Содержание к диссертации
Введение
1 Аналитический обзор литературы 8
1.1 Причины и условия отложения неорганических солей 8
1.1.1 Отложения сульфата кальция 12
1.1.2 Отложения карбонатов кальция и магния 16
1.1.3 Отложения хлористого натрия 19
1.2 Прогнозирование солеотложения 20
1.2.1 Прогнозирование отложения сульфата кальция 20
1.2.2 Прогнозирование образования карбоната кальция 1.3 Методы предотвращения отложения неорганических солей 38
1.3.1 Гипотезы влияния магнитного поля на водные системы 43
1.4 Постановка задачи исследования 45
2 Методы исследований 49
2.1. Устройство для осуществления магнитогидродинамической обра- 49
ботки водных сред
2.2 Определение индукции магнитного поля 51
2.2.1 Технические характеристики тесламетра 51
2.2.2 Принцип действия тесламетра. Органы управления и индикации 51
2.2.3 Методика подготовки к измерениям 56
2.2.4 Последовательность выполнения измерений 56
2.2.5 Управление процедурой измерения 57
2.3 Методика определения эффективности магнитной обработки ком- 58
плексометрическим методом определения жесткости воды.
2.4 Оценка эффективности магнитогидродинамической обработки 62
3 Теоретические предпосылки, обосновывающие возможность и целесообразность применения мгдо для снижения солеотложения в трубопроводах
3.1 Особенности кристаллизации из концентрированных растворов 70
3.1.1 Образование кластеров молекул растворенного вещества 71
3.2 Разработка лабораторной установки для исследования МГДО 79
3.3 Проведение экспериментов и основные результаты 80
4 Методика расчета, изготовление и апробация устройства для магнитогидродинамической обработки промысловых сред
4.1 Получение зависимостей и разработка методики для расчета устрой- 87 ства для МГДО промысловых сред
4.2 Программа для расчета параметров устройства для осуществления 90 МГДО промысловых сред
4.3 Оценка эффективности устройств для МГДО промысловых сред 94
4.4 Результаты опытно-промышленных испытаний устройств для осуществления МГДО промысловых сред
Выводы 99
Список использованных источников
- Отложения сульфата кальция
- Технические характеристики тесламетра
- Образование кластеров молекул растворенного вещества
- Программа для расчета параметров устройства для осуществления 90 МГДО промысловых сред
Введение к работе
Актуальность работы
В соответствии с Федеральным законом № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21,07.1997 г, трубопроводы, эксплуатируемые на промыслах нефти и газа, относятся к опасным производственным объектам.
На многих месторождениях нефти и газа на внутренней поверхности промысловых трубопроводов в процессе их эксплуатации образуются отложения неорганических солей, которые подразделяются на три основные группы: сульфатные, карбонатные и хлоридные. Они приводят к значительному уменьшению проходного сечения трубопроводов, что влечет за собой рост внутреннего давления и, соответственно, увеличение механических напряжений в металле; активизируют локальную коррозию вследствие образования под ними катодных зон; совместно с механическими примесями вызывают абразивный износ труб по нижней образующей (канавочная коррозия) в результате срыва с внутренней поверхности. Кроме того, отложения солей уменьшают теплопередачу в теплообмснном оборудовании, что. приводит к увеличению энергопотребления.
Периодическое нарастание солеотложепий в трубах способствует проявлению их малоцикловой усталости, а очистка вігутренней поверхности с помощью скребков или кислотной обработки вызывает ускоренный износ металла.
В этих условиях межремонтный период работы промысловых трубопроводов существенно уменьшается. Таким образом, процесс солеотложения, который также характерен для групповых замерных установок, нефте- и газосборных коллекторов, систем поддержания пластового давления, оказывает разностороннее негативное влияние на безопасность эксплуатации нефте-газопромыслового оборудования.
