RU2350830C1 - Способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов (варианты) - Google Patents

Способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2350830C1
RU2350830C1 RU2007143972/06A RU2007143972A RU2350830C1 RU 2350830 C1 RU2350830 C1 RU 2350830C1 RU 2007143972/06 A RU2007143972/06 A RU 2007143972/06A RU 2007143972 A RU2007143972 A RU 2007143972A RU 2350830 C1 RU2350830 C1 RU 2350830C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
oil
viscous oils
frequency
frequencies
Prior art date
Application number
RU2007143972/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Николаевич Журавлев (RU)
Олег Николаевич Журавлев
Дмитрий Анатольевич Коротеев (RU)
Дмитрий Анатольевич Коротеев
Константин Игоревич Попов (RU)
Константин Игоревич Попов
Original Assignee
Шлюмберже Текнолоджи Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шлюмберже Текнолоджи Б.В. filed Critical Шлюмберже Текнолоджи Б.В.
Priority to RU2007143972/06A priority Critical patent/RU2350830C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2350830C1 publication Critical patent/RU2350830C1/ru

Links

Landscapes

  • Pipeline Systems (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов, может быть использовано в нефтяной промышленности для повышения эффективности перекачивания по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов. Способ предусматривает воздействие на нефть в процессе перекачки многочастотным акустическим сигналом, содержащим по меньшей мере две монохроматические составляющие, частоты и амплитуды которых удовлетворяют условию перекрытия резонансов или, по второму варианту воздействия, многочастотным акустическим широкополосным сигналом со сплошным спектром частот. Такое воздействие обеспечивает уменьшение гидравлического сопротивления потоку жидкости в трубе, что ведет к увеличению скорости потока жидкости в трубопроводе. 2 н. и 4 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для повышения эффективности перекачивания по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов.
Уменьшение затрат во время транспортировка нефти - один из главных факторов экономии. Вязкая нефть не может быстро передвигаться по трубам, что сокращает объем перекачиваемой нефти. Когда она течет слишком медленно, ее разбавляют бензином или другими растворами, а иногда нагревают. Но эти методы далеко не дешевы, а иногда и трудновыполнимы, например, когда речь идет о нефтяных вышках в океанах.
Среди методов воздействия на нефть и нефтепровод с целью повышения их пропускной способности широкое распространение получили методы воздействия на нефтепровод и поток нефти, обеспечивающие повышение эффективности перекачки за счет уменьшения вязкости нефти. Часть методов основана на нагревании нефти в процессе ее перекачки (например, авторское свидетельство СССР №1588985, 1990). Другие методы предусматривают воздействие на нефтепровод электрическими и магнитными полями (http://technologv.newscientist.com/channel/tech/dn9871-zapped-crude-oil-flows-faster- through-pipes, html).
Однако при этом остается нерешенной проблема прямого воздействия на локальную скорость потока жидкости в трубопроводе.
Предлагаемый способ, помимо эффектов, описанных выше, обеспечивает эффективное воздействие непосредственно на параметры течения жидкости в трубопроводах различной геометрии. Многочастотное акустическое воздействие с определенным набором частот и амплитуд сигналов или простое шумовое воздействие, то есть воздействие многочастотным широкополосным сигналом, ведет к стохастизации поля течения жидкости. Последнее, в свою очередь, приводит к существенному уменьшению эффективной вязкости жидкости. Уменьшение вязкости на фоне стационарной депрессии ведет к увеличению скорости потока жидкости и, следовательно, увеличению расхода.
В соответствии с предлагаемым способом транспортировки вязких нефтей для повышения эффективности перекачки осуществляют воздействие на нефть многочастотным акустическим сигналом, содержащим по меньшей мере две монохроматические составляющие, частоты и амплитуды которых удовлетворяют условию перекрытия резонансов. Возможно осуществление воздействия многочастотным широкополосным сигналом со сплошным спектром частот. Воздействие должно осуществляться в процессе перекачки для увеличения расхода жидкости.
Физический механизм, лежащий в основе предлагаемого способа, заключается в применении флуктуационно-диссипационных соотношений для жидкостей. Акустическое воздействие многочастотным сигналом, содержащим по меньшей мере две монохроматические составляющие, частоты и амплитуды которых удовлетворяют условию перекрытия резонансов, также, как и воздействие многочастотным широкополосным сигналом со сплошным спектром частот, приводит к уменьшению гидравлического сопротивления потоку жидкости в трубе и, следовательно, к увеличению потока жидкости. И широкополосное, и многочастотное воздействие с параметрами сигнала, удовлетворяющими вышеуказанному условию, приводят к стохастизации поля скорости флюида. Это обеспечивает прямое воздействие возбуждающего сигнала на среднюю скорость потока жидкости в трубопроводе.
