RU2118746C1 - Method and device for transportation of viscous products - Google Patents
Method and device for transportation of viscous products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2118746C1 RU2118746C1 RU97103746A RU97103746A RU2118746C1 RU 2118746 C1 RU2118746 C1 RU 2118746C1 RU 97103746 A RU97103746 A RU 97103746A RU 97103746 A RU97103746 A RU 97103746A RU 2118746 C1 RU2118746 C1 RU 2118746C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- gas
- section
- volume
- viscous product
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а точнее, к транспортированию вязких продуктов, например нефти и продуктов ее переработки, и может быть использовано для снижения пускового давления и аварийности на трубопроводе. The invention relates to pipeline transport, and more specifically, to the transportation of viscous products, such as oil and products of its processing, and can be used to reduce starting pressure and accident rate on the pipeline.
Известен способ транспортирования нефти по трубопроводу, включающий подачу в него газа, воздуха или пара под давлением, тем самым создается в верхней части трубопровода спутный поток. При остановке нефтеподачи сохраняют свободное пространство нефтепровода, в котором затем перед повторным пуском разогревают газ и соответственно загустевшую нефть [1]. A known method of transporting oil through a pipeline, comprising supplying gas, air or steam to it under pressure, thereby creating a satellite stream in the upper part of the pipeline. When the oil supply is shut off, the free space of the oil pipeline is maintained, in which gas and, accordingly, thickened oil are heated before restarting [1].
Недостатком указанного способа является высокий расход тепла, работоспособность технического решения реализуется только на идеально горизонтальном трубопроводе. The disadvantage of this method is the high heat consumption, the operability of the technical solution is realized only on an ideally horizontal pipeline.
Известен также способ транспортирования нефтей, содержащих нерастворимые при температуре транспорта парафины, включающий растворение в нефти газа под давлением и прокачку раствора по трубопроводу. При этом в результате снижения давления по трассе из нефти выделяются пузырьки газа, которые предупреждают образование в нефти прочных парафиновых структур [2]. There is also known a method of transporting oils containing paraffins insoluble at a transport temperature, including dissolving gas under pressure in oil and pumping the solution through a pipeline. In this case, as a result of pressure reduction along the route, gas bubbles are released from the oil, which prevent the formation of strong paraffin structures in the oil [2].
Недостатком этого способа является неизбежность образования парафиновых пробок после остановки трубопровода, стабилизации давления и охлаждения нефти. The disadvantage of this method is the inevitability of the formation of paraffin plugs after stopping the pipeline, stabilizing the pressure and cooling the oil.
Известна также трубопроводная система для транспортировки высоковязких структурообразующих нефтей, включающая магистральный трубопровод, перекачивающие насосные станции, импульсные генераторы давления и расположенные по трассе трубопровода устройства, аккумулирующие давление импульсных генераторов, выполненные в виде герметичных емкостей со сжатым газом, связанных с полостью трубопровода через запорную арматуру [3]. Для возобновления течения нефти сочетают воздействия на застывшую нефть импульсного генератора и поочередное открытие арматуры на емкостях-аккумуляторах, начиная с первой от насосной станции. Also known is a pipeline system for transporting highly viscous structure-forming oils, including a main pipeline, pumping pumping stations, pulse pressure generators and devices located along the pipeline route, accumulating pressure of pulse generators made in the form of sealed containers with compressed gas, connected to the pipe cavity through valves [ 3]. To resume the flow of oil, they combine the effects on the hardened oil of a pulse generator and the alternate opening of valves on the battery tanks, starting from the first from the pump station.
Недостатком указанного способа является сложность управления арматурой, особенно находящейся в удаленных точках трассы. The disadvantage of this method is the difficulty of controlling the reinforcement, especially located at remote points of the route.
