Сервисное обслуживание теплового насоса для перекачки высоковязкой нефти по магистральному нефтепроводу

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 10
1.1 Физико-географическая характеристика объекта 10
1.2 Классификация методов перекачки высоковязкой нефти 11
ГЛАВА 2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 23
2.1 Анализ способа транспорта высоковязкой нефти по магистральному нефтепроводу с использованием тепловых насосов 23
2.1.1 Принцип работы компрессионных тепловых насосов. Выбор типа компрессора для условий эксплуатации при трубопроводном транспорте нефти 25
2.1.2 Способ транспорта высоковязкой нефти с «распределенным» подогревом 28
2.1.3 Устройство пункта подогрева для осуществления способа «распределенного» подогрева 30
2.2 Определение тепловой мощности фиксировано расположенных по трассе теплонасосных пунктов подогрева 34
2.2.1 Определение мощности теплонасосных пунктов подогрева для магистрального нефтепровода Уса-Ухта 34
2.2.2 Определение температур нагрева нефти на пунктах подогрева в зависимости от полных дисконтированных затрат на участке 37
2.2.3 Определение мощности теплонасосных пунктов подогрева 40
2.2.4 Расчет перепада давления на нефтепроводе 44
2.2.5 Рекомендации по проектированию теплонасосных пунктов подогрева 47
2.3 Технико-экономические расчеты и ресурсосбережение 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 63

Весь текст будет доступен после покупки

Россия считается одной из главных фигур на международной арене энергоресурсов. Обладая крупнейшими мировыми запасами нефти, газа и угля, Россия обеспечивает значительную часть глобального энергетического спроса. Эта огромная производственная мощь порождает сложную и важную задачу - транспортировку больших объемов энергоресурсов на дальние расстояния.
В современной нефтяной промышленности проблемы, связанные с транспортировкой быстро застывающей и высоковязкой нефти, становятся все более актуальными. Перекачка таких типов нефти требует использования специальных технологий, которые могут обеспечить необходимую пропускную способность и предотвратить застывание нефти при остановке перекачки.
1. Сложности транспортировки быстро застывающей и высоковязкой нефти
Нефть с высокими показателями вязкости и склонностью к быстрому застыванию представляет собой сложную проблему для инженеров и нефтяников. Такая нефть обладает высоким сопротивлением потоку, что делает ее транспортировку трудной и требующей значительных энергетических затрат. Кроме того, остановка перекачки может привести к застыванию нефти в трубах, что может привести к сбоям в работе и даже к повреждению трубопровода.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Физико-географическая характеристика объекта
Акционерное общество «Транснефть - Север» — это дочернее предприятие ПЛО «Транснефть» на Европейском Северо-Западе страны, которое имеет стратегическое значение для всей Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции.
АО «Транснефть - Север» эксплуатирует магистральные нефтепроводы «Уса-Ухта» и «Ухта-Ярославль». Предприятие создавалось в 70-х годах прошлого века. когда интенсивно осваивали Тимано-Печорскую нефтегазоносную провинцию. Нефть, которая транспортируется по этим нефтепроводам, отличается сложными реологическими (высокое содержание асфальтенов, смол и парафинов, высокая вязкость, повышенное статическое напряжение сдвига) и физико-химическими свойствами.

