Перекачка высоковязкой и застывающей нефти, страница 4

Эмульсии типа “н/в” транспортируются только по промысловым трубопроводам: от скважины до установок подготовки нефти. В учебниках, как пример такого способа гидроперекачки, приводится магистральный нефтепровод Танджунг-Баликпапан в Индонезии (D = 500 мм, L = 238 км, годовая производительность 3,7 млн.т, число перекачивающих станций - 3). Однако нефть и вода смешиваются в смесителе перед закачкой в этот трубопровод при температуре грунта (301...302 К), которая значительно ниже температуры застывания нефти (318,8 К). В результате в смесителе образуется не эмульсия, а суспензия, т.к. частицы такой нефти при температуре смешения представляют собой твердые гранулы. Видимо этим и объясняется длительная успешная работа данного магистрального нефтепровода.

Наконец, третий способ гидроперекачки - это перекачка нефти и воды без вмешательства в формирование структуры потока (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Структурные формы водонефтяного потока при

послойной перекачки нефти и воды

а- линзовая; б- раздельная с плоской границей; в- раздельная с

криволинейной границей; г- кольцевая экоцентричная;

д- кольцевая концентричная

Обычно его иллюстрируют так: нефть и вода, движущиеся в трубопроводе, имеют плоскую границу раздела. За счет того, что часть периметра трубы контактируется с менее вязкой   водой  увеличивается производительность трубопровода или при том же расходе нефти уменьшается перепад давления. На самом деле совместное течение нефти и воды без искусственного вмешательства характеризуется несколькими структурными формами течения, переходящими одна в другую по мере изменения скорости.

Каждая структурная форма течения устанавливается самопроизвольно как только достигаются условия для ее существования.

Любопытна связь структурных форм водонефтяного потока с величиной гидравлического уклона. Согласно экспериментальным исследованиям Ф.М. Галина, она такова (рис. 2.5).

 Смена структурных форм происходит тогда, когда у системы есть возможность за счет внутренних изменений занять положение с меньшей внутренней энергией (2-й закон термодинамики).

 

Такой способ гидроперекачки применяется только на коротких трубопроводах. Нефтепровод Коштар-Ляльмикар в Узбекистане (D = 200 и      168 мм, L = 26 км) был пущен в июне 1974 г для обычной перекачки коштарской нефти (r = 959 кг/м³, Т_заст. = 298 К). Однако в августе того же года, несмотря на жаркие климатические условия южного Убекистана, он был “заморожен”. Гидроперекачка по нему со свободным вводом фаз в трубопровод оказалась весьма эффективной. За 2 года эксплуатации был получен экономический эффект в размере 100 тыс.руб. по сравнению с перекачкой чистой нефти.

Для перекачки высоковязкой смеси нефтей месторождения Камышлджа и Окарем (Туркмения) институтом ВНИИСПТнефть опробована технология гидроперекачки с использованием воды Каспийского моря).

2.2.2. Перекачка с предварительным улучшением реологических

          свойств нефтей за счет механического воздействия

Сущность данного метода перекачки состоит в том, что высокопарафинистую нефть охлаждают до образования в ней парафинистой структуры, а затем механическим путем разрушают последнюю. Содержащиеся в нефти смолы и асфальтены обволакивают “осколки” парафиновой структуры, препятствуя их повторному соединению. Обычных скоростей перекачки достаточно, чтобы полученная суспензия парафина в нефти сравнительно длительное время сохраняла необходимую подвижность.

Разрушение парафиновых структур может выполняться с помощью специальных мешалок, путем  виброобработки, с помощью диафрагм и т.д.

Устройства для виброобработки нефтей (рис. 2.6) состоят из сита, которое контактирует с нефтью, вибратора, приводящего сито в колебательное движение, и трубопроводов. В отдельных случаях вибратор может воздействовать на трубопровод без применения сит.

Устройство для откачки вязких высокопарафинистых нефтей из резервуаров (земляных амбаров) состоит (рис. 2.6 а) из сита 1 в виде полусферы, которое жестко, с помощью пояса 2 укрепляется на вибраторе 3. Вибратор 3 трубопроводом 4 соединяется с насосом для откачки нефти.