Наиболее близким к заявляемому объекту по своей технической сущности и достигаемому техническому результату является способ восстановления течения нефти в трубопроводе, при котором пробку из охлажденной гелеобразной нефти, препятствующую прокачке жидкой нефти, разделяют на отдельные сегменты по длине трубопровода закачиванием газа или жидкости через отверстия в трубе, выполненные по предполагаемой длине пробки. При этом снижается давление повторного пуска нефтепровода [4]. The closest to the claimed object in its technical essence and the achieved technical result is a method of restoring the flow of oil in a pipeline, in which a plug of cooled gel-like oil, preventing the pumping of liquid oil, is divided into separate segments along the length of the pipeline by pumping gas or liquid through the holes in the pipe, made according to the estimated length of the cork. At the same time, the pressure to restart the oil pipeline decreases [4].
Недостатком указанного способа является сложность как определения локализации пробки, так и инжекции в трубопровод, особенно на отдаленных участках. The disadvantage of this method is the difficulty of determining the location of the plug, and injection into the pipeline, especially in remote areas.
Целью изобретения является снижение давления пуска после остановки и повышение надежности транспортирования. The aim of the invention is to reduce the starting pressure after stopping and increasing the reliability of transportation.
Поставленная цель достигается тем, что при транспортировании вязких продуктов, например высоковязких или высокозастывающих нефтей, включающем совместную подачу в трубопровод вязкого продукта и газа, транспортирование образующейся при этом смеси или раствора и возобновление его после плановой или аварийной остановки путем разделения объема вязкого продукта по длине трубопровода на отдельные участки газовыми пробками и создания разности давлений на входе и выходе трубопровода, разделяют вязкий продукт на отдельные участки длиной
где
i - номер каждого участка от 1 до n; Li - длина каждого участка;
ΔP - - располагаемый перепад давлений при пуске трубопровода;
τo,i- - предельное динамическое напряжение сдвига вязкого продукта для каждого участка;
τст,i- - статическое напряжение сдвига вязкого продукта для каждого участка;
D1 - диаметр трубопровода на соответствующем участке
и газовые пробки между участками создают за счет гравитационного разделения вязкого продукта и газа, а трубопровод для транспортирования вязких продуктов дополнительно содержит ловушки для газов в виде байпасов или глухих камер, сообщающихся с трубопроводом и размещенных в точках разделения вязкого продукта на отдельные участки, и объем ловушек для газа определяется соотношением
где
V - объем ловушки;
L - длина предшествующего участка вязкого продукта после предыдущей ловушки;
lкр - критическая величина сдвига вязкого продукта, при которой предельное напряжение сдвига снижается от статического до предельного динамического;
τo- - предельное динамическое напряжение сдвига;
τст- - статическое напряжение сдвига;
D - диаметр трубопровода;
Fст - установившееся в трубопроводе давление после остановки транспортирования до нового пуска,
причем объем ловушек для газа в виде байпасов или глухих сообщающихся с трубопроводом камер определяется как объем, ограниченный снизу горизонтальной плоскостью, проходящей через верхнюю точку верхней образующей основного трубопровода на данном участке, а объем ловушек для газа, представляющих собой участок трубопровода, выполненные в виде П-, Л- или дугообразных компенсаторов, ориентированных преимущественно в вертикальной плоскости, определяется как объем, ограниченный снизу горизонтальной плоскостью, проходящей через верхнюю точку нижней образующей трубопровода на данном участке.This goal is achieved by the fact that during the transportation of viscous products, for example, highly viscous or highly solidifying oils, including the joint supply of a viscous product and gas to the pipeline, transportation of the resulting mixture or solution and its resumption after a planned or emergency stop by dividing the volume of the viscous product along the length of the pipeline into separate sections with gas plugs and creating a pressure difference at the inlet and outlet of the pipeline, the viscous product is divided into separate sections with a length
Where
i is the number of each section from 1 to n; L i is the length of each section;
ΔP - is the available differential pressure when starting the pipeline;
τ o, i - is the ultimate dynamic shear stress of a viscous product for each section;
τ article, i - is the static shear stress of a viscous product for each section;
D 1 - the diameter of the pipeline in the corresponding section
and gas plugs between the sections create due to gravitational separation of the viscous product and gas, and the pipeline for transporting viscous products additionally contains gas traps in the form of bypasses or blind chambers communicating with the pipeline and located at the points of separation of the viscous product into separate sections, and the volume of traps for gas is determined by the relation
Where
V is the volume of the trap;
L is the length of the previous section of the viscous product after the previous trap;
l cr - the critical shear value of a viscous product at which the ultimate shear stress decreases from static to extreme dynamic;
τ o - is the ultimate dynamic shear stress;
τ article - - static shear stress;
D is the diameter of the pipeline;
F article - the pressure established in the pipeline after stopping transportation to a new start,
moreover, the volume of gas traps in the form of bypasses or deaf chambers communicating with the pipeline is defined as the volume bounded from below by a horizontal plane passing through the upper point of the upper generatrix of the main pipeline in this section, and the volume of gas traps, representing a section of the pipeline, made in the form of -, L- or arcuate compensators, oriented mainly in the vertical plane, is defined as the volume bounded from below by a horizontal plane passing through the upper point at the lower generatrix of the pipeline in this section.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявителем не установлен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant has not installed an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention, and the definition from the list identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the characteristics of the analogue, allowed to identify a set of essential in relation to to the applicant the technical result of the distinguishing features in the claimed object set forth in the claims.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under applicable law.