Удаление солеотложений получившими широкое распространение методами (использование скребков, ингибиторов солеотложения, кислотной обработки и др.) требует значительных материальных затрат и частых прерыва-
4 ний технологического процесса. Поэтому поиск и создание новых высокоэффективных методов и средств борьбы с солеотложением в нефтегазопромы-словом оборудовании является актуальной научно-технической проблемой, непосредственно связанной с повышением безопасности его эксплуатации.
Цель работы
Исследование возможности снижения солеотложения в промысловых трубопроводах для повышения безопасности их эксплуатации путем воздействия ііа механизм кристаллизации солей посредством магнитогидродинами-ческой обработки (МГДО) водной части промысловых сред, а также разработка метода и технических средств ее осуществления.
В диссертации решались следующие задачи:
-
Разработка лабораторных методик и оборудования для исследования влияния МГДО электролитов различного состава на характер кристаллизации малорастворимых солей.
-
Изучение воздействия МГДО на механизм кристаллизации солей в зависимости от параметров магнитного поля и режимов течения электролитов.
-
Разработка научно обоснованной методики расчета устройств для МГДО электролитов, позволяющих значительно снижать солеотложение на внутренней поверхности труб.
-
Разработка технических условий на изготовление и использование устройств для МГДО промысловых сред с целью снижения солеотложения на стенках труб и их внедрение в нефтегазовой отрасли.
Научная новизна
-
Разработан метод повышения безопасности эксплуатации промысловых трубопроводов, основанный на снижении солеотложения на внутренней поверхности труб путем изменения характера кристаллизации- солей жесткости в промысловой среде при проведении ее МГДО.
-
Установлено, что при МГДО водной фазы промысловых сред в зоне с нулевой магнитной индукцией между постоянными точечными магнитами происходит рост концентрации ионов солей жесткости, в результате чего об-
5 разуются их микрокристаллы, которые не осаждаются на внутренней поверхности труб, а продолжают движение с потоком среды в виде взвеси.
3 Показано, что на эффективность снижения солеотложения при проведении МГДО водной фазы промысловых сред наибольшее влияние оказывают величина магнитной индукции, скорость потока среды и концентрация солей жесткости.
Практическая ценность
-
На разработанное при участии соискателя устройство для изучения воздействия МГДО на растворы солей жесткости получен патент РФ на полезную модель № 54035 от 10.06.2006 г., Бюл. № 16.
-
При участии соискателя в ООО «Научно-производственный центр «Знание» (г. Уфа) разработаны технические условия «Устройство для магнитной обработки жидкости» ТУ 3667-007-^5316114-2006, которые были согласованы с Управлением по технологическому и экологическому надзору Ростехпадзора по Республике Башкортостан (письмо № 12-21/3415 от
-
г.) и внесены в реестр Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии ФГУ «ЦСМ Республики Башкортостан»
-
г. за № 056/010042. Изготавливаемые в соответствии с этими техническими условиями устройства предназначены для использования в процессах добычи и транспортировки нефти в умеренном и холодном макрокли-матических районах РФ.
Апробация работы и публикация результатов
Основные результаты работы доложены и обсуждались на 54-й, 55-й и 56-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Уфимского государственного нефтяного технического университета (Уфа, 2003-2005); научно-практической конференции «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности объектов трубопроводного транспорта углеводородного сырья» Международной специализированной выставки «Нефть, газ, технологии - 2004» (Уфа, 2004); 4-й Международной научной конференции «Прочность и разрушение материалов и конструкций» (Оренбург, 2005); VII специализированной выставке-конференции
«11РОМЭКСПО-2006» (Уфа, 2006); 1-м семинаре «Остаточный ресурс нефтегазового оборудования» при Уфимском государственном нефтяном техническом университете (Уфа, 2006).
По результатам работы опубликовано 10 трудов: 3 статьи, тезисы 6 докладов, 1 патент на полезную модель.
Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и 3 приложений. Объем диссертации составляет 135 страниц машинописного текста; приводится 6 таблиц, 32 иллюстрации, 3 приложения. Список литературы содержит 183 наименования.
