Состав полимерной очистной пробки для депарафинизации нефтепроводов продолжительной эксплуатации

 

Изобретение относится к ° тстятым на основе полилкриплмид i (ПАЛ) дпп очистки попосчи эксплуатируемых неЛ тепроводов и быть использовано в негЬтянон промышленности. С целью повышения степени параллельного удаления параЛиносмолистых и неорганических отложений из давно смонтированных нефтепроводов состав содержит. мас.%: ПАА 0,8-1,8; Лорчальдегид () 0,3-0,6; соляная кислота 0,01- 0,1; абразивный наполнитель (песок) +0-80; вода остальное. В составе токлет реакция хонденсаци п объеме с покрытием абразивной сплошной структурной сеткой ограниченно сшито го получаемого полиметилолакримзда. Опт мальное содержанУ € КОМПОНРНТОВ в вМР следующее, %: ПАА 1,2-1,4; СН40 0,35-0,45; НС1 0,02-0,05; абртзипный наполнитель 65-75. Состав готовчт перемешиванием в центр бежном | ягосе или в полевых условиях с испод аованием существующей насосной техники, п песчаный наполнитель эасыпаки в ГОТОВУЮ вязкую смесь полиметилолакримида, разбавленную водоГ на стадиям адгезионно-когезиоаного батанса и повышении вязкости с 0,I до 3 100 Пч С. гостар подают в сткаюче1 чын участок в течение 1-2О сут. Передавлчвание в нефтяной поток 850 п оптинального соегпва выносит 128 м смолоппрафинов и механических г.риме-сей, а 1150 л свыше 500 т осадков из ре зериных ниток нефтепровода диаметром 1220 мм; сокращает потери давления на 0,04-0,06 МПа, стабилизирует в течение 90 сут режим эксплуатации; на промысловом нефтепроводе диаметром 150 мм повышает пропускную способность до 20% подачей 450 л предлагаемого состава. 2 табч. а (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 С 09 К 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4372189, 26 (22) 28.12.87 (46) 07.02.91. Бюл.. Ф 5 (71) 11нститут геологии и геохимии горючих ископаемых AH СССР, Всесою:s— ный .научно-исследовательский нистов тут г о сб<1ру, и;дготовке и трапсп< рту нефти и нефтепродуктов и Пефтегазод быва щее управление Бориславнефтегзз (72) И.Н.Порайко, fl.Н.Порайко, А.Г.Гумеров, F.И.Данилеи и В.Х.Гялюк (53) 678.745.842(088.8) (56) Авторское свидетельство CCP

II 712435, i.;l. С 09 К 3/ÎÎ, 1977. (54) COCTAII ПОП)1".(ЕРНО11 ОНИСТНОЙ ill Ol КИ Дг1Я ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ НЕФТГПРОВОДОВ ПРОПОЛКИТГ 1ЬНОЙ ЗКСг1ЛУАТА11И1! (57) И. обретение о гносится к составам на основе полиакрилрмид > (1IAA) для очистки полос1и эксплуа гируемых нефтепроводов и может быть использовано в нефтяной промышленности. С целью повышения степени параллельного удаления парафииосмолистых и неорганических отложений из давно смонтированных нефтепроводов состав содержит, мас.7: ПАА 0,8-1,8; формальдегид (СН О) 0,3-0,6; соляная кислота 0,010,1; абразивный наполнитель (песок) Изобретение относится к физико-химическим средствам удаления парашиносмолистых и неорганических отложений и может быть примен=но в нефтяной промьппленности и других отраслях народного хозяйства.

40-80; вода остальное. В составе гроTåKÿåT реаKция конденсации в объеме с покрытием абразивной сплошной структурной сеткой ограниченно сшитого получаемого полиметилолакримчда, Опт:.:мальное содержание компонентов в воде следунчцее, Х: ПАА I 2-1,4;.

