Определение состава и реологических свойств бустерной смеси для замещения застывающей нефти на период остановки и холодного пуска неизотермических участков горячего нефтепровода

UDK: 622.692.4.053
DOI: 10.24887/0028-2448-2022-10-93-97
Ключевые слова: горячий нефтепровод, неизотермическая перекачка, смесь, высоковязкие нефти, застывающие нефти, остановка, холодный пуск, бустерная партия, оптимальный состав, моделирование реологических свойств
Авт.: Р.Р. Ташбулатов (Уфимский гос. нефтяной технический университет; ООО «НИИ Транснефть»), к.т.н., Р.М. Каримов (Уфимский гос. нефтяной технический университет), к.т.н., А.Р. Валеев (Уфимский гос. нефтяной технический университет), к.т.н., Н.А. Атрощенко (Уфимский гос. нефтяной технический университет), Б.Н. Мастобаев (Уфимский гос. нефтяной технический университет), д.т.н.

В статье рассмотрен метод снижения давлений в момент холодного пуска останавливаемых на период ремонта неизотермических участков горячих магистральных нефтепроводов. Метод основан на формирования бустерных партий для вытеснения и замещения застывающих товарных нефтей. Выполнен обзор нормативно-технической базы расчетов теплогидравлических параметров перекачки и исследований вязкостно-температурных свойств потока и реологических параметров течения высоковязких нефтей, в том числе в нестационарном режиме холодного пуска. Представлен анализ опыта эксплуатации и результатов исследований нефтяных смесей, перекачиваемых по горячим нефтепроводам в Российской Федерации. Выделены особенности влияния состава на реологические свойства перекачиваемых смесей. Проведен комплекс лабораторных и численных исследований реологических параметров течения смесей высоковязких тяжелых и застывающих высокопарафинистых нефтей в нестационарных пусковых режимах в зависимости от соотношения содержания нефтей. Для расчета статического напряжения сдвига и эффективной вязкости смеси, используемой для приготовления бустерной партии с лучшими пусковыми характеристиками, получено уравнение в виде полинома четвертой степени с девятью коэффициентами. С целью повышения точности моделирования с учетом физичности процесса течения, снижения трудоемкости расчетов и связанных с ними объемов испытаний предложено использовать ранее разработанную универсальную модель асимптотического вида. Показана высокая сходимость расчетных и опытных значений. На примере смеси высоковязкой ярегской и застывающих харьягинских нефтей подтверждена практическая возможность и целесообразность использования бустерных партий на период плановых остановок и холодного пуска неизотермических участков горячего магистрального нефтепровода Уса – Ухта – Ярославль. Найденное с помощью предложенной методики соотношения нефтей в бустерной партии позволят значительно снизить статическое напряжение сдвига и нагрузки в момент холодного пуска.

Список литературы

1. Каримов Р.М., Мастобаев Б.Н. Изменение технологии перекачки нефти на нефтепроводе «Узень – Атырау – Самара» с развитием нефтетранспортной системы Западного Казахстана // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2010. – № 2. – С. 9–14.

2. Каримов Р.М., Мастобаев Б.Н. Реологические особенности западноказахстанской нефтяной смеси // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2011. – № 2. – С. 3–7.

3. Экспериментальные исследования эксплуатационных свойств асфальтосмолистых парафиновых отложений нефти, образующихся в магистральных нефтепроводах / Р.З. Сунагатуллин, Р.М. Каримов, М.Е. Дмитриев, М.И. Байкова // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2018. – № 8 (4). – С. 398–406. – DOI: 10.28999/2541-9595-2018-8-4-398-406

4. Каримов Р.М., Заплатин А.В., Ташбулатов Р.Р. Использование витых теплообменников из змеевиков малого радиуса гиба для подогрева и термообработки нефти // Деловой журнал Neftegaz.ru. – 2018. – № 12. – С. 45–49.