Отложения сульфата кальция
Межремонтный период работы механизированного фонда «со-лепроявляющих» скважин существенно уменьшается. Отложение солей происходит в поверхностном оборудовании, групповых замерных установках, нефтесборных коллекторах и системах подготовки нефти. Разнообразие гор 10 но-геологических особенностей строения продуктивных пластов, состава пластовых флюидов, системы поддержания пластового давления и типов используемых для этого вод предопределило разнообразие причин солеотложе-ния на поверхности оборудования, а также различие в составах солей на разных месторождениях.
По преимущественному содержанию в отложениях неорганических солей определенного вида выделяется три группы солей: хлоридные, карбонатные и сульфатные.
На территории Башкортостана самым распространенным видом отложений на нефтепромысловом оборудовании и в скважинах являются отложения, содержащие в основном сульфат кальция (60 - 80 %) , карбонаты кальция и магния (5-16 %). Влага и углеводородные соединения составляют 7 -27 %. При определенных условиях каждая молекула сульфата кальция связывает две молекулы воды, в результате чего образуются кристаллы гипса, поэтому такие осадки называют гипсовыми отложениями. Если при этом в составе осадков содержится более 15 % твердых и тяжелых углеводородных соединений нефти, то они классифицируются как гипсоуглеводородные отложения. В составе отложений в виде примесей присутствуют до 0,5 - 4,5 % окислов железа и до 0,5 - 3,0 % кремнезема, наличие которых объясняется коррозией оборудования и выносом песчинок жидкостью в процессе эксплуатации скважины.
Образование гипсовых отложений происходит в скважинах, объектом разработки которых являются пласты девона или нижнего карбона. Изучение структуры отложений позволило выделить три характерных вида осадков [9]:
Плотные микро- и мелкокристаллические осадки. В поперечном сечении таких осадков не удается выделить отдельные слои, поскольку отложения представлены сравнительно однородными кристаллами длиной до 5 мм с равномерным включением твердых углеводородов. В ряде случаев такие осадки имеют накипеобразный характер. 2 Плотные осадки с преобладанием кристаллов гипса средних размеров 5-12 мм с включением твердых и жидких углеводородов. При поперечном срезе образца отложений из оборудования хорошо различим слой мелкозернистого осадка толщиной 3-5 мм в пристенной части, затем прослеживается слой среднекристаллического осадка призматического или игольчатого строения. В этом слое преобладают кристаллы длиной 5-12 мм. Иногда встречаются крупные игольчатые кристаллы длиной 15-18 мм. В наружном слое пространство между средними и крупными кристаллами заполнено более мелкими.
Плотные крупнокристаллические осадки. Крупные игольчатые кристаллы гипса образуют каркас. Между крупными кристаллами гипса длиной 12-25 мм находятся более мелкие кристаллы солей и углеводородные соединения. В поперечном сечении у этих отложений также можно заметить у стенки оборудования слой более плотный, а по мере удаления от поверхности доля крупных кристаллов значительно увеличивается. В некоторых случаях в НКТ нет сплошных отложений гипса, а осадок представлен в виде одиночных кристаллов длиной 20 - 27 мм с включением у их основания мелких.
Отложения всех трех видов образуются в НКТ, хвостовиках, устьевой арматуре, системе подготовки нефти и воды. Крупнокристаллические осадки не обнаружены в клапанах, приемных фильтрах насосов и на штангах. Толщина отложений зависит от интенсивности и времени осадконакопления. Из опыта добычи обводненной нефти известны случаи образования мощных пробок гипсовых отложений длиной в несколько сот метров, при этом практически перекрывается проходное сечение труб.
