WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Стендовая установка включала действующую скважину (скв. №Усинского месторождения), сепаратор, центробежный насос, две емкости объемом 25 м3, установленных на постаменте высотой 2,5 м, теплоизолированный экспериментальный трубопровод диаметром 100 мм и протяженностью 125 м, системы обвязочных трубопроводов, запорной и контрольно-измерительной аппаратуры.

На нефтепроводе Уса-Ухта были проведены исследования по промышленной перекачке дегазированных и газонасыщенных нефтей.

Нефтепровод Уса-Ухта диаметром 700 мм и протяженностью 406 км имеет одну головную (ГНПС) и три промежуточных (ПНПС) нефтеперекачивающих станций. Перед проведением испытаний по нефтепроводу пропускали скребки с целью очистки его от отложений парафина.

Цель испытаний:

- определение гидравлических характеристик нефтепровода и затрат электроэнергии при перекачке дегазированных и газонасыщенных нефтей;

- отработка технологии транспорта газонасыщенных нефтей с увязкой ее с работой установки подготовки нефти (УПН);

- определение оптимальных технологических параметров в системе УПН – ГНПС – нефтепровод, при перекачке газонасыщенных нефтей;

- отработка технологии пуска нефтепровода после остановок при перекачке газонасыщенных нефтей.

В процессе испытаний по перекачке газонасыщенных нефтей были осуществлены следующие операции:

- произведен перевод УПН на подготовку газонасыщенной нефти при максимально возможных давлениях сепарации 0,2 -–0,3 МПа;

- произведен перевод головной НПС Уса на прием газонасыщенной нефти через буферные емкости и подачи ее в нефтепровод;

- проведены исследования реологических свойств нефтей в интервале рабочих температур;

- проведены исследования на специальном стенде (НПС Чикшино) по определению критических давлений кавитации на приеме магистральных насосов НМ 2500-230;

- проведены замеры гидравлических характеристик нефтепровода и энергетических затрат на перекачку;

- в процессе перекачки газонасыщенных нефтей осуществлены остановки и пуск нефтепровода.

Температура поступающей в нефтепровод нефти составляла 40-420С, температура нефти в конце нефтепровода на НПС Ухта – 9-100С.

Приведены гидравлические характеристики нефтепровода Уса-Ухта по участкам и в целом по длине нефтепровода. Для примера на рис. 13 показаны характеристики нефтепровода ''Уса-Ухта''.

Исследования показали, что перекачка газонасыщенной нефти приводит к значительному гидравлическому эффекту на всех участках нефтепровода, а следовательно, к увеличению производительности нефтепровода при тех же перепадах давления либо к снижению потерь напора при базовой производительности.

Количественно оценить этот эффект для условий промысловых и магистральных трубопроводов не представляется возможным, как в виду отсутствия в настоящее время теоретических расчетных схем, так и грубой приближенной информацией о гидравлических характеристиках системы (температуре, содержании газа, воды, эффективности диаметра трубопровода, вязкости и т.д.).

Однако можно приближенно оценить ожидаемую величину снижения гидравлических сопротивлений ''снизу''. В работе исследовались потери напора при турбулентном течении смесей легких нефтей Усинского и Возейского месторождений. Было обнаружено, что потери напора оказались на 15-20% ниже расчетных. Результаты лабораторных исследований по определению вязкоупругих свойств смесей, приведенных выше, показали, что при увеличении доли ''тяжелой'' усинской нефти в смеси упругие свойства усиливаются. Так, например, модуль сдвиговой упругости возрастает от 2,до 4,767 при содержании в смеси соответственно от 0 до 30% ''тяжелой'' нефти.

Поэтому при перекачке смесей указанных нефтей с ростом процентного содержания тяжелой нефти от 0 до 90%, величина снижения гидравлических сопротивлений будет также увеличиваться. Поэтому можно ожидать, что величина снижения гидравлических сопротивлений составит не менее 15-20%.

По результатам проведенных вычислений на ЭВМ, путем приближения расчетной производительности к фактической, были найдены фактические реологические параметры по которым рассчитаны перепады давлений приведенные в табл.6. Анализируя данные табл. 6 можно сделать вывод, что на действующих трубопроводах упругие свойства имеют гораздо большие значения, чем при лабораторных исследованиях.

Рис.13. Гидравлические характеристики нефтепровода Уса – Ухта – дегазированная нефть;

– газонасыщенная нефть.

Проведены исследования по определению оптимального давления сепарации с точки зрения уменьшения гидравлических потерь и максимального выхода нефти, т.е. минимальных потерь нефти.

Для этих целей была использована специально разработанная установка – устройство для исследования нефтей в полевых условиях (а.с. № 1033932) рис. 14.

Исследования проводились на газонасыщенных нефтях Усинского, Возейского, Пашнинского, Грубешорского месторождений.

На основе проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Нефть Пашнинского, Усинского и Возейского месторождений целесообразно сепарировать в 3 ступени.

