Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2014, № 4 (отд)
Нефть и газ
Покупка
Тематика:
Горная промышленность. Металлургия
Издательство:
Горная книга
Год издания: 2014
Кол-во страниц: 284
Дополнительно
Вид издания:
Журнал
Артикул: 701153.0001.99
Доступ онлайн
В корзину
В сборник вошли материалы Третьей Международной конференции
«Нефть и газ АТР 2014: ресурсы, транспорт, экология», проходившей на
базе Дальневосточного федерального университета. Тематика статей
представлена вопросами повышения надежности магистральных нефтегазотрубопроводов, образования газгидратов, утилизации попутного
нефтяного газа, газификации Дальнего Востока, рекуперации углеводородных паров, энергоресурсосбережения, экологической безопасности.
Сборник будет полезен научно-техническим работникам нефтегазового
комплекса, а также студентам и аспирантам.
Тематика:
ББК:
УДК:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
МИР ГОРНОЙ КНИГИ
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ Горного информационноаналитического бюллетеня Л.Х. ГИТИС – Издательство «ГОРНАЯ КНИГА» Главный редактор А.Б. ЖАБИН – Тульский ГУ А.Б. МАКАРОВ – РГГРУ А.А. АБРАМОВ В.Н. АМИНОВ – Петрозаводский ГУ В.А. АТРУШКЕВИЧ Н.А. ГОЛУБЦОВ Е.В. ДМИТРИЕВА И.Ю. РАССКАЗОВ – ИГД ДВО РАН – МГИ НИТУ МИСиС – МГИ НИТУ МИСиС – Издательство «ГОРНАЯ КНИГА» Члены редколлегии – Издательство «ГОРНАЯ КНИГА» А.А. БАРЯХ – ГИ УрО РАН В.Н. ЗАХАРОВ – ИПКОН РАН В.Н. ОПАРИН – ИГД СО РАН В.Л. ПЕТРОВ – МГИ НИТУ МИСиС С.А. ЭПШТЕЙН – МГИ НИТУ МИСиС В.Л. ШКУРАТНИК – МГИ НИТУ МИСиС Д.Р. КАПЛУНОВ – ИПКОН РАН В.А. КОВАЛЁВ – КузГТУ М.В. КУРЛЕНЯ – ИГД Сибирского отд. РАНКузГТУ
ОТДЕЛЬНЫЙ ВЫПУСК 4 ИНФОРМАЦИОННОАНАЛИТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ MINING INFORMATIONAL AND ANALYTICAL BULLETIN (SCIENTIFIC AND TECHNICAL JOURNAL) (НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ) 2014 НЕФТЬ И ГАЗ
УДК 622.276+553.981 УДК 622.276+553.981 ББК 33 ББК 33 Коллектив авторов, 2014 Н58 Н58 ISSN 0236-1493 (в пер.) ISSN 0236-1493 Издательство «Горная книга», 2014 Издательство «Горная книга», 2014 Дизайн книги. Нефть и газ: Отдельный выпуск Горного информационноаналитического бюллетеня (научно-технического журнала) M a ining Informational nd anal tical bulletin Scientific ec nica y ( and t h l journal . М.: Издательство «Горная книга». 14 ОВ4. ) 20 . № 304 с. Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124-94). Санисанитарным сфере защиты прав потребителей и благополучия человека 77.99.60.953. № Д.014367.12.13 тарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в В сборник вошли материалы Третьей Международной конференции «Нефть и газ АТР 2014: ресурсы, транспорт, экология» проходившей на , базе Дальневосточного федерального университета. Тематика статей представлена вопросами повышения надежности магистральных нефтегазотрубопроводов, образования газгидратов, утилизации попутного нефтяного газа, газификации Дальнего Востока, рекуперации углеводородных паров, энергоресурсосбережения, экологической безопасности. Сборник будет полезен научно-техническим работникам нефтегазового комплекса, а также студентам и аспирантам.