Для проверки соответствия заявляемого изобретения требованиям изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявляемого изобретения. Результаты поиска показывают, что заявляемое изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем; не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразователей на достижение технического результата. To verify the compliance of the claimed invention with the requirements of the inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the claimed invention. The search results show that the claimed invention does not follow for a specialist explicitly from the prior art as determined by the applicant; not revealed the impact provided by the essential features of the claimed invention of the converters on the achievement of the technical result.
Известно, что многие высоковязкие вещества (суспензии, эмульсии, растворы и др.), включая некоторые нефти и нефтепродукты, имеют тиксотропные свойства при обычных температурах или приобретают их при изменении температуры, причем наиболее заметны тиксотропные свойства у нефтей с высоких содержанием парафинов и/или асфальто-смолистых веществ [5]. Например, при охлаждении парафинистых нефтей происходит выпадение кристаллов парафинов, образующих пространственную структуру, которая изменяет реологические свойства нефти. Нефть становится неньютоновской реологической системой, имеющей начальное сопротивление сдвигу при нулевой скорости сдвига. Одновременно нефть получает тиксотропные свойства. При движении такой нефти в пристеночном слое пространственная структура, образованная кристаллами парафинов разрушается, оставаясь, в основном, неразрушенной в ядре потока. Важнейшим количественным параметром тиксотропных свойств при этом является различие предельного динамического напряжения сдвига τo (при нулевой скорости сдвига и разрушенных структурах в пристеночном слое сразу после остановки движения) и статического напряжения сдвига τст (при нулевой скорости сдвига и неразрушенных структурах после длительного периода покоя). В зависимости от содержания парафинов в нефти и температуры τст может превышать τo в десятки и даже сотни раз.It is known that many highly viscous substances (suspensions, emulsions, solutions, etc.), including some oils and oil products, have thixotropic properties at ordinary temperatures or acquire them when the temperature changes, the thixotropic properties of oils with a high content of paraffins and / or asphalt-resinous substances [5]. For example, when paraffin oils are cooled, crystals of paraffins form a spatial structure that changes the rheological properties of the oil. Oil becomes a non-Newtonian rheological system with initial shear resistance at zero shear rate. At the same time, oil gains thixotropic properties. During the movement of such oil in the near-wall layer, the spatial structure formed by paraffin crystals is destroyed, remaining mainly intact in the core of the flow. The most important quantitative parameter of thixotropic properties in this case is the difference between the limiting dynamic shear stress τ o (at zero shear rate and fractured structures in the parietal layer immediately after stopping the movement) and the static shear stress τ article (at zero shear rate and non-fractured structures after a long rest period) . Depending on the content of paraffin oil and the temperature τ st τ o can exceed tens or even hundreds of times.
