RU2739664C2 - Система транспортировки нефтяной смеси для ликвидации подводных разливов нефти устройством типа "Купол" - Google Patents

Система транспортировки нефтяной смеси для ликвидации подводных разливов нефти устройством типа "Купол" Download PDF

Info

Publication number
RU2739664C2
RU2739664C2 RU2019119426A RU2019119426A RU2739664C2 RU 2739664 C2 RU2739664 C2 RU 2739664C2 RU 2019119426 A RU2019119426 A RU 2019119426A RU 2019119426 A RU2019119426 A RU 2019119426A RU 2739664 C2 RU2739664 C2 RU 2739664C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
dome
oil mixture
type
transportation
Prior art date
Application number
RU2019119426A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2019119426A3 (ru
RU2019119426A (ru
Inventor
Евгений Михайлович Апполонов
Алексей Андреевич Бачурин
Василий Константинович Грызлов
Елена Николаевна Грызлова
Любовь Александровна Зверева
Сергей Николаевич Коротов
Иван Владимирович Ромшин
Олег Яковлевич Сочнев
Александр Павлович Сошитов
Яков Олегович Трухин
Алексей Евгеньевич Шуланкин
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть")
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 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") filed Critical Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть")
Priority to RU2019119426A priority Critical patent/RU2739664C2/ru
Publication of RU2019119426A3 publication Critical patent/RU2019119426A3/ru
Publication of RU2019119426A publication Critical patent/RU2019119426A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2739664C2 publication Critical patent/RU2739664C2/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/01Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L53/00Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
    • F16L53/30Heating of pipes or pipe systems
    • F16L53/32Heating of pipes or pipe systems using hot fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17DPIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00Pipe-line systems
    • F17D1/08Pipe-line systems for liquids or viscous products
    • F17D1/16Facilitating the conveyance of liquids or effecting the conveyance of viscous products by modification of their viscosity
    • F17D1/18Facilitating the conveyance of liquids or effecting the conveyance of viscous products by modification of their viscosity by heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Loading And Unloading Of Fuel Tanks Or Ships (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, в частности к способу транспортировки на поверхность обводненной нефтяной смеси при ликвидации подводных разливов нефти. Техническим результатом изобретения является транспортировка обводненной нефтяной смеси, образующейся в результате аварийного разлива нефти под водой с больших глубин. Изобретение представляет собой теплоизолированную систему типа «труба в трубе». По наружному незамкнутому контуру (межтрубному пространству) от котлоагрегатов судна-носителя к теплообменнику устройства типа «купол» движется горячая вода, которая после омывания теплопередающей поверхности выходит через перфорированную теплоизолированную наружную поверхность теплообменника. По внутреннему подогреваемому контуру при помощи погружного насоса происходит транспортировка нагретой нефтяной смеси. Для контроля производительности системы на «куполе» предусмотрены датчики системы контроля среды. 1 ил.