Рисунок1– Карта нефтепровода «Уса-Ухта»
С момента начала эксплуатации магистральных нефтепроводов «Уса- Ухта» и «Ухта-Ярославль» реологические свойства нефти значительно ухудшились, что можно объяснить нарастающими объемами добычи высокопарафинистых и высокозастывающих нефтей Ардалинского, Верхневозейского, Кыртаельского, Харьягинского, а также других месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции.
В январе 2022 года Совет директоров ПАО "Транснефть" утвердил Программу инновационного развития компании на период до 2026 года. Программа была разработана в соответствии с указаниями Минэкономразвития России, предварительно согласована с рядом ведомств и одобрена Межведомственной рабочей группой по технологическому развитию при Правительственной комиссии по модернизации экономики и инновационному развитию России. Программа основана на результатах независимого технологического аудита и сохраняет связь с предыдущей программой, действовавшей с 2017 по 2021 годы. Предыдущая программа обеспечила компании соответствие или превышение мирового уровня в 99% использованных технологических решений.
С достигнутыми результатами компания может сосредоточится на инновационных проектах и НИОКР, которые направлены на поддержание высокого уровня технологического развития и развитие собственного производства. Программа включает мероприятия по мониторингу технологических трендов, апробации таких эффективных технических решений, как альтернативные источники тепла/естественного освещения, аэрокосмическое профилирование (интерферометрия) и роботизированные системы. В рамках программы реализуются инновационные проекты и мероприятия, которые связаны с цифровизацией производственных процессов и применением технологий искусственного интеллекта в соответствии со Стратегией цифровой трансформации ПАО "Транснефть".
1.2 Классификация методов перекачки высоковязкой нефти
Когда температуры застывания нефти равны или превышают среднемесячные минимальные температуры окружающей среды, нефть считается высоковязкой и склонной быстро застывать при условиях перекачки. Из-за повышенной вязкости, высокой температуры застывания и других реологических свойств, трубопроводный транспорт высоковязких и быстрозастывающих нефтей и нефтепродуктов становится затруднительным. Низкие температуры окружающей среды приводят к высокому значению коэффициента гидравлического сопротивления, что требует строительства большого количества насосных станций, что экономически неэффективно. В связи с этим используются другие методы транспорта для высоковязких нефтей:
1) Гидроперекачка: этот метод заключается в смешивании высоковязкой нефти с водой, чтобы получить смесь, известную как "нефть в воде". В результате обволакивания частиц нефти водой их контакт с внутренней поверхностью трубопровода уменьшается. Для стабилизации эмульсии и обеспечения гидрофильных свойств стенок трубопровода в смесь добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Абрамзон, Л.С. Методика расчета "горячих" трубопроводов при установившемся режиме перекачки высокозастывающих нефтей и нефтепродуктов / Л.С. Абрамзон, В.А. Белозеров. - М.: ВНИИОЭНГ, 1970.-56 с.
2. Алиев Р.А., Белоусов В.Д., Немудров А.Г. Трубопроводный транспорт нефти и газа: Учеб. для вузов - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1988. - 368 с.
3. Байков, Назип Мавлютович. Сбор и промысловая подготовка нефти, газа и воды / Н. М. Байков, Г. Н. Позднышев, Р. И. Мансуров. — М. : Недра, 1981. — 261 с.
4. Боровков В.М., Аль Алавин А.А. Тепловой насос с двухступенчатым конденсатором // Промышленная энергетика. - 2007. - №8. - С. 40-43. EDN: IAHSBP.
5. Бутузов, В.А. Перспективы применения тепловых насосов / В.А. Бутузов // Промышленная энергетика. - 2015. - № 10.
6. Гаррис Н.А., Сабитова Л.В. Применение тепловых насосов для утилизации сбросного тепла на насосных и компрессорных станциях магистральных трубопроводов: Учеб. пособие. - Уфа: УГНТУ, 2003. - 123 с.
7. Гаррис, Н.А. Определение числа тепловых насосов и их тепловой мощности в расчете на максимальную загрузку магистрального нефтепровода / Н.А. Гаррис, А.А. Глушков // Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта: Материалы V международной научно -технической конф.-Новополоцк: УО "ПГУ". - 2006. - С. 127-128
8. Гаррис, Н.А. Построение динамической характеристики магистрального трубопровода (Модель вязкопластичной жидкости) / Н.А. Гаррис, Ю.О. Гаррис, А.А. Глушков // Нефтегазовое дело. - 2016. - т.5 №2. - С.2

Весь текст будет доступен после покупки