Оптимальное давление 1-й ступени сепарации для перечисленных месторождений должно быть в пределах 0,4 – 0,6 МПа.

Оптимальное давление 2-й ступени сепарации колеблется в пределах 0,40,6–0,08 МПа. Оптимальное давление 3-й ступени сепарации 0,08 – 0,01 МПа.

Дополнительный выход при 3–х ступенчатой сепарации по сравнению с двухступенчатой составляет 0,4 – 0,5 %.

2. Для нефтей, имеющих небольшой газовый фактор (до 50 нм3/ м3), число ступеней сепарации не должно быть более двух.

Оптимальное давление 1-й ступени сепарации 0,4 - 0,6 МПа. Вторая ступень должна осуществляться при атмосферном давлении.

Окончательное решение по выбору числа ступеней сепарации можно принять после экономического сравнения вариантов.

Приведены результаты исследований по предотвращению отложений парафина в нефтепроводах и оборудования. Для предотвращения отложений парафина предложено использовать магнитные и электромагнитные поля. С этой целью был проведен комплекс лабораторных, стендовых исследований, опытнопромышленных испытаний, конструкторских работ и промышленные внедрения разработанных конструкций.

В лабораторных условиях исследования проводились на установке приведенной на рис. 15.

Рис. 14. Устройство для исследования фазовых переходов.

1 – корпус; 2 – узел ввода (вывода) исследуемой жидкости;

3 – подвижный поршень; 4,5 – подвижные стержни; 6,7 – рукоятки; 8,9 – резьбовые соединения; 10,11 – подвижные контакты;

12 – распределительный узел; 13 – манометр; 14 – регистрирующий прибор.

Таблица 6.

Результаты стендовых и промышленных испытаний (по фактическим параметрам) Диаметр Производительн Перепад давления, Патрубопровода и ость, м3/сРасчетный с учетом Расчетный с учетом расчетные упругих свойств упругих свойств(по параметры (по расчетным фактическим параметрам) параметрам) 0,18 0,10 0,=0,05м L=200м 0,33 0,19 0,G=3,04Па 0,68 0,36 0,0,97 0,46 1,=0,129 Па•с 1,78 0,89 1,0=0,0 Н/м2,10 1,00 1,0,27 0,020 0,=0,10м L=300м 0,65 0,048 0,G=3,04Па 1,00 0,068 0,1,92 0,110 0,=0,129 Па•с 2,55 0,140 0,0=0,0 Н/м3,50 0,210 0,6,34 11,90 15,=0,70м L=232000м 12,63 12,50 16,G=0,8Па 15,85 12,90 17,31,71 14,40 19,=0,224 Па•с 47,56 15,90 21,0=1,0 Н/м63,42 17,20 22,79,27 18,60 24,95,51 19,80 25,110,51 21,00 26,126,84 22,30 28,158,55 24,40 30, Рис. 15. Лабораторная установка для изучения влияния магнитных и электромагнитных полей на интенсивность отложения парафина.

1 – емкость для нефти 7 – система трубок 2 – термостат 8 – термометр 3 – термостатируемый сосуд 9 – сливная емкость 4 – электродвигатель 10 – индикатор отложений 5 – насос 11 – охлаждаемый сосуд 6 – катушка индуктивности (постоянный магнит) 12 – холодильник Сущность лабораторных исследований заключалась в следующем.

Исследуемую нефть при различных температурах прокачивали по системе медных трубок 7 через магнитное (электромагнитное) поле, создаваемое постоянным или переменным магнитом (электромагнитом) 6 через индикаторную трубку 10 из такой же медной трубки что и система медных трубок.

Индикаторная трубка до исследований взвешивалась на лабораторных весах с точностью до 0,01г.

После прокачки нефти по индикаторной трубке ее снимали, просушивали до испарения жидкой нефти и взвешивали на весах с точностью до 0,01г.

Варьируя время и скорость прокачки нефти, напряженность электромагнитного (магнитного) поля находили оптимальные параметры обработки когда отложения в индикаторной трубке отсутствовали.

По полученным оптимальным параметрам были сконструированы опытные образцы магнитных и электромагнитных аппаратов, которые испытали на промысловых трубопроводах 89 и 114 мм.

Для контроля за интенсивностью отложений парафина в НКТ предложена конструкция профилимера, защищеного а.с. №817229.

Конструкции магнитных и электромагнитных аппаратов защищены авторскими свидетельствами (№№ 812740; 929587; 1296513).

На основании проведенных исследований сформулированы основные принципы управления реологическими свойствами аномальных нефтей приведены в табл. 7.

В четвертой главе проведен анализ современного состояния техники и технологии промыслового, межпромыслового и магистрального транспорта и предложен ряд технологических схем и технических средств для безаварийной поставки нефти с северных месторождений. Технологическая схема показанная на рис. 16, обеспечивает непрерывную циркуляцию жидкости во всех трубопроводах при остановках отдельных скважин любой продолжительности (а.с.№ 832243). Схема позволяет перераспределять потоки жидкости от добывающих скважин (или осуществить перевод жидкости из ряда в ряд). Это дает возможность уменьшить диаметры выкидных трубопроводов от скважин, значительно удаленных от групповых сборных пунктов, т.е. снижать металлоемкость системы промысловых трубопроводов.