Description

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, в частности к способу транспортировки на поверхность обводненной нефтяной смеси при ликвидации подводных разливов нефти.
При большом давлении и низких температурах нефтяная смесь в сочетании с процессом обводнения становится нетранспортабельной по следующим причинам:
1) образование газовых гидратов с последующей закупоркой проходного сечения транспортировочного трубопровода;
2) образование парафинов и других кристаллических отложений (в зависимости от состава пластовой нефти), на стенках транспортировочного трубопровода.
Все два указанных процесса с определенной долей вероятности могут развиваться во время операции по транспортировке.
В нефтегазовой промышленности для борьбы с газовыми гидратами, для снижения вязкости перекачиваемой нефтяной смеси и уменьшения доли отложений в трубопроводе хорошо зарекомендовал себя метод подогрева нефти.
Существует два основных метода подогрева нефтяной смеси при течении ее через трубу:
- греющим кабелем;
- прокачкой теплоносителя.
К первому методу относится способ подогрева саморегулирующимися греющими кабелями, которые монтируются вдоль трубопровода с дальнейшим нанесением наружного теплоизоляционного покрытия (RU 2 665 776 С1, опубл. 04.09.2018). Полимерная армированная труба с электроподогревом, состоящая из внутреннего полимерного слоя, на наружную поверхность которого последовательно наносят армирующий слой, промежуточную полимерную оболочку, повив из изолированных проводников, имеющих дополнительную внешнюю оболочку в виде сектора кольца, ограниченного внутренним и внешним радиусом укладки проводников, и внешнюю полимерную оболочку, при этом армирующий слой выполнен из повивов металлических или полимерных лент, полимерных нитей или металлических проволок. Сечение проводников рассчитано таким образом, чтобы выделяемая при прохождении электрического тока тепловая мощность как минимум компенсировала тепловые потери транспортируемого флюида.
При моделировании использования данного технического решения для нагрева и транспортировки обводненной нефтяной смеси с больших глубин водоемов на поверхность выявляется следующий недостаток: применение трубопровода с греющим кабелем не обеспечивает интенсивный нагрев смеси в зоне входа в трубопровод, а предназначено лишь для компенсации тепловых потерь в трубопроводе и поддержания температуры уже нагретого продукта (что приведет к образованию газовых гидратов и закупорке сечения на входе).
Устранение этого недостатка осуществимо (при сохранении в качестве источника энергии электрического тока) путем установки электрического теплообменника в зону входа нефтяной смеси, но для его нагрева до оптимальной температуры существует необходимость в передаче большого количества электроэнергии с поверхности (с судна-носителя), что в свою очередь приводит к возрастанию сечения токопроводящей жилы пропорционально рабочей глубине, сопровождающимся увеличением жесткости и гидродинамического сопротивления перемещению трубопровода с кабелем во время операций спуска и наведения устройства типа «купола», а также к введению в схему габаритных и дорогостоящих трансформаторов глубоководного исполнения.
Второй метод представляет собой омывание нефтепровода теплоносителем. Известен способ подогрева трубопровода, по которому подогрев осуществляется с помощью теплообменной системы, установленной на пункте подогрева нефти, при помощи первичного теплоносителя - воды, нагрев которой осуществляется в водогрейном котле (RU №2 336 456 С2, опубл. 20.10.2008). Данный способ используется при подогреве промышленных магистральных трубопроводов. Используемые котельные агрегаты, арматура и трубопроводы являются стационарными.
Техническим результатом изобретения является транспортировка обводненной нефтяной смеси, образующейся в результате аварийного разлива нефти под водой, с больших глубин.
Технический результат достигается тем, что система транспортировки нефтяной смеси для ликвидации подводных разливов нефти устройством типа «Купол», включающая в себя водогрейные котлы судна-носителя и теплообменную систему, снабженную внешним контуром и внутренним контуром, и включающую снабженное теплообменником устройство типа «Купол», и транспортировочный трубопровод, связанный одним концом с судном-носителем, и другим концом подключаемый к устройству типа «Купол», Система транспортировки нефтяной смеси для ликвидации подводных разливов нефти включает интегрированный в трубопровод в качестве транспортировочного погружной насос, снабженный корпусом, выполненным с возможностью циркуляции теплоносителя. Система транспортировки нефтяной смеси для ликвидации подводных разливов нефти включает автоматическое соединительное устройство, размещенные на конструкции устройства типа «Купол» датчики контроля среды.
Причем наружная поверхность теплообменника устройства типа «Купол» выполнена с перфорированными отверстиями, выводящими теплоноситель, представляющий собой нагретую забортную воду, из внешнего контура наружу в окружающую среду. При этом система транспортировки нефтяной смеси выполнена с возможностью развертывания с судна-носителя, находящегося на поверхности воды вне зоны действия нефтяного пятна, и подключения транспортировочного трубопровода к устройству типа «Купол» с помощью средств наведения и автоматического соединительного устройства.
Кроме того, система транспортировки нефтяной смеси выполнена с возможностью контроля производительности транспортировки нефтяной смеси посредством данных, получаемых от датчиков контроля среды.
Предлагаемое изобретение представлено на чертеже.
Предлагаемое изобретение направлено на решение проблемы с транспортировкой обводненной нефтяной смеси с больших глубин водоемов с обеспечением противодействия образованию газовых гидратов, снижения вязкости перекачиваемой нефтяной смеси и уменьшения доли отложений в трубопроводе.
Система транспортировки нефтяной смеси для ликвидации подводных разливов нефти устройством типа «Купол» включает в себя водогрейные котлы судна-носителя, теплообменную систему, погружной насос 4, датчики контроля среды 9 и автоматическое соединительное устройство 10.
