RU2812791C1 - Способ определения объема отложений на участке трубопровода горизонтального исполнения - Google Patents
Способ определения объема отложений на участке трубопровода горизонтального исполнения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812791C1 RU2812791C1 RU2023111674A RU2023111674A RU2812791C1 RU 2812791 C1 RU2812791 C1 RU 2812791C1 RU 2023111674 A RU2023111674 A RU 2023111674A RU 2023111674 A RU2023111674 A RU 2023111674A RU 2812791 C1 RU2812791 C1 RU 2812791C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deposits
- pipeline
- volume
- pipeline section
- liquid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области обслуживания и эксплуатации внутрипромысловых трубопроводов нефтегазодобывающих компаний и направлено на периодическую количественную диагностику отложений в них. Способ определения объема отложений на участке трубопровода горизонтального исполнения заключается в установке двух датчиков давления в начале и конце участка трубопровода, закачке в трубопровод в турбулентном режиме жидкости с постоянным расходом. Закачивают реперную жидкость со свойствами, неизменными на время движения жидкости между двумя датчиками давления, объемом не менее объема участка трубопровода между датчиками давления, не имеющего отложений. По свойствам закачиваемой жидкости по формуле Дарси-Вейсбаха строят график зависимости разницы давлений в начале и в конце участка трубопровода от внутреннего диаметра трубопровода для заданного значения расхода жидкости, после стабилизации разницы давлений в начале и в конце участка снимают показания датчиков давления при заданном расходе жидкости, по графику зависимости определяют фактический внутренний диаметр участка трубопровода с отложениями. Объем отложений определяют по расчетной формуле исходя из известного значения диаметра проходного сечения участка трубопровода. Технический результат заключается в повышении точности производимых измерений объема отложений в трубопроводе. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области обслуживания и эксплуатации внутрипромысловых трубопроводов нефтегазодобывающих компаний.
Эксплуатация месторождений нефти со значительным содержанием асфальтенов, смол и парафинов осложнена тем, что со временем некоторые участки трубопроводов заполняется отложениями, состоящими, как правило, из тяжелых компонентов нефти с определенной долей механических примесей, неорганических солей и воды. Отложения сужают проходное сечение нефтепроводов и, в конечном счете, снижают их производительность по транспортировке жидкости. Эффективным средством удаления отложений является прогонка скребка в полости трубопровода, но лишь часть внутрипромысловых нефтегазопроводов ими оборудована.
Для продления безаварийной и эффективной эксплуатации участков без скребкования необходимо периодически определять в них объем отложений для их последующего удаления кратным объемом органического растворителя.
Аналогичная картина наблюдается и на некоторых водоводах высокого давления, когда проходное сечение трубопровода сужается из-за формирования на внутренней поверхности труб отложений из карбоната кальция. Для удаления таких отложений 20% раствором гидроксида натрия необходимо знать объем таких солевых отложений.
Известен способ определения объема отложений в газопроводах, основанный на присоединении к проблемному участку байпасной линии со счетчиком газа и снятия показаний с дифманометра (Тезисы доклада Султанов Р.Г, Мухаметшин С.М. в сборнике тезисов конференции Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. - Уфа: ГУП «ИПТЭР», 2012, стр. 405-406). Реализация способа предназначена только для газопроводов и не дает информацию по распределению отложений в трубопроводе.
Известен способ определения толщины слоя грязепарафиновых отложений в нефтепроводах, основанный на нагреве точечного участка трубопровода и замере интенсивности теплового потока сквозь трубопровод и отложения. Способ описан в А.с.№437883 (опубл. 30.07.74, бюл. 28). Недостатком способа является то, что для проведения измерений необходим прямой доступ к внешней поверхности трубопровода. Промысловые трубопроводы в большинстве своем заглублены в грунт на глубину 2 м, поэтому для шурфования необходима специальная техника и дополнительный персонал предприятия.
Прототипом заявляемого изобретения служит способ количественной диагностики отложений в трубопроводе по патенту РФ на изобретение №2728011 (опубл. 28.07.2020, бюл. 22), по которому исследуемый трубопровод снабжают в начале и конце датчиками давления, в трубопровод закачивают с постоянным расходом высоковязкую жидкость определенного объема. По показаниям датчиков давления определяют время прохождения высоковязкой жидкости по участку трубопровода и по математической формуле находят искомый объем отложений. Способ основан на применении высоковязкой эмульсии ограниченного объема и длины с тем, чтобы датчики давления диагностировали этот объем как местное сопротивление скачком давления, значительно превышающим погрешность измерения прибора. Для производства такой высоковязкой эмульсии требуется создание мелкодисперсной структуры или применение эмульгаторов. Также по способу требуются два высокоточных датчика давления.