При этом наибольшие проблемы возникают во время повторного запуска трубопровода с такой нефтью после длительной его остановки, поскольку требуемое в этом случае давление определяется статическим напряжением сдвига и может находиться за пределами доступного. Поскольку нефть, или другой транспортируемый вязкий продукт, практически несжимаемы, постольку страгиваться с места, преодолевая структурное сопротивление, должен сразу весь объем нефти в трубопроводе. Наличие газовых пробок существенно изменяет механизм пуска трубопровода. При создании давления в начале трубопровода страгивается первый участок вязкой жидкости за счет сжимаемости газа в находящейся за этим участком газовой пробке (а в некоторых случаях и за счет растворения этого газа в жидкости). Далее по мере увеличения давления в газовой пробке, т.е. в начале следующего участка вязкой жидкости в трубе страгивается и этот участок, и так последовательно страгиваются все участки вязкой жидкости в трубопроводе. Проведенные авторами экспериментальные и расчетные исследования показали, что: 1) газовая пробка необязательно должна полностью перекрывать сечение трубопровода и разрывать загустевший вязкий продукт на несвязанные сегменты - достаточно наличия свободного объема, куда может двигаться вязкий продукт; 2) степень разрушения структур и соответственно снижения напряжения сдвига зависит в основном от безразмерной величины сдвига. Эта величина меняется при переходе от одной системы к другой и от термодинамических условий, т.к. она, по-видимому, связана с энергией образования структур. Для большинства исследованных систем, имеющих энергию структурирования порядка нескольких килокалорий на килограмм, безразмерная критическая величина сдвига, при которой предельное напряжение сдвига снижается от статического практически до динамического, находится в пределах 2 - 50. Как будет показано ниже на конкретном примере осуществления способа, это позволяет существенно снизить давление пуска трубопровода после его длительной остановки. Задача, следовательно, заключается в том, чтобы обеспечить создание газовых пробок трубопроводе и локализовать эти газовые пробки в определенных местах трубопровода. In this case, the greatest problems arise during the restart of the pipeline with such oil after a long stop, since the pressure required in this case is determined by the static shear stress and may be outside the available. Since oil, or another transported viscous product, is practically incompressible, so straggling from the spot, overcoming structural resistance, must immediately the entire volume of oil in the pipeline. The presence of gas plugs significantly changes the mechanism for starting the pipeline. When pressure is created at the beginning of the pipeline, the first section of the viscous liquid is strained due to the compressibility of the gas in the gas plug located behind this section (and in some cases due to the dissolution of this gas in the liquid). Further, as the pressure in the gas plug increases, i.e. at the beginning of the next section of viscous liquid in the pipe, this section is strained, and all sections of viscous liquid in the pipeline are sequentially strained. The experimental and computational studies carried out by the authors showed that: 1) the gas plug does not have to completely overlap the cross-section of the pipeline and break the thickened viscous product into unbound segments - it is sufficient to have free volume where the viscous product can move; 2) the degree of destruction of structures and, accordingly, reduction of shear stress depends mainly on the dimensionless shear value. This value changes during the transition from one system to another and from thermodynamic conditions, because it is apparently associated with the energy of formation of structures. For most of the systems studied, with a structuring energy of the order of several kilocalories per kilogram, the dimensionless critical shear value at which the ultimate shear stress decreases from almost static to dynamic is in the range of 2-50. As will be shown below on a specific example of the method, this allows significantly reduce the start-up pressure of the pipeline after a long stop. The challenge, therefore, is to ensure the creation of gas plugs in the pipeline and to localize these gas plugs in certain places of the pipeline.