ИЗДАНИЕ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ПРИ СОДЕЙСТВИИ: Инвестиционного фонда поддержки горного книгоиздания, проект ГИАБ-2822-14 Издательства «Горная книга», Дальневосточного федерального университета ТРЕТЬЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «НЕФТЬ И ГАЗ - АТР 2014» (“Oil and Gas-APR-2014. Resources, Transport, Technology”) 20 23 мая 2014 г.
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ ОТДЕЛЬНОГО ВЫПУСКА ГИАБ « » НЕФТЬ И ГАЗ Председатель Члены редколлегии А.Н. ГУЛЬКОВ - Дальневосточный федеральный университет Ю.А. ВАСЯНОВИЧ - Дальневосточный федеральный университет Ю.Д. ЗЕМЕНКОВ - Тюменский государственный нефтегазовый университет LEE KYOOTAI - Ulsan National Institute of Science and Technology Republic of Korea MAEDA TOSHIJI - Economic Research Institute for Northeast Asia, Japan В.В. СЛЕСАРЕНКО - Дальневосточный федеральный университет С.Ф. СОЛОМЕННИК - Дальневосточный федеральный университет А.А. ФАТКУЛИН - Дальневосточный федеральный университет С.Н. ЧЕЛИНЦЕВ - Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина V. PIVEN - University Technology Petronas, Malaysia
© À.Í. Ãóëüêîâ, Â.Ä. Ëàïøèí, Ñ.Ô. Ñîëîìåííèê, Ñ.Ã. Ãóëüêîâà, Þ.À. Âàñÿíîâè÷, À.Â. Íèêèòèíà, 2014 ÓÄÊ 553.982 À.Í. Ãóëüêîâ, Â.Ä. Ëàïøèí, Ñ.Ô. Ñîëîìåííèê, Ñ.Ã. Ãóëüêîâà, Þ.À. Âàñÿíîâè÷, À.Â. Íèêèòèíà Î ÒÐÀÍÑÏÎÐÒÈÐÎÂÊÅ ÍÅÔÒÈ ÈÇ ÌÅÑÒÎÐÎÆÄÅÍÈÉ, ÐÀÑÏÎËÎÆÅÍÍÛÕ Â ÂÅ×ÍÎÉ ÌÅÐÇËÎÒÅ Òðóáîïðîâîäíàÿ òðàíñïîðòèðîâêà íåôòè èç ñåâåðíûõ ìåñòîðîæäåíèé ñîïðîâîæäàåòñÿ çà÷àñòóþ ðàçðóøåíèåì âå÷íîìеðçëûõ ãðóíòîâ è, êàê ñëåäñòâèå, ðàçðóøåíèåì ñàìèõ íåôòåïðîâîäîâ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ñ öåëüþ èñêëþ÷åíèÿ âåðîÿòíîñòè ðàçðóøåíèÿ âå÷íîìеðçëûõ ãðóíòîâ òåïëîâûì ïîòîêîì, ïîñòóïàþùèì ê íèì îò íåôòåïðîâîäà, ïðèìåíÿþòñÿ äîðîãîñòîÿùèå è ñëîæíûå òåõíè÷åñêèå óñòðîéñòâà. Ïðåäëàãàåòñÿ òåõíîëîãèÿ, ïîçâîëÿþùàÿ èñêëþ÷èòü ïðèìåíåíèå äàííûõ óñòðîéñòâ ïîñðåäñòâîì òðàíñïîðòèðîâêè ïî òðóáîïðîâîäàì õîëîäíîé íåôòè â ñîñòîÿíèè óãëåâîäîðîäíîé ãèäðàòñîäåðæàùåé äèñïåðñíîé ñèñòåìû. Êëþ÷åâûå