Влияние различных факторов АСПО на динамику движения очистного поршня в нефтепроводе

Содержание

Введение

Глава 1. Геолого-технические предпосылки формирования АСПО в системе сбора и транспорта нефти

1.1. Ретроспектива развития методов депарафинизации в практике отечественных нефтегазодобывающих предприятий

1.2. Влияние компонентного состава нефти на реологические характеристики парафиновых отложений

1.3. Требования Ростехнадзора к обеспечению надежности трубопроводов при проведении очистных работ

Глава 2. Исследование влияния параметров среды на кинематику очистных снарядов

2.1. Оценка напряженно-деформированного состояния системы «поршень – отложения – стенка трубы»

2.2. Экспериментальное обоснование коэффициентов трения в условиях наличия вязкопластичных сред

2.3. Оценка влияния температуры и давления на эффективность разрушения структуры АСПО поршнем

2.4. Влияние вязкости АСПО на динамику движения очистного поршня

2.5. Влияние скорости потока на отложения АСПО

Глава 3. Инженерное обеспечение безаварийного движения поршня в условиях высокой запарафинированности

3.1. Расчет критического давления сдвига поршня при наличии застойных зон и пробок АСПО

3.2. Технические рекомендации по модификации конструкций поршней для работы в осложненных условиях

3.3. Разработка методики мониторинга прохождения поршня на основе анализа колебаний давления в линии

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Влияние различных факторов АСПО на динамику движения очистного поршня в нефтепроводе

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена необходимостью повышения эффективности транспортировки нефти в условиях интенсивного образования асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) на внутренних стенках трубопроводов. Проблема запарафинивания магистральных и промысловых нефтепроводов остается одной из ключевых в практике отечественных нефтегазодобывающих предприятий, эксплуатирующих месторождения с высокопарафинистыми нефтями. Образование АСПО приводит к сужению проходного сечения трубопроводов, увеличению гидравлического сопротивления, снижению пропускной способности системы транспорта и возрастанию энергозатрат на перекачку. Применение очистных поршней для механического удаления отложений является одним из наиболее распространенных методов борьбы с запарафиниванием, однако эффективность их работы существенно зависит от множества факторов.

Степень разработанности проблемы в отечественной научной литературе характеризуется наличием фундаментальных исследований в области реологии АСПО, гидродинамики многофазных потоков и механики взаимодействия очистных устройств со стенками трубопроводов. Значительный вклад в изучение данной проблематики внесли научные школы РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, Уфимского государственного нефтяного технического университета, Тюменского индустриального университета и ВНИИнефти.

Цель курсовой работы заключается в комплексном исследовании влияния различных факторов АСПО на динамику движения очистного поршня в нефтепроводе и разработке практических рекомендаций по обеспечению эффективности очистных операций.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• проанализировать геолого-технические предпосылки формирования АСПО в системе сбора и транспорта нефти;
• исследовать влияние параметров среды на кинематику очистных снарядов;
• оценить напряженно-деформированное состояние системы «поршень – отложения – стенка трубы»;
• определить критическое давление сдвига поршня при наличии застойных зон и пробок АСПО;
• разработать технические рекомендации по модификации конструкций поршней для работы в осложненных условиях.

Объектом исследования является промысловый нефтепровод, транспортирующий высокопарафинистую нефть. Предмет исследования – процессы взаимодействия очистного поршня с асфальтосмолопарафиновыми отложениями в условиях изменяющихся термобарических параметров.

Методологическая база работы включает теоретические методы анализа реологических свойств АСПО, экспериментальные методы определения коэффициентов трения и прочностных характеристик отложений, а также расчетные методы гидродинамического моделирования движения поршня. Нормативную основу составляют требования Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности опасных производственных объектов магистрального трубопроводного транспорта.

Научная новизна работы заключается в комплексной оценке влияния вязкости, температуры, давления и скорости потока на динамику движения очистного поршня с учетом реологических особенностей парафиновых отложений конкретного месторождения.

Теоретическая значимость состоит в систематизации знаний о механизмах взаимодействия очистных устройств с АСПО различной структуры. Практическая значимость определяется возможностью применения разработанных рекомендаций для повышения надежности и безопасности эксплуатации нефтепроводов в условиях интенсивного парафинообразования.

Структура работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассматриваются геолого-технические предпосылки формирования АСПО. Вторая глава посвящена исследованию влияния параметров среды на кинематику очистных снарядов. Третья глава содержит инженерные решения по обеспечению безаварийного движения поршня.

ГЛАВА 1. ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ФОРМИРОВАНИЯ АСПО В СИСТЕМЕ СБОРА И ТРАНСПОРТА НЕФТИ

1.1. Ретроспектива развития методов депарафинизации в практике отечественных нефтегазодобывающих предприятий

Проблема борьбы с асфальтосмолопарафиновыми отложениями в системах добычи и транспорта нефти имеет длительную историю развития в отечественной нефтегазовой отрасли. Первые упоминания о запарафинивании нефтепромыслового оборудования относятся к началу промышленной разработки месторождений Апшеронского полуострова в конце XIX века, когда эксплуатация скважин на высокопарафинистых нефтях потребовала разработки специальных технических решений. В советский период развития нефтяной промышленности проблема АСПО приобрела особую актуальность при освоении месторождений Волго-Уральской нефтегазоносной провинции и Западной Сибири, характеризующихся значительным содержанием парафиновых углеводородов в пластовых флюидах [3, c. 45].

Классификация методов борьбы с АСПО, разработанная в научно-исследовательских институтах нефтяной промышленности, традиционно включает три основных направления:

• механические методы удаления отложений с использованием скребков, поршней и других очистных устройств;
• тепловые методы, основанные на повышении температуры потока выше температуры плавления парафинов;
• физико-химические методы, предусматривающие применение ингибиторов парафиноотложения, растворителей и диспергаторов [7, c. 112].

Развитие механических методов депарафинизации началось с применения простейших скребковых устройств, запускаемых в трубопроводы под действием давления перекачиваемой нефти. Конструктивное совершенствование очистных поршней привело к созданию многодисковых устройств с упругими элементами, обеспечивающих более эффективное снятие отложений при сохранении герметичности и минимизации риска застревания в трубопроводе. Опыт эксплуатации очистных поршней на промысловых объектах Западной Сибири показал необходимость учета реологических свойств АСПО при проектировании очистных операций [12, c. 78].

Тепловые методы борьбы с АСПО получили широкое распространение на месторождениях с относите

…