Технической проблемой является разработка способа определения объема отложений в трубопроводе с достижением следующего технического результата: повышение точности производимых измерений объема отложений в трубопроводе при отсутствии высокоточных датчиков давления и возможности создания в полевых условиях высоковязкой жидкости необходимого объема.
Технический результат достигается тем, что по способу определения объема отложений на участке трубопровода горизонтального исполнения, заключающемуся в установке двух датчиков давления в начале и конце участка трубопровода, закачке в трубопровод в турбулентном режиме жидкости с постоянным расходом, согласно изобретению закачивают реперную жидкость со свойствами, неизменными на время движения жидкости между двумя датчиками давления, объемом не менее объема участка трубопровода между датчиками давления, не имеющего отложений, по свойствам закачиваемой жидкости по формуле Дарси-Вейсбаха строят график зависимости разницы давлений в начале и в конце участка трубопровода от внутреннего диаметра трубопровода для заданного значения расхода жидкости, снимают показания датчиков давления при заданном расходе жидкости и по графику зависимости определяют фактический внутренний диаметр участка трубопровода с отложениями, объем отложений определяют по формуле:
где:
L - длина участка трубопровода между двумя датчиками давления, м;
D - внутренний диаметр участка трубопровода без отложений, м;
Dотл - фактический внутренний диаметр участка трубопровода с отложениями, м (принимается постоянной величиной по длине участка трубопровода).
На фиг. 1 изображена закачка реперной жидкости и ее продвижение между двумя датчиками давления в исследуемом участке трубопровода. На фиг. 2 приведен график зависимости разницы давлений P1 - в начале участке трубопровода и Р2 - в конце участка трубопровода от диаметра проходного сечения участка трубопровода.
На фиг. 1 обозначены: 1 - участок трубопровода, 2 - отложения, 3 -задвижка в начале участка трубопровода, 4 - задвижка на отводе в начале участка трубопровода, 5 - датчик давления в начале участка трубопровода, 6 -датчик давления в конце участка трубопровода, 7 - реперная жидкость с постоянными свойствами, 8 - передвижной насосный агрегат типа ЦА-320, L - длина участка трубопровода с отложениями (расстояние между датчиками давления).
Способ реализуется в следующей последовательности:
1. Перед закачкой реперной жидкости 7 в участок трубопровода 1 с отложениями 2 инструментально оценивают свойства реперной жидкости: определяют плотность и вязкость для термобарических условий участка трубопровода.
2. Реперную жидкость закачивают с помощью насосного агрегата 8 с постоянным расходом в участок трубопровода в объеме, превышающем объем участка трубопровода без отложений для того, чтобы некоторое время между датчиками прокачивалась только реперная жидкость. Фиксируют установившиеся показания датчиков давления P1 (начало участка) и P2 (конечная часть участка трубопровода).
3. По замеренным значениям плотности и вязкости реперной жидкости и фактического такой жидкости расхода по участку трубопровода с отложениями с помощью формулы Дарси-Вейсбаха определяют расчетным путем потери давления на трения как разницу показаний указанных датчиков давления Ртр=P1-Р2 для 4-5 значений внутреннего диаметра трубопровода, где максимальным значением будет диаметр исследуемого участка трубопровода без отложений, остальные - в сторону уменьшения до нулевого значения.
4. По данным п. 3. строят график зависимости разницы давлений в начале и в конце участка трубопровода от внутреннего диаметра трубопровода для фактического расхода жидкости.
5. Проводят горизонтальную линию по замеренному значению P1-Р2 до пересечения с графиком зависимости. Пересечение покажет фактический проходной диаметр трубопровода с отложениями Dотл.
6. По формуле 1 определяют объем отложений.
Реализацию предложенного способа рассмотрим на примере участка нефтегазопровода с асфальтосмолопарафиновыми отложениями, равномерно распределенными по всей его длине.