При воздействии многочастотным сигналом, содержащим по меньшей мере две монохроматические составляющие P(t)=P1sin((ω1t)+P2sin(ω2t), частоты и амплитуды этих составляющих должны удовлетворять условию перекрытия резонансов. Данное условие выполняется, если
Figure 00000001
P1≈P2
где Р1 и Р2 - амплитуды сигналов [Па], ω1 и ω2 - их частоты [Гц], с - скорость звука в пластовом флюиде [м/с], ρ - плотность пластового флюида.
Указанное соотношение (1) получено на основе решения задачи о перекрытии резонансов нелинейных колебаний (см., например, Заславский Г.М., Сагдеев Р.З. «Введение в нелинейную физику: от маятника до турбулентности и хаоса», М., Наука, 1988). При многочастотном воздействии на механическую систему, свойства которой нелинейны по отношению к данному виду воздействия, возможно появление эффекта перекрытия резонансов.
Если отклик системы на возмущающую силу линеен (например, деформация абсолютно упругового стержня пропорциональна сжимающей его силе), то при многочастотном воздействии спектр колебаний, возбуждаемый в системе, совпадает со спектром возбуждающей силы. То есть, если на «линейную» систему воздействуют сигналом, содержащим набор синусоидальных колебаний с разными частотами A1sin(ω1t)+A2sin(ω2t)+…+Ansin(ωnt), то спектр колебаний системы будет состоять из линейного набора дельта-функций Bδ(ω-ω1)+B2δ(ω-ω2)+…+Bnδ(ω-ωn). Уравнение собственных колебаний такой системы может быть представлено в виде х''+ω2x=0, где х характеризует отклонение от положения равновесия, а х'' - вторая производная по времени.
Если же система реагирует на отклонения от положения равновесия, вызнанные возмущающей силой, нелинейным образом (уравнение собственных колебаний системы нелинейно по х, например x''+ω2sin(kx)=0), то спектр колебаний системы, возбуждаемой сигналом, содержащим набор синусоидальных колебаний, будет представлять собой набор колоколообразных функций частоты. В случае возникновения перекрытия по меньшей мере двух таких «колоколов» возникает стохастизация движения системы, т.е. движение системы приобретает случайный характер с определенной плотностью вероятности нахождения в том или ином состоянии.
Из анализа условия перекрытия «колоколов» для случая течения в пористой среде (то есть перекрытия резонансов) и получено соотношение (1).
Предпочтительно, верхняя граница диапазона частот при акустическом воздействии на пласт многочастотным широкополосным сигналом со сплошным спектром не должна превышать 105 Гц. При превышении этой границы в нефтенасыщенном пласте возможно появление слабых ударных волн, что может привести к неучтенным эффектам. Кроме того, такие возмущения быстро затухают и могут не дойти от источника до поровой среды.
Предлагаемый способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов может быть реализован следующим образом.
Два генератора монохромотического сигнала, параллельно подключенные к усилителю так, чтобы настройки их амплитуд и частот удовлетворяли формуле (1), или источник широкополосного сигнала, в качестве которого может быть использован, например, генератор шумовых сигналов с широким диапазоном частот (100 Гц - 200 МГц), подключаются через усилитель к по меньшей мере одному виброакустическому излучателю, способному функционировать в трубопроводе. Излучатель помещают в трубу. Излучатели могут быть установлены по длине трубопровода через равные интервалы. Кусок стенки трубы может быть заменен на специально профилированную мембрану, колебания которой обеспечиваются колебаниями сердечника, на обмотку которого подается электрический ток необходимой частоты (набора частот). Сердечник с обмоткой располагается с внешней стороны трубы. Скважность расположения таких источников определяется величиной ожидаемого эффекта.
Оценка относительного увеличения потока может быть произведена по формуле
Figure 00000002
где α - сжимаемость [1/Па], Δω - ширина спектра [Гц], η - вязкость [Па·с], d - диаметр трубы [м], l - длина участка трубы, Δр - стационарный перепад давления.
Относительная мощность источника измеряется в единицах средней кинетической энергии потока.
Так, для трубы диаметром 1 м, длиной 10 м, сжимаемости 10-10-10-8 1/Па, вязкости 10-3-10-2 Па·с и при мощности источника в 1 кВт путем воздействия в диапазоне частот 103-104 Гц прирост потока может составить от 1 до 20%.