По мнению авторов, было найдено неожиданное решение. Поскольку осуществляют транспортирование вязкого продукта совместно с газом в виде раствора последнего в жидкости или смеси жидкость-газ, и поскольку при остановке транспортирования неизбежно падение давления в системе, то неизбежно будет происходить выделение газа из раствора и/или расследование системы жидкость-газ. При этом газ под действием гравитации будет локализоваться в верхней части трубопровода на горизонтальных участках или образовывать газовые пробки в соответствующих участках трубопровода, проложенного на разных уровнях по геодезическому профилю. Участки трубопровода, в которых заведомо будет локализоваться газ, можно создать искусственно, причем именно в тех точках трубопровода, в которых необходимо разделить транспортируемый вязкий продукт на указанные участки. В расчетных точках трубопровода (местонахождение этих точек определяется по уравнению 1 реологическими характеристиками транспортируемого вязкого продукта, температурными условиями окружающей среды и геометрией трубопровода) устанавливают ловушки для газа в виде байпасов или глухих, сообщающихся в трубопроводом, камер. Форма байпасов или глухих камер не является определяющей и может быть произвольной в пределах разумного. Объем указанных ловушек для газа также определяется свойствами транспортируемого продукта, температурными условиями и геометрией трубопровода (по уравнению 2). Отсчет объема ловушек ведут по верхней образующей трубы. According to the authors, an unexpected solution was found. Since the viscous product is transported together with the gas in the form of a solution of the latter in a liquid or a liquid-gas mixture, and since transportation stops, a pressure drop in the system is inevitable, gas will be released from the solution and / or an investigation of the liquid-gas system will occur. In this case, gas under the influence of gravity will be localized in the upper part of the pipeline in horizontal sections or form gas plugs in the corresponding sections of the pipeline laid at different levels along the geodetic profile. Sections of the pipeline in which gas will obviously be localized can be created artificially, and precisely at those points in the pipeline at which it is necessary to divide the transported viscous product into these sections. At the design points of the pipeline (the location of these points is determined according to
Возможен также вариант выполнения ловушек, при котором участки трубопровода изогнуты в виде П-, Л- или дугообразных компенсаторов, изогнутых преимущественно в вертикальной плоскости. Отсчет объема таких ловушек ведут от нижней образующей трубы. An embodiment of traps is also possible, in which sections of the pipeline are curved in the form of П-, Л- or arcuate compensators, curved mainly in the vertical plane. The volume of such traps is counted from the lower generatrix of the pipe.
Описываемый способ транспортирования вязких продуктов может быть осуществлен следующим образом. The described method for transporting viscous products can be carried out as follows.
Определяют реологические характеристики вязкой жидкости (статическое и предельно динамическое напряжение сдвига, критический сдвиг разрушения структур), температурные условия транспорта (в стационарном режиме и ожидаемое охлаждение при остановках) и расходные характеристики трубопровода. По уравнению 1 рассчитывают длины отдельных участков, на которые требуется разделить вязкий продукт в трубопроводе с учетом располагаемой величины перепада давлений для возобновления транспортирования после длительной остановки. На границах указанных участков устанавливают ловушки для газа или, соответственно, формируют компенсаторы на трубопроводе, причем объемы ловушек определяют по уравнению 2. The rheological characteristics of a viscous fluid (static and extremely dynamic shear stress, critical shear of structural failure), temperature conditions of transport (in stationary mode and expected cooling during stops) and flow characteristics of the pipeline are determined. According to
Для лучшего понимания изобретение может быть проиллюстрировано, но не исчерпано следующим примером его конкретного осуществления. For a better understanding, the invention may be illustrated, but not exhausted, by the following example of its specific implementation.
Пример. Транспортирование высокозастывающей нефти одного из месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Example. Transportation of highly solidified oil from one of the fields of the Timan-Pechora oil and gas province.
Условия транспорта: общая длина трубопровода - 20 км; внутренний диаметр - 0,2 м; расход нефти - 500 тыс.т/год; доля газа в транспортируемой газонефтяной смеси - 15% об.; температура транспорта в стационарном режиме - +70-50oC; температура после остановки падает до +20oC; номинальное давление трубопровода - 160 ати; располагаемый перепад давления для пуска - 127 ат = 12,44•106 Па; остаточное давление в трубопроводе перед повторным пуском - 1 ати.Transport conditions: total length of the pipeline - 20 km; inner diameter - 0.2 m; oil consumption - 500 thousand tons / year; the proportion of gas in the transported gas-oil mixture - 15% vol .; stationary transport temperature - + 70-50 o C; the temperature after stopping drops to +20 o C; nominal pressure of the pipeline - 160 ati; the available differential pressure for start-up is 127 at = 12.44 • 10 6 Pa; residual pressure in the pipeline before restarting - 1 atm.
Реологические характеристики нефти, определенные при 20oC, статическое напряжение сдвига - 147,9 Па; предельное динамическое напряжение сдвига - 24,5 Па; критический сдвиг - 10. Температура застывания нефти - +31oC.The rheological characteristics of oil, determined at 20 o C, the static shear stress of 147.9 PA; ultimate dynamic shear stress - 24.5 Pa; critical shift - 10. Oil pour point - +31 o C.