Исходные данные:
- длина участка трубопровода с отложениями - 5 км;
- внутренний диаметр без отложений - 0,2 м;
По способу выполняются следующие работы и измерения:
1. После установки датчиков 5 и 6 задвижка 3 закрывается и через открытую задвижку 4 насосным агрегатом 8 обеспечивается закачка реперной жидкости, например товарной нефти со следующими свойствами: плотность
- 900 кг/м3 и вязкость - 50 мПа⋅с. Объем прокачиваемой жидкости превышает объем внутренней полости участка трубопровода без отложений на определенную величину. Это обеспечивает стабилизацию показаний датчиков 5 и 6.
2. Насосным агрегатом поддерживается расход нефти Q=2000 м3 сут, и после прокачки всего объема нефти по п. 2 фиксируются стабильные показания датчиков давления P1=25 атм и Р2=5 атм. Откуда P1-Р2=20 атм.
3. Для ряда диаметров 0,2 м и менее последовательно определяют следующие параметры: скорость движения нефти υ, критерий Рейнольдса Re, коэффициент гидравлического сопротивления λ и по формуле Дарси-Вейсбаха потери давления на трение Ртр=P1-Р2.
Результаты расчетов приведены в таблице 1.
4. По данным таблицы 4 строят график, приведенный на фиг. 2.
5. На графике проводят горизонтальную линию, соответствующую значению P1-Р2=20 атм. Пересечение горизонтальной линии с графиком показывает фактический проходной диаметр трубопровода с отложениями Dотл=0,131 м.
6. По формуле 1 определяют объем отложений:
По мнению авторов, новизна и существенное отличие заявленного изобретения заключаются в нескольких позициях:
1. В трубопровод закачивается реперная жидкость, свойства которой остаются неизменными при прохождении всей длины участка трубопровода с отложениями.
2. Существенным является то, что объем реперной жидкости должен превышать объем полости участка трубопровода без отложений.
3. Показания датчиков давления в завершающей части закачки реперной жидкости фиксируются при наступлении стабилизации их разницы P1-Р2.
4. Внутренний диаметр трубопровода с отложениями определяется графоаналитическим путем на основании проведенных измерений перепада давлений и расчетной тарировочной характеристики трубопровода с различными внутренними диаметрами.
Claims (6)
- Способ определения объема отложений на участке трубопровода горизонтального исполнения, заключающийся в установке двух датчиков давления в начале и конце участка трубопровода, закачке в трубопровод в турбулентном режиме жидкости с постоянным расходом, отличающийся тем, что закачивают реперную жидкость со свойствами, неизменными на время движения жидкости между двумя датчиками давления, объемом не менее объема участка трубопровода между датчиками давления, не имеющего отложений, по свойствам закачиваемой жидкости по формуле Дарси-Вейсбаха строят график зависимости разницы давлений в начале и в конце участка трубопровода от внутреннего диаметра трубопровода для заданного значения расхода жидкости, после стабилизации разницы давлений в начале и в конце участка снимают показания датчиков давления при заданном расходе жидкости, по графику зависимости определяют фактический внутренний диаметр участка трубопровода с отложениями, объем отложений определяют по формуле:
- ,
- где:
- L – длина участка трубопровода между двумя датчиками давления, м;
- D – внутренний диаметр участка трубопровода без отложений, м;
- Dотл – фактический внутренний диаметр участка трубопровода с отложениями, м.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2812791C1 true RU2812791C1 (ru) | 2024-02-02 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2263210C2 (ru) * | 2000-09-22 | 2005-10-27 | Йон Стейнар Гудмундссон | Способ определения профилей давления в стволах скважин, выкидных линиях и трубопроводах и применение такого способа (варианты) |
| RU2445545C1 (ru) * | 2011-02-17 | 2012-03-20 | Артур Маратович Галимов | Способ определения объема отложений в трубопроводе |
| RU2457324C1 (ru) * | 2011-01-31 | 2012-07-27 | Ильдар Зафирович Денисламов | Способ оценки объема отложений в колонне лифтовых труб скважины |
| RU2601348C1 (ru) * | 2015-10-06 | 2016-11-10 | Ильдар Зафирович Денисламов | Способ оценки объема отложений в трубопроводе |
| US20170246645A1 (en) * | 2015-06-08 | 2017-08-31 | Saudi Arabian Oil Company | Controlling flow of black powder in hydrocarbon pipelines |