Выпадение малорастворимых неорганических солей в осадок происходит, когда концентрация их ионов в данном растворе превышает равновесную, то есть когда соблюдается неравенство С/ cf, где С/ — концентрация ионов соли, потенциально способной к выпадению в осадок, cf — равновес 12 ная концентрация ионов той же соли в данных условиях. Это неравенство выполняется либо в случае увеличения его левой части (возрастание фактической концентрации ионов соли), либо при уменьшении правой части (снижение предельной растворимости соли). Первое из этих условий возникает обычно при смешивании вод разного состава, химически несовместимых друг с другом. Вторым условием выпадения осадков служит перенасыщение вод в результате изменения температуры, давления, выделения газов.
При разработке нефтяных месторождений Урало-Поволжья с применением заводнения происходят гидрохимические изменения, сказывающиеся на формировании вод, добываемых попутно с нефтью. С закачкой воды в нефтяном пласте образуется сложная многокомпонентная система: закачиваемая вода - пластовая вода - погребенная вода - нефть с растворенным газом - породы пласта. В результате сложных внутрипластовых процессов в этой системе происходит увеличение концентрации сульфат-ионов в попутно добываемых водах. Поэтому все гипотезы о причинах отложения гипса сводятся к объяснению причин увеличения в добываемой воде концентрации сульфат-ионов в связи с закачкой пресной или сточной вод, а также к изучению растворимости осадкообразующих соединений с изменяющимися термодинамическими условиями при подъеме жидкости с забоя скважины на поверхность.
Технические характеристики тесламетра
К анионным ингибиторам относятся: производные карбоновых кислот (полимерные соединения акрилового ряда, сополимеры на основе малеино-вого ангидрида); производные сульфокислот; фосфоропроизводные (неорганические полифосфаты, органические фосфаты). Среди фосфороорганиче-ских производных выделяются эфиры фосфорной кислоты, фосфонаты, ами-нофосфонаты. Последние, по сути, являются амфотерными ингибиторами.
К катионным ингибиторам относятся полиалкиленамины, моноамины, четвертичные аммониевые основания, полиэтоксилированные амины.
Многокомпонентные ингибирующие композиции готовятся из двух или более компонентов и подразделяются авторами классификации [32] на две подгруппы: составы, в которых один из компонентов не является ингибитором отложения солей. Обычно, кроме собственно ингибитора солеотложения, такие составы содержат ПАВ неионогенного типа, которое или усиливает действие ингибирующего компонента, или имеет другое самостоятельное значение, но не ухудшает при этом действия ингибирующего компонента; составы, в которых все компоненты являются ингибиторами отложения неорганических солей. При смешении ингибиторов получают синергетиче-ский эффект ингибирующего действия. В качестве исходных ингредиентов для получения синергетической многокомпонентной композиции используют различные классы ингибиторов. Обычно встречаются комбинации анионных ингибиторов с катионными. Однако определенные принципы комбинирования ингибиторов для получения композиций не разработаны.
К настоящему времени выявлены многочисленные группы соединений, по своей химической природе потенциально способные предотвращать отложение солей. Поэтому ассортимент ингибиторов солеотложения, способных в той или иной степени предотвращать отложение солей различного со 43 става, достаточно широк. Однако в практике добычи нефти широко используют ограниченное количество отечественных и зарубежных марок ингибиторов.
К безреагентным методам предотвращения отложения солей относятся: воздействие на перенасыщенные солями растворы силовыми магнитными и акустическими полями, использование защитных покрытий труб и рабочих органов насосов. К этой же группе относят и мероприятия, основанные на изменении технологических факторов эксплуатации скважин, - проведение специальных изоляционных работ, поддержание повышенных забойных давлений, использование хвостовиков, диспергаторов и других конструктивных изменений в глубиннонасосных установках.
Кроме того, в некоторых случаях применяют воздействие на перенасыщенные солями водные растворы магнитными и акустическими полями. При этом, эффективность магнитной обработки, как правило, значительно выше.