Трубопровод делят на 9 участков, представленных в таблице. The pipeline is divided into 9 sections, presented in the table.
При стационарном режиме течения перепад на трубопроводе составляет ≈ 9 ат, после прекращения транспортирования несмотря на мощную теплоизоляцию начинается охлаждение трубопровода за счет теплоотдачи в окружающую среду. При понижении температуры нефти в трубопроводе ниже +35oC начинают проявляться ее ненъютоновские и тиксотропные свойства. Это приводит к тому, что после длительной остановки (около двух-трех суток) давление страгивания для данной нефти составит не менее 670 ати при отсутствии газовых пробок или их неблагоприятной локализации.In the stationary flow regime, the difference in the pipeline is ≈ 9 atm; after the transportation stops, despite the powerful thermal insulation, cooling of the pipeline begins due to heat transfer to the environment. When the oil temperature decreases in the pipeline below +35 o C, its non-Newtonian and thixotropic properties begin to appear. This leads to the fact that after a long stop (about two to three days), the breaking pressure for this oil will be at least 670 atm in the absence of gas plugs or their unfavorable localization.
На границах определенных в таблице участков трубопровода устанавливают ловушки для газа расчетного объема. В данном случае для упрощения ловушки для газа выполняют цилиндрическими (в виде отрезков трубы), размещенными поверх трубопровода (см. поз. 6 на фиг. 1). Таким образом внутреннюю полость трубопровода разделяют на 9 участков. В этом случае максимальное давление за период страгивания нефти в трубопроводе составляет 129 ати, что в пять раз меньше, чем при страгивании сплошного объема нефти по длине трубопровода. At the boundaries of the pipeline sections defined in the table, gas traps of the calculated volume are installed. In this case, to simplify the gas trap, they are made cylindrical (in the form of pipe segments) placed on top of the pipeline (see pos. 6 in Fig. 1). Thus, the internal cavity of the pipeline is divided into 9 sections. In this case, the maximum pressure for the period of oil breakdown in the pipeline is 129 ati, which is five times less than when stragging a continuous volume of oil along the length of the pipeline.
На фиг. 1 и 2 представлены схематические изображения заявляемого трубопровода для транспортирования вязких продуктов после длительной остановки (жидкость и газ гравитационно разделились). In FIG. 1 and 2 are schematic illustrations of the inventive pipeline for transporting viscous products after a long stop (the liquid and gas are separated by gravity).
На трубопроводе 1 (фиг. 1) выполнены байпасы 2 и 3 в виде прямоугольного и дугообразного дополнительных участков трубопровода, соединенных с трубопроводом 1 входом и выходом, а также установлены глухие камеры 4, 5 и 6, сообщающиеся с трубопроводом 1. Форма как байпасов 2 и 3, так и глухих камер 4, 5 и 6 не ограничивается изображенной как пример на фиг. 1. Газовые пробки после гравитационного разделения с жидкостью занимают по крайней мере весь объем байпасов и глухих камер, расположенный выше верхней образующей внутренней поверхности трубопровода 1. On the pipeline 1 (Fig. 1), bypasses 2 and 3 are made in the form of a rectangular and arcuate additional sections of the pipeline connected to the
На фиг. 2 представлен другой вариант выполнения газовых ловушек. Трубопровод 1 в расчетных точках выполнен в виде П-образного 2, Л-образного 3 и дугообразного 4 компенсаторов. Газовые пробки после гравитационного разделения с жидкостью занимают в компенсаторе по крайней мере весь объем внутренней полости трубопровода, расположенный выше местного максимума нижней образующей внутренней поверхности. In FIG. 2 shows another embodiment of gas traps. The
Трубопровод, изображенный на фиг. 1, работает следующим образом. The pipeline depicted in FIG. 1, works as follows.
