Способ транспорта вязких нефтей и нефтепродуктов по трубопроводу

ООЭ СОВЕТСКОЦИАЛИСТИЧЕЕСПУВЛИК Зб 335 А 1 9)(55 ИЕ ИЗО ИЙЕТЕЛ ЬСТВ СКО 908677/299.12,907,01.93, Бюл. М 1осударственный инию магистральных(54) СТЕЙ ИВОДУ ельство СССР "ч. 978,ТА ВЯЗКИХ НЕФОВ ПО ТРУБОПРО"И го рекачиваемую жидепловых станциях и Расстояние междупределяют согласноШухова: ТЬ 1 к СЬОрс К 7 г 0 вн ду тепловы ость, м качива с;мой жидкож/кг. град;плопередачи Вт/м метр труб ала перекачк нца перекачки кружающей с ия процесса т бом транс тей являетреды, рансГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) Изобретение относится к трубопроводному транспорту, преимущественно в области вязких и застывающих нефтей,Известен способ транспорта вязких и застывающих нефтей, заключающийся в предварительной их термической обработке. При данном способе нефть нагревается до определенной температуры, затем охлакдается и меняет свои реологические свойства - пределы текучести, температуру застывания и затем производится перекачка,Однако при известном способе на свойства термически обработанных нефтей большое влияние оказываютусловия охлаждения нефти, чем больше в нефти отношение содержания парафинов к содержанию асфальто-смолисых веществ, тем меньше эффект термической обработки, и наконец, со временем реологические свойства нефти - температура застывания, предел текучести принимают свои первоначальные значения.Наиболее известным спосопорта вязких и застывающих неф(57) Сущность изобретения: нефть нагревают на тепловой станции. Создают дополни-, тельный напор на насосной станции и преобразуют механическую энергию в тепловую, в том числе за счетдросселирования. Нефть перекачивают до точек с заданной температурой, Дополнительный напор, созданный на насосной станции, передают в точки с заданной температурой, где призводят дросселирование нефти с эффектом тепловыделения,ся перекачка с подогр перекачка,При этом способе и кость подогревают на т производят перекачку тепловыми станциями о известной формуле В.Г где 1 - длина участкастанциями, м;О - производительнр - плотность перести; кг/м;С - теплоемкость Д1 - коэффициент те ад; Овн - внутренний д Ь - температура на тк - температура ко тв - температура оС; т.е, для осуществленгде г.-= 1 0,3 1. яр 5где Ьр - общая длина трубопровода, км;- длина участка без дросселирования,км; . порта жидкости необходимо, чтобы трубопровод работал в таком тепловом режиме,когда конечная температура жидкости научастке между тепловыми станциями былабольше или хотя бы равна температуре за.стывания перекачиваемой жидкости иликритической точке. К тому же необходимоучитывать, что возмокнь плановые и внеплановые остановки трубопровода длительностью не более трех суток и при этом для 10дальнейшего запуска трубопровода, чтобыне проводить дополнительье операции(выталкивание жидкости в амбары при остановках, разбавление маловязкой жидкостью и т.п,), необходимо такке выреркать 15такой тепловой режим, при котором коеная температура 1 к жидкости после трехсуточного остывания нэ участке междутепловыми станциями больше или равна с- критической точке. Эти мероприятия учитываются при расстановке тепловых станций.Недостатком этого способа транспортажидкости является то, что учет явления остановки трубопровода уменьшает расстояние между тепловыми станциями и напротякенных трубопроводах приводит кзначительным капитальным и эксплуатационным затратагл по строительству и эксплуатации дополнительных тепловых станций. 30Целью. изобретения является сокращение числа тепловых станций,Цель достигается тем, что осуществляют нагрев жидкости на тепловой станции,перекачивают ее до критической точки и 35устанавливают в этой точке дросселирующее устройство, обеспечивающее дросселирование напора с эффектомтепловыделения.40. Сущность способа заключается в следующем. Определяют конечную температурутк (критическую точку) нэ участке между тепловыми станциями таким образом, чтобыонастала равной после процесса осты вания 45во время трехсуточной остановки температуре застывания , и по ней рассчитываютдлину участка согласно формуле В.Г.Шухова (1).Затем определяют потери напора Р,р по 5длине рассчитанного участка по известнымметодикам (см. РД 39-30-139-79 Методикатеплового и гидравлического расчета магистральньх трубопроводов при стационарных и нестационарных режимах перекачки 5ньютоновских и неньютоновских нефтей вразличных клймэтических условиях. Миннефтегазпром, ВНИИСПТнефть, Уфа, 1979,с, 55). Учитывая разницу между напором, создаваемьм насосами в начале трубопровода Раас, и потерями напора нэ трение Рр нэ участке между ТС: Рае-Ртр - Рп+Ь Е ОЯ=Ь Р,где Раас - максимальный напор насосной станции;Рп - подпор перед насосной станциеи;Е - перепад высот начала и конца участка трубопровода, в конце участка (критической точке) устанаоливаот дросселирующий орган, при этом происходит повышение температуры на следующуо величину (см РД 39-30-577-81 Методика теплового и гидравлического расчета трубопроводов при стационарой перекачке ньютоновских нефтей с учетом теплоты трения, Мнефтепром, Томе- ский филиал института "Гипротрубопровод", У Н И, 1981, с, 15); Р - 1становлеия;гс 3 =- -" " 100;ЭРп. - - . - критерий Прандля;21 - кинемэтическая вязкость, м /с,За счет полученной температуры в процессе дросселирования рассчитывают дополительньй участок от критичсской точки до следующей тепловой станции, Длина дополнительного участка Л определяется по известной формуле В.