ñëîâà: îñâîåíèå ñåâåðíûõ íåôòÿíûõ ìåñòîðîæäåíèé, âå÷íîìåðçëûå ãðóíòû, óñòîé÷èâîñòü íåôòåïðîâîäîâ, íèçêîòåìïåðàòóðíàÿ ïðîìûñëîâàÿ ïîäãîòîâêà íåôòè ê òðóáîïðîâîäíîìó òðàíñïîðòó, óãëåâîäîðîäíûå ãèäðàòñîäåðæàùèå äèñïåðñíûå ñèñòåìû. îëåå 80 % êðóïíûõ ìåñòîðîæäåíèé íåôòè Ðîññèè íàõîäèòñÿ â çîíå âå÷íîé ìåðçëîòû [1], ÷òî ñîçäàеò ñóùåñòâåííûå òðóäíîñòè äëÿ åе òðóáîïðîâîäíîãî òðàíñïîðòà èç ðàéîíîâ ïðîìûñëà íà íåôòåïåðåðàáàòûâàþùèå çàâîäû [2, 3, 4, 5]. Íàïðèìåð, äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ïîâûøåíèÿ âÿçêîñòè íåôòè, òðàíñïîðòèðóåìîé èç ìåñòîðîæäåíèé ßìàëî-Íåíåöêîãî àâòîíîìíîãî îêðóãà ïî íåôòåïðîâîäó Çàïîëÿðüå – Ïóðïå, äëèíîé 310 êì ñìîíòèðîâàíî 8 ïóíêòîâ ïîäîãðåâà íåôòè. Ïðè ýòîì ñòîèìîñòü êîíñòðóêöèé îïîð, ïîçâîëÿþùèõ çàùèòèòü âå÷íîìеðçëûå ãðóíòû (ÂÌÃ) íà ãëóáèíó äî 18 ì, îáîøëèñü êîìïàíèè «Òðàíñíåôòü» â 0,4–0,5 ìëí ðóá/ò, ïðè ñòîèìîñòè îïîð òðàäèöèîííîé êîíñòðóêöèè 0,1 ìëí ðóá/ò [6]. Äëÿ ñíèæåíèÿ ñåáåñòîèìîñòè íåôòåïðîâîäîâ, ïðîêëàäûâàåìûõ â çîíå ÂÌà è èñêëþ÷åíèÿ ñæèãàíèÿ ïîïóòíîãî íåôòÿíîãî ãàçà íà ïðîìûñëàõ ïðè ïîäãîòîâêå íåôòè ê òðàíñïîðòó, ïðåäëîæåíà àëüòåðíàòèâíàÿ òåõíîëîãèÿ, ïîçâîëÿþùàÿ òðàíñïîðòèðîâàòü íåôòü â îõëàæäеííîì ñîñòîÿíèè [7. 8]. Îäíàêî, äëÿ ïðàêòè÷åñêîé ðåàëèçàöèè äàííîé ÿâíî ïðîãðåññèâíîé òåõíîëîãèè, ïîçâîëÿþùåé çíà÷èòåëüíî ñíèçèòü, êàê êàïèòàëüíûå, Á
òàê è ýêñïëóàòàöèîííûå çàòðàòû ïðè òðóáîïðîâîäíîé òðàíñïîðòèðîâêå íåôòè, íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü åе äîëæíûå òðàíñïîðòíûå ñâîéñòâà. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî îõëàæäåíèå íåôòè ïðè ïðîìûñëîâîé ïîäãîòîâêå ïðèâîäèò ê åе ñòðóêòóðíîé êîíâåðñèè â óãëåâîäîðîäíóþ ãèäðàòñîäåðæàùóþ äèñïåðñíóþ ñèñòåìó, ÷òî ñóùåñòâåííî çàòðóäíÿåò ãèäðàâëè÷åñêèå ðàñ÷еòû íåôòåïðîâîäîâ. Çà÷àñòóþ ïðèìåíÿþùèåñÿ íûíå ðàñ÷еòíûå ìåòîäèêè äëÿ ðàñ÷еòà òðóáîïðîâîäíûõ ñèñòåì, ïðè òðàíñïîðòèðîâêå ïî íèì äèñïåðñíûõ ñðåä, íå ñîîòâåòñòâóþò ðåàëüíûì ãèäðàâëè÷åñêèì ìîäåëÿì, ÷òî ïðèâîäèò ê èõ îòêàçó. Îòêàçû, ïåðèîäè÷åñêè âîçíèêàþùèå â òðóáîïðîâîäíûõ ñèñòåìàõ ýíåðãåòè÷åñêèõ îáúåêòîâ ÑØÀ ïðè òðàíñïîðòèðîâêå äèñïåðñíûõ ñðåä, ïîáóäèëè äåïàðòàìåíò ýíåðãåòèêè (DOE) ïðîâåñòè êîððåêòèðîâêó ðàñ÷еòíûõ ìåòîäèê, ñîäåðæàùèõñÿ â íîðìàòèâíûõ äîêóìåíòàõ [9]. Íàó÷íîé îñíîâîé ïîñëóæèëà, â òîì ÷èñëå, ìåòîäèêà õîðîøî çàðåêîìåíäîâàâøàÿ ñåáÿ â õîëîäèëüíîé îòðàñëè [13]. Ïðåäñòàâëåííàÿ ìåòîäèêà ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü ãèäðàâëè÷åñêèå ðàñ÷еòû ïî îïðåäåëåíèþ ïàäåíèÿ äàâëåíèÿ â òðóáîïðîâîäàõ [14, 15, 16], îïðåäåëÿòü îïòèìàëüíóþ ñêîðîñòü äâèæåíèÿ äèñïåðñíûõ ñèñòåì è äèàìåòðû òðóáîïðîâîäîâ, ïðè ýòîì, îíà íå îòëè÷àåòñÿ îò ìíîãèõ äðóãèõ, îñíîâîé êîòîðûõ ñëóæèò óðàâíåíèå Äàðñè-Âåéñáàõà è äëÿ åе ïðèìåíåíèÿ ñëåäóåò ëèøü êîððåêòíî îïðåäåëèòü îáëàñòü ïðèìåíåíèÿ (ðèñ. 1). Ðèñ. 1. Íîìîãðàììà îïðåäåëåíèÿ ReÊÐ ïî çíà÷åíèþ ÷èñëà Íå [13]
Ðèñ. 2. Íîìîãðàììà îïðåäåëåíèÿ äèíàìè÷åñêîé âÿçêîñòè äèñïåðñíîé ñèñòåìû, â çàâèñèìîñòè îò ðàçìåðà ÷àñòèö è èõ êîíöåíòðàöèè [13] Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíà íîìîãðàììà, êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü äèíàìè÷åñêóþ âÿçêîñòü äèñïåðñíîé ñèñòåìû íà îñíîâå ïðîïèëåíãëèêîëÿ, èìåþùåé âÿçêîñòü â ïðåäåëàõ 0,2—1,0 Ïà*ñ, ñ ðàçëè÷íûì ñîäåðæàíèåì äèñïåðñíîé ôàçû è ðàçìåðàìè åе ÷àñòèö [13]. Ïîñðåäñòâîì ÷èñëà Õåíäñòðîìà (1), âåëè÷èíà êîòîðîãî îïðåäåëÿåòñÿ èç ðåîëîãè÷åñêèõ ñâîéñòâ òðàíñïîðòíîé æèäêîñòè (â äàííîì ñëó÷àå íåôòè), îïðåäåëÿåòñÿ êðèòè÷åñêîå çíà÷åíèå ÷èñëà Ðåéíîëüäñà, âûøå êîòîðîãî äèñïåðñíàÿ ñèñòåìà ïåðåìåùàåòñÿ ïî òðóáîïðîâîäàì â òóðáóëåíòíîì ðåæèìå. Òóðáóëåíòíûé ðåæèì òðàíñïîðòèðîâêè ïîçâîëÿåò çíà÷èòåëüíî ñíèçèòü ãèäðàâëè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå, ïî ñðàâíåíèþ ñ èñïîëüçîâàíèåì ëàìèíàðíîãî ðåæèìà [13]. o D He 2 2 ρ τ = μ , (1) ãäå ρ – ïëîòíîñòü ïëàñòîâîé íåôòè, êã/ì3; D – âíóòðåííèé äèàìåòð òðóáîïðîâîäà, ì; τî – íàïðÿæåíèå ñäâèãó, Ïà; μ – äèíàìè÷åñêàÿ âÿçêîñòü ñóñïåíçèè, Ïà⋅ñ. Íàïðÿæåíèå ñäâèãó îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå î Ñ Ñ 3 2 0,00059 * 0,00701 * 0,02498 τ = − + , ãäå Ñ – êîíöåíòðàöèÿ ÷àñòèö äèñïåðñíîé ôàçû â ñóñïåíçèè.
