Разработка технологии перекрытия трубопроводов, основанной на изменении фазового состояния транспортируемой среды

• Автор: Арсентьев, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.15.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 249 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ Н
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ СИМВОЛОВ,
СОКРАЩЕНИЙ И СПЕЦИАЛЬНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1. ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕКРЫТИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ ТРУБОПРОВОДА
1.1 Анализ технологических схем ремонта участков нефтепроводов 4 в
1.2 Классификация методов перекрытия внутренней полости нефтепроводов НУ
1.2.1 Традиционные технологии перекрытия №
1.2.2 Анализ технических решений для перекрытия трубопроводов №
1.3 Моделирование динамики кристаллизации неоднородных сред 3?
2. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ И АДГЕЗИОННЫХ СВОЙСТВ НЕФТЕЙ И ВНУТРИТРУБНЫХ ОСАДКОВ В ДИАПАЗОНЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР
2.1 Исследование структурно- группового состава
нефтей методом ЯМР
2.2 Теоретические исследования взаимосвязи "состав -свойства" гетерогенных сред
2.3 Реологические исследования нефтей
2.3.1 Методика проведения исследований
2.3.2 Анализ кривых течения нефтей
2.3.3 Анализ нефтей по начальным напряжениям сдвига &1>
2.3.4 Анализ изменения эффективных вязкостей нефтей 6Ц
2.4 Исследование адгезионных свойств нефтей
2.4.1 Лабораторная установка для изучения адгезии
2.4.2 Методика проведения испытаний
2.4.3 Анализ результатов исследования адгенионных свойств нефтей £ д
2.5 Взаимосвязь адгезионных, реологических
показателей и структурно-группового состава нефтей
2.6 Выводы и рекомендации по главе
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯМОДЕЛЬТЕПЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГЕРМЕТИЗАТОРА С ЗАПОЛНЕННЫМ НЕФТЬЮ ТРУБОПРОВОДОМ
3.1 Дифференциальное уравнение эффективной теплопроводности с фазовыми переходами продукта во внутренней полости трубопровода 4}

3.2 Расчетная область задачи моделирования состояния продукта в полости трубопровода
3.3 Условия теплообмена на границах разделов сред
3.4 Кибернетическая модель диссипации тепла в объеме перекачиваемого продукта внутри остановленного трубопровода в контакте с замораживающим устройством
3.4.1 Условие теплообмена на образующей трубопровода
3.4.2 Условие теплообмена на внутренней образующей герметизатора
3.4.3 Выбор элементарного интервала времени для расчета параметров динамики температурного поля продукта при его замораживании
3.5 Анализ полученных решений
3.6 Основные выводы и результаты
4. РАЗРАБОТКА И АПРОБАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ
СРЕДСТВ ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБОПРОВОДА 30%
4.1 Обоснование конструктивных особенностей устройства перекрытия трубопровода -9
4.2 Устройство для перекрытия внутренней полости трубопровода -НА
4.3 Технология перекрытия и герметизации внутренней полости трубопровода
4.4 Методика проведения испытаний Мй
4.4.1 Экспериментальный стенд -// 4.4.2 Анализ результатов эксперимента ДА)
4.5 Сравнение конкурирующих разработок
4.6 Оценка экономической эффективности применения способа на объектах СЗМН //у
4.7 Выводы и рекомендации по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Возрастной состав и повышение требований к экологической безопасности объектов нефтепроводного транспорта ставят в ряд важнейших задач эксплуатации нефтепроводов вопросы обеспечения надёжной и безотказной работы, предупреждения и снижения количества аварийных ситуации. Эта задача может быть решена за счёт реконструкции, технического перевооружения и своевременного проведения плановых ремонтов линейной части нефтепроводов.
Загрузка магистральных нефтепроводов в настоящее время в среднем составляет 45% от проектной производительности. Такая ситуация позволяет эксплуатирующим организациям за счёт резерва мощностей значительно расширить объёмы реконструкции и капитального ремонта, тем самым компенсировать влияние естественных процессов старения трубопроводов, выявить и устранить дефекты труб заводского и строительно-монтажного происхождения.
Практически повсеместно внедрена практика производства ремонтных работ на нефтепроводах с остановкой перекачки нефти. Специалистами ОАО СЗМН предложена новая организация традиционной схемы работ с устранением 20...30 и более дефектов за одну остановку. Продолжительность и качество таких работ находятся в прямой зависимости от их организации, применяемых методов и технцческих средств.
Анализ технологических операций, выполняемых при использовании традиционного метода при замене дефектного участка трубы путём остановки перекачки и полного освобождения локализованного участка от нефти, показывает, что наиболее продолжительным, энергоёмким и экологически опасным является процесс освобождения (опорожнения) трубопровода, который может занимать до 70% времени ремонтно-восстановительных работ
Метод замораживания продукта
Наиболее реализуемыми с технической точки зрения методами действия на реологические характеристики среды являются тепловые, ализируя вышеприведённые способы и средства перекрытия трубопроводов, ;дует остановиться на способе замораживания нефти в трубопроводе, щность способа состоит в том, что перекачиваемая жидкость в требуемом 1ении ремонтируемого трубопровода охлаждается с помощью хладагентов, нораживание может производиться как введением охлаждающего газа во утрь трубопровода, так и путём глубокого охлаждения стенки трубопровода шример, азотом, имеющим температуру кипения минус 196°С и теплоту ларения 198,6 кДж/кг) [2,5].
Так компания «ARCO British Ltd» (Великобритания) при ремонте юпровода диаметром 610 мм использовала для герметизации секции /бопровода, включающей в себя заменяемую задвижку, ледяные пробки, юбки формировались по обе стороны от изолируемого участка с помощью [дкого азота. Длина каждой пробки составляла 70 см. Предварительно весь юпровод (70км) был заполнен химически очищенной водой, которая оследствии использовалась для гидростатической опрессовки эемонтированного газопровода [193].
Компания «Sarnia Products Pipeline» (Канада) использовала ледяные обки для перекрытия нефтепродуктопровода с целью определения стоположения имевшейся в этой секции утечки. Сначала перекачивающиеся нефтепродуктопроводу продукты были заменены водой. Затем путём следовательного перекрытия задвижек была определена повреждённая щия нефтепродуктопровода. С помощью последовательного формирования цяных пробок, для создания которых использовались установленные на убопроводе камеры, заполненные жидким азотом, была определена секция иной 180 метров, имевшая утечку, после чего было осуществлено вскрытие аншеи и проведены необходимые ремонтные работы.