Выход из строя одной или даже нескольких выкидных линий, (если они все не из соседних скважин), позволяет продолжать эксплуатацию скважин, работающих до аварийной ситуации на эти выкидные линии.

Разработана комплексная система промыслового транспорта нефти и газа и эксплуатации скважин, предназначенная для обустройства месторождений с высокопарафинистыми нефтями, расположенных в зоне распространения многолетнемерзлых пород (а.с. № 1530758) рис 17.

Предложены варианты межпромыслового и магистрального транспорта высокопарафинистых нефтей и их смесей в газонасыщенном состоянии, с применением депрессорных присадок, термообработки, с использованием комбинированного воздействия на нефти, по двухниточным и однониточным трубопроводам, трубопроводам с промежуточными пунктами, с использованием механического разрушения парафинистых структур.

Приведены схемы сбора, подготовки и транспорта нефти в газонасыщенном состоянии, методы ликвидации аварийных ситуаций. Предложена схема УПН Возейского месторождения при переводе ее на подготовку газонасыщенной нефти приведена в тексте диссертации.

В пятой главе дается перечень основных нормативных документов и приведено основное содержание нормативно-руководящих документов по управлению реологическими свойствами аномальных нефтей.

РД 39-30-675-82 "Временная инструкция по безопасной эксплуатации объектов магистрального транспорта при перекачке газонасыщенных нефтей по нефтепроводу "Уса-Ухта".

Стандарт предприятия (объединение "Коминефть") "Временный технологический регламент по эксплуатации установок подготовки нефти НГДУ "Усинскнефть" на период проведения промышленного эксперимента по перекачке газонасыщенной нефти по нефтепроводу "Уса-Ухта".

Стандарт предприятия (Управление северными магистральными нефтепроводами). "Временный регламент эксплуатации магистрального нефтепровода "Уса-Ухта" при перекачке газонасыщенных нефтей северных месторождений Коми АССР" РД 39-029-20. Временные нормы по проектированию электроподогрева трубопроводов промыслового сбора и транспорта нефти (АСЭ).

РД 38-081-91 Методическое руководство по определению реологических свойств неньютоновских нефтей.

В шестой главе дается подробная информация о реализации разработанных принципов управления реологическими свойствами аномальных нефтей на месторождениях Европейского Севера и на объектах магистрального транспорта нефтей.

В седьмой главе показана экономическая целесообразность полученных разработок и технических решений по совершенствованию систем: эксплуатации скважин (а.с. №№817229, 912914, 1296513, 1252479, 1320509, 1679133), сбора (а.с.

№№832243, 929587, 1530758), подготовки нефти (а.с. №№ 899068, 987227, 1467078, 1666519) и транспорта нефти в газонасыщенном состоянии.

Экономическая эффективность в ценах до 1991 год составила 32 млн. рублей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Сформированы основные принципы управления реологическими свойствами аномальных нефтей.

2. Разработана методология исследований реологических свойств аномальных нефтей.

3. Разработаны основные принципы управления реологическими свойствами аномальных нефтей.

4. Разработаны технические и технологические решения по совершенствованию систем эксплуатации скважин, сбора, подготовки и транспорта нефти на основе разработанных принципов управления реологическими свойствами.

5. Разработан комплекс руководящих нормативно-технических документов для реализации разработанных принципов управления реологическими свойствами:

- РД 39-30-675-82 "Временная инструкция по безопасной эксплуатации объектов магистрального транспорта при перекачке газонасыщенных нефтей по нефтепроводу "Уса-Ухта".

- Стандарт предприятия (объединение "Коминефть") "Временный технологический регламент по эксплуатации установок подготовки нефти НГДУ "Усинскнефть" на период проведения промышленного эксперимента по перекачке газонасыщенной нефти по нефтепроводу "Уса-Ухта".

- Стандарт предприятия (Управление северными магистральными нефтепроводами). "Временный регламент эксплуатации магистрального нефтепровода "Уса-Ухта" при перекачке газонасыщенных нефтей северных месторождений Коми АССР" - РД 39-029-20. Временные нормы по проектированию электроподогрева трубопроводов промыслового сбора и транспорта нефти (АСЭ).

- РД 38-081-91 Методическое руководство по определению реологических свойств неньютоновских нефтей.

Таблица Основные принципы управления реологическими свойствами нефтей №№ Способы управления Рабочие параметры Степень улучшения реологических свойств, при t=00С 1 2 3 1. Газонасыщение а) место осуществления – ГСП, ДНС, Вязкость, ст и д снижаются в 5-УПСВ, УПН Рсеп = 0,40,6 МПа раз;

б) основные принципы:

V = 1020 нм3/т Тз снижается на +10150С;

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»