Íàïðÿæåíèå ñäâèãó, â ïðåäåëàõ çíà÷åíèé ïðèìåíÿåìûõ êîíöåíòðàöèè äèñïåðñíîé ôàçû â óãëåâîäîðîäíûõ ãèäðàòñîäåðæàùèõ äèñïåðñíûõ ñèñòåìàõ (20–45 %), íàõîäèòñÿ â äèàïàçîíå 0,024–0,025. = τ = ⋅ − ⋅ + î Ñ 3 2 ( 0,2) 0,00059 0,2 0,00701 0,2 0,02498 = 0,025 Ïà, = τ = ⋅ − ⋅ + î Ñ 3 2 0,35 ( ) 0,00059 0,35 0,00701 0,35 0,02498 = = 0,024 Ïà, = τ = ⋅ − ⋅ + î Ñ 3 2 0,45 ( ) 0,00059 0,45 0,00701 0,45 0,02498 = =0,024 Ïà. ×èñëî Ðåéíîëüäñà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå 2 VD Re ρ = μ , (2) ãäå ρ – ïëîòíîñòü íåôòè, êã/ì3; D – âíóòðåííèé äèàìåòð òðóáîïðîâîäà, ì; V – ñêîðîñòü äèñïåðñíîé ñèñòåìû, ì/ñ; μ – äèíàìè÷åñêàÿ âÿçêîñòü äèñïåðñíîé ñèñòåìû, Ïà⋅ ñ. Êîýôôèöèåíò òðåíèÿ ïðè òóðáóëåíòíîì äâèæåíèè äèñïåðñíûõ ñèñòåì îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå 3 [13] α ⋅ λ = Ò 0,193 4 10 Re , (3) ãäå – Re – ÷èñëî Ðåéíîëüäñà; α=-1,378[1+0,14åõð(–2,9⋅ 10-5Re)] — ïîëóýìïèðè÷åñêèé êîýôôèöèåíò, êîòîðûé óãëåâîäîðîäíûõ ãèäðàòñîäåðæàùèõ äèñïåðñíûõ ñèñòåì ìåíÿåòñÿ â ïðåäåëàõ 1,38… — 1,39. α=-1,378[1+0,14åõð(-2,9⋅ 10-5⋅ 450 000)] =-1,38, α=-1,378[1+0,14åõð(-2,9⋅ 10-5⋅ 100 000)] =-1,39. Ïàäåíèå äàâëåíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ óðàâíåíèåì ÄàðñèÂåéñáàõà 4 Ò L V ð D 2 2 ⎛ ⎞ ρ ⎛ ⎞ Δ = λ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠ , (4) ãäå ΔÐ – ïàäåíèå äàâëåíèÿ â òðóáîïðîâîäå, Ïà; λÒ – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ; L – äëèíà òðóáîïðîâîäà, ì; D – âíóòðåííèé äèàìåòð òðóáîïðîâîäà, ì; ρ – ïëîòíîñòü íåôòè, êã/ì3; V – ñêîðîñòü äâèæåíèÿ äèñïåðñíîé ñèñòåìû, ì/ñ.
Доступ онлайн
В корзину