Способ снижения гидравлического сопротивления

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности может быть использовано для снижения гидравлического сопротивления как при транспорте, так и добыче нефти. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа путем снижения гидравлического сопротивления и увеличения пропускной способности трубопроводов. Это достигается тем, что одновременно с вводом депрессатора (или сложного полимера) осуществляют обработку потока нефти магнитным полем. 2 ил.

Изобретение относится к добыче и транспорту нефти, в частности к снижению гидравлического сопротивления.

Известно, что на магистральных и нефтепромысловых трубопроводах наблюдаются флуктуации давления и расхода при стационарных режимах работы насосно-силового оборудования. Общая тенденция в характере изменения экспериментальных данных заключается в том, что при одних и тех же значениях расхода нефти происходят существенные колебания перепада давления, обеспечивающего перекачку жидкости. Это объясняется тем, что при движении нефти по трубопроводам образуется двойной электрический слой, связанный с образованием зарядов статического электричества. С течением времени происходит увеличение плотности электрических зарядов в жидкости, что сопровождается увеличением относительного перепада давления в трубопроводе вследствие увеличения гидравлического сопротивления. При достижении некоторой критической величины плотности электрических зарядов в зоне контакта нефть-стенка трубы происходит мгновенное cтекание заряда по проводнику - трубопроводу. В результате этого плотность зарядов мгновенно падает, что сопровождается одинаковым по темпам уменьшением гидравлического сопротивления. Введение в высоковязкую парафинистую нефть депрессаторов (электропроводных присадок) позволяет уменьшить эффекты увеличения относительного гидравлического сопротивления трубопроводов вследствие наличия двойного электрического слоя в пристенной зоне нефтепровода (см. Бахтизин Р.Н. и др. Исследование влияния электрокинетических эффектов на пропускную способность нефтепроводов. // Тез. докл. XX школы-семинара по проблемам механики сплошных сред в системах добычи, транспорта и переработки нефти и газа, Уфа, 1997, с. 26 - 29).

Известно снижение гидравлического сопротивления трубопроводов путем введения в поток сложных полимеров (или депрессаторов) (cм. А.X. Мирзаджанзаде и др. Гидродинамика трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. М.:, Недра, 1984 г., с. 141 - 146).

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности способа, путем снижения гидравлического сопротивления потока и увеличения пропускной способности трубопроводов.

Для достижения этого результата в способе снижения гидравлического сопротивления, включающем ввод сложного полимера или депрессатора, одновременно осуществляют обработку потока поперечным магнитным полем.

Эффективность предлагаемого способа оценивалась в сравнении результатов опытов при перекачке чистой нефти, нефти с введенной в нее малой добавки сложного полимера (полиизобутилена) до 0,06% по весу, чистой нефти, обработанной магнитным полем, нефти с введенным в нее тем же сложным полимером в том же количестве и одновременно обработанной магнитным полем, нефти с введенным в нее полимером, а затем обработанной магнитным полем.

Анализ полученных результатов показал, что применение указанного выше способа приводит к резкому увеличению пропускной способности трубопровода за счет снижения гидравлического сопротивления.

На фиг. 1 приведена схема экспериментальной установки; на фиг. 2 - графическая зависимость Q - Δ P, где 1 - чистая нефть, 2 - нефть с добавлением полиизобутилена в концентрации 0,06% по весу (дальнейшее увеличение концентрации полиизобутилена в нефти приводит к увеличению электропотенциала на стенке трубы и гидравлического сопротивления потока), 3 - нефть, обработанная магнитным полем, 4 - нефть, последовательно обработанная магнитным полем и полиизобутиленом, 5 - нефть обработанная одновременно полиизобутиленом той же концентрации и магнитным полем.

Установка для реализации способа включает: сатуратор 1, изготовленный из немагнитного материала; рабочий трубопровод 2; воздушный баллон 3; дифференциальный манометр 4; замерную емкость 5; электроды 6; потенциометр P-363/17; выпрямитель переменного тока 8; электромагнит 9. Электроды 6 изолированы от трубы и представляют часть ее внутренней поверхности. При этом исключается возможность возмущения потока электродами.

Способ реализуется следующим образом. В начале участка нефтепровода в поток нефти вводится сложный полимер в концентрации 0,06% по весу или, если нефть высоковязкая, парафинистая - депрессатор, в количестве, оптимальном по действию для данного вида, и тут же одновременно поток нефти в трубе обрабатывается магнитным полем при помощи электромагнита 9, сооруженного на внешней стенке сатуратора, или электромагнит устанавливается непосредственно на выходе сатуратора на трубе, участок которой выполнен из немагнитного материала.

Использование изобретения позволит существенно снизить гидравлическое сопротивление и увеличить пропускную способность нефтепровода.

Формула изобретения

Способ снижения гидравлического сопротивления, включающий ввод сложного полимера или депрессатора в поток нефти, отличающийся тем, что одновременно осуществляют обработку потока магнитным полем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2