СН О 0,35-0,45; НС1 0,02-0,05; абрязинный на олнитель 65-75. Состав го-. товят перемешиванием в центр;бежном насосе или в полевых условиях с использованием суще твушщей нас<.сной техники, а песчаный наполннтель засы-пают и готовую вязкую смесь полиметилолакримида,. разбавленную водо.. на стадиии адгезионно-когезионного баJl1Hc3 и повышении вязке CTH с 0,1 до

100 Па с. Состав H 1дают в гтключенчыи участок в течение 1-20 сут. Передавливание в нефтяной поток 850 л оптимального ссс тана выносит 1 28 и смо-. лопарафинов и механических примесей, а 1150 л свыше- 500 т.осадков из резервных ниток нефтенроВода диаметром

1220 мм; сокращает потери давления на

0,04-0,06 ИПа, стабилизирует в течение 90 сут режим эксплуатации; на промысловом нефтепроводе диаметром

150 мм повышает пропускную способность до 207,подачей 450 л предлагаемого состава. 2 табл.

Пелью изобретения является повышение степени параллельного удаления парафиносмолистых и неорганических отложений из полости данно смонтированных эксплуатируемых нефтепроводов.

1625886

Поставленная цель достигается тем, что состав дополнительно содержит твердый абразивный наполнитель, связанный сплошной структурной полимЕр5 ной эластичной сеткой при следующем соотношении компонентов, мас.X: полиакриламид (ПАА) 0,8-2,5; формальдегид (СН О) 0,3-0,6; соляная кислота

0,01-0,1; абразивный наполнптель (песок) 40-80, вода остальное (до 100).

При использовании состава протекание реакции во времени происходит в течение 2-20 сут на поверхности абразива, при этом вязкость повышается в 10-100 раз вследствие поперечной

"сшивки" макромолекул IIAA до полиметилолакримпда (ПАЛА) и абразива мети-. лольными мостиками. Дальнейшее повышение вязкости в 100-1000 раз предуп- 20 реждают дополнительным введением во— ды, абразивного наполнителя и сниже— нием параметра рН. Состав имеет ограппчеппое число сшпвок и межмолекулярпых зацеплений на стадии равенства 25 пли незначительного превышения сил когезип над силами адгезии. Очистные свойства выражаются в коллопдно-химическом и поршневом действии состава.

По мере роста прочности осадков рыхлые, спресованные и прочные применяют в качестве депарафпнизаторов нефтепрово;;оп cоответствеппо составы 1 — 3 прп следующих граничны (составь. 1 — 3) и средних состав 2) значениях содержачия компонентов, представленных в табл.1. понентов.

Гранулпронанный или гелеобразный технический полиакриламид загружают в емкость, залитую до 0,3 высоты водой на набухание, а затем подключают мощный центробежный насос типа 6к.

В центробежном насосе типа 6к (4ф) растворяют в воде технический

IIAA до 1,07 концентрации, прибавляют

0,17, соляпой кислоты и 0,67 формальдегпда. Исходная смесь в течение 68 сут повышает свою вязкость с 0,1 до 20 11п с и адгезпонное давление с О,! до 10 к1!а. На стадии баланса сил адге пи и когсзии прп появлении

55 когезпоппого типа отрыва прекращают реакции гелеобразования добавлением вс ды до сопержчнпя Г!АЛ 0,8 — 0,9% и наП р и и е р 1. Получение и приме-. нение состава при нижних граничных 40 однозначных значениях содержания комполняют состав 1 абразивом (песком) фракции 0,2-4 мм в количестве

80 мас.7. Получаемый состав в течение I 20 сут подают на выкид насосных станций и оставленную выкидную линию или камеру скребков нефтепровода. Полученный состав 1 содержит, мас.7.: IIAA 1; НС1 0,2; СН О 0,6; песок 80 и вода 18 3.

При повышении концентрации ПАА с 0,8 до 2,5 мас.7 и формальдегида с 0,8 до 0,6 мас.X понижается растекаемость, увеличивается эластичность, прочность и адгезия ПМАЛ-состава, а также обеспечивается высокая очистка и обратимое подвижное поршневое перемещение в трубах, насосах и местных сопротивлениях. Повышение содержания абразива с 60 до 80 мас.7 увеличивает депарафинирующее действие, однако его большое содержание уменьшает проникновение в осадки и их последующее поглощение. Это повышение ограничено потерей текучести в течение 18-20 сут храпения исходного состава и трудностью псрекачивания.

