Митрофанов Д.А.
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ ИЗ НЕФТЕПРОВОДА *
Аннотация:
в работе рассмотрена одна из технологии вытеснения нефти из трубопровода, а именно вытеснение при помощи инертно-газовой смеси. Представлен способ оптимизации данной технологии в части движения поршня-разделителя по трубопроводу.
Ключевые слова:
нефтепровод, инертная газовая смесь, поршень-разделитель
На сегодняшний день существует несколько способов опорожнения ремонтируемого участка нефтепровода. Широкое применение получила технология вытеснения с использованием смеси на основе азота или, другими словами, инертной газовой смеси. [4]Рассматриваемая технология предполагает движение специального поршня-разделителя по трубопроводу, движение которому придает нагнетаемый азот, а поршень, в свою очередь, проталкивает нефть или нефтепродукт. Инертная газовая смесь генерируется и подается в трубопровод при помощи специальной мобильной компрессорной азотной установки.Поршень-разделитель, перемещаемый в потоке, выполняет следующие функции:Очистка внутренней полости трубопроводаГерметичное разграничение сред при вытеснении нефти с помощью вторичной среды (ИГС) [3].В реальной практике осуществления опорожнения участка нефтепровода с использованием инертной газовой смеси встречаются случаи, при которых поршень-разделитель сред не показывает должной эффективности, а именно не обеспечивает плавного и равномерного движения. То есть возможен его затруднительный старт с места, перемещение рывками внутри трубы, непредсказуемость движения. Происходит это вследствие его трения о внутренние стенки нефтепровода, так же большое значение оказывает вид профиля участка. В результате происходит ускоренный износ поршня, излишний расход дорогостоящего азота, процесс вытеснения теряет свою управляемость.Автор выдвигает гипотезу, согласно которой придание вращения поршню-разделителю поможет свести к минимуму указанные выше проблемы (рис.1).Рис. 1. Предлагаемое движение поршня-разделителя по нефтепроводу.Таким образом, помимо движения поршня вдоль трубы, которое обеспечивает нагнетаемая азотная смесь, он должен совершать вращение вокруг своей оси.Обозначим силу, проталкивающую поршень F1 и возникающую силу трения Fтр.Движению поршня без вращения будет соответствовать рисунок 2.Рис. 2. Движение поршня без вращения.При добавлении в систему вращения (сила F2) неизбежно изменится сила F1, и возникнет новая- F1*, таким образом, получаем по правилу параллелограмма результирующую силу Fрез, направленную уже не в сторону давления со стороны ИГС (рисунок 3).Рис. 3. Движение поршня и одновременное вращение.Предполагается, что, с помощью силы F2 (вращения), имеется возможность корректировать силу F1, а значит получить дополнительный рычаг для воздействия на процесс движения поршня.Так же важно отметить, что для повышения плавности и равномерности движения поршня-разделителя необходимо знать в каждый момент времени величину пьезометрического напора. То есть, в процессе движения поршня нужно знать функцию пьезометрического напора от координаты положения поршня. Мобильная азотная компрессорная установка должна отрабатывать данное пьезометрическое давление, управляя производительностью комплекса. [5]Таким образом, процесс опорожнения участка нефтепровода при помощи инертной газовой смеси можно оптимизировать, а именно придать поршню вращение и обеспечить необходимое пьезометрическое давление в каждой точке трассы.
Номер журнала Вестник науки №5 (74) том 3
Ссылка для цитирования:
Митрофанов Д.А. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ ИЗ НЕФТЕПРОВОДА // Вестник науки №5 (74) том 3. С. 1413 - 1417. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/14731 (дата обращения: 08.12.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2024. 16+