Использование в нефтепромысловой практике постоянного магнитного поля для снижения солеотложения (работы Д.М. Агаларова, В.И. Классена, В.Ф. Очкова, Е.Ф. Тебенихина) показало перспективность данного направления. Однако его развитие сдерживается отсутствием четко аргументированных теоретических представлений о механизме воздействия постоянного магнитного поля на кристаллизацию солей жесткости и основ расчета устройств для магнитной обработки нефтегазовых флюидов. Установлено также (работы В.И. Классена, Е.Ф. Тебенихина), что под воздействием электромагнитного поля повышается дисперсность кристаллов солей, и общая масса отложений, приходящаяся на единицу поверхности, уменьшается. Снижается прочность адгезионной связи солей с поверхностью металлического оборудования, что облегчает дальнейшую очистку труб. Тем не менее, применение аппаратов электромагнитной обработки промысловых сред имеет больше недостатков, чем устройств на постоянном магнитном поле. Прежде всего, это их высокая стоимость, существенное потребление электроэнергии и, что са 44 мое важное, неоднозначность результатов применения, обусловленная отсутствием основ расчета рабочих параметров подобных аппаратов.
Гипотезы влияния магнитного поля на водные системы Вопросы влияния магнитной обработки на водонефтяные системы, в том числе на коррозионные среды, исследовались в работах А.Х. Мирзаджанзаде [4, 47], И.Г. Абдуллина [48], М.А. Худякова [48], Л.С. Саакиян [49], С.С. Душкина [50, 51], В.И. Классена [52-58], И.Л. Мархасина [28] и других авторов.
Механизм влияния магнитного поля на водные системы до настоящего времени в полной мере не выявлен. Высказан ряд гипотез, которые можно объединить в три группы:
1) о действии магнитного поля на ионы солей, присутствующих в воде. Под влиянием магнитного поля происходят поляризация ионов и их деформация, сопровождающиеся уменьшением их сольватации, что повышает вероятность их сближения и в конечном итоге образования центров кристаллизации.
2) о предполагаемом действии магнитного поля на примеси воды, находящиеся в коллоидном состоянии.
3) о возможном влиянии магнитного поля на структуру воды. Это влияние, с одной стороны, может вызвать изменения в агрегации молекул воды, с другой - нарушить ориентацию ядерных спинов водорода в молекулах. Изменение физических свойств воды (структура, плотность, поверхностное на-тя-жение, вязкость и др.) при воздействии магнитного поля зависит от магнитной восприимчивости воды и содержащихся в ней ионов.
Снижение активности воды отражается на растворимости солей, приводит к ухудшению смачивания поверхности частиц. Изменение свойств раствора после обработки не является однозначным и требует выяснения в каждом конкретном случае. В целом воздействие магнитного поля на воду затрудняют гидролиз и диссоциацию солей, изменяет рН.
Образование кластеров молекул растворенного вещества
Кристаллизация из концентрированных растворов широко распространена в лабораторной и промышленной практике [40]. К концентрированным растворам прибегают всякий раз, когда нужно провести кристаллизацию достаточно быстро. В концентрированных средах все элементарные процессы, сопровождающие кристаллизацию, протекают с такой высокой скоростью, что можно говорить о феномене концентрационного влияния среды на кристаллизацию.
Феномен концентрационного влияния среды - яркое проявление кооперативного взаимодействия молекул кристаллизующегося вещества (кристал-лизанта) в растворе. При этом кооперативность взаимодействия оказывается существенной на всех стадиях кристаллизации, а именно, при зарождении и росте кристаллов, при агломерации и созревании кристаллизующейся фазы.
Кооперативность взаимодействия проявляется, в частности, в том, как изменяется масса М выкристаллизовавшегося вещества со временем t в закрытой системе в отсутствие затравки. В настоящее время нет опытных данных, которые противоречили бы представлению о том, что в закрытой системе масса М изменяется со временем по S-образной кривой аналогично цепным процессам. Перешедшие из раствора в кристаллы молекулы кристалли-занта, увеличивая площадь поверхности кристаллов, способствуют переходу последующих молекул; и так до тех пор, пока в растворе не исчерпается вещество, способное перейти в кристаллы. Возрастание площади поверхности доминирует на первом, а исчерпание вещества - на втором этапе кристаллизации. Это отражает соотношение: М-М І-ехр-ф-іоУ + іо7]}, где Moo= (Со - Ст) Vo - масса вещества, способного перейти в кристаллы при исходной концентрации кристаллизанта в растворе Со и объеме системы V0, С» - растворимость кристаллизанта, a, t0 у - параметры кристаллизации.
