Способ определения объема отложений в трубопроводе



Способ определения объема отложений в трубопроводе
Способ определения объема отложений в трубопроводе

 


Владельцы патента RU 2445545:

Денисламов Ильдар Зафирович (RU)
Галимов Артур Маратович (RU)
Хасанов Фаат Фатхлбаянович (RU)

Предлагаемое изобретение относится к области эксплуатации трубопроводного транспорта, систем сбора и подготовки нефти, газа и воды на предприятиях нефтегазодобывающей промышленности. Способ определения объема отложений, находящихся в адгезионной форме в действующем трубопроводе, основан на использовании обратной зависимости между скоростью потока жидкости в трубопроводе и площадью проходного сечения трубопровода при неизменном расходе жидкости. Для исключения влияния газа на точность определения скорости жидкостного потока содержимое трубопровода предварительно меняют на гомогенную жидкость без газа и организовывают ее движение по трубопроводу с постоянным и известным расходом. Техническим результатом изобретения является измерение скорости потока жидкости переносным прибором, в частности ультразвуковым расходомером, в точках трубопровода, равномерно распределенных по его длине. По величине средней скорости движения жидкости определяют объем отложений. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли промышленности и трубопроводному транспорту.

Известен способ определения засоренности газопровода, основанный на измерении объема и скорости перекачиваемого газа через контролируемый участок газопровода (АС №932097, кл. F17D 3/00, 1980), согласно которому в перекачиваемый газ подают индикатор (радиоактивный изотоп) и контролируют время его прохождения по участку. Реализация способа связана с использованием радиоактивного вещества, что ведет к повышению мер безопасности и стоимости проводимых работ.

В статье (Федоров В.Т. О влиянии АСПО на работу «горячего нефтепровода» / Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. - Уфа, 2008. - С.180-182) отмечено, что степень очистки нефтепровода от АСПО (отложения из асфальтенов, смол и парафинов) можно оценивать по изменению потерь давления на трение. Способ не дает возможности оценки объема АСПО в нефтепроводе.

Существуют методические приемы по оценке толщины отложений в трубопроводе, основанные на разнице в теплопередаче через стенку трубопровода чистого и с отложениями (патент РФ №2099632, опубл. 20.12.1997 г.). Для реализации этих способов необходимы действия по теплоизоляции датчиков на теле трубопровода, а конечный результат замеров не дает оценки объема отложений в трубопроводе.

Наиболее близким к заявляемому способу по технике и технологии инструментальных замеров являются исследования с ультразвуковыми расходомерами (УР). Принцип действия современных УР основан на измерении скорости потока газа или жидкости в трубопроводе. Объемный расход транспортируемого флюида определяется расходомером путем умножения измеренной скорости на площадь проходного сечения трубопровода в зоне произведенного измерения скорости потока. Причем наличие внутреннего покрытия в полости трубопровода различного состава, в том числе и природного характера (отложения извести, гипса, АСПО) для современных УР, в частности фирмы FUJI PORTAFLOW С, не является причиной возникновения погрешности в определении скорости потока.

Несмотря на широкую доступность и распространенность в промышленности ультразвуковых расходомеров, на наш взгляд, с их помощью решен не весь возможный спектр вопросов эксплуатации трубопроводов, в частности не предусмотрен алгоритм действий по оценке объема отложений в трубопроводе.

Задачей заявляемого изобретения является нахождение объема отложений в полости трубопровода с помощью таких средств измерения, как расходомеры, в частности ультразвуковых, при соблюдении определенных технологических режимов эксплуатации действующего трубопровода.

Поставленная задача выполняется тем, что в способе определения объема отложений в трубопроводе, заключающемся в заполнении трубопровода жидкостью с заданными свойствами и определении ее характеристик, необходимо трубопровод заполнить однородной жидкостью без газа и организовать движение такой жидкости по трубопроводу с постоянным и известным расходом, одновременно с этим в точках, равномерно расположенных по длине трубопровода, переносным прибором определяют скорость движения этой жидкости по трубопроводу, а объем отложений в трубопроводе определяют по формуле:

где: Vотл - объем отложений в трубопроводе, м3;

l - длина трубопровода, м;

D - внутренний диаметр чистого трубопровода, м;

Q - постоянный расход по трубопроводу, м3/с;

n- количество точек измерения скорости движения жидкости по трубопроводу;

υi - скорость движения потока жидкости в i-ой точке измерения, м/с.

Выполнение этой задачи по изобретению обеспечивает следующий технический результат - внутри трубопровода определяется объем отложений в адгезионной форме. Предложенный способ диагностики объема отложений основан на известном законе гидравлики (о постоянстве расхода жидкости в герметичном трубопроводе), не требует вскрытия трубопровода или других трудоемких операций. Получаемый технический результат имеет практическую ценность для выбора технологий очистки трубопровода от отложений.

На чертеже в схематичном виде представлен разрез нефтепровода с АСПО. Согласно схеме в трубопроводе 1 отложения 2 расположены неравномерно по длине трубопровода. Объем отложений в трубопроводе определяют в следующей последовательности:

1. Трубопровод заполняют однородной жидкостью без газа, например минерализованной водой с ингибитором коррозии (ПК) необходимой концентрации, и на время измерений обеспечивают движение этой жидкости по трубопроводу с постоянным и известным расходом Q. Несомненно то, что в местах сужений трубопровода из-за наличия отложений скорость потока жидкости будет больше, чем на участках без отложений.

