Выпуск:
2021. Том 7. № 4 (28)Об авторах:
Ковалева Лиана Ароновна, доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой прикладной физики, Физико-технический институт, Башкирский государственный университет (г. Уфа); liana-kovaleva@yandex.ruАннотация:
Нефти, добываемые в различных регионах и месторождениях, существенно отличаются по качеству. Организация трубопроводного транспорта потоков нефти широкого диапазона качества, добываемых в различных географических регионах, по системе со сложной топологической структурой возможна, но только при управлении качеством нефти в транспортных потоках, в частности управлением таким свойством нефтей, как вязкость.
Вязкость нефти оказывает решающее влияние на производительность насосно-силового оборудования. От вязкости зависят характеристики магистральных нефтепроводов. Влияя на вязкость, возможно изменить результаты гидравлических расчетов магистральных нефтепроводов и насосно-силового оборудования, не меняя его, поэтому задача изменения реологических характеристик перекачиваемых нефтей является актуальной.
В данной работе впервые рассматриваются тепловой, сверхвысокочастотный электромагнитный (СВЧ ЭМ), высокочастотный электромагнитный (ВЧ ЭМ) методы воздействия на Сибирскую Девонскую товарную нефть и товарную нефть Тимано-Печорской провинции — Ярегскую.
Обе нефти были подвержены тепловому, высокочастотному и сверхвысокочастотному электромагнитным воздействиям на уникальных лабораторных стендах, собранных на базе Башкирского государственного университета.
В результате проведенных исследований было выяснено, что электромагнитная обработка оказывает влияние на реологические свойства данных нефтей, причем наибольшую эффективность оказал ЭМ ВЧ метод воздействия в интервале температур, соответствующих температурам эксплуатации магистральных нефтепроводов.
Время релаксации реологических свойств Девонской и Ярегской нефтей после ЭМ обработки составляет 5 дней, что значительно больше по сравнению с популярным на сегодняшний день тепловым нагревом. Результаты предварительного теплового воздействия с последующим охлаждением на Девонскую и Ярегскую нефть показали меньшую эффективность по сравнению с результатами электромагнитного воздействия. При достижении температур 30 °Ϲ и выше эффективность теплового и ЭМ методов воздействий для обоих нефтей сводится к нулю.
Еще одной проблемой, возникающей при трубопроводном транспорте Ярегской и Девонской нефтей, является образование асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) на внутренних стенках нефтепровода, приводящее к необходимости более частых очисток нефтепровода, большему энергопотреблению для обеспечения заданной производительности нефтепровода. Одним из методов решения данной проблемы тоже стала ЭМ обработка. В результате эксперимента по определению количества отложений на внутренних стенках нефтепроводов нефтей без обработки и после ЭМ воздействий, выполненного в рамках данной работы, было выявлено, что ВЧ ЭМ обработка является превентивным методом борьбы с АСПО для Ярегской и Девонской нефтей. Для Ярегской нефти, обработанной ВЧ ЭМ полем, величина АСПО на стенках модельного трубопровода оказалась в 6 раз меньше, чем для необработанной Ярегской нефти.
Итак, в результате всех проведенных в рамках исследования работ выяснено, что высокочастотные и сверхвысокочастотные электромагнитные методы обработки эффективны в процессах транспорта Ярегской и Девонской нефтей и, в отличие от теплового метода воздействия и введения присадок, способствуют не только увеличению производительности работы нефтепроводов за счет улучшения реологических свойств нефти на достаточно продолжительный период времени, но и также меньшему образованию отложений АСПО на внутренних стенках нефтепроводов.
Ключевые слова:
Список литературы:
Алиев Р. А. Трубопроводный транспорт нефти и газа / Р. А. Алиев, В. Д. Белоусов, А. Г. Немудров. М.: Недра, 1988. 250 с.
Вайншток С. М. Трубопроводный транспорт нефти: учеб. для студентов вузов. В 2 томах / С. М. Вайншток, В. В. Новоселов, А. Д. Прохоров, А. М. Шаммазов, Б. Н. Мастобаев и др. М.: Недра-Бизнесцентр, 2004. Том 2. 621 с.
Как рождается Urals. Нефть всех российских месторождений задействована в формировании сортов для внутреннего и внешнего рынков // Российская газета. Спецвыпуск № 159 (7917). URL: https://rg.ru/2019/07/22/sorta-nefti-sformirovany-so-vseh-mestorozhdenij-rossii.html (дата обращения: 18.12.2020).
Ковалева Л. А. Экспериментальные исследования нагрева реологически сложных жидкостей электромагнитным полем / Л. А. Ковалева, Р. Р. Зиннатуллин, А. И. Муллаянов, И. И. Шрубковский // Теплофизика высоких температур. 2016. Том 54. № 4. С. 645-647.
Кривошеий Б. Л. Магистральный трубопроводный транспорт / Б. Л. Кривошеий, П. И. Тугунов. М.: Наука, 1985. 238 с.
Мастобаев Б. Н. Нефтегазовое дело: учеб. пособие в 6 томах / Б. Н. Мастобаев, А. М. Нечваль. СПб.: Недра, 2013. Том 5. Транспорт и хранение нефти и газа / Б. Н. Мастобаев и др.; под ред. А. М. Шаммазова. 328 с.
Нечваль А. М. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов: учеб. пособие / А. М. Нечваль. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2001. 165 с.
Позиция РСПП «Россия на международных энергетических рынках: перспективы присутствия» // Российский союз промышленников и предпринимателей. URL: https://www.rspp.ru/activity/position/pozitsiya-rspp-rossiya-na-mezhdunarodnykh-energeticheskikh-ryn... (дата обращения: 18.12.2020).
Рахманкулов Д. Л. Применение химических реагентов в области добычи и транспорта нефти / Д. Л. Рахманкулов, С. С. Злотский, В. И. Мархасин, О. В. Пешкин, В. Я. Щекотурова, Б. Н. Мастобаев. М.: Химия, 1987. 144 с.
РД 39-30-990-84. Методика расчета напорных характеристик и пересчета параметров центробежных насосов магистральных нефтепроводов при изменении частоты вращения и вязкости перекачиваемой жидкости. URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293725/4293725937.pdf (дата обращения: 18.12.2020).
Тугунов П. И. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов: учеб. пособие / П. И. Тугунов, В. Ф. Новоселов, А. А. Коршак, А. М. Шаммазов. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2002. 658 с.
Янчушка А. П. Применение теории подобия для моделирования процессов в нефтегазовом деле: учебно-метод. пособие / А. П. Янчушка, А. В. Колчин. Уфа: Уфим. гос. нефт. техн. ун-т, 2013.