После длительной остановки создают разность давлений в трубопроводе 1 на участке AB. При этом вязкий продукт страгивается на участке AC и начинает поступать в байпас 2, сжимая газ, находящийся в байпасе 2, далее страгивается участок вязкого продукта DE и вязкий продукт поступает в байпас 3, где процесс повторяется, вязкий продукт страгивается на участке FG трубопровода 1 и поступает в глухую камеру 4, где процесс сжатия газа происходит так же, как в байпасах 2 и 3, страгивается вязкий продукт на участке GH и так до конца трубопровода 1. Следует отметить, что последовательное страгивание вязкого продукта на каждом участке означает продолжение течения потока на предыдущих участках. Как видно, механизм восстановления течения не зависит от формы и очередности расположения конкретных ловушек для газа. After a long stop, a pressure difference is created in the
Трубопровод, изображенный на фиг. 2, работает следующим образом. The pipeline depicted in FIG. 2, works as follows.
Вязкий продукт под действием перепада давлений между точками A и B трубопровода 1 страгивается на участке AC и поступает в П-образный компенсатор 2. При этом газ в компенсаторе 2 сжимается или растворяется в вязком продукте. При этом возрастает давление в точке C, что приводит к страгиванию вязкого продукта на участке CD и так далее последовательно до конца трубопровода 1. Таким образом восстанавливается движение нефти или другой вязкой жидкости по всей длине трубопровода. A viscous product under the influence of a pressure differential between points A and B of
Вязким продуктом, для транспортирования которого дает эффект применение предложенного способа и трубопровода, кроме высокопарафинистых и высокозастывающих нефтей, может быть любое вещество, имеющее при условиях транспорта и/или длительной остановки тиксотропные свойства, например: тяжелые нефтепродукты - мазут, гудрон, вакуумный дистиллят; глинистые растворы, применяемые в бурении и добыче нефти и газа; растворы и расплавы полимеров и т.д.. A viscous product, for transportation of which the effect of applying the proposed method and pipeline, in addition to high-paraffin and high-curing oils, can be any substance that has thixotropic properties under conditions of transport and / or prolonged shutdown, for example: heavy oil products - fuel oil, tar, vacuum distillate; clay solutions used in drilling and oil and gas production; polymer solutions and melts, etc.
Как видно из приведенного примера и описания предлагаемый способ транспортирования вязких продуктов и трубопровод для его осуществления позволяют значительно снизить потребное давление пуска трубопровода после длительной остановки (то есть номинальное давление трубопровода и капитальные затраты на его строительство) и повысить надежность транспортирования. As can be seen from the above example and description, the proposed method for transporting viscous products and the pipeline for its implementation can significantly reduce the required start-up pressure of the pipeline after a long stop (that is, the nominal pressure of the pipeline and the capital cost of its construction) and increase the reliability of transportation.
Claims (4)
где i - номер каждого участка от 1 до n;
Li - длина каждого участка;
ΔP - располагаемый перепад давлений при пуске трубопровода;
τo,i - предельное динамическое напряжение сдвига вязкого продукта для каждого участка;
τст,i - статическое напряжение сдвига вязкого продукта для каждого участка;
Di - диаметр трубопровода на соответствующем участке,
и газовые пробки создают за счет гравитационного разделения вязкого продукта и газа.1. A method of transporting viscous products, for example, highly solidifying and / or highly viscous oils, comprising jointly supplying a viscous product and gas to the pipeline, transporting the resulting mixture or solution, and resuming transportation after stopping by separating the viscous product along the length of the pipeline into separate sections with gas plugs and creating a pressure difference at the inlet and outlet of the pipeline, characterized in that they divide the viscous product into separate sections of length
where i is the number of each section from 1 to n;
L i is the length of each section;
ΔP is the available differential pressure when starting the pipeline;
τ o, i is the limiting dynamic shear stress of a viscous product for each section;
τ article, i is the static shear stress of a viscous product for each section;
D i - the diameter of the pipeline in the corresponding section,
and gas plugs create due to gravitational separation of the viscous product and gas.
