Оптимизация транспорта высоковязких нефтей с подогревом и применением углеводородных разбавителей

• Автор: Родин, Артём Александрович
• Шифр специальности: 25.00.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕРЕКАЧКИ ВВН С РАЗБАВИТЕЛЕМ ДЛЯ МИНИМИЗАЦИИ
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАТРАТ
1.1. Перспективы добычи и транспортировки высоковязких нефтей
1.2. Обзор применяемых специальных методов перекачки
1.3. Анализ литературы по развитию теории и практики трубопроводного транспорта ВВН с применением подогрева и разбавления
1.4. О механизме действия разбавителей
1.5. Критерии оптимальности при выборе параметров перекачки
1.6. Особенности и перспективы транспорта высоковязких нефтей с разбавителями
1.7. Влияние разбавителя на основные физические параметры высоковязкой нефти
1.7.1. Вязкость смеси
1.7.2. Плотности смеси
1.7.3. Давление насыщенных паров смеси
1.8. Вычисление гидравлических потерь при перекачке высоковязкой нефти с разбавителем
1.9. Оптимизация перекачки высоковязкой нефти с разбавителем
1.10. Общий алгоритм расчёта оптимального количества разбавителя для достижения минимума эксплуатационных затрат
1.11. Пример выбора оптимальной концентрации разбавителя
1.12. Анализ полученных результатов
ГЛАВА 2 . Оптимизация перекачки высоковязкой нефти с
подогревом и применением углеводородных разбавителей
2.1. Влияние температуры и концентрации разбавителя на свойства
транспортируемой смеси
2.1.1. Влияние температуры и концентрации разбавителя на
плотность нефти
2.1.2. Влияние температуры и концентрации разбавителя на удельную теплоёмкость смеси
2.1.3. Влияние температуры и относительного количества разбавителя на теплопроводность смеси
2.1.4. Влияние температуры и концентрации разбавителя на вязкость нефти
2.2. Вычисление гидравлических потерь при перекачке высоковязкой нефти при подогреве и с использованием углеводородного разбавителя
2.3. Пример определения оптимальной концентрации разбавителя и начальной температуры подогрева при перекачке высоковязкой нефти в смеси с углеводородным разбавителем
2.4. Блок-схема алгоритма вычисления оптимальной концентрации разбавителя и начальной температуры для минимизации эксплуатационных затрат
ГЛАВА 3 Разработка алгоритма расчёта оптимального количества разбавителя при перекачке ВВН по действующему нефтепроводу
3.1. Пересчёт характеристик центробежных насосов с воды на
высоковязкую нефть
3.2. Пример пересчёта с воды на высоковязкую нефть с учётом разбавления
3.3. Определение необходимого количества разбавителя при заданной характеристике насосной станции
3.4. Пример определения требуемого количества разбавителя при заданной характеристике насосной станции
3.5. Блок-схема алгоритма вычисления необходимой концентрации разбавителя в случае заданной характеристики насосной станции
ГЛАВА 4 Разработка алгоритма расчёта оптимального количества разбавителя и температуры при перекачке ВВН по действующему нефтепроводу
4.1. Пересчёт характеристик центробежных насосов с воды на высоковязкую нефть с учётом влияния разбавителя и предварительного нагрева нефти
4.2. Пример пересчёта с воды на высоковязкую нефть с учётом разбавления и подогрева
4.3. Определение необходимого количества разбавителя и начальной температуры подогрева смеси при заданной характеристике насосной станции
4.4. Блок-схема алгоритма вычисления необходимой концентрации разбавителя и начальной температуры подогрева смеси в случае заданной характеристики насосной станции
4.5. Пример определения требуемого количества разбавителя при заданной характеристике насосной станции
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ
РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
В Индии перекачка высокозастывающей нефти, добываемой в Бомбейском заливе, осуществляется по трубопроводу диаметром 762 мм на расстояние 283 км с использованием присадки [86]. Нефть имеет температуру застывания 27 - 30 °С (температура воды в заливе опускается до 20 °С), добавление присадки в соотношении 300 частей на 1 млн. частей нефти обеспечивает хорошую прокачиваемость нефти и позволяет легко возобновлять перекачку после остановок.
В Ивано-Франковском институте нефти и газа выполнены экспериментальные исследования по изучению целесообразности газонасыщения мазута для улучшения его реологических характеристик [83]. Выяснено, что для устранения начального напряжения сдвига содержание газа в мазуте должно достигать 40% (при температуре 35 °С). Имеется зарубежный опыт использования инертных и топочных газов для улучшения реологических свойств высокоза-стывающих нефтей и мазутов [10]. Интерес к этому способу транспортировки высоковязких нефтей и нефтепродуктов отмечался и в России. Это связано с тем, что параллельно нефтепроводам в ряде случаев проложены газопроводы. Тепло отработанных газов компрессорных станций может быть использовано для улучшения реологических характеристик нефти.
Большой объем исследований в этом направлении выполнен специалистами Союзгазпроекта и Ивано-Франковского института нефти и газа [75], разработаны предложения по утилизации тепла КС газопроводов для улучшения реологических характеристик высоковязких нефтей и нефтепродуктов, транспортируемых по параллельным нефтепроводам.
Определены оптимальные параметры нефтепроводов, использующих тепло КС для снижения гидравлических потерь на перекачку.
ВНИИСПТнефтью выполнены исследования целесообразности транспортировки мазута с углеводородными разбавителями (бензин, газойль) содержание бензина в мазуте должно составлять от 15 до 30 %. На конечном пункте бензин выделяется и возвращается для повторного использования. Разбавление