Теплообменная система подогревает нефтяную смесь 1 теплоносителем 5, который нагревается в водогрейном котле судна-носителя. Теплообменная система состоит из устройства типа «Купол» 2 и транспортировочного трубопровода 6. Она снабжена внешним контуром, предназначенным для циркуляции теплоносителя 5 от водогрейного котла судна-носителя к устройству типа «Купол» 2 и внутренним контуром - для транспортирования нефтяной смеси 1 от устройства типа «Купол» 2 к резервуарам судна-носителя.
Устройство типа «Купол» 2 снабжено теплообменником 3. Наружная поверхность 8 теплообменника выполнена с перфорированными отверстиями 7. Перфорированные отверстия 7 обеспечивают вывод через них теплоносителя 5 из внешнего контура теплообменной системы наружу в окружающую среду. При этом теплоноситель 5 представляет собой нагретую в водогрейном котле судна-носителя забортную воду, выводимую через перфорированные отверстия 7 наружу в окружающую среду.
Транспортировочный трубопровод 6 представляет из себя теплоизолированную концентрическую систему типа «труба в трубе» для транспортировки обводненной нефтяной смеси 1 из подводного разлива с больших глубин водоемов на судно-носитель с возможностью дальнейшей транспортировки или утилизации. Транспортировочный трубопровод 6 состоит из набора прочных гибких композитных труб и подключается к устройству типа «Купол» 2. Для противодействия образованию газовых гидратов, снижения вязкости нефтяной смеси 1 и вероятности закупоривания проходного сечения внутреннего контура из-за образования кристаллических отложений подогрев нефтяной смеси 1 осуществляют в зоне омывания теплообменника 3 и входа в транспортировочный трубопровод 6.
Погружной насос 4 снабжен корпусом, выполненным с возможностью циркуляции теплоносителя 5. Погружной насос 4 соединен с транспортировочным трубопроводом 6 при помощи фланцев. Он применяется в качестве транспортировочного насоса.
Датчики контроля среды 9 установлены на судне-носителе и на конструкции устройства типа «Купол» 2. Они обеспечивают системе транспортировки нефтяной смеси возможность контроля производительности транспортировки нефтяной смеси 1 за счет получаемых параметрических данных среды.
Автоматическое соединительное устройство 10 позволяет выполнять развертывание системы транспортировки нефтяной смеси с судна-носителя, находящегося на поверхности воды вне зоны действия нефтяного пятна, и подключать с помощью средств наведения транспортировочный трубопровод 6 к устройству типа «Купол» 2.
Система транспортировки нефтяной смеси для ликвидации подводных разливов нефти устройством типа «Купол» работает следующим образом. Обводненная нефтяная смесь 1 локализуется в устройстве типа «купол» 2, внутри которого расположена поверхность теплообменника 3. При взаимодействии с теплообменником 3 перекачиваемая эмульсия нагревается до оптимальной температуры (40°С) и при помощи погружного насоса 4 транспортируется на поверхность. Теплообменник 3 устройства типа «купола» в свою очередь нагревается проходящим внутри теплоносителем 5, которым является нагретая забортная вода.
Горячая вода подается к теплообменнику 3 с поверхности от водогрейных котлов судна-носителя по транспортировочному трубопроводу 6. Транспортировочный трубопровод 6 представляет собой гибкую теплоизолированную концентрическую систему типа «труба в трубе». По внутренней трубе (внутреннему контуру) транспортировочного трубопровода 6 происходит транспортировка обводненной нефтяной смеси 1 от устройства типа «купол» 2 к резервуарам судна-носителя (с последующей транспортировкой на наливные суда), а по межтрубному пространству (внешнему контуру) от судна-носителя к теплообменнику 3 устройства типа «купол» 2 движется теплоноситель 5.
Горячая вода циркулирует по незамкнутому контуру для оптимизации, связанной с уменьшением диаметра транспортировочного трубопровода 6 (и соответственно массы и гидродинамического сопротивления перемещению трубопровода в воде) ввиду отсутствия обратного контура (что также снижает гидравлические потери на транспортировку теплоносителя «вверх») и прочной несущей конструкции, рассчитываемой на забортное давление.
В водогрейные котлы судна-носителя вода поступает из-за борта, выход теплоносителя 5 предусмотрен через перфорированные отверстия 7 теплоизолированной наружной поверхности 8 теплообменника 3 устройства типа «купол» 2. Вывод теплоносителя 5, воды, через перфорированные отверстия 7 наружу в окружающую среду.
Температура внутри транспортировочного трубопровода 6 сохраняется благодаря низкому коэффициенту теплопроводности материалов труб. Производительность системы и проходные диаметры трубопровода 6 позволяют транспортировать до 475 м3 обводненной нефтяной смеси в час.
В качестве транспортировочного насоса применяется погружной насос 4, интегрированный в транспортировочный трубопровод 6. Корпус погружного насоса 4 выполнен таким образом, что позволяет организовать через него циркуляцию теплоносителя 5. Соединение погружного насоса 4 с транспортировочным трубопроводом 6 осуществляется при помощи фланцев.
Развертывание системы транспортировки нефтяной смеси с судна-носителя, находящегося на поверхности воды, а также подключение транспортировочного трубопровода 6 к устройству типа «Купол» 2 осуществляют при помощи средств наведения и автоматического соединительного устройства 10. При этом судно-носитель может находиться вне зоны действия нефтяного пятна.
На устройстве типа «купол» 2 и на судне-носителе (в пункте сбора откачиваемой нефтяной смеси) установлены датчики контроля среды 9 (датчики температуры, анализаторы нефтепродуктов, гидроакустические датчики обнаружения сопутствующих газов).
На основании сигналов указанных датчиков 9 вычислительный блок системы управления определяет необходимость в изменении производительности системы транспортировки и подает соответствующие управляющие сигналы на органы управления водогрейных котлов и насосных агрегатов. Поэтому система является интеллектуальной и позволяет непрерывно в автоматическом режиме производить регулировку производительности в зависимости от переменных внешних воздействий (изменение параметров подводных течений, дебита нефтепродуктов, температуры).
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет осуществлять транспортировку обводненной нефтяной смеси, образующейся в результате аварийного разлива нефти под водой, с больших глубин.