Сраппепие очистного действия состава 1 проводят на стенде с различными осадками. Результаты показывают, что состав 1 выносит из труб диаметром 8-273 мм во всех случаях все типы осадков, однако, наиболее эффективное его влияние установлено для рыхлых парафино-смолистых (90-957) и неорганических ("-4-98X) осадков. Известный состав в тех же условиях удаляет эти осадки только на 15-657. (табл.2).

Технические условия на изготовление ПАА в виде 7%-ного водного геля и сухих гранул включают ограничения по содержанию сульфата аммония соответственно не выше 18 и 48 мас.X u железа не более 0,3 и 1,5 мас.7" Технический формальдегид для получения состава пригоден при его содержании не более 67 мас.7, а в товарном виде в пределах 3-37 мас.X в исходном продукте. Соляная кислота для состава при концентрации 1,0-35 мас.X с ингибитором коррозии.

Пример 2. Получение состава 2 при оптимальных количествах каждого компонента, обеспечивающего послойную технологическую очистку от парафиновых и смешанных неорганических осадков из трубопроводов любой геометрии.

5 162588

В одной емкости, обвяэаHKoH циркуляционным насосом, вначале растворяют в воде технический полимер IIAA до концентрации 1,3 мас.Х, подкисляют соляной кислотой в количестве 0,05 Мас.Х, добавляют 0,40 мас.X формзл дегида

СН О, считая на основные вещества и

33,2 мас.X. Состав выдерживают I

8 сут при температуре соответственно о

35 и 18 С ро начала его гелеобраэонзния с вязкости <выше 1 Па ° с и загружают песок (65 мяс ° X) аналогично примеру l . Равновесное наполнение абразивом прп данном оптимзльном содержании компонентов состава предупреждает выпадение н осадок песка и э<Ьфектинно удаляет все частицы различных пристенных осадков (нз 96/). Б тех же условиях нсе изгестные составы и сг особы, 20 включая известный, Неполностью очищает от ННх ннутритрубную полость менее 30-65Х (табл.2.).

В опытно-промышленных экспериментах 6 м состава 2, содержащего,мас..Х:

Э

ПАА 1,2; НС1 0,05; СП О 0,4; песок 65, нодз 13, позволяют очистить технологические коммуникации перекачивающих станций н старых нефт проводах переменного сечения значительной протяженности (0,01-9500 км) причем после отстаивания составл н резервуарах установлено его многоразовое продолжительное действие. Полученного состава достаточно для BbtAocG всех рыхлых и прас тичпь.х скоплений из нефтепровода переменного сечения (НПС) (0,2-1,3 м ), нключая резервные нитки и технологические линии промежуточных перекачивающих станций, при сокраще40 нии расхода электроэнергии на 3,5Х на перекачку нефти н течение 55 сут. IIpo" пускная способность. всего нефтепровода переменного диаметра 529-1220 мм при движении приготовленного состава

2 повышается на 2502-3200 т/сут, потери давления по длине нефтепровода— на 0,05-0,08 МПа, а н коммуникациях

HIIC — на 0,06-1,0 ИПа, В тех же условиях применение известного состава выносит только смолопарафины на 3060Х. и частично скопления воды, а прочные осадки остаются в полости нефте провода, упрочняясь по времени и спрессовываясь скребками.

Пример 3. Получение состава 3.

Посредством интенсивного (1440129990 об/мин) и кратковременного (325-35 мин) контакта товарного ПАА

6 6 я циркуляциопном потоке с гс дой получают однородный 1,8Х-ный íi,,эк)й р;с;— вор IIAA, Затем н пол.ченный раст ;.р при пиркуляции одним из центробежных насосон ннодят технический формалт-дегид в количестве 0,35 мас.Х (но не более 0,6 мас. Х) и подкисляют сопяной кислотой (0,06 мас.Х). Текучую смесь состава 3 нз основе ПМАА перекачивают любым нас сом, а затем заполняют состав 3 при перемешинании насосом просеянным песком фракции !в