Соотношение (38) описывает большинство опытных данных о кристаллизации веществ разной природы при значениях &, to и у, зависящих от Со и температуры раствора Т, но остающихся постоянными в процессе кристаллизации. Однако некоторые данные удается описать только в предположении, что эти параметры зависят от времени. Согласно формуле (38), кристаллизация в закрытой системе проходит через периоды возрастания и падения скорости процесса: причем характеристической величиной является максимальное значение скорости W. Связь скорости процесса с концентрацией раствора можно характеризовать параметром, который отражает течение всех элементарных процессов
В растворе любой концентрации часть молекул кристаллизанта образует группы, в которых молекулы входят в ближайшие координационные сферы друг друга. У некоторых из таких групп молекулы не прерывают контакта друг с другом в течение периода тс, значительно превышающего период т0 между трансляционными их движения. Группу, в которой все молекулы удовлетворяют условию тс » т0, можно рассматривать как кластер, переме 72 щающийся как единое целое. Время жизни такого кластера равно минимальному из значений тс у составляющих его молекул. В разбавленных растворах таких кластеров может быть мало. В концентрированных же средах они присутствуют в заметных количествах, что показано экспериментально. Например, при изучении структуры водных растворов солей методом рамановской Фурье-спектроскопии обнаружено, что в спектре комбинационного рассеяния света в растворах MeN03 (Me = Na, К, NH4) удается выделить 4 компоненты [41]. Эти компоненты удалось однозначно связать с наличием аквати-рованных анионов N03", неакватированных ионов N03", ионных пар MeN03 и кластеров (Ме Юз)п. Было показано, что при увеличении содержания, напри-мер, NaN03 в растворе от 2 моль/дм до 8 моль/дм концентрация изолированных акватированных ионов снижается более чем на порядок, а неакватированных - в 3 раза. Концентрация же ионных пар увеличивается в 13 раз, а более крупных кластеров - почти на порядок.
При измерении коэффициентов самодиффузии КС1 и NaCl в водных растворах обнаружены эффекты концентрационного снижения подвижности растворенного вещества в области концентраций до С0 = 0,3 моль/дм , увели-чения подвижности в интервале С0 = 0,3-4 моль/дм и повторное ее сниже-ние при Со 4 моль/дм [42]. Первое снижение связано с образованием ионных пар и других мелких кластеров типа Cdl+ и Cdl2, обнаруженных в растворах иодида кадмия , а второе снижение - с формированием более крупных кластеров. Увеличение подвижности при Со - 0,3 моль/дм3 также, по-видимому, связано с кластерированием: в этом интервале Со могли накапливаться кластеры такой конфигурации, которая способствовала «разрыхле-нию»окружающего их раствора и, следовательно, повышению вероятности более частых трансляционных перемещений. Такие перемещения кластеров были обнаружены в переохлажденных расплавах Zri-Cu-Ni-Be, где при Т 620 К доминировали трансляционные перемещения отдельных атомов, а при Т 620 К - движения кластеров, повышающие коэффициент диффузии на 2 порядка [43,44].