Г.Шухова, где под знаком логарифма вместо тн подставляют вместо ск + Ь др. Таким образом, длина между станциями составит где др - длина участка за счет установкидросселирующего органа,Затем по известной зависимости.лр - длина участка с дросселирующиморлеаном, км, определяют число сокращенных тепловых станций,Таким образом, учитывал, что обычностараются избекать дросселирования.изобретении цель достигается применением дросселирующего органа в качестве источника тепловыделения для увеличениярасстояния между тепловыми станциями,что соответствует критериям "новизна" и"существенные отличия",Предлагаемый способ транспорта жидкости наиболее эффективен в начальный период эксплуатации трубопровода, когдапроизводительность перекачки ниже проектной производительности,Для осуществления необходимого теплового режима перекачки жидкости по трубопроводу в начальный период необходимосоорукение дополнительных тепловыхстанций, так как длина участка трубопровода прямо пропорциональна производительности перекачки, При выходе трубопроводана проектную производительность необходимый тепловой режим достичь меньшимколичеством перекачивающих станций.Предлагаемый способ позволяет избежатьстроительства тепловых станций, а при увеличении производительности перекачкидросселирование прекращается..П р и м е р, Исходные данные; Он = 0,72м - диаметр трубопровода;р = 840 кг/мз - плотность;С =- 2000 Дк/кгРС - теплоемкость,К =- 0,5 Вт/мС - коэффициент теплопередачи;0 = 0,1 м /с - производительность трузбопровода;Ь = -25"С - температура окружающейсрсды;1 н =- 60 С - температура начала перекачки;1 = 20 С - темпезоатура застывания;р гв = 860 кг/м - плотность;р .=- 8,310 м /с - кинематическаявязкость;Л, н =- 0,14 Вт/и С - коэффициент теплопроводности;тр - 300 км - длина трубопровода;тк = 44,5 С. - критическая температура.1. Определяем длину участка с параметрамитн =: 60 С; ск = 44,5 С:ЯЯС1иКлОвн тк - св 0,1840 2000 60 + 25 0,57 г 0,7 44,5 + 25=30000 м =30 кмОпределяем потери напора на участкенапора на участке согласно методике (см, РД 39-139-79 Методик теплового и гидрав лического расчета магистральныхтрубопроводов при стационарных и нестационарных режимах перекачки ньютоновских и неньютоновских нефтей в различных климатических условиях. Миннефтепром, 15 ВНИИСПТнефть, Уфа, 1979, программа"ВАЯЯ Е Е"):Ргр= 5 10 Па(5 атм). 5 20 Учитывал, что прочностные свойстватрубопровода рассчитаны на 55 атм; а насосы развивают такой же напор, создается в начале трубопровода давление 55 атм, а на тридцатом километре устанавливается 25 дросселирующий орган (например, задвижка), на котором с Ь Р = Рнвв Ртр= 50.атм =- 510 Па (для наглядности примера пренебрежем значениями Рл, Л Е) происходит дросселирование, при этом происходит по вышение температуры на следующую величину:0,924 10 гЬР с 3Ь астр0,403+8,1 10 1 кс 1 = -- "5- 100 = 3,49;Р40 р б С Р 8,3 10 840 2000 1003,у - =Рог0,14Р а - 1 1003 - 1=10,3 7 - 1 0,3 - ц з1003 з 5 0,924 103,99 5 10 3,49 . 0,403 + 8,1 10 44,550:8,5 СС учетом повышения температуры на8,5 С, т,е, е + Л тдр = 53 С, рассчитываем длину дополнительного участка Ьдо следующей тепловой станции, выполняя условие, чтобы минимальная температура на участке была не меньше 44,5 С:ЛОд С 1 Л 1 сиКО вн тк тв1786335 Очевидно, что применение дросселирующего органа, установленного в критической точке и обеспечивающего дросселирование с эффектом тепловыделе.ния, позволяет увеличить расстояние между 5 тепловыми станциями, тем самым позволяясократить число тепловых станций с десяти до шести, что приводит к значительной экономии капитальных затрат.Формула изобретения 10 Способ транспорта вязких нефтей инефтепродуктов по трубопроводу, включающий нагрев нефти на тепловой станции, создание дополнительного напора на насосной станции и преобразование меха нической энергии в тепловую, в том числе засчет дросселирования, и ее перекачку до критической точки с заданной температурой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что дополнительный напор, созданный на насосной 20 станции, передают в критические точки сзаданной температурой, где производят дросселирование нефти с эффектом тепловыделения. 0,1 840 2000 53 + 25 0,5 л 0,7 44,5 + 25= 17629 = 17,5 км Таким образом, 1 лр = 3 + Ь= 30+ 17,5= - 47,5 км.Определяем число сокращаемых тепловых станций п = ----- =10-6=41-т 4 т 300 300 3 3 яр 30 475 Если производительность перекачки 0 = 0,1 м /с являлась для рассматриваезмого трубопровода начальной, то при увеличении производительности перекачки до 0,16 м /с дросселирование прекращается, так как длина участка с параметрами 1 л = 60 и с - 44,5 по расчетам раздела 1 достигнет 47,5 км, В данном случае (начало эксплуатации трубопровода) не понадобится строить дополнительно четыре тепловые станции,Корректор М.Ткач Составитель Л.БеккерТехред М.Моргентал Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 240 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5