2. Согласно изобретению по длине трубопровода через равные расстояния друг от друга организуют доступ к внешней поверхности трубопровода в точках 3 (по чертежу) и производят измерение υi - скорости движения жидкости при неизменном расходе Q.

3. По формуле (1) определяется объем отложений в трубопроводе.

Рассмотрим реализацию способа для проблемного участка нефтепровода длиной 700 м и внутренним диаметром в чистой зоне 200 мм. Вид отложений АСПО.

1. Содержимое трубопровода из нефти, воды и газа меняем на минерализованную воду с ИК и насосом обеспечиваем движение этой воды с постоянным расходом Q=2000 м3/сут.

2. Через каждые 100 м в 8-ми точках переносным ультразвуковым расходомером измеряем скорость потока жидкости: V1, V2, …Vi, V8. Полученные значения приведем в табличном виде:

Точка измерения по фиг.1 1 2 3 4 5 6 7 8
Расстояние от начала трубопровода, м 0 100 200 300 400 500 600 700
Скорость потока жидкости, м/с 0,74 1,05 1,15 1,12 1,00 0,74 0,74 0,74

3. В формуле (1) одной из составляющей является параметр - среднее значение скорости потока жидкости на исследуемом участке трубопровода. Для оформления расчетов в удобном виде найдем:

Объем отложений в нефтепроводе равен:

Для удаления из нефтепровода этого объема АСПО необходимо последовательно промыть трубопровод органическим растворителем в объеме 20-30 м3 с остановкой на 2-4 часа для выдержки времени на растворение отложений в растворителе.

Применение предложенного способа оценки объема отложений в трубопроводе не требует специального оборудования и реагентов, базируется на известном положении, что расход жидкости и газа - это произведение скорости потока на площадь сечения потока.

Новым, на наш взгляд, является то, что это положение гидравлики использовано для трубопровода с отложениями с обратной практической функцией - определение мест сужения и степени сужения по приборной диагностике скорости потока неразрушающим методом.

Существенным является и то, что жидкость при своем движении по трубопроводу в местах сужения не должна меняться по составу, например из нефти не должен выделяться остаточный газ. Поэтому в описании заявки и в формуле изобретения отмечено то, что на период измерений по трубопроводу должна двигаться гомогенная жидкость без газа.

Способ определения объема отложений в трубопроводе, заключающийся в заполнении трубопровода жидкостью с заданными свойствами и определении ее характеристик, отличающийся тем, что трубопровод заполняют однородной жидкостью без газа и организуют движение такой жидкости по трубопроводу с постоянным и известным расходом, одновременно с этим в точках, равномерно расположенных по длине трубопровода, переносным прибором определяют скорость движения этой жидкости по трубопроводу, а объем отложений в трубопроводе определяют по формуле:
где Vотл - объем отложений в трубопроводе, м3;
l - длина трубопровода, м;
D - внутренний диаметр чистого трубопровода, м;
Q - постоянный расход по трубопроводу, м3/с;
n - количество точек измерения скорости движения жидкости по трубопроводу;
υi - скорость движения потока жидкости в i-й точке измерения, м/с.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике дозирования, касается дозировочных насосных агрегатов. .

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации компрессорных станций. .

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для проведения коррозионного мониторинга магистрального трубопровода (МТ). .

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройствам запуска и приема поточных средств в трубопровод. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для ввода химического реагента в текущий поток в трубопроводе. .

Изобретение относится к системам контроля, управления, сигнализации и наблюдения за расходом газа на газопроводах для жилищно-коммунального хозяйства. .

Изобретение относится к области дозирования реагента в трубопроводы в теплотехнических и гидравлических системах (паровые и водогрейные котлы, бойлеры, тепловые сети и системы горячего водоснабжения).

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. .

Изобретение относится к области насосо- и компрессоростроения, а именно к установкам для дозированного ввода химреагентов в транспортируемый природный газ, и может быть использовано в газовой промышленности на газораспределительных станциях для подачи одоранта в поток газа с целью придания ему запаха.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к системам заводнения пластов и поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, предназначено для очистки внутренней поверхности трубопроводов без остановки перекачки

Изобретение относится к измерительной технике и прикладной метрологии

Изобретение относится к устройствам для определения расхода газообразных сред и может быть использовано в газовых сетях промышленных и коммунальных предприятий для учета при коммерческих операциях

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных нефтепроводов

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных нефтепроводов и может быть использовано для удаления содержащейся в добываемой нефти воды из нефтепровода на его начальном участке

Изобретение относится к машиностроению, в частности к экспериментальной гидравлике, и может быть использовано в стендах для гидравлических исследований методов оценок измерения массового расхода скважинной жидкости, включающей, по крайней мере, четыре компонента - нефть, вода, газ, взвешенные частицы при различных температурах, давлениях, плотностях смеси

Изобретение относится к области гидравлики и предназначено для контроля баланса на участке магистрального трубопровода, проложенного как на суше, так и в водной среде

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в системах внутрипромыслового сбора и транспорта нефти и нефтяного газа

Изобретение относится к области гидравлики и предназначено для дистанционного контроля наличия или отсутствия поступления текучей среды в магистральный трубопровод, проложенный как на суше, так и в водной среде

Криостат // 2482381
Изобретение относится к устройствам для охлаждения с применением сжиженных газов и может быть использовано при проведении низкотемпературных исследований
Наверх