Claims (1)

  1. Система транспортировки нефтяной смеси для ликвидации подводных разливов нефти устройством типа «Купол», включающая в себя водогрейные котлы судна-носителя и теплообменную систему, снабженную внешним контуром и внутренним контуром, и включающую снабженное теплообменником устройство типа «Купол», и транспортировочный трубопровод, связанный одним концом с судном-носителем, и другим концом подключаемый к устройству типа «Купол», отличающаяся тем, что включает интегрированный в трубопровод в качестве транспортировочного погружной насос, снабженный корпусом, выполненным с возможностью циркуляции теплоносителя, автоматическое соединительное устройство, размещенные на конструкции устройства типа «Купол» датчики контроля среды, причем наружная поверхность теплообменника устройства типа «Купол» выполнена с перфорированными отверстиями, выводящими теплоноситель, представляющий собой нагретую забортную воду, из внешнего контура наружу в окружающую среду, при этом система транспортировки нефтяной смеси выполнена с возможностью развертывания с судна-носителя, находящегося на поверхности воды вне зоны действия нефтяного пятна, и подключения транспортировочного трубопровода к устройству типа «Купол» с помощью средств наведения и автоматического соединительного устройства, и с возможностью контроля производительности транспортировки нефтяной смеси посредством данных, получаемых от датчиков контроля среды.
RU2019119426A 2019-06-21 2019-06-21 Система транспортировки нефтяной смеси для ликвидации подводных разливов нефти устройством типа "Купол" RU2739664C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019119426A RU2739664C2 (ru) 2019-06-21 2019-06-21 Система транспортировки нефтяной смеси для ликвидации подводных разливов нефти устройством типа "Купол"

