Захист внутрішньої поверхні нафтопроводів від корозії шляхом визначення оптимальної швидкості перекачування нафти і нафтопродуктів магістральними трубопроводами

Abstract

У процесі експлуатації магістральних трубопроводів гідравлічний опір зростає через наявність відкладень парафіну (нафтопроводи), скупчень води, конденсату чи внаслідок утворення гідратів вуглеводневих газів (газопроводи). Для зниження гідравлічного опору періодично очищують внутрішню порожнину трубопроводів спеціальними шкребками чи розділювачами. Метою роботи є розробляння методик для оптимізації процесу перекачування нафти і нафтопродуктів у комплексі технологічних заходів із захисту внутрішньої поверхні трубопроводу від корозії. Досягнення цієї мети передбачає розв’язання наступних задач: 1. Розробити математичну модель процесів, які забезпечують усунення умов виникнення явища канавкової корозії. 2. Розробити методику розрахунку оптимальних параметрів перекачування нафти і нафтопродуктів трубопроводами для усунення умов виникнення процесу канавкової корозії за рахунок періодичного розсіювання корозійноактивної водної фази, що рухається в нижній частині трубопроводу. Об'єктом дослідження є процес розсіювання попутньої води в потоці нафтової суміші, що рухається нафтопроводом. У ході вирішення поставлених завдань застосовувався комплексний підхід до дослідження, що включає: аналіз і узагальнення даних з експлуатації промислових і магістральних нафтопроводів; функціональний аналіз причин аварій і відмов; використовувалися підходи і методи теорії подібності, планування експерименту та обробки дослідних даних. Наукова новизна дослідження полягає у встановленні закономірностей процесу розсіювання пластової води у потоці нафтової суміші і обгрунтуванні та формуванні залежностей для розрахунку оптимальної швидкості потоку у трубопроводі та визначення оптимального кута нахилу трубопроводу.

During operation of main pipelines, the wall friction rises due to paraffin deposits (oil pipelines), water and condensate accumulation, formation of hydrocarbon gas hydrates (gas pipelines). To reduce the wall friction, the pipeline inner cavity is regularly cleaned by means of special scraping tools or splitters. The objective of the study is to develop optimization methods for the delivery of oil and oil products within the complex technoloical activities aimed at the pipeline inner surface corrosion protection. The following solutions will make it possible: 1. To develop a mathematical model of the processes ensuring elimination of the formation conditions of corrosion initiation. 2. To develop the computing method of the optimal parameters of oil and oil products delivery through pipelines to eleiminate the formation conditions of corrosion initiation by periodic dispersion of corrosion-active aqueous phase flowing along the pipeline bottom. The object of research is the process of associated water dispersion in oil mixture flow in the pipeline. In the process of problem solving, the comprehensive approach was applied, including: data analysis and integration concerning operation of industrial and main oil pipelines, emergency and failure cause analysis, approaches and methods of similarity theory, experimental design and processing of experimental data were applied. The scientific novelty of the study consists in determination of objective laws referring to the dispersion process of formation water in oil mixture flow and establishment of relations to calculate the optimal flow rate in the pipeline and determination of the optimal inclination angle of the pipeline.