5. Численное моделирование теплогидравлической эффективности пристенного слоя отложений нефти / Р.З. Сунагатуллин, Р.М. Каримов, Р.Р. Ташбулатов, Б.Н. Мастобаев // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2019. – № 9 (2). – 158–162. – DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-2-158-162

6. Исследование причин образования асфальтосмолопарафиновых отложений товарной нефти в условиях эксплуатации магистральных нефтепроводов / Р.З. Сунагатуллин, Р.М. Каримов, Р.Р. Ташбулатов, Б.Н. Мастобаев // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2020. – Т. 10. – № 6. – С. 610–619. - DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-6-610-619

7. Исследования кинетики процесса парафиноотложений в условиях эксплуатации магистральных нефтепроводов / Р.З. Сунагатуллин, Р.М. Каримов, Р.Р. Ташбулатов, Б.Н. Мастобаев // Нефтяное хозяйство. – 2020. – № 11. – С. 124–127. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2020-11-124-127

8. Особенности парафинизации неизотермических магистральных нефтепроводов для горячей перекачки высоковязких застывающих нефтей / Р.М. Каримов, Р.З. Сунагатуллин, Р.Р. Ташбулатов, М.Е. Дмитриев // Нефтяное хозяйство. – 2021. – № 1. – С. 87–91. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2021-1-87-91

9. Тугунов, П.И., Новоселов В.Ф., Коршак А.А., Шаммазов А.М. Типовые расчета при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. – Уфа: ООО «Дизайн-ПолиграфСервис», 2002. – 658 с.

10. Каримов Р.М., Мастобаев Б.Н. Совместный транспорт высоковязких и высокозастывающих нефтей Западного Казахстана по нефтепроводу «Узень – Атырау – Самара» // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2012. – № 1. – С. 3–6.

11. Каримов Р.М., Мастобаев Б.Н. Особенности трубопроводного транспорта многокомпонентных систем // Азербайджанское нефтяное хозяйство. – 2012. – № 1. – С. 60–63.

12. Совместное использование термических и химических методов воздействия при транспортировке высоковязких и застывающих нефтей / П.А. Ревель Муроз, Р.Н. Бахтизин, Р.М. Каримов, Б.Н. Мастобаев // SOCAR Proceedings. – 2017. – № 2. – С. 49-55. – DOI: 10.5510/OGP20170200314

13. Совместная перекачка тяжелых и высокопарафинистых нефтей в смеси / П.А. Ревель-Муроз, Р.Н. Бахтизин, Р.М. Каримов, Б.Н. Мастобаев // SOCAR Proceedings. – 2018. – № 2. – С. 65-70. – DOI: 10.5510/OGP20180200352

14. Об эффективности углеводородных разбавителей для транспортировки высоковязких тяжелых и застывающих нефтей / П.А. Ревель-Муроз, Р.Н. Бахтизин, Р.М. Каримов, Б.Н. Мастобаев // SOCAR Proceedings. – 2021. – Special Issue 1. – С. 148-155. – DOI: 10.5510/OGP2021SI100521

15. Аппроксимация реологической кривой в низкотемпературных зонах аномального течения неньютоновских нефтей с использованием асимптотической модели / Р.Р. Ташбулатов, Р.М. Каримов, А.Р. Валеев, Б.Н. Мастобаев // Трубопроводный транспорт: теория и практика. – 2017. – № 4 (62). – С. 19–22.

16. Асимптотическая модель для описания реологической кривой неньютоновского течения нефтяных смесей / Р.Р. Ташбулатов, Р.М. Каримов, А.Р. Валеев, Б.Н. Мастобаев // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2017. – № 5. – С. 14 – 23.

17. Анализ изменения вязкостно-температурной зависимости бинарной нефтяной смеси / Р.Р. Ташбулатов, Р.М. Каримов, А.Р. Валеев, Б.Н. Мастобаев // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2018. – № 2. – С. 5–9. – DOI: 10.24411/0131-4270-2018-10201

18. Моделирование реологических свойств тиксотропных нефтей при прямом ходе измерений на вискозиметрах ротационного типа для оценки пусковых режимов работы магистрального нефтепровода / Р.Р. Ташбулатов, Р.М. Каримов, А.Р. Валеев, Б.Н. Мастобаев // Нефтяное хозяйство. – 2020. – № 4. – С. 80 84. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2020-4-80-84



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.