4 чм нз стадии повышения вязкости состава от 2 до 120 Пз с н количестве

60 мас.Х. Дзльчейшее повышение содержания песка уменыиает объем поглощения частиц отрываемых осадков вследствие уменьшения количества необходимого числа межмолекулярных эацеплений

IIMAA со стенкой потока. Уменьшение содержания песка снижает прочность состава, увеличивает его рзстекаемость и допустимо при наличии болышэго количества ннутрптрубных скоплений окислон ъелезз. глины, солей, пескз и других твердых включений. Состав 3 содержит, маг.Х: вода 37,34; IIAA 1,8;

СН О 0,35; НС1 0,06; песок 60. В более простом случае песчаный напдлнитель засыпают ь готовую вязкую смесь ПИАЛ, разбавленную водой нз стадии адгеэионно-когеэионного баланса при повышении вязкости с 0,1 до

100 Пз с. Состав подают в отключенный участок н течение 1--20 сут, Передавливание в нефтяной поток 850 л оптимального состава выносит 128 м смолопзрафинов и механических примесей, а

2250 л — свыше 300 т осадков иэ резервных ниток нефтепровода диаметром

1220 мм; сокращает потери давления на 0,04-0,06 ИПа; стабилизирует в течение 90 сут режим эксплуатации. На промысловом нефтепроводе диаметром

150 мм повышают пропускную способ". ность до 20Х подачей 450 л предлагаемого состава. Степень очистки от смолопарафинов достигает 75Х, от неорганических отложений 87Х. В тех же условиях известный состав удаляет 15-ЗОХ тех же отложений (табл.2), а известные способы во всех случаях оставляют основное калнчества отложения на стенках (не менее 2-3 мм).

Пример 4. Получение соста-. ва 3 полимерной очистной пробки иа максимальное содержание каждого компонента.

1625886

При циркуляции воды мощным центробежным насосом Зф или 6к растворяют технический ПАА до получения 2 5Х-ного водного раствора, подкисляют соляной кислотой 0,02 мас.X. На прием на5 соса засасывают водный раствор фор-. мальдегида СН О, смешивают путем циркуляции несь раствор до концентрации последнего 0,35 мас. . Через воронку на всасывающей линии циркуляционного насоса загружают твердый абразив (просеянный песок с содержанием глины менее 27) в количестве 55 мас. .

Дальнейшее повышение содержания абра- 15 зива и полимера ПЛА ограничено потерей текучести состава и появление закупорки всасывающей линии насосов.

Полученный состав содержит, мас.X вода 42,12; ПАА 2,5; НС1 0,03; СН О

0,35, песок 55 ° Опытно-промышленное применение состава 3 проведено на участке нефтепровода, находящемся в эксплуатации свыше 20 лет, переменного диаметра н пределах 450 — 25

1020 ы длиной 450 км в количестве

2350 л. Путем его трехкратного пропус-, ка удалены все прочные парафинасмолистые отложения и скопления водной суспензии механических примесей иэ комму-30 никаций перекачивающих станций, параллельных и резервных тупиковых линий без выполнения операций по сопровождению скребков и опасности закупорки.

Состав легко отделяется в резервуаре

35 от выносимых отложений и много раз использован по всей длине этого участка, снижая потери давления на 0,030,4 МПа и увеличивая максимальную производительность при допустимом давлении на 240-1 200 т/сут.

Состав 3 полимерной пробки оказывает у п версальное очистное действие на все основные типы внутритрубных осадков различного химического состава и отрывной прочности. В тех же условиях известные составы неполностью удаляют, старые парафиновые спрессованные или

O перекристаллиэованные осадки, а только на 15-657 (табл.2). Механические

50 очистные устройства и щеточные скребки часто застревают и ограничены на практике трудоемкими приемами поиска, обнаружения и извлечения деталей, закупоривающих полость.

Пример 5. Состав 1 пробки (нижние значения концентраций компонентов).

