Спосіб перекачування високов’язких та застигаючих нафт

Спосіб перекачування високов'язких та застигаючих нафт, що полягає у попередньому підігріванні та перемішуванні нафти, видобутої з родо 3 тивністю у нафтопровід. При русі нафти нафтопроводом, внаслідок теплообміну з навколишнім середовищем, температура нафти зменшується. При значній протяжності нафтопроводу на трасі через кожні 50-100км передбачаються проміжні насосно-теплові станції, на яких температура високов'язкої нафти знову підвищується до значення, необхідного для її транспортування При реалізації даного способу перекачування одним із важливих енергоємних технологічних процесів є підігрів нафти перед закачуванням у трубопровід. Крім підігріву у теплообмінниках відомий, наприклад, спосіб розігрівання нафти і високов'язких нафтопродуктів паром із котельних при вивантаженні їх із залізничних цистерн або із резервуарних ємностей [патент України № 52530, МПК B65G 69/20, публ. 16.12.02, бюл 12/2002]. Переважна більшість трубопроводів світу користується саме такими способами [див. Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов / И.Т. Иш-мухаметов, СИ. Исаев, М.И. Лур'є и др.М.: Нефть и газ, 1999. - 300 с]. Перекачування з попереднім підігрівом, як основний метод транспортування високов'язких швидкозастигаючих рідин, розглядається тепер як еталон: при появі нових методів перекачування доцільність їх використання визначається в порівнянні з ним. Основним недоліком такої технології є те, що для її реалізації необхідно весь час, поки здійснюється процес транспортування, здійснювати підігрів обсягів нафти, залежно від продуктивності нафтопроводу. При використанні для підігріву традиційних джерел це потребує значних енерговитрат. Відоме обігрівання об'єктів різного призначення в інфрачервоному діапазоні хвиль. Такий підігрів є достатньо новим, перспективним, економічним і практичним, з високим - до 96 коефіцієнтом корисної дії. Він має низку переваг порівняно з класичними методами обігріву, а саме: можливість локального нагріву необхідних зон, значний термін служби, можливість цілодобового використання, можливість регулювання режимів, відсутність вібрацій, рухомих елементів, мастил тощо. Застосування інфрачервоного обігріву забезпечує до 40 енергозбереження [Патент США US 2008/0031603 А1 «Infrared Heater», 07.02.08, F21V 7/00]. Іншою перевагою інфрачервоних обігрівачів є те, що вони єдині серед інших типів обігрівачів, можуть здійснювати зональний підігрів. Це дає можливість у різних частинах резервуару, залежно від температури різних шарів нафти, регулювати режими і забезпечувати розігрів до необхідної температури всієї маси нафти, в тому числі парафіну, що в ній міститься. Це дає змогу зменшити затрати електроенергії і, тим самим, отримати значну економію, [див. Керамічні інфрачервоні обігрівачі. Обігрів промислових та виробничих приміщень. ТзоВ «Інститут неруйнівного контролю», м. Івано-Франківськ: Факел, 2006. - 38 с.]. Як прототип вибрана технологія перекачування з підігрівом високов'язких швидкозастигаючих нафт Долинських родовищ, яка вже кілька десятків 46954 4 років застосовується на нафтопроводі «ДолинаДрогобич». Видобута нафта готується до транспортування на об'єктах НГВУ «Долинанафтогаз». У процесі підготовки її температуру підвищують до значень 25 С - 40 С. З такою температурою нафта надходить у резервуари нафтотранспортного підприємства - Дрогобицького нафтопровідного управління. Після нагромадження у резервуарах необхідної кількості нафти, розпочинається цикл її перекачування. Нафта забирається із резервуарів підпірними насосами, проходить через теплообмінники, де залежно від сезону нагрівається до температури +56 С - +75 С, подається на вхід магістральних насосів і з відповідним тиском закачується в нафтопровід. Підігрів нафти у теплообмінниках здійснюється за рахунок процесу