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019119426A RU2739664C2 (ru) 2019-06-21 2019-06-21 Система транспортировки нефтяной смеси для ликвидации подводных разливов нефти устройством типа "Купол"

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019119426A3 RU2019119426A3 (ru) 2020-12-21
RU2019119426A RU2019119426A (ru) 2020-12-21
RU2739664C2 true RU2739664C2 (ru) 2020-12-28

Family

ID=74062139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019119426A RU2739664C2 (ru) 2019-06-21 2019-06-21 Система транспортировки нефтяной смеси для ликвидации подводных разливов нефти устройством типа "Купол"

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2739664C2 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1498908A1 (ru) * 1987-08-17 1989-08-07 Государственный научно-исследовательский и проектный институт по освоению месторождений нефти и газа "Гипроморнефтегаз" Устройство дл сбора нефти и газа из грифонов на дне мор
US20120073823A1 (en) * 2007-02-12 2012-03-29 Mcclanahan Jack L System for subsea extraction of gaseous materials from, and prevention, of hydrates
US20120181041A1 (en) * 2011-01-18 2012-07-19 Todd Jennings Willman Gas Hydrate Harvesting
US20150226039A1 (en) * 2012-09-07 2015-08-13 Total Sa Containment system and a method for using said containment system
US20160265317A1 (en) * 2013-10-21 2016-09-15 Total Sa A containment system and a method for using said containment system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1498908A1 (ru) * 1987-08-17 1989-08-07 Государственный научно-исследовательский и проектный институт по освоению месторождений нефти и газа "Гипроморнефтегаз" Устройство дл сбора нефти и газа из грифонов на дне мор
US20120073823A1 (en) * 2007-02-12 2012-03-29 Mcclanahan Jack L System for subsea extraction of gaseous materials from, and prevention, of hydrates
US20120181041A1 (en) * 2011-01-18 2012-07-19 Todd Jennings Willman Gas Hydrate Harvesting
US20150226039A1 (en) * 2012-09-07 2015-08-13 Total Sa Containment system and a method for using said containment system
US20160265317A1 (en) * 2013-10-21 2016-09-15 Total Sa A containment system and a method for using said containment system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019119426A3 (ru) 2020-12-21
RU2019119426A (ru) 2020-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2090016C1 (ru) Электрическая нагревательная система
AU2012253232B2 (en) Subsea cooling system
US5256844A (en) Arrangement in a pipeline transportation system
US6955221B2 (en) Active heating of thermally insulated flowlines
CA2662942C (en) Sub sea processing system
US20100051279A1 (en) Method of prevention of hydrates
US20110315233A1 (en) Universal Subsea Oil Containment System and Method
CN103703212A (zh) 管中管装置、方法和系统
CN1120918C (zh) 加热的海底管线和其制造方法
US8424608B1 (en) System and method for remediating hydrates
RU2739664C2 (ru) Система транспортировки нефтяной смеси для ликвидации подводных разливов нефти устройством типа "Купол"
MX2012005922A (es) Cable calefactor de tuberias de extraccion de hidrocarburos para pozos tipo shale, pozos expuestos a presiones elevadas y pozos con espacio anular inundado en forma eventual, permanente o combinada.
CN104214439A (zh) 异金属海底管道绝缘装置
US20170122476A1 (en) Microwave-based fluid conduit heating system and method of operating the same
EP3942213B1 (en) Subsea pipelines equipped with direct electrical heating systems
EP3891425B1 (en) Heating of subsea pipelines
EP3495055B1 (en) A submarine structure and related method
NO303187B1 (no) Koplingsinnretning for r÷rledning-oppvarmingssystem
EP4034794A1 (en) Annulus connection
BR102013019601B1 (pt) Método e sistema integrado de escoamento de produção e injeção de água em reservatórios de petróleo
US20220412189A1 (en) Centrifugal pump for heating fluid by eddy current, and subsea tool for heating fluid by eddy current
US10982508B2 (en) Pipeline insulated remediation system and installation method
Fedyushkin et al. The fight with hydrate formation during the operation of wells at the Tagulsky field
CN204667923U (zh) 一种海洋用超耐腐蚀橡套软电缆
WO2024005629A1 (en) Subsea storage system