Введение к работе
Актуальность работы. Одной из важных задач развития трубопроводного транспорта является повышение эффективности и надежности работы действующих нефтепроводов. Важным направлением для решения данной проблемы является своевременное предупреждение и ликвидация различных осложнений в работе нефтепроводов, возникающих вследствие загрязнения внутренней полости труб. При перекачке парафинистых нефтей по нефтепроводам на внутренней поверхности труб происходит накопление асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО). Это приводит к снижению пропускной способности нефтепроводов и увеличению давления в процессе эксплуатации. Кроме того накопление АСПО на внутренней поверхности труб существенно влияет на достоверность результатов ультразвуковой диагностики труб. Значительное влияние на процесс парафинизации оказывают условия работы нефтепроводов, температура и гидродинамические параметры перекачки. Исследование влияния каждого параметра на интенсивность запарафинивания, а также всей совокупности параметров позволит успешно подбирать рациональные методы борьбы с парафинизацией.
Несмотря на большое количество работ по изучению процесса парафинизации магистральных нефтепроводов, этот процесс изучен недостаточно полно. Открытие новых месторождений, где добывается или будет добываться нефть с характеристиками отличными от нефтей известных месторождений, также требует тщательного исследования влияния основных свойств нефти на процесс парафинизации нефтепроводов. Еще одним малоизученным направлением процесса парафинизации нефтепроводов является эксплуатация морских трубопроводов, прокладываемых в различных климатических зонах, где необходимо учитывать такие факторы как влияние изменения температуры нефти под воздействием течений, особенности прокладки трубопроводов (наличие горизонтальных и вертикальных участков) присутствие в нефти морской воды и т.д.
Настоящая работа посвящена комплексному историческому анализу исследований парафинизации внутренней полости трубопроводов, в том числе экспериментальных исследований, промышленных опытов, математических моделей парафинизации и выявлению наиболее перспективных методов прогнозирования парафинообразования. Изучение существующей экспериментальной и промышленной базы, математических моделей парафинизации трубопроводов весьма актуально и представляет большой практический интерес для разработки новых и усовершенствованию существующих систем мониторинга парафинизации нефтепроводов.
Делью исследования является изучение и анализ развития исследований процесса парафинизации трубопроводов, а также совершенствование систем мониторинга парафинизации нефтепроводов шельфовых месторождений.
Задачи исследования:
-
проведение исторического анализа причин образования и накопления отложений в нефтепроводах;
-
проведение комплексного анализа существующих экспериментальных и промышленных исследований;
-
рассмотрение существующих моделей парафинизации с точки зрения их применения для прогнозирования парафинообразования в морских подводных нефтепроводах;
-
разработка системы мониторинга парафинизации, трубопроводов шельфовых месторождений, с применением экспериментального стенда, позволяющего осуществлять выбор режимов эксплуатации морских нефтепроводов, обеспечивающих минимальное образование АСПО.
Научная новизна. Впервые произведен анализ развития отечественных и зарубежных исследований процесса парафинизации трубопроводов. На основе анализа существующих работ по изучению процесса парафинизации определены направления развития исследований.
Проведен комплексный анализ экспериментальных и промышленных исследований образования АСПО с глубиной рассмотрения 1932-2011гг. В результате собрана большая база результатов исследований, при рассмотрении которой в комплексе можно судить об изученности процесса
парафинообразования в трубопроводном транспорте.
Впервые рассмотрены и проанализированы существующие математические модели парафинизации магистральных нефтепроводов, с точки зрения применения их при прогнозировании парафинизации морских нефтепроводов.
Предложена система мониторинга парафинизации трубопроводов шельфовых месторождений с применением разработанного стенда для исследования парафинизации трубопроводов, проложенных в условия шельфовых месторождений.
Практическая значимость. Результаты исследований, представленные в работе использованы фирмой «СОПАС Корпорэйшн» (г. Хошимин, Вьетнам) для разработки системы мониторинга процесса парафинизации шельфовых нефтепроводов, по которым транспортируется парафинистая нефть с добывающих платформ на нефтесборную платформу и далее на береговые объекты.
Основные положения работы включены в учебный процесс факультета трубопроводного транспорта Уфимского государственного нефтяного технического университета при подготовке студентов по направлению 130500 «Нефтегазовое дело».
Материалы диссертационной работы могут быть полезны при создании обобщающих историко-технических трудов, посвященных развитию нефтяного дела в России и зарубежом.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на: IV Международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2008» (Уфа, 2008г.; V Международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2009» (Уфа, 2009г); 61-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ(Уфа, 2010г.); XI Международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела» (Уфа, 2010г.); VI Международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2010» (Уфа, 2010); VII Международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2011» (Уфа, 2011г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных трудов, из них 3 статьи опубликованы в журналах перечня ВАК Министерства образования и науки РФ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка и приложений. Содержание работы изложено на 145 страницах машинописного текста, содержит II таблиц, 40 рисунков. Библиографический список включает 161 наименование.