теплопередачі від гарячого теплоносія - водяного пару. Оскільки довжина нафтопроводу ДолинаДрогобич становить 59км, проміжних пунктів підігріву не передбачено. Метою корисної моделі є здешевлення технології перекачування високов'язких нафт за рахунок використання більш економічного інфрачервоного нагрівання. Поставлена мета досягається тим, що попередньо підготовленою та перемішаною нафтою, видобутою з родовищ, поступово заповнюють резервуари. Резервуари з нафтою підігрівають і підтримують температуру на рівні, достатньому для транспортування нафти нафтопроводом із заданою продуктивністю. При цьому, для підігріву використовуються інфрачервоні нагрівачі, які розміщують на зовнішній боковій стінці резервуара паралельними горизонтальними ярусами, причому кількість і потужність нагрівачів обирають залежно від маси нафти у резервуарі і необхідної температури підігріву. На Фіг. показано схему технологічного процесу підігрівання високов'язкої нафти, яка складається з резервуару 1, змонтованих на його зовнішній боковій поверхні джерел інфрачервоного випромінювання (нагрівачів) 2, міксерів 3 та трубопровідних комунікацій ГНТС. Технологія на практиці реалізується наступним чином. Видобута високов'язка нафта Долинських родовищ (Івано-Франківська область) після підготовки до транспортування (очищення, відділення води, солей тощо) збирається протягом 5-7 діб у резервуар 1. Завдяки технологічним процесам підготовки, нафта, що надходить у резервуар, залежно від сезону має температуру від 25 до 40 С. Згідно з технологічними розрахунками нафтопроводу Долина-Дрогобич, для здійснення процесу перекачування долинську нафту необхідно додатково підігріти до температури 56 С у літній період і до температури 70-75 С - у зимовий. Цей підігрів здійснюють інфрачервоні нагрівачі 2, забезпечуючи заданий температурний режим до кінця циклу перекачування партії нафти. Рівномірність нагрівання всього об'єму нафти досягається за рахунок перемішування нижніх шарів з верхніми конвекційними висхідними потоками, а також міксерами 3. Нагрівачі 2 для рівномірного нагрівання всієї товщі нафти розміщені по зовнішній боковій поверхні резервуара 1 паралельними горизонтальними 5 46954 ярусами. Кількість нагрівачів 2 вибирають залежно від об'єму нафти у резервуарі 1 та необхідної температури підігріву. 3 Наприклад, якщо необхідно підігріти 5тис. м нафти, що зберігаються у резервуарі висотою 15м і діаметром 21м, загальна потужність інфрачервоних нагрівачів для забезпечення температури 75 С у зимовий період має становити приблизно 1300кВт, для забезпечення температури 56 С у літній -900кВт. Для забезпечення рівномірного нагрівання і недопущення утворення парафінових відкладень на стінках резервуарів установлюють міксери 3, які перемішують нафту, надаючи їй однорідності. Після формування партії долинської нафти, підігрітої до необхідної температури, розпочинають цикл її перекачування: подають на підпірні насоси, далі - на магістральні насоси і з необхід Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 6 ним тиском закачують в нафтопровід «ДолинаДрогобич». Корисна модель, що заявляється, має технологічні, екологічні та економічні переваги, порівняно з існуючими аналогами. У ній реалізується принципи ресурсозаощадження, насамперед, за рахунок високого коефіцієнта корисної дії інфрачервоних нагрівачів, значно вищого за коефіцієнт корисної дії традиційних котлів, що спалюють газ і одержують пару для підігріву нафти. Використання корисної моделі матиме позитивний екологічний ефект, так як передбачає використання електричного приводу нагрівників замість котлів, що спалюють газ та забруднюють довкілля. Корисна модель має технологічні переваги, оскільки підвищує експлуатаційну надійність установки підігріву нафти, спрощує її ремонт та обслуговування. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601