Наглядная имитация образования кластеров в концентрированных растворах проведена в работах [45, 46]. Авторы этих работ готовили суспензию из стеклянных шаров размером 50 ± 5 мкм в вводно-глицериновой среде с вязкостью 0,5 Па-с с разной долей объема, приходящегося на шары. После того, как конвекция, вызванная приготовлением суспензии, затухала, регистрировали скорости движения каждого шара. Как оказалось, если шары занимали 30% объема суспензии, то после затухания конвекции в суспензии наблюдалось синхронное движение групп из 102 - 103 шаров, между которыми была видна четкая граница (рисунок 15). Суспензия представляла собой совокупность кластеров, в каждом из которых шары имели сходное направление движения. Синхронность движения отражала наличие кооперативного движения шаров, характерного для концентрированных растворов.
Программа для расчета параметров устройства для осуществления 90 МГДО промысловых сред
Программа позволяет устанавливать направление индуцируемого тока ионов и рассчитывать его плотность по осям X, Y, Z для каждого типа ионов. После запуска расчетной части на дисплей выводится схематическое изображение устройства для МГДО с указанным на нем направлением движения катионов или анионов (рисунки 24 - 26). Кроме того, автоматически создается файл, в котором в виде таблицы указаны значения скоростей ионов и плотности индуцированного тока относительно заданной оси с определенным шагом. Зная величину магнитной индукции, рассчитанную по формуле (51), подбирают соответствующие постоянные магниты. Значения г, т и L задаются с учетом геометрии защищаемой трубы, размеров магнитов и условий в трубопроводе. Далее рассчитывается плотность индуцируемого тока для каждого типа ионов.
Оценка эффективности устройств для МГДО промысловых сред Анализ минерального состава различных промысловых сред показал, что, как правило, значения концентрации катионов и анионов солей жесткости в них отличаются в несколько раз. Поэтому при определении необходимого числа последовательно устанавливаемых устройств для МГДО целесообразно рассматривать снижение ими концентрации ионов, содержащихся в среде в минимальном количестве.
Эффективность устройства для МГДО оценивали по формуле где СІ ост - остаточная концентрация z -ых ионов после МГДО, моль/л; Cot - общая концентрация г-ых ионов в среде, моль/л; к = п+ 1 - число областей между пластинами с ИМП (п - число пластин); С, - концентрация г-ых ионов, которые образовали соли жесткости, находящихся между соседними пластинами устройства во время обработки.
Если С, ост kCh то необходимо устанавливать еще одно или несколько устройств для МГДО пока не будет выполняться условие С, ост kCt. В этом случае установка дополнительных устройств для МГДО не требуется.
Лабораторные эксперименты по определению влияния МГДО (одно устройство) и ингибитора солеотложения ХПС-001 на толщину отложений гипса на стали 20 (рисунки 29-31, таблица 5) показали высокую эффективность разработанного метода.
Так, при скорости потока 1 м/с эффективность МГДО достигает 61,3 %, что существенно выше эффективности ингибитора (49,3 %). Эффективность МГДО можно повысить путем установки в трубопровод дополнительного устройства (или устройств), если это допустимо с экономической точки зрения. Например, обработка в данных экспериментах модельной среды двумя
Основные полученные в работе результаты вошли в разработанные в ООО НПЦ «Знание» при участии соискателя технические условия «Устройство для магнитной обработки жидкости» ТУ 3667-007-4516114-2006, которые распространяются на различные устройства для магнитной обработки промысловых жидкостей, изготавливаемые на основе постоянных магнитов и предназначенные для использования в процессах добычи и транспортировки нефти в умеренном и холодном макроклиматических районах РФ (Приложение Б). Устройства позволяют снижать солеотложение на внутренней поверхности трубопроводов и технологического оборудования; ускорять расслоение водонефтяных эмульсий; снижать скорость коррозии трубопроводов; уменьшать количество отложений асфальтенов, смол и парафинов на их внутренней поверхности.
Испытания пилотных устройств для МГДО промысловых сред (рисунок 32), которые были изготовлены в соответствии с принципами, заложенными в разработанные технические условия, на ряде месторождений нефти (таблица 6) показали, что их использование приводит к снижению удельной аварийности в 9-Ю раз, что существенно повышает безопасность эксплуатации промысловых трубопроводов.