где V - объем ловушки;
L - длина предшествующего участка вязкого продукта после предыдущей ловушки;
Iкp - критическая величина сдвига вязкого продукта, при которой предельное напряжение сдвига снижается от статического до предельного динамического;
τo - предельное динамическое напряжение сдвига;
τст - статическое напряжение сдвига;
D - диаметр трубопровода;
Pст - установившееся в трубопроводе давление после остановки транспортирования до нового пуска,
или в виде П-,
where V is the volume of the trap;
L is the length of the previous section of the viscous product after the previous trap;
I cr - the critical shear value of a viscous product at which the ultimate shear stress decreases from static to ultimate dynamic;
τ o - ultimate dynamic shear stress;
τ article - static shear stress;
D is the diameter of the pipeline;
P article - the pressure established in the pipeline after stopping transportation to a new start,
or in the form of P-,
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97103746A RU2118746C1 (en) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Method and device for transportation of viscous products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97103746A RU2118746C1 (en) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Method and device for transportation of viscous products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2118746C1 true RU2118746C1 (en) | 1998-09-10 |
| RU97103746A RU97103746A (en) | 1999-03-10 |
Family
ID=20190706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97103746A RU2118746C1 (en) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Method and device for transportation of viscous products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2118746C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638236C1 (en) * | 2016-07-21 | 2017-12-12 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Method for preventing formation of plug of gas-liquid mixture flow in non-straight well or pipeline |
| US10808506B2 (en) | 2013-07-25 | 2020-10-20 | Schlumberger Technology Corporation | Sand control system and methodology |
| US11143002B2 (en) | 2017-02-02 | 2021-10-12 | Schlumberger Technology Corporation | Downhole tool for gravel packing a wellbore |
-
1997
- 1997-03-19 RU RU97103746A patent/RU2118746C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GB, 1138883 A, кл. C 5 E, 1966. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10808506B2 (en) | 2013-07-25 | 2020-10-20 | Schlumberger Technology Corporation | Sand control system and methodology |
| RU2638236C1 (en) * | 2016-07-21 | 2017-12-12 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Method for preventing formation of plug of gas-liquid mixture flow in non-straight well or pipeline |
| US11143002B2 (en) | 2017-02-02 | 2021-10-12 | Schlumberger Technology Corporation | Downhole tool for gravel packing a wellbore |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3486297A (en) | Liquid and gas pumping unit | |
| US7152682B2 (en) | Subsea process assembly | |
| EP2888440B1 (en) | Reduced emissions method for recovering product from a hydraulic fracturing operation | |
| US5139576A (en) | Method and a horizontal pipeline pig launching mechanism for sequentially launching pipeline pigs | |
| EA030629B1 (en) | System for fracturing a formation | |
| RU2728295C1 (en) | Mobile complex for pumping liquid carbon dioxide into oil producing well | |
| CA1276210C (en) | Process for restarting core flow with very viscous oils after a long standstill period | |
| RU2118746C1 (en) | Method and device for transportation of viscous products | |
| EP1402154A2 (en) | Hydrate reducing and lubrication system and method for a fluid flow system | |
| CN104126050A (en) | Counter device for selectively catching plugs | |
| US5686685A (en) | System for pneumatic delivery of emulsion explosives | |
| US20110114340A1 (en) | System and method for transporting fluids in a pipeline | |
| NO20041930L (en) | Method and system for transporting multiphase fluid | |
| US11655696B1 (en) | System for enhanced oil recovery with solvent recycling using liquid phase propane and butane | |
| JPS6188098A (en) | Method and device for compressing and transporting gas containing liquefied component | |
| US4047539A (en) | Method for establishing core-flow in water-in-oil emulsions or dispersions | |
| WO2015181386A2 (en) | Compact hydrocarbon wellstream processing | |
| RU2349749C2 (en) | Method and device for separation of oil and water at their extraction from underground or sea deposits | |
| US4701271A (en) | Treating oil-water-surfactant emulsions with strong inorganic acid | |
| US3906973A (en) | Method for underground storage of heavy flowable substances | |
| RU2241170C2 (en) | Method of repairing pipelines | |
| US3372747A (en) | Reservoir pressure maintenance process | |
| AP810A (en) | System for the pneumatic delivery of emulsion explosives. | |
| SU1610190A1 (en) | Method of filling and draining pipeline with/from carbon dioxide | |
| RU97103746A (en) | METHOD FOR TRANSPORTING VISCOUS PRODUCTS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |