Способ трубопроводного транспорта газонасыщенной нефти и сжиженных углеводородных газов

 

Изобретение позволяет ускорить процесс растворения газовых скоплений и сократить время вывода трубопровода в эксплуатацию после остановок, связанных с выделением газовой фазы. Для этого в зоне газовых скоплений поддерживают давление 1,0-2,5 МПа, обеспечивающее максимальный массообмен от газа к нефти. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 17 0 1/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Л д

"- D .,,. l, Л.

Ро

li — li,o

P (2) (21) 4820420/29 (22) 01,04.90 (46) 23,06.92. Бюл. N 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов (72) М.Н,Пиядин, В,Г,Карамышев, Ш.И.Ðàõматуллин, Н,Н.Лещев и P.Í,Þíóñoâ (53) 621.643(088.8) (56) Антипьев В.Н. Утилизация нефтяного газа. — М.: Недра, 1983, с.160.

Изобретение от носится к транспорту продукции нефтяных скважин и может быть преимущественно использовано для транспорта нефти в газонасыщенном состоянии, Цель изобретения — ускорение процесса растворения газовых скоплений и сокращения времени вывода трубопровода в эксплуатацию после остановок.

Поставленная цель достигается тем, что для ввода трубопровода в эксплуатацию по-. сле остановок, связанных с выделением газовой фазы, в зоне газовых скоплений поддерживают давление 1,0-2,5 МПа.

Для ускорения процесса растворения газовых скоплений необходимо повысить давление на участке нефтепровода с газовым скоплением, что приводит к снижению расхода, однако, в связи с ускорением про-. цесса вывода трубопровода на режим, общий объем перекачиваемого продукта увеличивается, На фиг.1 приведена схема трубопровода с газовыми скоплениями; на фиг;2— зависимость константы равновесия отдавления для фиксированной температуры (для метана); на фиг,3 — кривые 1 и 2 для

„, . Ы,, 1742577 А1 (54) СПОСОБ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАН СПОРТА ГАЗОНАСЫЩЕННОЙ НЕФТИ И

СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ (57) Изобретение позволяет ускорить процесс растворения газовых скоплений и сократить время вывода трубопровода в эксплуатацию после остановок, связанных с выделением газовой фазы. Для этого в зоне газовых скоплений поддерживают давление

1,0 — 2,5 МПа, обеспечивающее максимальный массообмен от газа к нефти, 3 ил. давлений насыщения нефти соответственнс

0,3 и 0,6 МПа, В процессе растворения скопления уменьшается его длина Ii при неизменном размере ал Исследованиями растворения газового скопления установлено, что при турбулентном режиме течения продолжительность Лl; растворения скопления массой Л G; определяется зависимостью где д — толщина диффузионного пограничного слоя;

D — коэффициент диффузии;

Л с — разность концентраций газа на границах диффузионного слоя.

Величины д, D, а — пренебрежимо мало зависят от давления, но зависят от давления

li и Лc, причем с ростом давления li уменьшается, а Л с увеличивается, 1742577 (3) где!, — длина скопления, соответствующая атмосферному давлению Ро. где А — константа для данных нефти и газа;

Х вЂ” концентрация растворенного газа в нефти, поступающей в зону газового скопления;

К вЂ” константа фазового равновесия.

Константа равновесия К существенно зависит от давления в области сравнительно небольших давлений, но по мере его роста эта зависимость ослабевает, Характер кривой зависимости К от P для фиксированной температуры для метана приведен на фиг.2.

В соответствии с формулами (2) и (3) произведение i> Лс меняетсявзависимости от давления (фиг.3). Практически по магистральным нефтепроводам могут транспортировать газонасыщенные нефти и сжиженные углеводородные газы, имеющие давления насыщения от 0,5 — 0,6 МПа.

Для нефтей, отвечающим этой области давлений насыщения произведение - Лс возрастает от нуля при давлении насыщения до максимального значения при давлениях 2,4 — 2,6 МПа, после чего начинает слабо понижаться (фиг.3). По формуле (1) видно, что при максимальном значении

l Лс получают минимальное время растворения скопления газа в нефти, Таким образом, поставленная цель — сокращение времени вывода нефтепровода на режим при возобновлении перекачки — может быть достигнута установлением давления в области газового скопления, обеспечивающего максимальную скорость диффузионного процесса и верхний предел области оптимальных давлений при этом составляет величину порядка 2,5 МПа.

Минимальная величина области оптимальных давлений устанавливается максимальным значением давления насыщения нефти 0,6 МПа и кавитационными характеристиками магистральных насосов, наиболее употребительные из которых имеют кавитационный запас 30 — 65 м. При плотности нефтей 820 — 880 кг/м кавитационный з запас составляет порядка 0,2 — 0,4 МПа. Таким образом, при давлении в трубопроводе на подходе к промежуточным перекачивающим станциям, составляющем 1.0 МПа, гарантируется бескавитационная работа насосов. К тому же при давлениях более 1,0 МПа достигается и до5

50 статочно высокая скорость диффузионного процесса растворения газа в нефти. Таким образом, по совокупности факторов область оптимальных давлений реализации способа составяет 1,0 — 2,5 МПа.

Установление давлений в трубопроводе в зоне газовых скоплений, соответствующих области их оптимальных значений, может быть достигнуто либо повышением давления в начале нефтепровода, если такая возможность имеется технически (включение дополнительного насоса), либо повышениемдавления в конце нефтепровода(прикрытие входной задвижки на входе перекачивающей станции).

Пример, В нефтепроводе диаметром

0,7 м на одном из нисходящих участков на подходе к НПС образовалось газовое скопление с преимущественным содержанием метана и азота массой 1300 кг, Давление насыщения нефти 0,25 МПа и при кавитационном .".апасе насоса НМП-2500 0,26 МПа давление на входе НПС составляет

0,51 MIIA, Среднее давление на участке с газовым скоплением составляет 0,72 МПа.

При таком давлении для растворения скопления в соответствии с расчетом требуется 11 сут. Оптимальное давление растворения для данных газа и нефти составляет 1,8 — 2,0 МПа и при этом давлении для растворения скопления требуется 6 сут. Таким образом, целесообразно повысить давление на входе в НПС до

1,6 — 1,8 МПа, чтобы растворение газового скопления и выход нефтепровода на режим произошло вдвое быстрее.

Использование предлагаемого способа трубопроводного транспорта газонасыщенной нефти обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: снижается продолжительность вывода нефтепровода на нормальный режим эксплуатации, значительно ускоряется процесс растворения газовых скоплений, осуществляется работа нефтепровода в оптимальном режиме, уменьшаются гидравлические сопротивления при транспорте по трубопроводу газонасыщенных нефтей за счет растворения в нем газовых скоплений, увеличивается пропускная способность трубопровода, а также упрощается обслуживание и достигаются экологические преимущества.

Формула изобретения

Способ трубопроводного транспорта газонасыщенной нефти и сжиженных углеводородных газов, включающий растворение газовых скоплений в транспортируемой углеводородной системе, о т л и ч а ю щ и й1742577 с я тем, что, с целью ускорения процесса растворения газовых скоплений и сокращения времени вывода трубопровода в эксплуg Р:ж а

4 аГ

Составитель В,Карамышев

Техред М,Моргентал Корре.<тор Л.Бескид

Редактор И.Дербак

Заказ 2274 Тираж. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

l атацию после остановок, связанных с выделением газовой фазы, в зоне газовых скоплений поддерживаютдавление1,0 — 2,5 МПа,