Claims (6)

1. Способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов, предусматривающий воздействие на нефть в процессе перекачки многочастотным акустическим сигналом, содержащим по меньшей мере две монохроматические составляющие, частоты и амплитуды которых удовлетворяют условию перекрытия резонансов.
2. Способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов по п.1, отличающийся тем, что воздействие на нефть осуществляют посредством по меньшей мере одного виброакустического излучателя, размещенного в трубопроводе.
3. Способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов по п.2, отличающийся тем, что излучатели размещают по длине трубопровода через равные интервалы.
4. Способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов, предусматривающий воздействие на нефть в процессе перекачки многочастотным акустическим широкополосным сигналом со сплошным спектром частот.
5. Способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов по п.4, отличающийся тем, что воздействие на нефть осуществляют посредством по меньшей мере одного виброакустического излучателя, размещенного в трубопроводе.
6. Способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов по п.5, отличающийся тем, что излучатели размещают по длине трубопровода через равные интервалы.
RU2007143972/06A 2007-11-29 2007-11-29 Способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов (варианты) RU2350830C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143972/06A RU2350830C1 (ru) 2007-11-29 2007-11-29 Способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143972/06A RU2350830C1 (ru) 2007-11-29 2007-11-29 Способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов (варианты)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2350830C1 true RU2350830C1 (ru) 2009-03-27

Family

ID=40542928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007143972/06A RU2350830C1 (ru) 2007-11-29 2007-11-29 Способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов (варианты)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2350830C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570602C1 (ru) * 2014-06-19 2015-12-10 Открытое акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" Способ транспортировки высоковязких нефтепродуктов по трубопроводу

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570602C1 (ru) * 2014-06-19 2015-12-10 Открытое акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" Способ транспортировки высоковязких нефтепродуктов по трубопроводу

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2659584C2 (ru) Способы измерения свойств многофазных смесей нефть-вода-газ
RU2013112031A (ru) Измерительная система с измерительным преобразователем вибрационного типа
US20090084178A1 (en) Non-invasive fluid density and viscosity measurement
DK2843029T3 (en) A method of adjusting the operating point of a pressure wave generator to treat a liquid
CN101050702A (zh) 一种过流式共振声谱多相流动态检测的测量装置及方法
RU2350830C1 (ru) Способ транспортировки по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов (варианты)
US11946787B2 (en) Method to quantify the effects of decoupling in Coriolis meters with bubble coalescence
RU2355878C2 (ru) Способ повышения нефтеотдачи пласта
Wang et al. An investigation of the detection of acoustic sand signals from the flow of solid particles in pipelines
US20210356307A1 (en) Method for determining a fluid flow parameter within a vibrating tube
Jazi et al. Waveform analysis of cavitation in a globe valve
JP6459186B2 (ja) 情報処理装置、配管音速分布測定装置、それを用いた配管異常位置検出装置、および配管音速分布測定方法
RU2616683C1 (ru) Устройство для снижения вязкости нефти и нефтепродуктов
RU2482515C1 (ru) Способ определения расположения трубопровода
Wrobel et al. Improved pulsed broadband ultrasonic spectroscopy for analysis of liquid-particle flow
RU2011140000A (ru) Способ измерения расхода многофазной жидкости
Gama et al. Experimental study on the measurement of two-phase flow rate using pipe vibration
Wang et al. Fluid enhancement under liquid pressure pulsing at low frequency
RU2592041C2 (ru) Способ и устройство для оценки виброустойчивости компонента клапана управления текучей средой
Atehortúa et al. Design and implementation of the frequency control in an ultrasonic break water-in-oil emulsion chamber
Khushnood et al. Vibration analysis of a multispan tube in a bundle
Zhang et al. A new model for the prediction of track sound radiation
RU2327136C1 (ru) Способ контроля наличия отслоений арматуры в железобетонных изделиях
da Silva et al. VIBRATION ANALYSIS BASED ON HAMMER IMPACT TEST FOR MULTI-LAYER FOULING DETECTION
Pavić et al. Cavitation monitoring in piping systems

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181130