Для предварительного удаления верхнего или рыхлого слоя осадков из коммуникаций нефтеперекачивающих станций получают текучий состав по примерам 1 и 3, содержащий, мас.Х;

ПАА 0,8; СН О 0,6; НС1 0,1; просеянный песок 80; вода 18,4. Преимущество состава 1 в сохранении текучести и предупреждении закупорки трубопровода при любом содержании осадков.

Известный состав имеет большую стоимость и меньшее положительное связывание и удаляет осадки только на 15357. (табл.2). При данном соотношении компонентов состав сохраняет очистные свойства при разбавлении водой, водными выносимыми скоплениями и наиболее дешевый.

В отключенный участок магистрального трубопровода диаметром 1220 мм промежуточной насосной станции (IlHC) через штуцер и эаднижку диаметром

100 мм заливают 1160 л состава 1, содержащего, мас.%: ПЛЛ 0,8; СН О 0,6;

НС1 0,10; крупный песок с 107. мелкого гравия 8,0. После выдержки состава в течение 40 ч его вытесняют нефтяным потоком по резервным ниткам параллельно и подводным переходом циамЕтром

1020 мл. Под действием состава снижаются потери давления на 0,02-0,03 МПа, происходит отрыв и вынос свыше 500 м суспечэии смолопарафинов, окислов железа и других неорганических осадков.

Пример 6. Готовят состав 3 при концентрации компонентов, выше верхнего предела интервалов. Данный состав предназначен для депарафинизации нефтепроводон продолжительной эксплуатации и большего диаметра в пределах 529-1420 мм, а также для удаления газовых, воздушных и конденсатных скоплений вместе с механическими примесями из трубопроводов переменного сечения, изменяющегося более чем в 1,5 раза. Такой состав содер" жит, мас.X: ПАА 2,8; СН О 0,4; НС1

0,1; песок 70; вода 26,7.. Получение такого состава осуществляют путем заливки технического ПАА водой до равновесного набухания, последующего перемешивания циркуляцией центробежным насосом с образованием текучего водного раствора вязкостью свьипе 0,20,1 Па ° с в зависимости от минерализации воды при содержании солей 0,8l . Преимущество данного состава в его эффективном действии (60-96X) при

1625886 наименьших его расходах и минимальных обьемах дозировок. Недостаток этого состава в плохой прокачиваемости, недолгой текучести "живучести", предупреждение наступления которых достигается периодически добавлением воды

Ilo мере высыхания при хранении. При тех же концентрациях известный состав растекается и не выносит глзожидкостные (водные) скопления и неполностью (15-890?. ) удаляет осадки (табл.2).

Пример 7. Состав 1 при концентрации компо .ентов ниже нижних энлчений. Готовят состав, содержащий, мас.X ПАА 0,7; СН20 0,7; НС1 0,2; песок 82; вода 16,4. Состав во всех случаях сохрлняет текучесть, растекается и формирует очистную пробку только скорости в»ш1е 2 м/с и не в»!носит подобно порп111ю газоводяные скопления, при этом ои пригоден для послой- ной очистки (нл 857) от рыхлых и непрочных ослабленных осадков и по эффективности сравним с извести»1м (табл.2). Дальнейшее понижение содс ржания компонентов оклэывлет известное колоидно.-очистное и незнлчительное выносное действие и примени.ло для циркуляциониых замкнутых трубных систем перед сбросом составл л очистку стоков

Сравнительные данные параметров эффективности составов очистной пробки для нефтепроводов с внутренними осадками различного типл пр™велены в табл.?.

Предлагаемый состав очистной пробки во всем диапазоне содержания компонентов оказывает послойное очистное действие для трубных потоков малого диаметра в широком пределе конце«траций каждого компонента,-что обеспечичает во всех случаях разрыхление и захват и перевод во взвешенное состояние отдельных частиц и кусков различных типов пристенных осадков.

Независимо от химического состава осадков во всех случаях комбинации выбранных компонентов предлагаемого состава наблюдается проникновение, дезинтеграция, пептизация, отрыв и захват составом частиц и кусков осадков и перевод в легкоподвижное вэвеВОД»1.

25 Прсдллг л емы!1 состав ыо.от быть; олучен в полов»1х и люб»1х»!оксе 3онных условиях Itp<3!t!crt многоле r1!!.е (8-".. лет) опытно-«ром»яиленные испы лция IT рлзJltt T It»tx Рл Йо llл х 11;1Я!е11 cTPH tt»t I! 1 11ефт

30 проводлх об!11с и прот!!ж".ннсст1,» с 3ы11!»

9500 км.

Ф о р м у л л и з о б p - т е н и я

Сос тля 11о-!«и рной очистной пробки д !я

Депл11лф1111и 3 л 1111 и IIE ôòP ï Ро 13 13t1u 13 и РОДР11:"ч! тельной эксплултации нл octtol3c . полиакриламидл, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью пог»нпення степени

40 параллельного удаления плрлф™носмолисть:х и неорганических отложений из полости давно смонтированных эксплултируемых нефтепроводов, c,!став дополнительно содержит твердый абразивньп!

45 наполнитель, связанный сплошной структурной полимерной эластичной сеткой при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Полиакриламид 0,8-1,8

5р Формальдегид 3-0, 6

Соляная кислота 0,01-0,1

Абразивный наполнитель (песок)

Вода

50,0-80,0

Остальное щенное перемешение. Пр ледеtt! t tp пр1: . меры конкретных приме!1".ний отде-:1,н11х составов и параметров ttх форм!!ров,!ни я, 5 их свойств показывают доступность их приготовления обслуживлющ му «егссналу без специальной под ото11ки. 11 pelt ti— ществом предлагаемых состлвов ягл1.ется возможность передозировки клждог

1ð компонента и широкие предел»! изменен. их концентрапий без снижения клч 3ствл и эффективности. Во всех случаях при среднем и максимальном содержании компонентов достаточно сост,"в разбл15 вить водой свыше 10-157 (!3.3tlóñклечсч рлзблвгение в 1,5 рлзл) для с1хр.-не— ния его эксплуатационных свойс t IT. ?1oблвление воды сохганяет очистш!е с ьойствл саг -авл вг все! дилплэоне

20 концентраци"! его ломпонен-,ов пр11 продолжител1,11о11 хрлне ниц в тече!п3е 1—

5 лет по мере естест11е1;ного 1!с,1л!1гш !

1625886

Таблица!

1,2-1,4

0,35-0,45

0,04-0,06

0,8-1,0

0 5-0,6

0,05-0,1,5-2, 0,30-0,435

0,02-0,04

СН 0

НС1

55--60

Остальное

65-75

Остальное

70-70

Остальное

Вода

Табл ца 2

Содервание компонентов, мас.Х (в воде) Степень очистки, отн.Х, от отловений

Состав по примеру

СН О НС1 Песок ПаРафино- НеоРганичессмолистых кил

ПАА

Прочные перекрнсталлиэованные осадки

Иэвестиый

30-40

15-20

20 (АК) l 5-2,5

Спрессованные многолетние осадки

Иэвест ый 2

65-70

40 (АК) 30-35

Рымлые неспрессованные осадки

ИэвестtwA 3,0

75-80

45-55

60 (АК) Составитель Г.Сальникова

Тех р ед И. Дидык Корректор А,Обручар

Редактор И.Дербак

Заказ 26I Тираж 376 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 11осква, iY-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-пздатепьскпй комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Абразивный наполнитель (песок) 0,7

0,8

l,0

1,4

1,8

2,8

0,7

0,8

1,0

1,3

2,5

0,7

0,8

l,0

I 5

2,5

0,60

0,60

0,50

0,45

0,45

0,30

0,7

0,6

0,5

0 45

0,4

0,6

0,6

0,5

0,4

6,4

О,!

0,1

0,08

0,07

0,07

0,02

0,1

0,08

0,07

0,08

0 05

0,1

0,06

0,06

0,05

0,05

20-30

30-35

45-50

60-70

70-75

55-60

25-35

38-45

48-55

65-75

70-72

85-88

89-90

92-95

93-95

92-93

50-60

60"65

75-80

82-85

85-87

70-80

65"70

75-78

80-82

87-90

82-85

90-92

92-93

94-96

96-98

91-92