| RU2728011C1 (ru) * | 2019-12-16 | 2020-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Способ количественной диагностики отложений в трубопроводе |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2263210C2 (ru) * | 2000-09-22 | 2005-10-27 | Йон Стейнар Гудмундссон | Способ определения профилей давления в стволах скважин, выкидных линиях и трубопроводах и применение такого способа (варианты) |
| RU2457324C1 (ru) * | 2011-01-31 | 2012-07-27 | Ильдар Зафирович Денисламов | Способ оценки объема отложений в колонне лифтовых труб скважины |
| RU2445545C1 (ru) * | 2011-02-17 | 2012-03-20 | Артур Маратович Галимов | Способ определения объема отложений в трубопроводе |
| US20170246645A1 (en) * | 2015-06-08 | 2017-08-31 | Saudi Arabian Oil Company | Controlling flow of black powder in hydrocarbon pipelines |
| RU2601348C1 (ru) * | 2015-10-06 | 2016-11-10 | Ильдар Зафирович Денисламов | Способ оценки объема отложений в трубопроводе |
| RU2728011C1 (ru) * | 2019-12-16 | 2020-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Способ количественной диагностики отложений в трубопроводе |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ДЕНИСЛАМОВ И.З. и др. Количественная диагностика и удаление асфальтосмолопарафиновых отложений в скважинах и нефтесборных трубопроводах // Нефтегазовое дело, 2019, т.17, N 1, с.41-49. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4726219A (en) | Method and system for determining fluid pressures in wellbores and tubular conduits | |
| Burger et al. | Flow increase in the Trans Alaska Pipeline through use of a polymeric drag-reducing additive | |
| Thawer et al. | Asphaltene deposition in production facilities | |
| US4821564A (en) | Method and system for determining fluid pressures in wellbores and tubular conduits | |
| Chen et al. | Techniques for measuring wax thickness during single and multiphase flow | |
| Lv et al. | Experimental study on hydrate induction time of gas-saturated water-in-oil emulsion using a high-pressure flow loop | |
| Gong et al. | Wax deposition in the oil/gas two-phase flow for a horizontal pipe | |
| Towler et al. | Experimental investigations of the mitigation of paraffin wax deposition in crude oil using chemical additives | |
| Van Der Geest et al. | Wax deposition experiment with highly paraffinic crude oil in laminar single-phase flow unpredictable by molecular diffusion mechanism | |
| Hassanean et al. | Studying the rheological properties and the influence of drag reduction on a waxy crude oil in pipeline flow | |
| NO324451B1 (no) | Fremgangsmate for bestemmelse av trykkprofiler i bronner, produksjonsledninger og rorledninger, samt anvendelse av fremgangsmaten | |
| Theyab et al. | Experimental study of wax deposition in pipeline–effect of inhibitor and spiral flow | |
| BRPI0606595A2 (pt) | sistema e mÉtodo para produzir e transportar àleo bruto, e, mÉtodos para transportar um fluido produzido atravÉs de um tubo ao mesmo tempo que limita depàsitos em uma localizaÇço desejada de parede interna do tubo e para calcular tensço de cisalhamento àtima em um sistema de tubulaÇço | |
| RU151950U1 (ru) | Гидродинамический стенд для испытания противотурбулентных присадок для нефти и нефтепродуктов | |
| Banjar et al. | Experiments and emulsion rheology modeling in an electric submersible pump | |
| RU2601348C1 (ru) | Способ оценки объема отложений в трубопроводе | |
| RU2629884C1 (ru) | Установка для оценки эффективности агентов снижения гидравлического сопротивления | |
| RU2812791C1 (ru) | Способ определения объема отложений на участке трубопровода горизонтального исполнения | |
| Botne | Modeling wax thickness in single-phase turbulent flow | |
| Scott et al. | Flow testing methods to detect and characterize partial blockages in looped subsea flowlines | |
| RU2728011C1 (ru) | Способ количественной диагностики отложений в трубопроводе | |
| RU2816953C1 (ru) | Способ определения объема отложений в трубопроводе | |
| Zhang et al. | Laboratory determination of calcium carbonate scaling rates for oilfield wellbore environments | |
| Haimin et al. | Wall sticking of high water-cut, highly viscous and high gel-point crude oil transported at low temperatures | |
| RU2445545C1 (ru) | Способ определения объема отложений в трубопроводе |