффективным методом снижения затрат на перекачку можно считать реагентный метод, основанный на введение в состав эмульсионных потоков специальных противотурбулентных присадок, позволяющих снизить гидравлическое сопротивление. Этот метод основан на снижение гидравлического сопротивления (турбулентного трения) при транспортировке жидкостей с добавлением высокомолекулярных полимеров, так называемый эффект Томса. Данный эффект проявляется в увеличении пропускной способности (увеличении расхода) при сохранении затрат на транспортировку, либо в снижении затрат энергии на транспортировку при сохранении расхода.

Научные изыскания в данной области в основном посвящены вопросам транспортировки однофазных потоков (воды, дизельного топлива, «легкой» нефти и т.д.). Для нефтей с повышенным содержанием АСВ и твердых парафинов, а так же для двухфазных систем типа «нефть-вода» исследования проводились фрагментарно на отдельных эмульсиях, поэтому не выявлено четких закономерностей и практических рекомендаций.

В качестве присадок снижающих гидравлическое сопротивление в основном предлагались высокомолекулярные полимеры и композиции на их основе. Однако они имеют ряд недостатков: низкая устойчивость к механической деструкции, малая эффективность в эмульсиях. Для решения вышеназванных проблем необходимы новые типы реагентов комплексного действия, снижающие не только энергетические и материальные затраты на

перекачку, но и предотвращающие образование стойких эмульсий.

Если с нефтепродуктами, состоящими из однофазных потоков, основные законы транспортировки выработаны практически до конца, то с транспортом товарных нефтей идут постоянные исследования, которые направлены на снижение капитальных затрат на транспортировку. Трудности транспортировки связаны с постоянно меняющимся составом и структурой товарных нефтей - от районов Западной Сибири до европейских границ

России.

Как известно, на турбулентный поток большое влияние оказывает состояние стенок, обладающих в той или иной степени известной шероховатостью, которая характеризуется величиной и формой различных выступов и неровностей, имеющихся на стенках, что является первичным фактором в увеличении гидравлического сопротивления.

В асфальтено-смолистых веществах концентрируются полярные природные ПАВ и 

эмульгаторы нефтей, повышающие прочность их сцепления с металлическими поверхностями и облегчающие проникновение вглубь зазоров, трещин и щелей на поверхностях деталей. Учитывая, что природных ПАВ в нефти много эти ПАВы играют особую роль в формировании коллоидно-химических свойств отложений. По всей видимости, в первую очередь это относится к смолам и асфальтенам, хотя последние имеют слабо выраженные поверхностно-активные свойства. Природные ПАВ, в силу своей природы действуют на границе раздела фаз, создавая при перекачке на стенках трубопровода отложения, которые уменьшают шероховатость трубы. Они образуют сложные структуры

(конгломераты и ассоциаты), способные удерживаться на поверхности трубопровода даже при большой турбулентности потока, что является вторичным фактором в увеличении гидравлического сопротивления.

Перспективным решением в снижении сил трения на поверхности металла стенок трубопровода и нейтрализации влияния известных шероховатостей на турбулентный поток не ньютоновских жидкостей явилось бы нанесение «защитной пленки» устойчивой к различным механическим воздействиям, воздействию различных растворителей и кислот, высоким температурам. Универсальность и ценность подобной «защитной пленки» была бы ценна наличием способности смачивания поверхности, что позволило бы отталкивать природные ПАВы и соответственно устранить проблему образования АСПО (асфальтосмолопарафиновых отложений) прокачиваемой нефти на стенках трубопровода, увеличивая скорость потока не ньютоновской жидкости в трубопроводе, снижая гидравлическое сопротивление. Как результат, это отразилось бы на снижение потребления доростоящих противотурбулентных присадок и снижении высоких энергетических затрат на прокачку нефтей и нефтепродуктов, на промысловых и магистральных трубопроводах. На сегодняшний день, несмотря проводимые исследования в области трубопроводного транспорта нефтей, данного универсального инновационного решения не предложено.

 

Все гениальное, просто, и такое универсальное инновационное решение все же есть! Универсальность инновационного решения в области создания «защитной пленки» на поверхности металла стенок трубопровода обусловливается:

  1. В силу особенностей (ноу-хау) физико-механического состояния инновационного продукта — органической жидкости, ее введение и образование «защитной пленки» в микронную толщину на стенках трубопровода происходит в реальном времени и допустимо в условиях прокачки нефти и нефтепродуктов;

  2. В силу особенностей (ноу-хау) физико-механического состояния инновационного продукта, который не вступает в физико-химическое взаимодействие с транспортируемыми углеводородами, а вступает исключительно во взаимодействие с металлом стенок трубопровода и другой арматуры, по сути образуя «ковалентную связь» - устойчивую к любым внешним воздействиям «металлоорганическую пленку», с смачиваемой способностью к углеводородам. Существенное, инновационный продукт, вступает в взаимодействие с той частью металла стенок и арматуры трубопровода, на которой еще нет этой «защитной пленки». То есть расход инновационного продукта на покрытие всей площади трубопровода будет минимален и не превысит по толщине нанесения «защитной пленки» размера в микрон.

  3. Экономическая эффективность внедрения данного ноу-хау обеспечивается доступностью и дешевизной инновационного продукта, длительностью его существования на стенках трубопровода, соответственно периодическим вносом в прокачиваемую среду углеводородов, естественной (родственной) средой для углеводородов, что к примеру, в случае обнаружения малых следов в нефти и нефтепродуктов (тысячные доли) в абсолюте не повлияет на переработку нефти или эксплуатационные характеристики нефтепродуктов.

           

Условием для внесения инновационного продукта — органической жидкости для образования «защитной пленки» в трубопроводе является - проведение очистных работ в полости нефтетрубопровода от различных механических отложений и АСПО; различных загрязнений в полости нефтепродуктопроводов.

Области применения инновационного продукта — органической жидкости.

В качестве ингибитора коррозии и «защитной пленки» с смачиваемой способностью:

  1. В магистральных нефтетрубопроводах, нефтепродуктопроводах;

  2. В качестве ингибитора коррозии и «защитной пленки» трубопровода, к примеру, в проекте месторождения «Кашаган» для нейтрализации сероводородной коррозии в трубопроводе подачи сырой нефти с морских месторождений на завод подготовки нефти «Болашак»., и обратного трубопровода подачи смеси ПНГ с сероводородом для закачки в пласт. Требует экспериментального подтверждения, на опытных стендах.

  3. В качестве ингибитора коррозии и защитной пленки в нефтепромысловых трубопроводах, в целях снижения гидравлического сопротивления движения нефти, и двухфазных систем «нефть-вода». К примеру, при транспортировке со скважин обводненных двухфазных систем «вода-нефть» под влиянием внутритрубных условий, образуются устойчивые нефтяные эмульсии. Применение инновационного продукта — «органической жидкости» в комплексе с «другим» еще более доступным «инновационным решением» позволяет исключить образование новых партий нефтяных эмульсий при транспортировке двухфазных систем «вода-нефть».

 

Дорожная карта коммерциализации проекта.

Предлагается пройти экспертизу через (систему «одного окна») в НТЦ г.Уфа дочернего общества ПАО «Транснефть» - ООО «НИИ Транснефть». Источник. http://niitn.transneft.ru/sustainable_development/innovation_energy_efficiency/innovation/

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас